诱导子在红豆杉细胞培养生产紫杉醇中的应用研究进展

诱导子作为一种调控植物次生代谢产物生物合成的重要手段,用于红豆杉(Taxus)细胞培养生产紫杉醇的研究效果显著。本文分别就生物诱导子和非生物诱导子促进紫杉醇生物合成及其可能的作用机制进行了综述。     

南方红豆杉细胞培养合成紫杉醇诱导子浓度的优化

本文利用短期诱导实验考察了几种诱导子的最优诱导浓度,结果表明,在南方红豆杉细胞培养体系中分别加入１．０ｍｍｏｌ／Ｌ硝酸铈铵、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ硝酸银、０．１ｍｇ／Ｌ花生四烯酸、０．１ｍｇ／Ｌ水杨酸以及１０．０ｍｇ／Ｌ甲基苯莉酮酸最有利于紫杉醇产量的提高。     

红豆杉细胞培养生产紫杉醇产量稳定性的探讨

通过磷酸盐双饥饿和秋水仙碱这两种经典的同步化方法处理悬浮培养的红豆杉细胞 ,以实现培养物的均一性 ,并比较了同步化与非同步化细胞及不同同步化方法处理的细胞紫杉醇产量。结果表明 ,不同同步化方法处理的细胞紫杉醇产量有差异 :秋水仙碱同步处理处于中期的细胞紫杉醇产量高于非同步化细胞 ,而磷酸盐双饥饿同步处理处于间期的细胞紫杉醇产量则相反。这表明紫杉醇产量与培养物的均一性有关 ,且与细胞同步的周期时相有关 ,采用同步化方法来选择合适的细胞周期时相有利于紫杉醇产量的稳定 ,通过比较不同同步化方法处理对细胞生物量和 POD活性的影响进一步探讨紫杉醇产量产生差异的原因     

东北红豆杉细胞培养生产紫杉醇的调控研究

研究了诱导子、前体及抑制剂的协调作用对东北红平杉生产紫杉醇的影响。结果表明,向培养基中加入80mg/L水到、80mg/L茉莉酸甲酯、0.5mmol/L乙酸钠、2mmol/L苯丙氨酸、0.5mmol/L丝氨酸、0.1mmol/L甘氨酸、10mg/L肉桂酸、0.5mmol/L苯甲酸钠、5mmol/L丙酮酸钠、10mg/L氯化氯胆碱、和1mg/L赤霉酸可使紫杉醇含量提高368.65%。并且证明交互作用对紫杉醇合成有显著作用。     

真菌诱导子对中国红豆杉生产紫杉醇优化模型研究

采用均匀设计,研究了真菌诱导子F5质量浓度,添加阶段与处理时间等对中国红豆杉细胞生产紫杉醇（Taxol）的综合效应,建立了以紫杉醇产量为目标函数的数学模型,借助模型,研究了各因子及其交互作用对紫杉醇含量的影响,获得了第15d加入质量浓度为0.64mg/L的真菌诱导子F5,处理29d为最佳的工艺组合。     

诱导子对红豆杉培养细胞紫杉醇产量的影响

利用红豆杉细胞培养技术生产紫杉醇是目前紫杉醇生产的研究热点之一,并已取得了较大进展,其中如何提高紫杉醇的产量是研究的关键。目前通过促进紫杉醇代谢来提高产量最常用、最重要的方法之一是添加诱导子。这是来源于病原微生物的一类化学物质,具有诱导植物细胞中防卫基因表达诱发植物过敏反应和促进植物细胞中特定次生代谢产物的合成等多种功能。就近年来在红豆杉细胞培养生产紫杉醇方面的研究进展进行简要论述,着重介绍了添加诱导子在促进紫杉醇生物合成中的应用。     

红豆杉细胞培养与紫杉醇生产

介绍了１９９１年红豆杉细胞培养第一个专利发表以来,特别是近两年,在红豆杉细胞培养研究方面所取得的巨大进展,其中特别强调提高紫杉醇含量方法的研究。目前,红豆杉细胞培养的规模和紫杉醇含量都已达到商业生产的水平,高技术产业的形成已为期不远。     

桔青霉中紫杉醇诱导子对红豆杉细胞代谢的影响

在红豆杉细胞培养第２０ｄ时,加入桔青霉紫杉醇诱导子处理５ｄ及１０ｄ后细胞中可溶性蛋白质含量增加,苯丙氨酸解氨酶活性增强,培养基ｐＨ值降低,细胞可溶性蛋白质,过氧化物酶与酯酶同工酶电泳扫描图谱中出现新的谱带为茂本原有个别谱带强度发生变化。     

几种真菌诱导子对云南红豆杉细胞产生紫杉醇的影响

自１９９３年以来,紫杉醇（Ｔａｘｏｌ）已成为临床上治疗乳腺癌和卵巢癌的重要药物。由于其药源植物—红豆杉属植物（ＴａｘｕｓＬ．）生长非常缓慢,体内紫杉醇含量很低,且资源有限,所以人们一直在寻找解决紫杉醇药源短缺的方法。用红豆杉属植物组织培养技术生产紫杉醇被认为是一种有潜力的方法之一,受到人们的高度重视。虽然有关这方面的报道较多［１］,但该研究仍处在试验阶段,还未见用此方法商业化生产紫杉醇的报道。其重要原因是目前红豆杉属植物离体细胞的紫杉醇产量还比较低,而且不稳。人们仍在继续寻找提高紫杉醇产量的方法…     

担子菌及其木质纤维素降解液在红豆杉细胞培养中的作用

研究了担子菌及其木质纤维素降解液在红豆杉细胞培养中的作用,结果表明,担子菌Ｂｄｓ及其木质纤维素降解液制备的诱导子对紫杉醇生物合成具有明显的促进作用,且以木质纤维素发酵致第７天的降解液对紫杉醇生物合成的诱导作用最明显。因此,可以用担子菌Ｂｄｓ发酵木质纤维素所得的降解液制备紫杉醇生物合成的诱导子。     

红豆杉细胞培养产物提取策略及其对紫杉醇的影响

研究了硫酸铈铵及原位提取对红豆杉细胞悬浮培养过程中细胞生长、紫杉醇合成及释放的影响。红豆杉细胞悬浮培养过程中培养第12d添加2mg/L硫酸铈铵能获得最大紫杉醇产量8．3mg/L,其中2．4mg/L释放到细胞外,分别为对照组的4倍及12倍。同时添加2mg/L硫酸铈铵、5％油酸(v/v)时胞外紫杉醇产量达到9mg/L,为对照组的45倍。将硫酸铈铵及原位提取与补料培养相结合,最高紫杉醇产量可达24．5mg/L,其中60％释放到胞外。     

Oxidative Stress and Taxol Production Induced by Fungal Elicitor in Cell Suspension Cultures of Taxus Chinensis

Treatment of Taxus chinensis cell suspension cultures with fungal elicitor resulted in an oxidative stress characterized by H₂O₂ production, malondiadehyde (MDA) accumulation and cell death. This oxidative stress was dependent on the concentration of elicitor. Cells exposed to elicitor accumulated taxol, however, not proportional to elicitor concentration. High production of taxol occurred in cells treated with the suitable elicitor concentration. We concluded that oxidative stress had the deleterious effect on taxol production. Simultaneous treatment with elicitor and ascorbic acid (ASA) changed the oxidative stress and taxol production. Production of taxol in cells treated with 200 mg dm^–3 elicitor and ASA was enhanced compared with that in cells treated with only 200 mg dm^–3 elicitor, while production of taxol in cells treated with 100 and 50 mg dm^–3 elicitor and ASA was decreased compared with that in cells treated with 100 and 50 mg dm^–3 elicitor.     

HPLC法检测红豆杉细胞培养物中的紫杉醇

在对紫杉醇和干扰紫杉醇测定的６种常见紫杉烷进行色谱化分离的基础上,建立了红豆杉细胞培养物中紫杉醇的高效相色谱检测方法。样品经提取后,在Ｋｒｏｍａｓｉｌ Ｃ１８柱上以乙腈：水为流动相进行梯度洗脱,于２２７ｎｍ处进行检测。紫杉醇在０．２μｇ／ｍｌ－２０μｇ／ｍｌ浓度范围内线性关系良好,经测定检测限为０．１μｇ／ｍｌ,检测精密度为３．４％,回收率为８８．４％。     

