CHO細胞培養(yǎng)廣泛應用于細胞工程,基因制藥等領域。主要用于基因改造、重組蛋白等規(guī)模化放大生產工藝中。
在細胞培養(yǎng)過程中,有些產物對細胞有一定的毒害作用。比如:常見的副產物乳酸以及NH4+這兩種物質,是CHO 細胞培養(yǎng)過程中常見的有害產物。只有掌握其產生機理才能在細胞培養(yǎng)過程中避免或減少這些物質的產生。
細胞生長過程中乳酸的產生機理
CHO細胞生長過程中的產生的乳酸主要有兩種即:D-CH3和 L-CH3。在CHO細胞的對數(shù)生長期, 隨著細胞的快速增殖,CHO細胞產物也會不斷地積累,其中CH3和 NH4+ 會有明顯的變化。乳酸產物的多少與丙酮酸濃度、乳酸代謝速度以及NADH/NAD+的含量所決定。
從乳酸生成的角度來看,丙酮酸是產生乳酸的主要來源。那么丙酮酸又是怎么來的呢?
CHO細胞培養(yǎng)過程中,丙酮酸的主要來源有三個:
1. 來源于培養(yǎng)基中。CHO培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分可以達到50-100種,其中丙酮酸成分雖然可以 作為細胞培養(yǎng)中的替代碳源,但容易形成L-CH3。所對于CHO培養(yǎng)一般不建議使用含丙酮酸鈉的培養(yǎng)基。
2. 來源于糖酵解。培養(yǎng)基中的葡萄糖經過糖酵解過程形成丙酮酸再通過NADH/NAD+途徑代謝產生L-型乳酸,這樣高濃度乳酸不利于CHO 細胞的生長。所以,部分培養(yǎng)基生產商使用半乳糖來替葡萄糖或者通過限制葡萄糖 濃度 或補充其他碳水化合物來控制乳酸的形成。
3. 來源于丙氨酸等營養(yǎng)成分。丙氨酸在脫氨基的作用 也會生成丙酮酸和NH4+等產物。這些成分也會參與進一步的酶化反應產生乳酸,并伴隨細胞的生長而累積。
丙酮酸的代謝途徑
CHO細胞培養(yǎng)過程中丙酮酸進入TCA循環(huán)的量 一般很少,多數(shù)會通過NADH/NAD+的方式進入丙酮酸--乳酸--丙酮酸的循環(huán)。當乳酸產物濃度增高就造成乳酸累積,今兒影響到CHO 細胞的生長狀態(tài)。
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