생물약품 생산을 위한 대장균 세포 무결성 최적화

생물약학 분야에서 대장균(E. coli)은 재조합 단백질 발현을 위한 숙주로서 중요한 역할을 합니다. 대장균의 세포적 무결성은 단백질 수율, 품질 및 생산 비용에 매우 중요합니다. 이 무결성은 주로 내막(IM)과 외막(OM)의 구조와 기능과 관련이 있습니다.

Yaohai Bio-Pharma는 E. coli 발효 및 재조합 단백질 발현 분야에서 15년의 경험을 보유하고 있습니다. 우리는 다양한 전략을 사용하여 높은 E. coli 세포 무결성을 유지하고, 플라스미드 수율은 1시간의 배양 주기 내에서 30g/L를 초과합니다. 미생물 발현 분야에서의 광범위한 경험을 바탕으로, Yaohai Bio-Pharma는 생물제약 생산 중에 E. coli의 세포 무결성을 모니터링하고 개선하기 위한 여러 가지 효과적인 전략을 요약했습니다.

대장균의 세포 무결성을 모니터링하는 기술

유세포 분석: 세포 상태를 구별하기 위해 형광 염료를 활용합니다. 예를 들어, 세포 생존력을 감지하기 위해 프로피듐 요오드화물을 사용하고 OM 투과성을 평가하기 위해 SYTO9를 사용합니다. 그러나 염색 비용이 많이 들고 작업이 복잡합니다.

비색법: 상층액에서 DNA 함량, 효소 활성 등을 검출하여 세포 용해를 반영합니다. 예를 들어 PicoGreen 시약 키트와 알칼리성 인산가수분해효소 활성 검정을 사용합니다. 그러나 이러한 방법은 번거롭고 값비싼 시약이 필요합니다.

고성능 액체 크로마토그래피: OM 누출을 평가하기 위해 세포외 생성물 농도를 오프라인으로 감지하는 데 사용됩니다. 그러나 자동화가 복잡하고 분석 시간이 깁니다.

진동 분광 기술: 근적외선 및 중적외선 분광법 등은 잠재적인 응용 분야를 가지고 있지만 스펙트럼 간섭과 데이터 분석의 과제를 극복해야 합니다.

유전 분광법: 세포 현탁액의 임피던스를 측정하여 막 무결성을 평가하여 실시간 온라인 모니터링을 가능하게 합니다. 그러나 간섭을 받기 쉽고 교정이 어렵습니다.

바이오센서: 세포 내부나 주변질에서 누출된 화합물을 감지할 수 있지만, 센서 재생의 어려움과 같은 문제에 직면합니다.

점도 및 밀도 측정: 비용이 저렴하고 분석이 빠르지만 선택성이 부족하고 판단을 위해 다중 배치 데이터를 고려해야 합니다.

세포 무결성에 영향을 미치는 요인

균주 공학: 지질단백질 유전자 돌연변이와 같은 유전 공학을 통해 OM 무결성을 변경하지만 균주 성장에 영향을 미칠 수 있습니다.

유도된 스트레스: 재조합 단백질의 과발현은 대사 부담을 초래하여 세포 생리학에 영향을 미칩니다. 따라서 발현 수준의 합리적인 조절이 필요합니다.

기질 공급 속도: 지나치게 높거나 낮은 공급 속도는 모두 세포 용해와 OM 무결성에 영향을 미칩니다.

온도와 통기: 높은 온도와 낮은 산소 가용성은 각각 발현 스트레스와 OM 누출을 증가시키지만, 구체적인 효과는 다양합니다.

삼투압: 주변질 단백질을 방출하는 데 사용되지만 세포 생존력을 손상시켜 적용이 제한됩니다.

결론 미래 연구는 세포막 무결성을 정확하게 제어하기 위해 막 복구의 메커니즘과 조건을 더 깊이 파고들어야 합니다. 모니터링 방법을 최적화하고 영향 요인을 분석하면 제품 품질을 향상시켜 바이오제약 산업의 발전을 촉진할 것으로 기대됩니다.

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