Glucosa (dextrosa) USP EP BP JP ChP

Funciones clave de la glucosa en la producción biológica

Fuente de energía primaria:

Producción de ATP: La glucosa se metaboliza a través de la glucólisis, donde se convierte en piruvato mientras se genera ATP, la moneda energética de la célula. Esta energía es esencial para varios procesos celulares, incluida la síntesis de proteínas y el mantenimiento celular. Producción de NADH: Además de ATP, la glucólisis produce NADH, que se utiliza en la fosforilación oxidativa para generar más ATP, lo que mejora el suministro de energía para la producción de proteínas de alto rendimiento.  

Fuente de carbono:

Componente básico de las biomoléculas: La glucosa proporciona esqueletos de carbono necesarios para la biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos, lípidos y otras biomoléculas esenciales requeridas para el crecimiento celular y la expresión de proteínas. Precursor de polisacáridos: Es un precursor de polisacáridos como el glucógeno, que las células utilizan como moléculas de almacenamiento de energía.  

Apoyo al crecimiento y la división celular:

Proliferación: La glucosa favorece el rápido crecimiento y la división celular. al suministrar energía y componentes básicos esenciales.Mantenimiento de la viabilidad celular: Los niveles adecuados de glucosa ayudan a mantener la viabilidad celular, lo cual es fundamental para la producción sostenida de proteínas.

Optimización de la expresión de proteínas:

Regulación de las vías metabólicas: La presencia de glucosa puede influir en la expresión de genes involucrados en la síntesis de proteínas. Puede modular las vías metabólicas que afectan directamente el rendimiento y la calidad de la proteína objetivo.Control de modificaciones postraduccionales: la disponibilidad de glucosa puede afectar los patrones de glicosilación, que son importantes para la actividad y estabilidad de muchos productos biológicos.

Estabilización de las condiciones de cultivo:

Regulación del pH: el metabolismo de la glucosa puede ayudar a estabilizar el pH del medio de cultivo, ya que algunas vías metabólicas generan subproductos ácidos que necesitan ser amortiguados.Equilibrio osmótico: la glucosa contribuye a mantener el equilibrio osmótico en el medio de cultivo, proporcionando un entorno estable para las células.

Estrategia de alimentación en bioprocesos:

Cultivo en lotes alimentados: la glucosa a menudo se agrega de manera controlada en procesos en lotes alimentados para mantener concentraciones óptimas. Esto ayuda a evitar el agotamiento, que podría conducir a un crecimiento y productividad celular reducidos. Formación reducida de subproductos: La alimentación controlada con glucosa minimiza la producción de subproductos inhibidores como el lactato y el acetato, que pueden acumularse si la glucosa está presente en exceso.

Rendimiento y calidad mejorados del producto:

Consistencia y confiabilidad: El uso de glucosa en las estrategias de alimentación ayuda a garantizar un rendimiento y una calidad consistentes del producto al proporcionar un suministro constante de nutrientes. Personalización de las condiciones de cultivo: Los niveles de glucosa se pueden ajustar para satisfacer necesidades de producción específicas, como mejorar la expresión de una proteína objetivo o minimizar los cambios metabólicos no deseados. La glucosa es un componente integral de las estrategias de alimentación en la producción biológica aguas arriba. Al proporcionar energía esencial, carbono y funciones reguladoras, la glucosa respalda el crecimiento y la productividad eficientes de los cultivos celulares. La gestión adecuada de la alimentación de glucosa es crucial para lograr altos rendimientos y calidad de los productos biológicos, lo que la convierte en un aspecto vital de la optimización de los bioprocesos.