细胞代谢组学进展：技术、现状与前沿方法

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二、代谢通路与关键标志物：从生长到生产的动态切换

2.1 指数期：能量驱动的快速增殖

• 糖酵解主导 ：葡萄糖经 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）转化为丙酮酸，部分生成乳酸排出胞外，维持胞内 pH 稳定。

• 氨基酸代谢 ：谷氨酰胺分解为 α- 酮戊二酸，补充 TCA 循环，同时释放氨（ NH₃ ），高浓度氨会抑制细胞活性（ 图 3 ）。

  

• 关键标志物 ：葡萄糖消耗速率、乳酸 / 丙酮酸比值、胞内 ATP 水平（ 表 3 ）。

2.2 平台期：产能优化的代谢重编程

• TCA 循环激活 ：丙酮酸进入线粒体，生成 柠檬酸、琥珀酸 ，驱动 NADH 和 FADH₂生成，为蛋白合成提供能量（ 图 3 ）。

• 氧化还原平衡 ：谷胱甘肽（GSH）和 NADPH 水平升高，对抗氧化应激，维持蛋白折叠环境。

• 特殊代谢物 ：胞内 ** 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDP-GlcA）** 参与糖基化，其前体谷氨酸的补充可提升抗体效价 30%（ 表 3 ）。

2.3 代谢瓶颈与调控策略

• 毒性积累 ：支链氨基酸（如异戊酸）和氨的积累会抑制细胞活性，通过敲除 BCAT1 基因减少其生成（ 图 4 ）。

  

• 培养基优化 ：添加

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