Glicose (Dextrose) USP EP BP JP ChP

Funções fundamentais da glicose na produção biológica

Fonte de energia primária:

Produção de ATP: A glicose é metabolizada através da glicólise, onde é convertida em piruvato enquanto gera ATP, a moeda energética da célula. Esta energia é essencial para vários processos celulares, incluindo a síntese proteica e a manutenção celular.

Produção de NADH: Para além do ATP, a glicólise produz NADH, que é utilizado na fosforilação oxidativa para gerar mais ATP, aumentando o fornecimento de energia para a produção de proteínas de alto rendimento.

Fonte de carbono:

Bloco de construção para biomoléculas: A glicose fornece esqueletos de carbono necessários para a biossíntese de aminoácidos, nucleótidos, lípidos e outras biomoléculas essenciais necessárias para o crescimento celular e expressão proteica.

Precursor de Polissacarídeos: É um precursor de polissacarídeos como o glicogénio, que as células utilizam como moléculas de armazenamento de energia.

Suporte para o crescimento e divisão celular:

Proliferação: A glicose apoia o rápido crescimento e divisão celular, fornecendo energia e blocos de construção essenciais.

Manutenção da viabilidade celular: níveis adequados de glicose ajudam a manter a viabilidade celular, o que é fundamental para a produção sustentada de proteínas.

Otimização da expressão proteica:

Regulação das vias metabólicas: A presença de glicose pode influenciar a expressão de genes envolvidos na síntese proteica. Pode modular vias metabólicas que afetam diretamente o rendimento e a qualidade da proteína alvo.

Controlo das modificações pós-traducionais: A disponibilidade de glicose pode afetar os padrões de glicosilação, que são importantes para a atividade e estabilidade de muitos produtos biológicos.

Estabilização das condições culturais:

Regulação do pH: O metabolismo da glicose pode ajudar a estabilizar o pH do meio de cultura, uma vez que algumas vias metabólicas geram subprodutos ácidos que necessitam de ser tamponados.

Equilíbrio Osmótico: A glicose contribui para manter o equilíbrio osmótico no meio de cultura, proporcionando um ambiente estável para as células.

Estratégia Alimentar em Bioprocessos:

Cultivo em lote alimentado: A glicose é frequentemente adicionada de forma controlada em processos em lote alimentado para manter concentrações ideais. Isto ajuda a evitar o esgotamento, o que pode levar à redução do crescimento e da produtividade celular.

Formação reduzida de subprodutos: A alimentação controlada de glicose minimiza a produção de subprodutos inibidores como o lactato e o acetato, que podem acumular-se se a glicose estiver presente em excesso.

Melhor rendimento e qualidade do produto:

Consistência e Fiabilidade: A utilização de glicose em estratégias alimentares ajuda a garantir um rendimento e qualidade consistentes do produto, fornecendo um fornecimento constante de nutrientes.

Personalização das condições de cultura: os níveis de glicose podem ser ajustados para satisfazer as necessidades específicas de produção, como aumentar a expressão de uma proteína alvo ou minimizar alterações metabólicas indesejadas.

A glicose é um componente integrante das estratégias alimentares na produção biológica a montante. Ao fornecer energia essencial, carbono e funções reguladoras, a glicose apoia o crescimento eficiente e a produtividade das culturas celulares. A gestão adequada da alimentação com glicose é crucial para alcançar elevados rendimentos e qualidade dos produtos biológicos, tornando-se um aspeto vital da otimização de bioprocessos.