Иммобилизованные клетки растений для биотрансформации

Иммобилизованные клетки растений для биотрансформации

• Суть иммобилизации состоит в заключении живых клеток в определенный носитель.
• Затем через носитель с клетками пропускают питательную среду.
• При этом клетки прекращают рост, но могут достаточно долго оставаться живыми и продуцировать необходимые вещества.

• Иммобилизованные клетки могут быть использованы не только для синтеза, но и для биотрансформации различных соединений.
• Очень часто растения или культуры клеток растений не доводят синтез метаболита до наиболее важного продукта, и тогда можно использовать процесс биотрансформации.
• Пример. Использование суспензии клеток наперстянки, синтезирующей дигитоксин, тогда как для медицинских целей нужен дигоксин. Сердечный гликозид дигоксин обладает большим терапевтическим эффектом по сравнению с дигитоксином, которого в растениях содержится значительно больше. Дигоксин отличается от дигитоксина лишь по наличию дополнительной гидроксильной группы. Недифференцированные культуры клеток наперстянки шерстистой не образуют сердечных гликозидов, но могут осуществлять определенную реакцию биотрансформации субстратов, добавленных в питательную среду.

В частности, эффективна биотранформация пулегона в более ценные компоненты (ментол) в культуре клеток Mentha canadensis.

• Таким образом, использование суспензионных культур для синтеза вторичных метаболитов в промышленных масштабах имеет большие перспективы.

• Выбрать экономически обоснованный объект. Растения, выбранные для введения в культуру, должны содержать значительные количества экономически важных вторичных соединений.
• Первичное введение тканей в культуру. Обычно вначале получают каллусы на твердой среде.
• Биохимически изучают качество и количество вторичных метаболитов в биомассе клеток.
• Оптимизируют питательных сред и параметров выращивания

• Создание продуктивных штаммов клеток. Для рентабельного

крупномасштабного производства на основе клеточной технологии нужны мутанты, которые получают методами клеточной и генной инженерии. Клетки-мутанты синтезируют гормоны, нетребовательны к питательным средам, устойчивы к

осмотическому и механическому стрессу.



• Лучшие штаммы из каллусных клеток переносят в суспензионную (жидкую) культуру.
• Выращивание продуктивной и устойчивой культуры в условиях, близких к производственным, в ферментерах.
• Составление технического регламента на производство биомассы клеточной суспензии и его оценка.

• Производственная технология требует соответствующей аппаратуры, которой располагает, в частности, Япония. Так, в 20000-литровом ферментере в непрырывной культуре в течение трех месяцев выращивались клетки табака, продуцировавшие убихинон с продуктивностью по биомассе 5,582 г/л в день. Там также налажено крупномасштабное производство и других вторичных метаболитов.

В настоящее время в разных странах для получения экономически важных веществ используются культуры клеток около ста видов растений, среди которых – женьшень, раувольфия змеиная, наперстянка шерстистая и пурпурная, диоскорея дельтовидная, воробейник, беладонна, паслен дольчатый, дурман обыкновенный, ландыш майский, клещевина, агава, амми зубная, мак снотворный и др.

Ферментер отечественного производства

Основные составляющие части