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大腸桿菌高密度發(fā)酵培養(yǎng)基與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基

、大腸桿菌高密度發(fā)酵培養(yǎng)基

重組大腸桿菌的高密度培養(yǎng)是增加重組蛋白產(chǎn)率的有效方法。

根據(jù)Riesenberg的計(jì)算，大腸桿菌高菌體密度理論上可達(dá)400g-L-1干重（DCW），考慮培養(yǎng)基和其他因素后，高菌體密度仍可達(dá)200g L-1（DCW）。重組大腸桿菌高密度培養(yǎng)除與表達(dá)系統(tǒng)、培養(yǎng)方式、發(fā)酵條件控制等多種因素有關(guān)，還與培養(yǎng)基密切相關(guān)。在高密度培養(yǎng)中，由于葡萄糖是碳源中易利用的糖，所以常被作為培養(yǎng)基的碳源。氨水常作為主要氮源，在培養(yǎng)過(guò)程中以流加的方式加入，既可充當(dāng)?shù)从挚烧{(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph。想要獲得高密度菌體，尚需在培養(yǎng)基中添加能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成的有效物質(zhì)：如少量的酵母粉、蛋白胨等天然物質(zhì)可加速菌體生長(zhǎng)縮短發(fā)酵周期；些鹽類(lèi)，如MgSO4、CaCl2、FeSO4等，與細(xì)胞外產(chǎn)物合成的動(dòng)力學(xué)平衡有關(guān)，可穩(wěn)定目的產(chǎn)物；K+、Cu2+、Co2+、Mn2+、Zn2+等痕量離子，his、Leu、Trp、Thr、Glu等氨基酸，1等維生素可促進(jìn)菌體細(xì)胞的代謝，有利于菌體的高密度和高表達(dá)。但這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須保持在合適的范圍內(nèi)，濃度超過(guò)定的限度可使菌體生長(zhǎng)受到抑制。

二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基

培養(yǎng)基是維持體外細(xì)胞生存和生長(zhǎng)的基本溶液，是組織細(xì)胞培養(yǎng)重要的條件。用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基可分為天然、合成和無(wú)血清培養(yǎng)基。

1.天然動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基

天然動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基主要是從動(dòng)物體液或從動(dòng)物組織分離提取而得，主要有血漿凝塊、血清、淋巴液、胚胎浸液、羊水、腹水等。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)成分豐富，培養(yǎng)效果良好；缺點(diǎn)是成分復(fù)雜，個(gè)體差異大，來(lái)源有限。

2.合成動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基

合成動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基的特點(diǎn)是成分組成穩(wěn)定，可供大量生產(chǎn)。這類(lèi)培養(yǎng)基多由氨基酸（細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的原料）、維生素（維持細(xì)胞生命活動(dòng)的低相對(duì)分子質(zhì)量的活性物質(zhì)，形成酶的輔基或輔酶）、糖類(lèi)（碳源）、無(wú)機(jī)鹽（保持細(xì)胞的滲透壓并參與代謝）或其他物質(zhì)組成（前體和氧化還原劑）。合成培養(yǎng)基中除了各種營(yíng)養(yǎng)成分外，還需添加5%~10%的小牛血清，才能使細(xì)胞很好地增殖。添加小牛血清的作用主要有：①提供有利于細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖所需的各種生長(zhǎng)因子和激素；②提供有利于細(xì)胞貼壁所需的黏附因子和伸展因子；③提供可識(shí)別金屬、激素、維生素和脂類(lèi)的結(jié)合蛋白；④提供細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的脂肪酸和微量元素。目前合成培養(yǎng)基的種類(lèi)已有數(shù)十種，大多數(shù)培養(yǎng)基都是為適應(yīng)某種組織細(xì)胞的生長(zhǎng)而在某種合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上改良而來(lái)的，目前較為常用的有199培養(yǎng)液、Eagle（MEM、DMEM）培養(yǎng)液、RpMl1640培養(yǎng)液、hAM培養(yǎng)液等。

3.無(wú)血清培養(yǎng)基

無(wú)血清培養(yǎng)基的優(yōu)點(diǎn)有：提高了細(xì)胞培養(yǎng)的可重復(fù)性，避免了血清差異所帶來(lái)的細(xì)胞差異；減少了由血清帶來(lái)的病毒、真菌和支原體等微生物污染的危險(xiǎn)；供應(yīng)充足、穩(wěn)定；細(xì)胞產(chǎn)品易于純化；避免了血清中某些因素對(duì)有些細(xì)胞的毒性；減少了血清中蛋白對(duì)某些生物測(cè)定的干擾，便于結(jié)果分析。無(wú)血清培養(yǎng)基在天然或合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加激素、生長(zhǎng)因子、結(jié)合蛋白、促貼壁物質(zhì)及其他元素。