Иван Георгиев Иванов биосинтез на галантамин от растителни in vitro системи на leucojum
жүктеу/скачать 3.78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Фиг. 7. Биосинтетична връзка на идентифицираните Amaryllidaceae алкалоиди в L. aestivum shoot линия G 80.
- Алкалоид R t M +
- 26 ºC 30 ºC БМ
- 2.2. Биосинтез на галантамин от L . aestivum L. G 80 shoot тип култура в колонен биореактор с вътрешни секции
- Табл. 10. Максимални стойности на акумулираната суха биомаса и растежните индекси, получени при култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 в колонен биореактор с вътрешни секции.
- Условия на култивиране Акумулирана суха биомаса, g/L
- Дебит на входящия въздух, L/(L.h)
- Табл. 11. Максимални количества хлорофили, получени при култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 в колонен биореактор с вътрешни секции.
- Условия на култивиране Хлорофил A, mg/L
|
сл. < 0.1% от общия йонен ток; а (Berkov et al., 2005); б (Berkov et al., 2008); в (Berkov et al., 2009); г (Cedrón et al., 2009); д (Evidente et al., 1984); е (Kreh et al., 1995). 
Фиг. 7. Биосинтетична връзка на идентифицираните Amaryllidaceae алкалоиди в L. aestivum shoot линия G 80. Температурата на култивиране оказва съществено влияние не само върху биосинтеза на индивидуалните компоненти на алкалоидните смеси, биосинтезирани от L. aestivum shoot линия G 80, но и като цяло на алкалоидните групи. При температура на култивиране, различна от благоприятната за синтез на алкалоиди от ликоринов тип (26°С), се наблюдава съществено повишаване на алкалоиди от галантаминов тип с para-ortho' фенол-окислителна структура (Фиг. 7), като температурата, при която най-много се увеличават алкалоидите от галантаминов тип (2.4 пъти), е 22°С. При тази температура галантаминовият тип алкалоиди е доминиращ тип – от 26.0% от общия йонен ток при 26°С до 62.6% от общия йонен ток за външноклетъчните и от 28.5% от общия йонен ток на 68.1% от общия йонен ток при вътреклетъчните. От друга страна, относителната концентрация на алкалоидите от ликоринов тип с ortho-para' фенол-окислителна структура (Фиг. 7) намалява съответно 2 пъти за екстрахираните от биомасата (от 70.2% от общия йонен ток при 26°С на 34.8% от общия йонен ток при 22°С) и 2.2 пъти (от 69.0% от общия йонен ток при 26°С на 30.6% от общия йонен ток при 22°С) за тези от външноклетъчните алкалоидни фракции. Хемантаминовият тип алкалоиди с para-para' фенол-окислителна стуктура (Фиг. 7) при увеличаване на температурата на култивиране от 22°С до 30°С повишават относителното си съдържание във вътреклетъчните фракции 2 пъти на всеки 4°С, като максимум се постига при 30°С–6.1% от общия йонен ток. Тези резултати показват, че температурата на култивиране оказва влияние върху ензимите, катализиращи фенол-окислителното присъединяване на 4-О-метилнорбеладина и формирането на алкалоиди с различен структурен тип (Фиг. 7). Табл. 9. Влияние на температурата на култивиране върху алкалоидния профил на L. aestivum G 80, при култивирането й в система тип RITA. Режим на култивиране 15 min период на разбъркване и 8 h период на покой.
сл. < 0.1% от общия йонен ток; а (Berkov et al., 2005); б (Berkov et al., 2008); в (Berkov et al., 2009); г (Cedrón et al., 2009); д (Evidente et al., 1984); е (Kreh et al., 1995). Понижаването на температурата на култивиране благоприятства преимуществено формиране на алкалоиди с para-ortho' фенол-окислително присъединяване (галантаминов тип) и инхибира формирането на алкалоиди с ortho-para' фенол-окислително присъединяване (ликоринов тип). От друга страна, по-високата температура на култивиране благоприятства биосинтеза на алкалоиди с para-para' тип на фенолно присъединяване (хемантаминовия тип). Тези факти ни дават основание да твърдим, че вторичният метаболизъм на L. aestivum G 80, култивирана в биореакторни системи с временно разбъркване тип RITA, може да бъде насочван в желана от нас посока чрез промяна в температурата на култивиране. 2.2. Биосинтез на галантамин от L. aestivum L. G 80 shoot тип култура в колонен биореактор с вътрешни секции В периода на цъфтеж (май–юни) на интактните растения L. aestivum L., когато се отчита максимално натрупване на галантамин, среднодневните температури са 22°С (http://iasas.government.bg). На тази база е изследвано влиянието на температурата на култивиране върху развитието на L. aestivum shoot линия G 80 и върху биосинтеза на галантамин и съпътстващите го Amaryllidaceae алкалоиди в колонен биореактор с вътрешни секции. Друг важен фактор при биореакторите с пневматично разбъркване е дебитът на входящия въздух, осигуряващ както аерацията, така и масообмена на културалната течност. Растителната shoot култура на L. aestivum G 80 показва балансиран растеж при всички изследвани температури 18, 22 и 26°С и дебит на входящия въздух 18 L/(L.h). По време на култивационния процес отделните shoot-ове увеличават значително дължината и обема си. Първоначално е проведено култивиране на L. aestivum shoot линия G80 в колонен биореактор с вътрешни секции при стандартни условия – температура 26°С, дебит на входящия въздух 18 L/(L.h). При тези условия културата се развива добре, като натрупва 17.8 g/L суха биомаса (растежен индекс 3.2) (Табл. 10). Не се наблюдават некроза и/или витрификация на тъканта, дължащи се на хиперхидратация или влошен масообмен. Намаляването на температурата на култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 от 26°С на 22°С води до повишен (14%) добив от биомаса и достига до 20.8 g/L и по-висок (33%) растежен индекс – 4.8. Следващото намаляване на температурата на култивиране от 22°С на 18°С обаче води до инхибиране на развитието. Следователно оптималната температура за развитието на L. aestivum G 80, култивирана в колонен биореактор с вътрешни секции, е 22°С и при тази температура са проведени следващите експерименти относно анализа на влиянието на дебита на входящия въздух върху растежните и биосинтетичните характеристики на изследваната култура. Дебитът на входящия въздух оказва съществено влияние върху развитието на растителните in vitro системи, култивирани в колонен биореактор, защото това е основният параметър, повлияващ хидродинамичната обстановка в работния обем. Експериментите са проведени при температура на култивиране 22°С. Анализът на получените резултати показва, че при дебит на входящия въздух 18 L/(L.h) L. aestivum shoot линия G 80 показва най-добри растежни характеристики (Табл. 10). Намаляването или увеличаването на дебита входящ въздух води до натрупването на значително по-малки количества биомаса. Растежният индекс, постигнат при тези условия, е около 2 пъти по-висок от този, постигнат при култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 в колби (2.50). Табл. 10. Максимални стойности на акумулираната суха биомаса и растежните индекси, получени при култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 в колонен биореактор с вътрешни секции.
Количеството на биосинтезирани хлорофили е в правопропорционална зависимост от количеството на натрупаната биомаса (Табл. 11). Табл. 11. Максимални количества хлорофили, получени при култивиране на L. aestivum shoot линия G 80 в колонен биореактор с вътрешни секции.
жүктеу/скачать 3.78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||