Control de la fuente de carbono en la producción de proteÃnas recombinantes
El control de la fuente de carbono adecuada es esencial en la producción de proteÃnas recombinantes. Se ha informado que el suplemento de glucosa al medio de cultivo aumenta la productividad tanto en el crecimiento celular como en la expresión de proteÃnas recombinantes en Escherichia coli .
Sin embargo el exceso de glucosa en condiciones aeróbicas, resulta en la oxidación incompleta de la misma, ocasionando acumulación de metabolitos, principalmente ácido acético. La acumulación de este metabolito lleva a la inhibición del crecimiento celular, fenómeno denominado “Efecto Crabtree” , junto con reducción de la expresión de proteÃna recombinante, siendo este fenómeno dependiente de la cepa y de las condiciones de cultivo empleadas.
En el caso de la fermentación de E.coli en batch (o cultivos en lotes), el potencial de este efecto está relacionado con el nivel inicial de glucosa, la capacidad tampón del medio de cultivo, la densidad celular y el tiempo de inducción de la expresión de proteÃna recombinante.
Una manera de minimizar estos efectos es disminuir la concentración inicial de glucosa, y/o agregar “pulsos” de la misma distribuidos a lo largo del tiempo durante el crecimiento celular, en concentración adecuada, lo cual convierte el sistema en un reactor-alimentado o “fed-batch” .
Otra alternativa es la sustitución de glucosa por distintas fuentes de carbono. Se ha documentado que el agregado de glicerol, incluso a altas concentraciones, como única fuente de carbono, quintuplica la productividad de beta lactamasa recombinante en E.coli y reduce a un tercio la concentración de ácido acético, comparado con los cultivos en donde se suministró glucosa.
En otros estudios se sustituyó el uso de glucosa por fructosa obteniendo incremento en la producción de proteÃnas heterólogas. Otra alternativa es el agregado de competidores no tóxicos al medio de cultivo que compitan con la glucosa en la captación de ésta por parte de la célula como fuente de carbono, tal como el agregado de metil alfa glucósido.
Este artÃculo está basado en el trabajo de tesis de MaestrÃa en BiotecnologÃa realizado por Blanca Velázquez (Facultad de Ciencias, Universidad de la República, Uruguay).