การใช้ประโยชน์จากกลยุทธ์การหมักแบบ Fed-batch ประเทศไทย

Pichia pastoris ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตโปรตีนต่างสายพันธุ์ต่างๆ เทคโนโลยีการหมักความหนาแน่นเซลล์สูง (HCDF) ซึ่งนำมาใช้ผ่านการให้อาหารแบบ Fed-Batch ช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ชีวเภสัชภัณฑ์และเอนไซม์อุตสาหกรรมได้ในปริมาณมาก ในสื่อที่ควบคุมอย่างแม่นยำ การใช้เทคโนโลยี HCDF จะทำให้ได้โปรตีนรีคอมบิแนนท์ที่มีผลผลิตสูง มีกิจกรรมสูง และคุ้มต้นทุน

งานวิจัยล่าสุดระบุว่ามีการใช้กลยุทธ์ HCDF เพื่อเพิ่มการผลิตและกิจกรรมของโปรตีนต่างชนิดใน Pichia pastoris เทคโนโลยี HCDF ช่วยให้บรรลุคลัสเตอร์เซลล์ระดับสูงในสื่อที่กำหนดได้อย่างง่ายดาย จึงทำให้สามารถรับโปรตีนรีคอมบิแนนท์จำนวนมากที่มีกิจกรรมเพิ่มขึ้นและต้นทุนลดลงผ่าน HCDF อย่างไรก็ตาม การเลือกกลยุทธ์ HCDF ที่เหมาะสมเพื่อปรับให้การแสดงออกของโปรตีนเฉพาะระดับสูงใน Pichia pastoris เหมาะสมที่สุดยังคงเป็นความท้าทาย

การหมักด้วยความหนาแน่นของเซลล์สูง (HCDF)

Pichia pastoris โดดเด่นในด้านการผลิตโปรตีนต่างชนิด โดยนิยมใช้ HCDF ในไบโอรีแอ็กเตอร์อัตโนมัติ HCDF มี 3 ขั้นตอน ได้แก่ แบตช์กลีเซอรอล การป้อน และการเหนี่ยวนำด้วยเมทานอล Yaohai Bio-Pharma มีประสบการณ์ด้านการหมักจุลินทรีย์มากกว่าหนึ่งทศวรรษ และให้บริการโครงการต่างๆ มาแล้วกว่า 400 โครงการ บริษัทมีความเชี่ยวชาญอย่างกว้างขวางและเทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างดี ทำให้สามารถใช้กลยุทธ์ HCDF ต่างๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตโปรตีนได้

เมทานอลทำหน้าที่เป็นทั้งตัวเหนี่ยวนำ AOX1 และแหล่งคาร์บอน แต่จะต้องควบคุมความเข้มข้นเพื่อป้องกันพิษ การประเมินกลยุทธ์การให้อาหารด้วยเมทานอลที่แตกต่างกันถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของ Pichia pastoris และการแสดงออกของโปรตีน

กลยุทธ์การเหนี่ยวนำเมทานอล

ในกลยุทธ์การเหนี่ยวนำเมทานอล HCDF แบบป้อนอาหารเป็นชุด กลยุทธ์การเหนี่ยวนำตามสถานะประกอบด้วยชุดวิธีการควบคุมที่ควบคุมการเติมเมทานอลเพิ่มเติมผ่านการควบคุมแบบออนไลน์/ออฟไลน์หรือแบบไปข้างหน้า/ย้อนกลับ ในบรรดากลยุทธ์การเหนี่ยวนำทางสถิติ กลยุทธ์หลักๆ ได้แก่ μ-stat, Dissolved Oxygen (DO)-stat, methanol-stat และ biomass-stat

1.1 ไมโครสแตท

กลยุทธ์ μ-stat ช่วยให้ชีวมวลคงที่โดยการควบคุม μ ช่วยในการทำซ้ำ และศึกษาผลกระทบของ μ ต่อการแสดงออกของโปรตีน อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์นี้ขาดการควบคุมเมทานอลและ DO โดยตรง ซึ่งเสี่ยงต่อการสะสมและการเกิด ROS

