补料培养与溶氧控制联合应用对红豆杉细胞培养的影响

为进一步提高红豆杉(Taxus chinensis (Pilg.) Rehd.)细胞培养过程中紫杉醇的产量,采用细胞悬浮培养方法研究了补料培养与溶氧控制联合应用对紫杉醇产量的影响.5 L反应器中补料培养研究表明,培养过程中第16天添加含20 g/L蔗糖的补料培养液有利于细胞的生长及紫杉醇的合成.20 L反应器中补料培养的研究结果表明:20%饱和度培养时紫杉醇含量最高(0.98 mg/g DW),但40%～60%溶氧饱和度能提高紫杉醇的产量.进一步研究表明,细胞在60%溶氧饱和度培养20 d后转入20%溶氧饱和度继续培养12 d,能显著提高紫杉醇产量.补料培养与溶氧控制联合应用时,20 L反应器中红豆杉细胞培养紫杉醇产量可达18.7 mg/L.     

溶氧水平对红豆杉细胞悬浮培养的影响研究

紫杉醇 (Ｔａｘｏｌ)是源自红豆杉提取物的一种高度衍生化的二萜类化合物 ,临床实验结果表明紫杉醇对于卵巢癌、乳腺癌、胃肠道癌等具有明显的抗肿瘤活性[1] ,因而受到世界各国的广泛关注 ,并已被美国食品与药品管理局 (ＦＤＡ)批准用于卵巢癌与乳腺癌的治疗[2 ] 。到目前为止紫杉醇仍然主要从树皮中提取 ,但由于红豆杉生长缓慢 ,天然资源非常有限 ,加快其替代来源的研究势在必行。利用植物细胞悬浮培养生产紫杉醇作为一种可行的选择 ,近年来取得了较大的进展[3 ,4 ] 。本文研究了摇瓶及 2 0 Ｌ反应器培养过程的溶氧水平对细胞生长及紫杉醇…     

溶氧反馈分批补料高密度培养人骨形成蛋白-2工程菌

对表达人骨形成蛋白－2成熟肽的基因工程大肠杆菌E.coli DH5α/pDH-B2m在500mL摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,并在此基础上扩大至NBS Bioflo IV20L发酵罐,利用溶氧反馈－分批补料培养技术：在培养过程中保持适当的溶解氧（40％）,以溶氧值在线反馈控制搅拌速度及流加补料培养基,使细菌保持适当的比生长率,成功地进行了工程菌的高密度培养,最终菌体密度达OD600＝57,每升干菌量22.8g,目的蛋白的表达量占细菌总蛋白的30％,人骨形成蛋白－2成熟肽的理论产率达到3.59g/L。     

溶氧对L-苏氨酸发酵的影响

探索溶氧对L-苏氨酸发酵过程的影响及其控制方法。通过摇瓶装液量试验、不同溶氧控制方式考察发酵过程中溶氧对L-苏氨酸合成的影响。采用补料分批发酵工艺发酵L-苏氨酸,利用氨基酸分析仪测定发酵液中L-苏氨酸的产量,通过10L罐补料分批发酵36h,产酸可达118.9g/L,糖酸转化率为47.6%。可以得出溶氧对L-苏氨酸生物合成有重要影响,并建立了最佳溶氧控制条件。     

Clomazone对中国红豆杉细胞培养的影响

以中国红豆杉（Taxus chinensis）悬浮细胞为材料,研究了Clomazone（广灭灵）对培养细胞生长及紫杉醇和糊胡萝卜素合成的影响。探讨紫杉醇生物合成途径人工调控的方法。结果表明在细胞培养第20d加终浓度为20mg/L的Clomazone,对细胞生长影响较小,紫杉醇含量最高,达4263μg/L,约为对照的3倍。Clomazone可以抑制红豆杉细胞类胡萝卜素的合成,其对紫杉醇产量的提高可能与其抑制类胡萝卜素的合成有关。Clomazone与Methyl jasmorale (MJ)及Chloroholine chloride（CCC）对紫杉醇含量的提高有协同作用。     

稀土元素对南方红豆杉细胞培养及紫杉醇含量的影响

红豆杉属植物中的紫杉醇 (ｔａｘｏｌ)属萜类化合物 ,对白血病、转移性乳腺癌、卵巢癌、恶性黑色素瘤均有疗效 ,曾被誉为“最好的抗癌制剂”[植物学通报 ,1995 ,12 (3) :8～ 14]。植物组织细胞培养生产紫杉醇 ,特别是用稀土为诱导子提高红豆杉细胞合成与紫杉醇的释放 [天津农业科学 ,1998,4(1) :2 3～ 2 6 ;稀土 ,2 0 0 0 ,2 1(2 ) :49～ 5 1;中国稀土学报 ,1998,16 (1) :5 6～ 6 0 ]已成为当前研究的热点。本文所用的南方红豆杉(Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓｖａｒ ｍａｉｒｅｉ)无性系由南方红豆杉芽诱导、多次继代、液体培养而来。按杨…     

稀土元素对红豆杉细胞悬浮培养及紫杉醇合成的影响

研究了在250mL摇瓶中,不同浓度的硝酸镧、硫酸铈铵、硝酸亚铈3种稀土化合物对细胞生长及紫杉醇分泌和释放的影响。结果表明,在培养初期加入稀土元素。3种不同稀土化合物对细胞生长影响强弱不同,但趋势相似,均使细胞的延迟期缩短。1ppm的Ce^4 促进细胞生长的效果最明显。细胞干重第17d达到10.9g/L。在指数期加入稀土元素。10ppmCe^3 刺激细胞生长的效果最明显,细胞干重最高值达到11.5g/dL,比对照高1.5g/L,而10ppm的La^3 抑制细胞的生长。经稀土元素处理后,细胞胞内和胞外紫杉醇含量都有大幅度的提高,其中以10ppmCe^3 处理,胞外紫杉醇释放率最大,达37.7%。     

东北红豆杉细胞培养生产紫杉醇的调控研究Ⅱ——交互作用对东北红豆杉细胞培养生产紫杉醇的影响分析

交互作用可能发生在两种相同或不同类型物质之间 ,其影响可能是促进也可能是滞后 ,研究交互作用可以更为深入地了解两种物质之间发生的具体影响 .考察了乙酸钠×丙酮酸钠、SA×CCC、乙酸钠×SA、乙酸钠×CCC、赤霉酸×CCC共 5种交互作用 ,较为全面地反映了典型交互作用中二物质之间的相互影响 .经进一步研究发现当两两物质之间达到某一定浓度的时候 ,必然会出现相互抑制的作用 .     

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。     

红豆杉细胞悬浮培养中不同添加物对细胞生长和紫杉醇合成的影响

采用正交实验检测红豆杉（Ｔａｘｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇｅｒ）Ｒｅｈｄ．）细胞悬浮培养中水杨酸、Ｄ－果糖、甘露醇和硫酸镧对细胞生长和紫杉醇（ｔａｘｏｌ）积累的影响。添加１０ｇ／ＬＤ－果糖,可使细胞的鲜重和干重明显增加;添加６０ｇ／Ｌ甘露醇使细胞的鲜重和干重明显减少;１ｍｇ／Ｌ水杨酸仅使细胞鲜重增加,对干重影响不明显;硫酸镧对细胞生长无明显影响。单独添加这４种物质,紫杉醇含量均下降,同时添加     

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     

寡聚糖诱导悬浮培养南方红豆杉细胞的凋亡(英)

在真菌 (Fusariumoxysporumf.vasinfectum (Atkinson)SnyderetHansen)寡聚糖诱导悬浮培养南方红豆杉(Taxuschinensis (Pilger)Rehd .var.mairei (LemeeetL啨ｖｌ.)ChengetL .K .Fu)细胞生产紫杉醇的体系中发现细胞出现凋亡 ,次生代谢增强。电镜观察到细胞核质和原生质出现凝集现象 ,液泡内出现大量的高电子致密体。核DNA经琼脂糖凝胶电泳 ,呈 2 0 0bp的整数倍的梯状条带 (ladders) ;而对照组细胞核DNA完整 ,呈大片段 ,细胞完整 ,细胞器发达 ,但紫杉醇合成速率很低。加入寡聚糖后 ,细胞防御系统开启 ,细胞生长停止 ,次生代谢物酚类物质大量积累且次生壁加厚 ,多酚氧化酶活性迅速提高 ,苯丙烷类代谢途径的关键酶苯丙氨酸解氨酶的活性在 1h后急速提高 ,目的产物紫杉醇在诱导后 72h达到峰值 ,比对照组提高了 6倍 ,且细胞凋亡的出现与紫杉醇合成的峰值具有时间上的一致性。     

