Synergic kinetic and physiological control to improve the efficiency of Komagataella phaffii recombinant protein production bioprocesses
Sales-Vallverdú, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Gasset Franch, Arnau (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Requena-Moreno, Guillermo (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Valero Barranco, Francisco (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Montesinos Seguí, José Luis (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Garcia-Ortega, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)

Data:	2024
Resum:	The yeast Komagataella phaffii (Pichia pastoris) is currently considered a versatile and highly efficient host for recombinant protein production (RPP). Interestingly, the regulated application of specific stress factors as part of bioprocess engineering strategies has proven potential for increasing the production of recombinant products. This study aims to evaluate the impact of controlled oxygen-limiting conditions on the performance of K. phaffii bioprocesses for RPP in combination with the specific growth rate (μ) in fedbatch cultivations. In this work, Candida rugosa lipase 1 (Crl1) production, regulated by the constitutive GAP promoter, growing at different nominal μ (0. 030, 0. 065, 0. 100 and 0. 120h−1) under both normoxic and hypoxic conditions in carbon-limiting fed-batch cultures is analysed. Hypoxic fermentations were controlled at a target respiratory quotient (RQ) of 1. 4, with excellent performance, using an innovative automated control based on the stirring rate as the manipulated variable developed during this study. The results conclude that oxygen limitation positively affects bioprocess efficiency under all growing conditions compared. The shift from respiratory to respiro-fermentative metabolism increases bioprocess productivity by up to twofold for the specific growth rates evaluated. Moreover, the specific product generation rate (qp) increases linearly with μ, regardless of oxygen availability. Furthermore, this hypoxic boosting effect was also observed in the production of Candida antarctica lipase B (CalB) and pro-Rhizopus oryzae lipase (proRol), thus proving the synergic effect of kinetic and physiological stress control. Finally, the Crl1production scale-up was conducted successfully, confirming the strategy's scalability and the robustness of the results obtained at the bench-scale level.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2019-104666GB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2022-136936OB-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00143 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca FI-DGR2019
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Nota:	Altres ajuts: PIF scholarship from the Universitat Autònoma de Barcelona
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Lipase/genetics ; Oxygen/metabolism ; Pichia/metabolism ; Recombinant Proteins/metabolism ; Saccharomycetales
Publicat a:	Microbial biotechnology, Vol. 17, Issue 2 (February 2024) , art. e14411, ISSN 1751-7915

DOI: 10.1111/1751-7915.14411
PMID: 38376073

13 p, 2.6 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats