Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 75

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 210 >> Следующая

гидролиза жира в молоке можно использовать иммобилизованные липазы и
эстеразы.
9. Разнообразные иммобилизованные ферменты со временем найдут применение
и в датчиках для быстрого анализа. Сегодня в таком качестве используются
лишь несколько ферментов, но когда будет решена проблема стабилизации, их
число увеличится. Особенно полезными из-за их высокой стабильности могут
оказаться ферменты термофилов.
172
Глава 4
4.3. Получение химических веществ из биомассы
4.3.1. Биотехнология на основе растительных клеток
Растения издавна являются поставщиками химических соединений для самых
разных отраслей химической промышленности. Это не только такое сырье, как
сахара, но и целый набор сложных вторичных метаболитов, например каучук,
кокаин, вещества, использующиеся в качестве красителей, вкусовых добавок
и пряностей. Получить такие вещества методом химического синтеза часто
бывает невозможно из-за сложности их строения. Сегодня, воодушевленные
успехами биотехнологии, ученые вновь обращаются к царству растений. Они
не только пытаются отыскать пути к улучшению способов выработки уже
освоенной продукции (например, аймалина и кодеина), но и разработать
новые принципы биотрансформации и получить новые продукты. Нам предстоит
в ближайшие годы заставить гены растений работать в бактериальных
клетках; сложность этой задачи состоит в том, что мы плохо знаем, как они
работают даже в собственных клетках. Кроме того, вторичные метаболиты
образуются в результате многоступенчатых процессов, о регуляции которых
нам тоже почти ничего не известно. Можно думать, что путем использования
культур растительных тканей мы сможем разработать новые подходы к
получению ценных химических продуктов, особенно лекарственных веществ, а
также улучшить сорта растений. Работая с культурами тканей растений, мы
сможем контролировать образование таких веществ и при этом не зависеть от
капризов погоды и не думать о вредителях растений, которые так сильно
влияют на образование нужных нам веществ.
Культуры растительных тканей можно получить из любого вида растений. При
этом используются разнообразные среды. Познание особенностей физиологии и
биохимии таких культур позволили значительно повысить их урожайность и
выход биомассы. Однако многие такие культуры не могут считаться истинными
автотрофами, так как для роста им необходимы внешние источники углерода
(в форме глюкозы или сахарозы), азот, минеральные вещества и факторы
роста. Сегодня мы умеем получать большое количество биомассы (20-30 г/л),
но повысить выход интересующих нас веществ обычно удается лишь за счет
снижения выхода биомассы и подавления роста. Выход различных веществ в
культуре может быть в 10 раз выше, чем в случае растения, но для этого
необходимо разработать новые стратегии скрининга и селекции, особенно
если искомый продукт образуется в малых количествах.
Химия и технология
173
С проблемами биотехнологии растительных клеток можно познакомиться на
примере организации промышленного производства первого вещества,
полученного из культуры тканей растения. Известно, что корни растения
Lithospermum erytrorhizoti -содержат шиконин и его производные. Это
растение издавна используется в Японии как лекарственное, поскольку оно
обладает антибактериальной и противовоспалительной активностью. Шиконин,
ярко-красное вещество, производное нафтохонина, применяли и как
краситель. Для того чтобы концентрация шиконина в корнях достигла 1-2%,
возраст растения должен составлять 5-7 лет. Так как выращивать
Lithospermum erythror-hizon в промышленном масштабе в Японии невозможно,
его приходилось ввозить из Кореи и Китая, а поэтому стоимость чистого
природного вещества составляла 4500 долл. за 1 кг. Представлялось
заманчивым наладить его промышленное производство на основе культуры
тканей растений. Клетки растений не выделяют вторичные продукты в среду,
а запасают их в вакуолях и органеллах, что затрудняет их получение.
Однако накопление шиконина облегчает отбор наиболее продуктивных линий,
поскольку содержащие этот краситель клетки имеют ярко-красный цвет.
Удалось выделить линию, накапливающую до 15% шиконина на сухую массу
клеток. Последующая оптимизация среды позволила достичь
тринадцатикратного увеличения продуктивности. Был разработан
двухступенчатый процесс культивирования, в котором на первой стадии
создавались оптимальные условия для наращивания биомассы, а на втором -
для образования вторичных продуктов. Клетки растят в суспензионной
культуре; для этого лучше всего подходят эрлифтные ферментеры, так как в
них осуществляются одновременно как интенсивное перемешивание, так и
разделение клеток, а вероятность повреждения относительно хрупких клеток
минимальна. Процесс производства шиконина начинается с наращивания клеток
в ферментере объемом 200 л. Затем его содержимое переносят в аппарат
объемом 750 л и проводят экстракцию обычными химическими методами. Выход
продукта за один цикл составляет 5 кг, поэтому стоимость его гораздо
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed