细胞培养条件对蛋白质糖基化的影响

蛋白糖基化是一个复杂的过程，包括碳水化合物部分的连接，以及可能通过蛋白质结构中的天冬酰胺（N-连接）或丝氨酸/苏氨酸（O-连接）氨基酸连接的位置。糖基化的差异可能会对所产生的治疗性蛋白质的质量产生重大影响，细胞克隆的选择、所用的基础培养基和补料培养基也会对糖基化产生影响。

蛋白质药物在生产中使用的宿主细胞的选择和生物反应器条件会显著影响蛋白质产品的质量。这既是由蛋白质本身结构的复杂性决定，也是由在细胞培养过程中可能发生的特异性翻译后修饰所决定，糖基化对药物的质量尤为重要。

一、蛋白质和细胞培养对蛋白质质量的影响

生物药物是具有聚合物结构的蛋白质，其结构是从氨基酸序列（一级结构）开始，通过将氨基酸链折叠成局部，二级结构和三级构象。多链蛋白，例如IgG抗体，还具有由亚基之间的结构产生的四级结构。用于重组蛋白质生产的宿主细胞系的选择首先取决于蛋白质的分子特性。某些细菌可用于生产简单的蛋白质，即仅由氨基酸聚合物组成的蛋白质，没有诸如糖基化的翻译后修饰，因为大多数细菌菌均无法进行糖基化。使用简单的培养基即可快速进行生产；但在纯化工艺上可能具有挑战性。使用酵母可快速产生具有原始糖基化的蛋白质。通常与杆状病毒载体一起以瞬时表达的方式，昆虫细胞主要用于研发和基本产品。哺乳动物细胞用于生产复杂的蛋白质，例如抗体和酶，需要完整的PTM，包括有些复杂的碳水化合物。

二、细胞培养条件的影响

影响糖基化类型和程度的细胞培养参数包括pH、CO2 含量、溶氧量（dO2 ）、温度、 营养素水平和种类、聚糖前体的存在和类型、细胞存活力，因为垂死的细胞释放降解酶、和工艺过程控制水平。与摇瓶相比，生物反应器可提供对pH和溶解气体的更大控制，可实现更好的过程控制。摇瓶通常用于培养基和补料条件的早期筛选研究，通过与生物反应器合作，通过选择基础培养基和培养补料以及添加这些补料的时间来提高生长和生产力，从而实现最佳的细胞培养。

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