用語集
「オーバーフロー代謝」とは？
別名・英語表記：余剰代謝
グルコースが潤沢なとき解糖が過剰になり、余った分を乳酸として排出する余剰代謝。
別名・英語表記：余剰代謝
グルコースが潤沢なとき解糖が過剰になり、余った分を乳酸として排出する余剰代謝。
オーバーフロー代謝とは、グルコースが潤沢なとき、炭素の取り込み速度が呼吸・TCA回路の処理能力を超えてしまい、余った炭素を乳酸や酢酸・エタノールとして排出する現象です。酸素不足が原因ではなく好気条件でも起きるため、「通気を増やせば解決する」という対処が通用せず、製造現場では制御が難しい問題になります。
オーバーフロー代謝は、酸素が十分にある好気条件でも起こります。原因は酸欠ではなく、「供給される炭素の速度が、呼吸・TCA回路が処理できる速度を上回る」というミスマッチです。大腸菌では余った炭素が酢酸に、酵母では同種の挙動（クラブトリー効果）によりエタノールになって蓄積します。これらの副産物は増殖と発現を阻害するため、通気量の調整だけでは根本的な解決になりません。副産物の蓄積を抑えるには、炭素の供給速度そのものをコントロールする必要があります。
バイオリアクターで菌体密度を高めていくほど、オーバーフロー代謝の問題は深刻さを増します。高濃度の糖は浸透圧ストレスや基質阻害を招くうえ、糖の取り込み速度が処理能力を超えやすくなるからです。この問題を回避するために広く使われるのが流加（フェドバッチ）培養で、基質を律速供給することで炭素の流入速度を制御し、オーバーフロー代謝を避けながら高密度・高生産を目指す方法として主流になっています。
哺乳類細胞を用いる培養では、乳酸の代謝シフトという観点でオーバーフロー代謝が議論されます。グルコースが潤沢な増殖期には余剰代謝によって乳酸が生産されますが、グルコースが減った段階になると、細胞は排出した乳酸を逆に炭素源として消費する方向へ切り替わります。この「生産から消費への切替」を把握しておくことは、培養プロセスの代謝状態を正しく読み解くうえで重要です。
この定義はProglenth編集部が一般的・基礎的な内容として整理したものです。実際の管理基準・要件は製品・企業・各極の規制により異なります。 正確な運用は各極の薬局方・ガイドライン（ICH／GMP等）やメーカーの一次情報をご確認ください。