Оптимизация клеточной целостности E. coli для производства биофармацевтических препаратов

В области биофармацевтики Escherichia coli (E. coli) играет важную роль в качестве хозяина для экспрессии рекомбинантных белков. Клеточная целостность E. coli имеет решающее значение для выхода белка, качества и производственных затрат. Эта целостность в первую очередь касается структуры и функции внутренней мембраны (IM) и внешней мембраны (OM).

Yaohai Bio-Pharma имеет 15-летний опыт ферментации E. coli и экспрессии рекомбинантного белка. Мы используем различные стратегии для поддержания высокой клеточной целостности E. coli, выход плазмиды превышает 1 г/л в течение цикла культивирования продолжительностью 30 часов. Опираясь на обширный опыт микробной экспрессии, Yaohai Bio-Pharma суммировала несколько эффективных стратегий для мониторинга и улучшения клеточной целостности E. coli в процессе биофармацевтического производства.

Методы мониторинга клеточной целостности E. coli

Проточная цитометрия: использует флуоресцентные красители для дифференциации клеточных состояний, такие как пропидий иодид для определения жизнеспособности клеток и SYTO9 для оценки проницаемости OM. Однако это требует высокой стоимости окраски и сложных операций.

Колориметрические методы: отражают лизис клеток путем определения содержания ДНК, активности ферментов и т. д. в супернатанте, например, с помощью набора реагентов PicoGreen и анализов активности щелочной фосфатазы. Однако эти методы громоздки и требуют дорогостоящих реагентов.

Высокопроизводительная жидкостная хроматография: используется для офлайн-детектирования концентраций внеклеточных продуктов для оценки утечки OM. Однако ее автоматизация сложна, а время анализа велико.

Методы колебательной спектроскопии: такие как спектроскопия в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах, которые имеют потенциальные области применения, но требуют преодоления спектральных помех и проблем анализа данных.

Диэлектрическая спектроскопия: оценивает целостность мембраны путем измерения импеданса клеточных суспензий, что позволяет осуществлять онлайн-мониторинг в режиме реального времени. Однако он подвержен помехам, а его калибровка затруднена.

Биосенсоры: могут обнаруживать соединения, вытекающие из клеток или периплазмы, но сталкиваются с такими проблемами, как трудности с регенерацией сенсоров.

Измерения вязкости и плотности: недорогие и быстрые в анализе, но не обладают селективностью и требуют рассмотрения данных нескольких партий для принятия решения.

Факторы, влияющие на клеточную целостность

Модификация штамма: изменяет целостность ОМ с помощью генной инженерии, например, мутации генов липопротеинов, но может повлиять на рост штамма.

Индуцированный стресс: Сверхэкспрессия рекомбинантных белков приводит к метаболической нагрузке, влияющей на клеточную физиологию. Поэтому необходима разумная регуляция уровней экспрессии.

Скорость подачи субстрата: как чрезмерно высокая, так и слишком низкая скорость подачи влияют на лизис клеток и целостность ОМ.

Температура и аэрация: высокие температуры и низкая доступность кислорода увеличивают стресс экспрессии и утечку ОВ соответственно, но конкретные эффекты различаются.

Осмотики: используются для высвобождения периплазматических белков, но нарушают жизнеспособность клеток, ограничивая их применение.

Заключение Будущие исследования должны глубже изучить механизмы и условия восстановления мембраны, чтобы точно контролировать целостность клеточной мембраны. Оптимизация методов мониторинга и анализ влияющих факторов, как ожидается, повысят качество продукции, тем самым стимулируя развитие биофармацевтической промышленности.

Мы также активно ищем институциональных или индивидуальных глобальных партнеров. Мы предлагаем самую конкурентоспособную компенсацию в отрасли. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected]