Разработка методов культивирования растительных тканей и изолированных клеток как достижение биотехнологической науки
Микроорганизмы различных систематических групп: дрожжи, эубактерии, актиномицеты как хозяева при экспрессии чужеродных генов.
Количество биообъектов, используемых в биотехнологическом производстве
при изготовлении и получении лекарственных препаратов очень много.
Например, в роли биообъекта может выступать человек-донор. С его
помощью производят гомологичную иммунную плазму
(антистафилококковую, противокоревую, эритроцитарную и лейкоцитарную
массу для трансфузий и так далее)
В роли биообъекта может выступать животное (лошадь, олень, корова,
свинья, курица, кролик и так далее). С их помощью обеспечивается
промышленное производство инсулина, панкреатина, лизоцима, пантокрина,
антитоксических сывороток, вирусных вакцин и так далее.
В качестве биообъекта можно использовать различные растения. Например,
почки и однолетние побеги тополя представляют сырье при изготовлении
простагландинов, смола сосны – это полупродукт получения скипидара,
смола пихты – это сырье для бальзамов, камфорное дерево – сырье для
получения камфоры и так далее.
В качестве биообъектов широко используются и микрообъекты
– это прокариоты (сине-зеленые водоросли, бактерии, вирусы, бактериофаги,
актиномицеты) и
– эукариоты (простейшие, водоросли, грибы, плесени, дрожжи)
Например, использование клеток плесени при производстве антибиотиков, а
клеток дрожжей – при производстве эргостерина (предшественника витамина
|
|
|
Д), бетакаротина )предшественника витамина А) и так далее. Прокариоты -
бактерии как биообъекты используются в производстве, например, витамина
цианокобаламина (витамина В12 ).
Обобщая все это, можно сказать, что в целом к биообъектам, используемым
в производстве лекарственных средств относятся:
1. макроорганизмы растительного и животного происхождения
2. грибы, бактерии, вирусы, культуры клеток эукариот, биологические
макромолекулы с информационной (ДНК, РНК), или функциональной
активностью ( ферменты, биокатализаторы).
Для биообъектов из микромира характерно достаточно быстрое
размножение (вирусы, бактериофаги). Деление дрожжей происходит 1 раз в
90 -120 минут, а бактерий 1 раз в 20 - .60 минут.
Какие существуют варианты использования биообъектов?
Известно несколько вариантов использования биообъектов в производстве
лекарственных средств.
• Самый распространенный (широко известный) из объектов микромира
основан на получении биомассы с последующим ее использованием в
качестве полупродукта или целевого продукта. Так готовят
нормофлоры, колибактерин, бификол, некоторые вакцины,
|
|
|
диагностические бактериофаги.
• Другой вариант - использование продуктов жизнедеятельности
биообъектов из микромира, которые накапливаются в среде их
выращивания. Так получают аминокислоты, витамины, ферменты,
антибиотики.
Разновидностью этого варианта можно считать
биотрансформацию, когда биотехнолог использует биообъект для
проведения конкретной биохимической реакции на каком-то этапе
производства лекарственного средства. Например, это применение
уксусно-кислых бактерий в производстве витамина С (стадия перевода
сорбита в сорбозу), микобактерии – в производстве стероидов (на этапе
превращения ситостерина в 17-кетоандростан), и так далее.
• Третий вариант использования биообъектов из микромира, суть
которого состоит в его иммобилизации, что дает следующие
преимущества:
1. повышения стабильности и устойчивости микроорганизма как
продуцента,
2. автоматизации процесса
3. снижение затрат на выделение и очистку получаемых
продуктов реакции (удешевление производства).
Для иммобилизации используют гели, мембраны, волокна, инертные
микрочастицы. Технология иммобилизации включает приемы
механической, физической или химической обработки.
|
|
|
Иммобилизуют как жизнеспособные биообъекты, так и
поврежденные.
Сочетание уникальных каталитических свойств ферментов с
водонерастворимостью в иммобилизованном виде послужило основой для
возникновения нового поколения лекарственных средств (в целях терапии
иммобилизованными ферментами; а также появление новых
диагностикумов) В терапии иммобилизованные ферменты применяются
при лечении острой сердечной недостаточности, тромбообразовании
(«стрептодеказа») и как биосенсоры в составе биоэлектродов для анализа
биожидкостей (кровь, моча и другие) на наличие этанола, пенициллина,
глюкозы и других биологически активных веществ.
Свойства биообъекта для его совершенствования соответствуют
требованиям, предъявляемым к продуценту.
Повышение продуктивности микроорганизма как продуцента сводится к
селекции и мутагенезу. Селекционная работа с микроорганизмом состоит
в поиске природных форм, которые обладают какими-либо полезными для
человека свойствами (например, синтез БАВ, высокая скорость роста,
способность усваивать дешевые среды и так далее,
в дальнейшем совершенствовании его,
в создании на его основе промышленных штаммов.
|
|
|
Методы современной селекции – это генетическое конструирование, когда
можно изменить генетическую программу микроорганизма.
Генетическое конструирование в живой клетке in vivo включает
получение и выделение мутантов с использованием различных способов
обмена наследственной информацией живых микробных клеток.
Генетическое конструирование in vitro основано на применении
генетической инженерии, которая манипулирует выделенной из организма
ДНК.
Каждый организм имеет свой генотип и фенотип
Биотехнолог для совершенствования биообъекта использует:
• наследственные изменения фенотипа, которое передается по
наследству;
• наследственное изменение генотипа.
Мутации различают цитоплазматические (внехромосомные) и ядерные
(хромосомные).
Наследственные изменения называются мутациями в геноме, но есть и
внехромосомные изменения. Таким образом мутации проявляются на
субклеточном и молекулярном уровне. Хромосомные мутации включают три
основны типа:
1. изменение числа хромосом
2. изменение числа и порядка расположения генов (перестройка хромосом
ведет к структурным изменениям)
3. изменения индивидуальных генов (внутригенные изменения)
В селекции микроорганизмов основное значение имеют два последних
типа мутаций.
Важной характеристикой мутантов является их способность к реверсии, то
есть возвращения к исходному фенотипу (обратное мутирование).
Мутанты, которые появляются в результате реверсии называются
ревертантами
Современная селекция основана на выделении клоновых культур.
Определение клона: клон – это генетически однородное потомство одной
клетки (это колония, выросшая из одной клетки). Клоновая культура,
имеющая наследственную однородность, называется штаммом.
Типы мутаций.
1. Делеция (стирание) – выпадение участков хромосомы или нескольких
генов.
2. Дупликация – удвоение генов.
3. Амплификация – умножение отдельных генов или группы генов.
4. Транспозиция - вставка участка хромосомы в новые места на хромосоме.
5. Инверсия – изменение порядка расположения генов на хромосоме, при
этом может быть утрата одних функций и приобретение новых.
6. Летальные мутации – это мутации, захватывающие слишком большие
участки генома, в результате чего организм погибает.
7. Внутригенные мутации:
• точечные – изменение последовательности нуклеотидов в пределах
одного гена.
• транзиция или трансверсия – выпадение или вставка одного или
нескольких оснований, например, транзиция – пурин замещается на
пурин или пиримидин на пиримидин, трансверсия – пурин
замещается на пиримидин.
Вывод: совершенствование биообъекта – это получение биообъектов –
продуцентов с мутациями в геноме, которые отличаются от исходного
биообъекта в сторону улучшения биотехнологических свойств, в
частности, в сторону увеличения образования целевого продукта.
Классификация биообъектов и возможности целевого воздействия на
них
1. Макрообъекты: человек, млекопитающие, рептилии, рыбы, насекомые,
растения
2. Микрообъекты:
2.1.Эукариоты – низшие грибы, водоросли (кроме нитчатых)
2.2.Прокариоты – актиномицеты, бактерии, сине-зеленые водоросли.
2.3.Микробиосистемы – ферменты, протопласты.
Человек: у него можно воздействовать только на отдельные гены, но _______против
использования человека как биообъекта в плане мутагенного действия
возражает этика.
Человека можно подвергать только ненаследственной иммунизации.
Человека можно использовать:
1. донор крови – необходимо, чтобы человек был здоров, кровь не должна
быть заражена, при взятии крови не должен нарушаться гомеостаз.
2. донор органов и тканей (после его смерти).
Человек являет пример, какие продукты можно получать (интерферон,
инсулин, гормоны внутренней секреции, разнообразные факторы роста).
Вопрос этики препятствует совершенствованию человека как биообъекта.
Млекопитающие: совершенствование млекопитающих как биообъектов
сомнительно, хотя в принципе, можно добиться увеличения продукции инсулина
поджелудочной железой свиней или крупного рогатого скота.
Рептилии: яд змей лучше собирать весной.
Растения: селекция и отбор – единственный путь их совершенствования до
настоящего времени. Чтобы увеличить выход целевого продукта сегодня
используют культуры растительных клеток - получают биоженьшень,
сердечные гликозиды и др.
Эукариоты и прокариоты: главные успехи при селекции и отборе получены у
микроорганизмов, т.к. они легко размножаются, имеют большое количество
мутантов и легче отбирается биообъект с интересующими биотехнолога
свойствами. Методом отбора и мутагенеза было достигнуто повышение
активности у продуцента пенициллина с 40-х годов в 100 000 раз.,
стрептомицина в 20 000 раз. Те же результаты получены в работе с
продуцентами витаминов и аминокислот.
Существуют традиционные методы совершенствования:
Естественный отбор –селекция.
Нормальная популяция м/о гетерогенна: «+» вариант несет желательный
признак», « -» - вариант не несет нужного признака.
Вариации обусловлены спонтанными мутациями ( неконтролируемые,
внезапные или причины которых не установлены). Например, высевают на
чашку Петри культуру жрожжей как нужный продукт, они образуют крупные и
мелкие колонии. Нас интересуют мелкие колонии и их пересевают, они снова
разделяются на крупные и мелкие колонии и эту операцию повторяют несколько
раз. Это есть пример многоступенчатого естественного отбора. В результате у
первичных колоний и колоний, получаемых после отбора обнаруживается
разное соотношение «+» и « -» вариантов (+80/-20) и (+60/-40).
У многих м/о существует система репарации или возврата - это обратная
мутация или возврат к исходному дикому штамму. Если эта система имеется
у м/о, то для преодоления этого явления необходимо
1. отбирать по нужному биотехнологическому признаку
2. отбирать по дефекту репарирования.
Индуцируемый мутагенез - путь совершенствования биообъектов
радикальными методами. К таким методам относятся:
- обработка биообъекта химическими мутагенами, нацеленными на ДНК или
ДНК-тропными агентами. После этой обработки число мутантов резко
возрастает, как «положительных» так и « отрицательных». При этом у части
мутантов резко изменяются признаки, причем, чем больше доза мутагена, тем
больше и летальных, не нужных мутантов, но одновременно и больше
процент выживших мутантов. Необходимо, чтобы сохранялся баланс между
летальными мутациями и количеством выживших мутантов.
1. Химические мутагены:
а) нитрозогуанидин – алкилирует основания в репликативной вилке, вызывает
мутации по типу трансверсии, транзиции и делеции,
б) нитрозометилмочевина – вызывает трансверсию
в) акридиновые красители (акридиновый оранжевый) – вставка другого гена
между основаниями
г) некоторые противоопухолевые антибиотики, которые являются ДНК-
тропными агентами.
2.Физические мутагены:
а) УФ- облучение, при этом образуются димеры пиридиновых оснований,
идут мутации по типу транзиции и трансверсии. Изменяется порядок
считывания генов на уровне трансляции.
б) рентгеновское облучение
в) быстрые нейтроны
г) g-лучи (Со)
д) ультразвук.
Мутационно-ступенчатый отбор – при этом отборе повышается частота
мутаций. С помощью этого метода удалось добиться увеличения активности
продуцента пенициллина в 100 000 раз за счет амплификации (умножения)
генов, кодирующих образование LLD- трипептида, увеличивается
производство пенициллина, а также нарушается система ретроингибирования,
повышается проницаемость стенки.
Мутосинтез и мутосинтоны представляют направление в создании
новых лекарственных средств как мутогенез. Можно привести пример
получения мутосинтонов на основе аминогликозидов, формула которых
представлена аминоциклитолом (устойчивая часть молекулы
аминогликозида) и различными сахарами (легко изменяемая часть в
структуре молекулы ). Работа заключается в том, что сначала генетики
удаляют аминоциклитол из структуры антибиотика, получая блок-мутанты,
затем химики преобразуют аминоциклитол и далее биотехнологии соединяют
в новую структуру антибиотика новый аминоциклитол и сахара в
мультиферментных комплексах, где и происходит сборка новой молекулы
антибиотика.
Цели, которые необходимо достигать биотехнологу при совершенствовании
продуцента
1. Увеличение продуктивности в достижении большого выхода
лекарственных веществ на единицу биомассы.
2. Придать продуценту способность использовать менее дефицитные и
более дешевые среды.
3. Продуцент не должен ретроингибировать биосинтез конечного
продукта.
4. Устойчивость продуцента к вирусным инфекциям (бактериофагам).
5. Нетребовательность к оборудованию, т.е. биосинтез не должен
снижаться при несовременной технологии оборудования (например,
достижение меньшей вспениваемости культуральной жидкости)
6. Оптимизация свойств продуцента в аспекте медицинской
промышленности (продуцент не должен иметь неприятного запаха и
т.д.)
Главный тезис биотехнолога: увеличение выхода продукта
Разработка методов культивирования растительных тканей и изолированных клеток как достижение биотехнологической науки.
Культура каллусной ткани состоит из сообщества клеток, выращиваемых на искусственной питательной среде. Что касается использования таких культур, то надо отметить, что до середины 50-х годов прошлого века использовали их как
модельную систему для исследования физиологических и биохимических
процессов, работая с изолированными клетками и органами растений. А в 60-х
годах было доказано, что культуры клеток растений могут быть продуцентами и
синтезировать на искусственных питательных средах различные вещества,
присущие интактному растению. В этой связи мы можем обратиться к такому
понятию как тотипотентность.
Приведем определение тотипотентности. Тотипотентность – это способность
любой клетки образовывать полноценное растение, что предопределено его
генетическим и физиологическим потенциалом (или естественными
возможностями), необходимым для образования вторичных метаболитов.
Третий вопрос. Нас интересует насколько такой процесс по выделению
вторичных метаболитов является стабильным.
Стабильность по выходу
продукта вторичных метаболитов связывают с двумя параметрами:
1. с дифференцировкой клеток,
2. со стадией культивирования
Например, дифференцированные корневые каллусы Atropa belladonna
синтезируют тропановые алалоиды, а недифференцированные уже не способны
к их синтезу Но с другой стороны Rauwolfia serpentinа способна синтезировать
индолиловые алкалоиды недифференцированными клетками с достаточно
большим выходом метаболитов. Отсюда можно сделать вывод, что
морфологическая специализация клеток не является основной предпосылкой
БАВ, т.е. здесь нет прямой связи.
Теперь остановимся на вопросе получения первичного каллуса.
Если еще раз обратиться к определению каллуса, то можно добавить к тому,
что уже было сказано ранее. Каллус (от латинского callus- толстая кожа,
мозоль), представляет ткань, которая образуется в местах повреждения
органов растения и обычно возникающая при неорганизованной
пролиферации клеток растения. Используется для получения
изолированных тканей и клеток растения.
Можно вспомнить, что клетка in vitro – это морфофизиологическая,
дифференцированная структурная живая система, основными составляющими
которой являются клеточные стенки, ядро, протопласт, система вакуолей.
Клетки отличаются по форме и размеру.
Основа клеточной стенки – полисахарид, целлюлоза, вакуоли с клеточным
соком, из воды и растворенных в ней солей и органических веществ;
протопласт состоит из белков и структурно включает протоплазму с
органоидами и , наконец, ядро для осуществления всех основных функций
клетки.
Ядро клетки состоит из периолимфы, хроматина и одного или нескольких
ядрышек.
Что касается основного способа деления клеток, то это митоз, который
подразделяется на 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
-Профаза - строятся структурные элементы хромосом, оболочка ядра исчезает
-Метафаза – меняется положение хромосом, они располагаются в виде
метафазной пластинки, из которой ведется подсчет и морфологическое описание
хромосом
-Анафаза – расхождение хромосом к противоположным полюсам клетки и
формирование двух полностью идентичных наборов хромосом
Телофаза – группа хромосом собранная на полюсах.
В процессе цитокинеза формируется клеточная оболочка, разделяющая
материнскую клетку на 2 новые, идентичные одна другой клетки.
Что касается источников получения каллусов - изолированные культуры
каллусов получают из различных органов растений (корни, побеги, листья) или
из определенного типа клеток (эндосперма, пыльца).
Технология получения каллуса- Выбранный эксплантант, представляющий
вырезанные маленькие кусочки (2-4 мм ) растительной ткани, которые находятся
в подходящем биологическом состоянии (они молоды, здоровы ), что
необходимо для получения каллусных культур. Этот растительный материал
тщательно моют, стерилизуют гипохлоридом натрия, 96% спиртом или 0,1%
сулемы, затем тщательно промывают дистиллированной водой и помещают на
синтетическую агаризованную питательную среду. Сосуды закрывают ватно-
марлевыми тампонами. Конечно, при этом необходимо соблюдать строгие
правила антисептики (работают только в боксах). Для образования каллуса и
роста ткани сосуды переносят в темное помещение, где строго поддерживают
определенный режим. Это касается температуры и влажности. Известно, что для
большинства культур эти параметры таковы: температура +24-26 0, а влажность
65-70%. Через 2-3 недели на раневой поверхности образуется первичный каллус.
Весьма существенным в вопросе обеспечения роста и синтеза продуктов
вторичного метаболизма является подбор ингредиентов среды культивирования,
что определяется конечной целью биотехнолога.
Это:
1. формирование биомассы
2. синтез вторичных продуктов.
Остановимся на стадиях получения биомассы, обозначим эти стадии как
технологию получения биомассы:
1. Приготовление оборудования
2. Приготовление питательной среды
3. Стерилизация питательной среды
4. Посев ткани на питательную среду
5. Выращивание биомассы
6. Съем сырой биомассы и высушивание.
Что касается особенностей 2-ой стадии, то компоненты среды можно
разделить на 6 групп, что будет отражать и ее приготовление:
1. макроэлементы
2. микроэлементы
3. источники железа
4. органические добавки – витамины
5. источники углерода
6. органические добавки – регуляторы роста растений –ауксины и
цитокинины (играют роль пусковых механизмов).
Культивирование ведется на жидких и твердых питательных средах.
Теперь рассмотрим факторы, от которых зависит накопление вторичных
метаболитов в процессе культивирования растительных клеток.
Первый фактор.
1. Регуляторы роста растений как мы уже говорили, являются пусковыми
механизмами первичного и вторичного метаболизма, влияя таким образом
на потенциал продуктивности культур клеток. В качестве регуляторов
роста и синтеза продуктов вторичного метаболизма выступают
• ауксины (индолилтриуксусная кислота (ИУК), нафтилукссная кислота
(НУК) и 2,4 дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4Д) и
• цитокинины -6-бензиламинопурин (БАП), N-изоптен и
6-фурфуриламинопурин (кинетин)
Что касается цитокининов, то они по разному влияют на накопление
вторичных метаболитов- одни не реагируют на внесение в среду кинетика, а
другие культуры клеток при этом начинают образовывать например, алкалоиды
(на примере культуры клеток в первом случае Datura tatula и во втором случае,
Scopolia maxima) Таким образом, существование цитокининзависимых и
цитокининнезависимых клеток, если связывать это с природой самого растения,
зависит от изменений в фенотипе (внешних), а не в генотипе (внутренних)
культуры клеток.
Второй фактор.
Для синтеза вторичных метаболитов весьма существенным является внесение в
питательную среду известных предшественников, стимулирующих
определенные ферментативные пути метаболизма. Например, внесение всем
известного фенилаланина в среду для культивирования клеток увеличивает
выход диосгенина на 100%
Третий фактор.
Накопление вторичных метаболитов также зависит от температуры, рН, а при
суспензионном культивировании от аэрации, перемешивания, скорости
вращения сосудов, от газового состава и т.д.
Таким образом, если мы хотим иметь гарантию возможности получения любого
продукта с фармакологической активностью, мы должны иметь в виду наиболее
благоприятные условия на стадии роста и синтеза вторичных метаболитов для
каждой культуры клеток растений (т.е. знать ее характер, капризы, требования,
наконец саму природу на уровне фенотипа и генотипа).
Итак мы уверены, что промышленное производство может эффективно
работать, реализуя возможность накопления промышленного сырья путем
выращивания клеток и тканей растений, используя каллусные и суспензионные
культуры (помня, что суспензионные культуры получают из каллусных).
Теперь перечислим преимущества каллусных культур в технологии получения
растительного сырья. Прежде всего - это:
• - надежность и стабильность по выходу биомассы и продуктов вторичного
метаболизма
• - возможность использования каллусной системы для иммобилизации и
последующей биотрансформации
Недостаток: в необходимости применения ручного труда
В литературе приводятся интересные данные по технологии получения
субстанции женьшеня, радиолы розовой и унгерии на основе каллусных культур.
Кстати, известно, что препараты женьшеня широко применяются в
косметической, пищевой, медицинской промышленности.
Если сравнивать преимущества каллусных культур и суспензионных между
собой, то оказывается, что выход продуктов вторичного метаболизма выше
именно в каллусных культурах, но управление процессом культивирования легче
осуществлять при работе в суспензионных культурах.
При производстве настоек женьшеня, плантационное выращивание этой
культуры в количественном отношении по выходу панаксозидов имеет
преимущество перед каллусным сырьем, но по токсичности, препараты,
получаемые из каллусного сырья менее опасны.
Четвертый фактор.
Рентабельность производства на примере женьшеня стала преобладать в
технологии получения «бородатых корней», где по условиям роста и скопления
клеток возникают субпопуляции с повышенной дифференцировкой – это самые
продуктивные клетки по биоактивным веществам.
Перспективность новых технологий получения биомасс лекарственных
растений, содержащих то или иное активное начало в виде каллусных и
суспензионных культур заложена в их неоспоримых преимуществах, таких как:
1. стандартность накапливаемого сырья
2. хороший выход активного начала (см.табл.5)
3. сокращение сроков культивирования для накопления растительной
биомассы (вместо месяцев и недель счет идет на дни и часы) Краткий
комментарий с учетом кривой роста микроорганизмов в периодическом
режиме, представленной в предыдущих лекциях. В начале
логарифмической фазы (лог.фазы) клетки малы и обладают плотной
цитоплазмой, но в стационарной фазе вакуолизируются и сильно
увеличиваются в размерах. Деление клеток идет путем митоза, время
удвоения их биомассы варьирует от 25 до 100 часов. Очень важно, что из-
за низкой интенсивности дыхания клеток потребность их в кислороде
снижена и нет проблем в обеспечении культуры системами интенсивной
аэрации.
4. возможность промышленного производства биомасс экзотических
растений, малодоступных для нашей страны, например, таких как
раувольфия, диоскорея, унгерия и др.
5. использование разных технологических режимов, но предпочтительнее
растительные клетки выращивать в периодическом режиме, хотя можно
использовать и полунепрерывное и непрерывное культивирование, если
нарастание биомассы коррелирует с синтезом вторичных метаболитов.
6. использование методов иммобилизации и биотрансформации для
повышения выхода продуктов вторичного метаболизма применительно к
растительным клеткам. Здесь логично представить некоторый
комментарий по влиянию на синтез и накопление вторичных метаболитов
и уровнем их агрегатного состояния, т.е. чем ближе клетки к целому
растению тем выше у них должны быть метаболические потенциалы.
Однако здесь необходимо различать механизмы накопления вторичных
метаболитов. Они разные.
Если имеется прямая связь – один механизм накопления, когда
определяющим в росте клетки является действительно уровень агрегации,
когда достаточная ее степень может быть достигнута в медленно растущих
культурах.
В случае обратной связи включается другой механизм накопления
вторичных метаболитов и в этом случае уже определяющим фактором
является не агрегация, а кинетика скорости роста, когда первичные и
вторичные пути метаболизма по разному конкурируют за предшественник в
быстро и медленно растущих организмах.
Вывод. Иммобилизованные клетки с низкой скоростью роста, способны к
интенсивной выработке метаболитов.
Одним из основных условий иммобилизации является:
- выделение метаболита в питательную среду
- свободное извлечение метаболита из питательной среды. (например, к таким
клеткам относятся клетки, продуцирующие алкалоиды)
Способы иммобилизации
- клетки встраивают в альгинат кальция
- клетки встраивают в агарозные шарики
- клетки встраивают в трехмерные сетчатые структуры из нейлона,
порошкового металла, полиуретана. (в частности такие системы используются
для Digitalis lanata и др. стр.110.
Каковы преимущества иммобилизованных клеток по сравнению с
суспензионными культурами? Это:
• многократное использование
• четкое отделение биомассы от продуктов метаболизма
• увеличение продолжительности культивирования на стадии
продуцирования
• получение большого количества вторичных метаболитов.
Биотрансформация – это метод, использующий ферменты, локализованные
в клетке растения и способные менять функциональные группы добавленных
из вне химических соединений. Метод используется для повышения
биологической активности конкретной химической структуры и проведения
серий специфических химических реакций за счет включения одного или
нескольких последовательно связанных ферментов. В качестве примера
можно привести превращение дигитоксина в дигогсин клетками Digitalis
lanata .
Недеференцированные культуры клеток Digitalis lanata сами не образуют
сердечных гликозидов, но могут осуществлять реакции биотрансформации
субстратов, добавленных в питательную среду.
Биотрансформация дигитоксина в дигогсин идет за счет реакции 12-
гидроксилирования, катализируемой ферментом, находящимся в клетках
Digitalis lanata.
Итак, для дальнейшего развития этого направления получения
лекарственных средств на основе клеток растений с использованием
биотрансформации необходимо следующее:
1. селекция специализированных линий клеток
2. оптимизация условий культивирования
3. сокращения времени ферментации
4. увеличение срока работы клеток.__
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 856; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!