Memanfaatkan Kekuatan Strategi Fermentasi Fed-batch

Pichia pastoris secara luas digunakan dalam produksi berbagai protein heterolog. Teknologi Fermentasi Densitas-Sel-Tinggi (HCDF), yang diimplementasikan melalui pemberian Fed-Batch, telah berhasil mencapai produksi skala besar dari biopharmaceutical dan enzim industri. Dalam media yang dikontrol dengan presisi, penggunaan teknologi HCDF dapat memperoleh protein rekombinan dengan hasil tinggi, aktivitas tinggi, dan biaya efektif.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa melalui strategi HCDF, upaya sedang dilakukan untuk meningkatkan produksi dan aktivitas protein heterolog dalam Pichia pastoris. Teknologi HCDF memungkinkan pencapaian kluster sel pada tingkat tinggi dengan mudah dalam media yang didefinisikan, sehingga memungkinkan perolehan protein rekombinan yang melimpah dengan aktivitas yang ditingkatkan dan biaya yang berkurang melalui HCDF. Namun, memilih strategi HCDF yang tepat untuk mengoptimalkan ekspresi tingkat tinggi protein tertentu dalam Pichia pastoris tetap menjadi tantangan.

Fermentasi Densitas-Sel-Tinggi (HCDF)

Pichia pastoris unggul dalam produksi protein heterolog, disukai untuk HCDF di bioreaktor otomatis. HCDF memiliki 3 tahap: batch gliserol, pemberian makan, dan induksi metanol. Yaohai Bio-Pharma membanggakan lebih dari satu dekade pengalaman dalam fermentasi mikroba dan telah melayani lebih dari 400 proyek. Perusahaan tersebut memiliki keahlian yang luas dan teknologi yang terkembang dengan baik, memungkinkannya menggunakan berbagai strategi HCDF untuk meningkatkan efisiensi produksi protein.

Metanol berfungsi sebagai induser AOX1 dan sumber karbon, tetapi konsentrasinya harus dikendalikan untuk mencegah toksisitas. Menilai berbagai strategi pemberian makan metanol sangat penting untuk mengoptimalkan pertumbuhan Pichia pastoris dan ekspresi protein.

Strategi induksi metanol

Dalam strategi induksi metanol HCDF fed-batch, strategi induksi berbasis keadaan mencakup serangkaian metode kontrol yang mengatur penambahan suplemen metanol melalui kontrol online/offline atau maju/mundur. Di antara strategi induksi statistik, yang utama meliputi μ-stat, Dissolved Oxygen (DO)-stat, methanol-stat, dan biomass-stat.

1.1 μ-stat

strategi μ-stat menjaga biomassa tetap stabil dengan mengendalikan μ, membantu reproduktivitas, dan mempelajari pengaruh μ terhadap ekspresi protein. Namun, ia tidak memiliki kontrol langsung terhadap metanol dan DO, berisiko menimbulkan akumulasi dan pembentukan ROS.

1.2 DO-stat

Strategi DO-stat mengatur pemberian metanol secara tidak langsung dengan mengontrol oksigen terlarut untuk mempertahankan oksigenasi, tetapi tidak menetapkan konsentrasi metanol dan laju pertumbuhan, yang dapat memengaruhi studi ekspresi protein. Oksigenasi merupakan tantangan dalam fermentasi aerob, dan meskipun penambahan oksigen murni bisa mahal dan toksik, peningkatan tekanan adalah pendekatan yang lebih ekonomis yang juga dapat meningkatkan aktivitas protein.

1.3 Methanol-stat

Kendali yang tidak memadai terhadap konsentrasi metanol memberikan keterbatasan pada strategi μ-stat dan DO-stat. Strategi statistik metanol, yang beroperasi dalam mode on/off, rentan terhadap fluktuasi dan kurang presisi. Sebaliknya, pengontrol PID menawarkan regulasi yang lebih presisi terhadap konsentrasi metanol, meningkatkan efektivitas fermentasi secara keseluruhan.

1.4 Biomass-stat

Strategi biomass-stat mendefinisikan hubungan antara biomassa dan pemberian metanol, mengoptimalkan laju pemberian metanol untuk meningkatkan hasil protein. Pemantauan biomassa secara online lebih praktis, dengan sitometri aliran sebagai metode yang disukai. Pada skala 1000L, pengoptimalan laju pemberian metanol secara signifikan meningkatkan aktivitas enzim, hasil, dan produktivitas, melampaui fermentasi dalam botol reaksi.

Strategi co-feeding

Glikol, sebagai inhibitor promotor AOX1, harus sepenuhnya terkonsumsi sebelum induksi metanol untuk menghindari penekanan produksi protein. Ko-substrat dapat meningkatkan aktivitas enzim, namun kelebihan glikol dapat merugikan pertumbuhan dan ekspresi. Sorbitol, asam askorbat, manitol, dan lainnya dapat menggantikan glikol, mengurangi proteolisis dan waktu kultivasi, serta meningkatkan ekspresi protein.

Bank strain memerlukan penerapan metode pelestarian yang tepat dan penempatan di lingkungan yang sesuai untuk menjaga stabilitas karakteristik strain. Yaohai Bio-Pharma dapat memenuhi persyaratan untuk pelestarian saham gliserol (melalui freezer suhu ultra-rendah atau nitrogen cair) dan pelestarian pengeringan beku ragi dan E. coli.

Strategi yang dipicu oleh pembatasan

Di Pichia pastoris, kondisi pembatasan seperti DO rendah, konsentrasi metanol, dan batasan oksigen meningkatkan ekspresi protein rekombinan. Kondisi terbatas oksigen mengaktifkan promotor AOX1 melalui akumulasi metanol, meningkatkan hasil protein sambil mengurangi panas. Induksi suhu rendah meningkatkan hasil, aktivitas, stabilitas, dan viabilitas sel tetapi menambah biaya pendinginan. pH dan batasan nitrogen juga mendukung ekspresi, memerlukan hati-hati untuk menghindari masalah operasional. Batasan nitrogen secara signifikan meningkatkan produktivitas protein spesifik.

Yaohai Bio-Pharma juga aktif mencari mitra global, baik lembaga maupun individu, dan menawarkan kompensasi paling kompetitif di industri. Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami: [email protected]