寡聚糖诱导悬浮培养南方红豆杉细胞的凋亡

在真菌(Fusarium oxysporum f.vasinfectum (Atkinson) Snyder et Hansen)寡聚糖诱导悬浮培养南方红豆杉(Taxus chinensis (Pilger) Rehd.var.mairei (Lemee et Lévl.) Cheng et L.K.Fu)细胞生产紫杉醇的体系中发现细胞出现凋亡,次生代谢增强.电镜观察到细胞核质和原生质出现凝集现象,液泡内出现大量的高电子致密体.核DNA经琼脂糖凝胶电泳,呈200 bp的整数倍的梯状条带(ladders);而对照组细胞核DNA完整,呈大片段,细胞完整,细胞器发达,但紫杉醇合成速率很低.加入寡聚糖后,细胞防御系统开启,细胞生长停止,次生代谢物酚类物质大量积累且次生壁加厚,多酚氧化酶活性迅速提高,苯丙烷类代谢途径的关键酶苯丙氨酸解氨酶的活性在1 h后急速提高,目的产物紫杉醇在诱导后72 h达到峰值,比对照组提高了6倍,且细胞凋亡的出现与紫杉醇合成的峰值具有时间上的一致性.     

悬浮培养南方红豆杉细胞的紫杉醇生物合成路径中诱导子的作用位点

作者研究开发出一种基于分析中间响应模式确定悬浮培养诱导子作用位点的新方法.研究结果表明,一个诱导子的作用位点存在于浓度变化方向相反的相邻两个中间代谢物之间;该方法的有效性在悬浮培养南方红豆杉(Taxus chinensis(Pilg.)Rehd.var.mairei(Lemee et Levl.)Cheng et L. K.Fu)生物合成紫杉醇过程中得以证实;经确定,甲基茉莉酮酸、硝酸根和柠檬酸铵的作用位点在baccatinⅢ至10-去乙酰基紫杉醇之间;水杉酸、花生四烯酸的作用位点存在3种可能性,即增强10-去乙酰基紫杉醇的合成、防止紫杉醇和cephalomannine的降解.该方法对指导诱导子配伍优化紫杉醇生产具有指导意义.     

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     

Cell Apoptosis Induced by Oligosaccharide in Suspension Cultures of Taxus chinenesis

Taxol production of Taxus chinensis（Pilger） Rehd. var.mairei (Lemeeet Lévl.) Cheng et L. K. Fu induced by oligosaccharide from Fusarium oxysporum f.vasinfectum (Atkinson) Snyder et Hansen was studied in suspension cultures, and it was found that oligosaccharide triggered cell apoptosis. Under transmission electron microscope the following morphological changes were observed: cell shrinkage, condensation of cytoplasm, nuclear fragmentation, and the increase of high electron density bodies in vacuole in great quantity. In oligosaccharide treated cells, agarose gel electrophoresis revealed that DNA was digested into oligonucleosomal fragments that were times of 200 bp appearing as DNA ladders. Control cells were in normal physiological state, they were intact, abundant in organelle and with integral nucleus DNA, and the rate of taxol biosynthesis in these cells was very low. After the oligosaccharide to the culture system, the defense system of cells was elicited and the secondary metabolism was strengthened, i.e. phenolics were accumulated in the medium, the activity of polyphenol oxidase (PPO) was increased quickly and secondary wall of cells was thickened. The activity of L phenylalanine ammonia lyase (PAL), the critical enzyme of the phenylpropanoid pathway, was increased promptly 1 h after elicitation. The rate of taxol production was improved sharply and the maximal taxol concentration at 72 h was six times that of control. Appearance of cell apoptosis was accompanied with the highest concentration of taxol in suspension cultures.     

磷甘霉素和洛伐它汀处理对中国红豆杉悬浮培养细胞生物合成紫杉醇的影响

采用非甲羟戊酸途径抑制剂磷甘霉素和甲羟戊酸途径抑制剂洛伐它汀对中国红豆杉悬浮细胞培养物进行处理.在添加和未添加茉莉酸甲酯诱导的情况下,前者使紫杉醇产量减少了2/5和1/5,后者使紫杉醇产量减少了1/6和1/10,表明两种途径对紫杉醇的生物合成都具有贡献,其中非甲羟戊酸途径贡献较大;通过定量PCR技术分别检测两条途径的关键酶5-磷酸脱氧木酮糖还原异构酶(DXR)和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)mRNA水平的变化,发现两种抑制剂都能够激活hmgr和dxr的转录,表明两种代谢途径之间存在协同作用,共同为紫杉醇的生物合成提供前体.