真菌诱导子对悬浮培养南方红豆杉细胞态势及紫杉醇合成的影响

在南方红豆杉细胞悬浮培养过程中,研究了在指数生长期的末期加入真菌诱导子(尖孢镰刀菌的胞壁组分粗提物)对细胞态势及紫杉醇合成的影响。结果表明,真菌诱导子能在短期内激发细胞的防御性应答反应而产生氧迸发,细胞的氧化还原态势发生了明显的变化,培养基发生碱化现象,表征酶含量的蛋白质含量明显提高,SOD、POD、CAT的活力出现波动性变化,并具有一定的时序性。同时,南方红豆杉悬浮培养体系中产次生代谢途径中重要的酶PAL的活力得到提高,紫杉醇的合成被加强,产量得到了显著提高,达到了对照组的5倍左右。     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物

云南红豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过8年多的继代培养,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力.从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到8个紫杉烷类化合物,经核磁共振光谱和质谱数据分析,它们的化学结构分别是2,5,10-三乙酰氧基-14-丙酰氧基紫杉二烯(1)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基丙酰氧基)紫杉二烯(2)、 2,5,10,14-四乙酰氧基紫杉二烯(3)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基-3′-羟基丁酰氧基)紫杉二烯及其差向异构体(4和5)、巴卡亭Ⅳ(6)、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇(8).化合物3、 5-7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到.定性分析表明,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似.另外,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达0.3%,可用来进行大规模培养.     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物(英文)

云南红豆杉 (TaxusyunnanensisChengetL .K .Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过 8年多的继代培养 ,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力。从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到 8个紫杉烷类化合物 ,经核磁共振光谱和质谱数据分析 ,它们的化学结构分别是 2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_丙酰氧基紫杉二烯 (1)、2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_(2′_甲基丙酰氧基 )紫杉二烯 (2 )、2 ,5 ,10 ,14_四乙酰氧基紫杉二烯 (3)、2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_(2′_甲基_3′_羟基丁酰氧基 )紫杉二烯及其差向异构体 (4和 5 )、巴卡亭Ⅳ (6 )、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇 (8)。化合物 3、5 - 7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到。定性分析表明 ,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似。另外 ,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达 0 .3% ,可用来进行大规模培养     

东北红豆杉细胞两液相培养中紫杉醇释放行为研究

在东北红豆杉细胞悬浮培养中,分别研究了稀土化合物(硫酸铈铵)、有机溶剂(油酸和邻苯二甲酸二丁脂)和稀土化合物与有机溶剂的协同作用对紫杉醇释放的影响。在此基础上深入研究了在东北红豆杉细胞两液相培养中,紫杉醇释放率随不同的有机溶剂(烷烃、有机酸、醇和脂)、有机溶剂的体积分数、有机溶剂的加入时间和有机溶剂相毒性的变化规律。结果表明分别加入稀土化合物和有机溶剂都明显促进紫杉醇的释放,特别是有机溶剂更显著促进紫杉醇的释放。但在东北红豆杉细胞两液相培养中,稀土化合物加入不能进一步促进紫杉醇的释放。因此两液相培养中有机溶剂本身就是很好的产物释放剂。紫杉醇的释放率由对照组的40%提高到75%以上。     

红豆杉悬浮细胞放大培养的细胞生长与紫杉醇合成动力学

研究了在Murashige&skoog s(MS)和 6 2号两种不同的培养基中 ,红豆杉细胞悬浮细胞从摇瓶到 1 0L机械通气搅拌式反应器放大培养过程中细胞生长与紫杉醇合成动力学 .结果表明 :尽管在不同的培养条件下 ,细胞生长曲线均呈现“S”型 .紫杉醇在延迟期与指数生长期中基本上没有积累 ,而且随着培养规模的增大 ,紫杉醇的含量逐渐降低 .进一步对各级放大培养的细胞生长 ,比生长率与胞内外紫杉醇合成量进行分析 ,发现MS利于细胞生长但不利于紫杉醇合成 ,而 6 2号则相反 .根据此文的结果 ,提出了红豆杉细胞培养条件的优化和大规模细胞培养生产紫杉醇应采取的策略     

植物细胞工程技术生产紫杉醇研究进展

紫杉醇是一种二萜类生物碱,主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用植物细胞工程技术是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源红豆杉、解决紫杉醇药源紧缺的一种最有效方法。该文对近十年来国内外有关采用植物细胞工程技术生产紫杉醇的研究进展,包括红豆杉细胞系的建立、悬浮培养条件的研究、生物反应器培养以及紫杉醇合成代谢调控方面的最新研究进展进行综述。并重点论述了前体、诱导子和代谢支路抑制剂对红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇的影响,为植物细胞工程技术生产紫杉醇提供借鉴和参考。