Культивируемые растительные клетки способны синтезировать многие традиционные экономически важные продукты

Культивируемые растительные клетки способны синтезировать многие традиционные экономически важные продукты:

• терпеноиды, гликозиды, полифенолы, полисахариды, эфирные масла, необычные пептиды и специализированные белки, натуральные

красители, стероиды, пряности, инсектициды, воски, витамины.

Культуры клеток могут осуществлять биотрансформацию, то есть синтезировать некоторые БАВ из дешевых и доступных их предшественников, т.е. «полупродуктов». Эти «полупродукты» вторичных

микробиологическим

могут быть преобразованы химическим или путем, и только благодаря активности ферментов

клеток растений в культуре происходит их превращение в ценный конечный продукт.

• Синтез совершенно новых соединений с другим механизмом

действия. Например, японские исследователи добились успехов в получении таких новых БАВ, как необычные пептиды,

антиканцерогенные соединения, убихинон-10 и др.

Тип культивирования.

Биотехнологическое производство вторичных метаболитов растений осуществляется при культивировании клеточных суспензий. Длительное время для создания технологий промышленного выращивания суспензионных культур применялась аппаратура, разработанная для микробиологической промышленности. Клетки растений в десятки, сотни раз крупнее клеток бактерий и грибов, кроме того, их размеры меняются в процессе онтогенеза. Если в начале экспоненциальной фазы роста они мелкие и плотные, то в стационарной фазе роста они сильно увеличиваются в размерах и вакуолизируются. Чем крупнее становится клетка, тем больше возрастает опасность ее механического повреждения. В то же время клетки растений крупные и тяжелые требуют эффективного перемешивания.

биореакторы по сконструкции подразделяются на два больших типа:

• В биореакторах первого типа перемешивание осуществляется только путем аэрирования воздухом. При этом в барботажных биореакторах – за счет поднимающихся пузырьков воздуха, а в аэролифтных – с применением специальной конструкции с внутренним цилиндром, создающей градиент плотности суспензии (рисунок 6.2).
• Для биореакторов второго типа характерно наличие механических перемешивающих устройств.

биореактор с вынесенной циркуляционной петлей; 4 – биореактор с механическим перемешивающим устройством;

В – воздух

В настоящее время наиболее приемлемым способом получения больших количеств вторичных метаболитов растений является двустадийное культивирование:

• На первой стадии получают большое количество биомассы культивируемой суспензии,
• на второй стадии создаются условия для активного биосинтеза необходимых продуктов.