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植物细胞培养生产次生代谢产物中的影响因素

时间:2011-04-22  作者:秩名
[8]   。表面活性剂不仅可以增加渗透性,也可以增加细胞的代谢活性。如曼佗罗发状根培养过程中,吐温-20不仅能增加莨菪烷生物碱的释放,还能诱导生物碱的合成,但这种增加渗透性的处理对细胞活性的影响很大。随着细胞渗透性的增加,细胞活性的下降明显,因而限制了其在工业上的应用。发表论文

 

2.4渗透压的影响

渗透压的提高可以促进细胞代谢产物的外泌。由于甘露醇、山梨醇等有机物不能被细胞利用,因此常被用作渗透剂。如0.5﹪-1.5﹪的甘露醇引起的高渗可以促进莨菪烷生物碱的外泌   [9]   。还有植物细胞在高渗透条件下能积累调渗蛋白,它可能参与细胞的脱水保护作用,这种作用涉及膜在失水阶段形成的新的结构形式,使膜通透性发生改变,导致物质的渗漏。

2.5物理方法

实践中可以用电激处理、超声波处理、高压冲击等物理方法增加膜的透性。如用1.02MHz超声波处理甜菜细胞30s后重新悬浮于新鲜培养基,30mins内可见红色素释放   [10]   。但此类方法多造成细胞结构的严重伤害,使细胞活性下降,且难以工业化。

3.两相培养法

两相培养法是在培养体系中加入水溶性或脂溶性的有机物或者具有吸附作用的多聚化合物,使培养体系形成上下两相,细胞在水相中生长,而合成次生代谢产物物质分泌出来后转移至有机相中。这样不仅有利于产物的分离提取,还能减少产物的反馈抑制作用,促进细胞内次生代谢产物的分泌,并能保持细胞结构的完好,同时,可以通过有机相的不断回收及循环使用,实现细胞培养的连续化   [11]   。另外,对于易水解的产物,及时移走代谢产物也防止了产物的水解,从而提高了代谢物的产率。发表论文。但由于物质在不同溶剂中的分配系数的不同,吸附作用对不同代谢物质也不同,因而对于不同的代谢物质需用不同有机相,针对不同的代谢物选择有机相。

4.运用诱导剂

运用适当的诱导剂不仅可以促进植物细胞次生代谢产物的合成,还可以促进次生代谢物的释放,有研究表明,诱导剂壳聚糖与植物细胞组分多聚半乳糖醛酸结合后,细胞通透性增强,低分子化合物的渗漏增多,通过壳聚糖代谢途径中形成的一些寡聚糖调节细胞代谢,从而促进代谢物的外泌   [12]   。有人认为,诱导剂促进代谢物合成的原理是由于诱导剂诱导了代谢合成途径中的酶的活性。也有人认为诱导剂可以促进载体蛋白的合成。当然,由于诱导剂促进了代谢物的合成和分泌,并能保持细胞结构的完好,因此被认为是一种好的方法。

5.选择适当的前体物质

在培养液中选择添加适当的前体物质可以大大提高植物细胞次生代谢产物的合成。所谓前体物质,可将其看成是一种生化反应的底物。发表论文。实际上次生产物合成过程中凡是参与该物质合成的任何成分都可以认为是该物质的前体物质,但并不是任何前体物质的添加都能促进目标产物的合成,必须经过大量的实验寻找这些前体物,在此之前还必须清楚的了解该物质的合成途径。此外,并不是前体物质加入的量越多越好,因为一种物质可以是多条代谢途径中的前体,例如在悬浮培养红景天细胞生产红景天的过程中加入前体酪氨酸,它不仅是红景天合成过程的前体,而且还参与细胞的初生代谢,当培养体系中加入的酪氨酸过量时,细胞的初生代谢增强,次生代谢反而被抑制[13]。

综上所述,对于植物细胞内产物的释放,已建立起一系列的研究方法,并且取得了可喜的研究进展。展望未来,科学的发展必然会为这一领域的研究带来新的思路和新的发展,如何优化、促进植物细胞代谢产物诱导释放问题也必将会得到更好的解决,这必将加速植物细胞培养在工业生产上的应用,使得更多的植物细胞代谢产物被人类所利用,为人类造福。


参 考 文 献
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