1.2 DO-สถิติ

กลยุทธ์ DO-stat จะช่วยควบคุมปริมาณการป้อนเมทานอลโดยอ้อมด้วยการควบคุมออกซิเจนที่ละลายอยู่เพื่อรักษาระดับออกซิเจน แต่ไม่ได้กำหนดความเข้มข้นและอัตราการเจริญเติบโตของเมทานอล ซึ่งอาจส่งผลต่อการศึกษาการแสดงออกของโปรตีนได้ การเพิ่มออกซิเจนเป็นความท้าทายในการหมักแบบใช้ออกซิเจน และแม้ว่าการเสริมออกซิเจนบริสุทธิ์อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและเป็นพิษ แต่การเพิ่มความดันเป็นแนวทางที่ประหยัดกว่าซึ่งสามารถเพิ่มกิจกรรมของโปรตีนได้เช่นกัน

1.3 เมทานอล-สเตท

การควบคุมความเข้มข้นของเมทานอลที่ไม่เพียงพอก่อให้เกิดข้อจำกัดต่อกลยุทธ์ μ-stat และ DO-stat กลยุทธ์ทางสถิติของเมทานอลซึ่งทำงานในโหมดเปิด/ปิดนั้นมีแนวโน้มที่จะผันผวนและขาดความแม่นยำ ในทางตรงกันข้าม ตัวควบคุม PID นำเสนอการควบคุมความเข้มข้นของเมทานอลที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการหมักโดยรวม

1.4 ชีวมวล-สถิติ

กลยุทธ์สถิติชีวมวลจะกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการป้อนชีวมวลและเมทานอล โดยปรับอัตราการป้อนเมทานอลให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มผลผลิตโปรตีน การตรวจสอบชีวมวลแบบออนไลน์เป็นวิธีที่ได้ผลจริงมากกว่า โดยวิธีการไซโตเมทรีแบบไหลเป็นวิธีการที่ต้องการ ในระดับ 1000 ลิตร การปรับอัตราการป้อนเมทานอลให้เหมาะสมจะปรับปรุงกิจกรรมของเอนไซม์ ผลผลิต และประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งดีกว่าการหมักในขวด

กลยุทธ์การให้อาหารร่วมกัน

กลีเซอรอลซึ่งเป็นสารยับยั้งโปรโมเตอร์ AOX1 จะต้องถูกบริโภคให้หมดก่อนการเหนี่ยวนำด้วยเมทานอลเพื่อหลีกเลี่ยงการยับยั้งการผลิตโปรตีน สารตั้งต้นร่วมอาจเพิ่มการทำงานของเอนไซม์ แต่กลีเซอรอลที่มากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตและการแสดงออก ซอร์บิทอล กรดแอสคอร์บิก แมนนิทอล และอื่นๆ สามารถทดแทนกลีเซอรอลได้ ทำให้การสลายโปรตีนและเวลาในการเพาะเลี้ยงลดลง และเพิ่มการแสดงออกของโปรตีน

ธนาคารสายพันธุ์จำเป็นต้องใช้วิธีการถนอมอาหารที่เหมาะสมและการวางในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมเพื่อรักษาเสถียรภาพของลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์ Yaohai Bio-Pharma สามารถตอบสนองความต้องการในการถนอมอาหารสต๊อกกลีเซอรอล (ผ่านตู้แช่แข็งอุณหภูมิต่ำพิเศษหรือไนโตรเจนเหลว) และการเก็บรักษายีสต์และอีโคไลโดยการแช่แข็ง

กลยุทธ์การจำกัด

ใน Pichia pastoris สภาวะที่จำกัด เช่น DO ต่ำ ความเข้มข้นของเมทานอล และขีดจำกัดของออกซิเจนจะกระตุ้นการแสดงออกของโปรตีนรีคอมบิแนนท์ สภาวะที่จำกัดของออกซิเจนจะกระตุ้นโปรโมเตอร์ AOX1 ผ่านการสะสมเมทานอล ทำให้ผลผลิตโปรตีนเพิ่มขึ้นในขณะที่ลดความร้อน การเหนี่ยวนำที่อุณหภูมิต่ำจะช่วยเพิ่มผลผลิต กิจกรรม ความเสถียร และความมีชีวิตของเซลล์ แต่จะเพิ่มต้นทุนการทำความเย็น ข้อจำกัดของ pH และไนโตรเจนยังช่วยในการแสดงออกอีกด้วย ซึ่งต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาในการดำเนินการ ข้อจำกัดของไนโตรเจนช่วยเพิ่มผลผลิตโปรตีนเฉพาะได้อย่างชัดเจน

นอกจากนี้ Yaohai Bio-Pharma ยังแสวงหาพันธมิตรระดับสถาบันหรือระดับบุคคลทั่วโลกอย่างแข็งขัน และเสนอค่าตอบแทนที่แข่งขันได้มากที่สุดในอุตสาหกรรม หากคุณมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อเราได้ที่: [email protected]