БІОІНЖИНІРІНГ РЕКОМБІНАНТНИХ БІЛКІВ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.4.1.45Ключові слова:
рекомбінантний білок, біомаса, біотехнологія, біоінжинірінг, технологічна схема, розділення, концентрування, очищення,, показники виходу продуктуАнотація
Робота присвячена обґрунтуванню особливостей технологічних схем, процесів та факторів впливу у виробництві рекомбінантних білків. Зазначено, що сучасні технології рекомбінантних ДНК передбачають отримання моноклональних антитіл та деяких основ лікарських речовин відповідно до біореакцій із використанням клітин ссавців, дріжджів або бактерій. Відповідно до рекомбінантної технології потрібний ген виділяють з одного організму і вставляють у невеликий фрагмент ДНК-носія, який є вектором. Зазначено, що ефективною умовою для розмноження рекомбінованої ДНК є наявність подібної або неспорідненої клітини господаря/реципієнта. Враховуючи, що в результаті біопроцесу, рекомбінантний білок, який експресується, знаходиться в біомасі в низький концентрації і є дуже розведеним. Розділення систем біомаси є важливою складовою в біотехнології рекомбінантних білків. Розділення можна досягти за допомогою фільтрації, седиментації, сепарації, центрифугуванням. В роботі представлено узагальнену схему біопроцессінгу. Обґрунтовано технологічну специфіку процесів та обладнання у виробництві рекомбінантних білків та визначено фактори забезпечення ефективного біопроцессінгу. Доведено, що важливими етапами концентруванням білка є фільтрація, сепарація, центрифугування з подальшою ультрафільтрацією або діафільтрацією для отримання концентрованого розчину білка у буферному розчині. Очищення концентрованого білка здійснюється методом іонообмінної або афінної хроматографії. Остаточна стерильна фільтрація з використанням мікрофільтра забезпечує отримання кінцевого продукту рекомбінантного білка. В статті встановлено та обґрунтовано роль факторів продуктивності етапів розділення та концентрування білка, що включає вихід за білком, ступінь відділення твердої фази, продуктивність центрифуги та життєздатність клітин.
Посилання
Berlec A., Štrukelj B. Current state and recent advances in biopharmaceutical production in Escherichia coli, yeasts and mammalian cells. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 2013. Vol. 40, Iss. 3-4. P. 257–274. https://doi.org/10.1007/s10295-013-1235-0.
Huang C.-J., Lin H., Yang X. Industrial production of recombinant therapeutics in Escherichia coli and its recent advancements. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 2012. Vol. 39, Iss. 3. P. 383–399. https://doi.org/10.1007/s10295-011-1082-9.
Keikha M., Eslami M., Yousefi B., Ghasemian A., Karbalaei M. Potential antigen candidates for subunit vaccine development against Helicobacter pylori infection. Journal of Cellular Physiology. First published: 12 June 2019. https://doi.org/10.1002/jcp.28870
Lee S.Y. High cell-density culture of Escherichia coli (Review). Trends in Biotechnology. 1996. Vol. 14, Iss. 3. P. 98–105. 10.1016/0167-7799(96)80930-9
Zhang J., Greasham R. Chemically defined media for commercial fermentations. Applied Microbiology and Biotechnology. 1999. Vol. 51. P. 407–421. https://doi.org/10.1007/s002530051411
Kim J., Kim K.H. Effects of minimal media vs. complex media on the metabolite profiles of Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae. Process Biochemistry. 2017. Vol. 57. P. 64–71. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2017.
Campani G., Santos M.P.d., Silva G.G.d., Horta A.C.L., Badino A.C., Giordano R.d.C., Gonçalves V.M., Zangirolami T.C. Recombinant protein production by engineered Escherichia coli in a pressurized airlift bioreactor: A techno-economic analysis. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2015. Vol. 98. P. 102–109. https://doi.org/10.1016/j.cep.2015.10.020.
Figueiredo D.B., Carvalho E., Santos M.P., Kraschowetz S., Zanardo R.T., Campani G., Silva G.G., Sargo C.R., Horta A.C.L., Giordano R.d.C., Miyaji E.N., Zangirolami T.C., Cabrera-Crespo J., Gonçalves V.M. Production and purification of an untagged recombinant pneumococcal surface protein A (PspA4Pro) with high-purity and low endotoxin content. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 2015. Vol. 42. P. 1399–1408. 10.1007/s00253-016-7983-9
Shiloach, J., & Fass, R. Growing E. coli to high cell density – a historical perspective on method development. Biotechnology Advances, 2005. 23(5), 345–357. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2005.04.004
Lardeux H., Duivelshof B.L., Colas O., Beck A., McCalley D.V., Guillarme D., D'Atri V. Alternative mobile phase additives for the characterization of protein biopharmaceuticals in liquid chromatography – Mass spectrometry. Anal. Chim. Acta, 2021. 1156, 338347. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338347
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.






