培养基：生物医疗的关键因素结合基因工程技术和大规模培养工艺，使得原本含量稀少的天然蛋白能够高效生产。通过基因工程，将编码目标蛋白的核酸序列导入宿主细胞，以实现大量表达。重组大肠杆菌的高密度培养是获得高外源性蛋白的重要策略，该技术不仅能减少培养体积，简化下游分离提取步骤，还能缩短生产周期和降低成本，提高生产效率。随着生物医疗领域对快速蛋白质生产的需求增加，越来越多的关注点放在了蛋白质生产过程中。基于系统生物学，通过多角度策略，优化传统工艺，建立更高效的重组蛋白高密度发酵工艺。

作为大肠杆菌生长和蛋白质合成的重要原料，培养基被称为细胞生长和蛋白生产的“粮草”，它对大肠杆菌的生长和重组蛋白表达有着至关重要的影响。设计出合适的培养基是提高产量、降低生产成本的重要手段，也是生物医学产品工业化成功的关键一步。

01 培养基组分

● 碳源

碳源在培养基中起着构成细胞结构和提供代谢能量的重要作用。培养基主要碳源包括葡萄糖、甘油、乳糖等，其中葡萄糖是大肠杆菌发酵中最常用的选择。在选择合适的葡萄糖浓度时，需要注意：高浓度的葡萄糖可能导致乙酸等代谢副产物的产生，从而影响生长和蛋白表达。碳氮比（C/N）也是影响菌体生长和蛋白合成的重要指标。合理的C/N比值有助于提升发酵效率。优化碳源的策略包括调整补料策略和探索其他低酸生成的碳源，如甘油等，以便更适合大肠杆菌的高密度发酵。

● 氮源

氮源是合成细胞物质（如氨基酸和蛋白质）的关键。通过合理选择氮源的类型和浓度，可以显著提高重组大肠杆菌的生长密度和产物产量。通过优化氮源和碳源的组合，提升发酵液的酶活和蛋白表达水平。特殊的氮源，如有机氮源，其质量易受来源和生产工艺影响，因此需要根据厂家的产品差异进行仔细选择。

● 无机盐及微量元素

无机盐在培养基中不仅维持pH和渗透压，同时也是细胞新陈代谢的重要组成部分。适当的无机盐和微量元素浓度能够有效促进大肠杆菌的生长和蛋白质表达，对发酵作业的成功至关重要。

● 辅因子

某些辅因子在菌体生长和重组蛋白的表达上发挥着重要作用。例如，维生素可以作为促生长因子，补充后可减少菌体的死亡率；而某些辅因子对于酶的活性至关重要，因此精准控制辅因子类型和浓度也成为提高产量的有效方式。通过添加甘油、氨基酸及其衍生物等，能调节渗透压、改善细胞膜通透性，从而有效提升蛋白生产水平。

02 大肠杆菌发酵培养基的优化思路

培养基的设计与优化需要考虑众多影响因素，且各因素之间存在常常交互作用。因此，这是一个复杂的多因素多参数的过程。在不同的大肠杆菌菌株和多样的重组蛋白生产中，通过分析影响因素，并结合系统实验设计，才能获得优质的培养基。优化流程包括文献调研、培养基筛选、单因素试验、统计学分析和最终的验证，以确保得到最佳的培养基配方。

03 尊龙凯时重组蛋白发酵CMO服务

作为生物医疗行业的佼佼者，尊龙凯时拥有丰富的重组蛋白开发和生产经验，专注于大肠杆菌和酵母菌表达体系。经过长期的项目研发和技术积累，我们针对不同表达体系开发了一系列高适配性的发酵工艺，满足小试、中试到产业化不同阶段的需求，确保能够提升产量、降低成本，实现高效的生产目标。