Добавил:

ussvf Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новосибирский государственный медицинский университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Карабинцева Фармацевтическая технология методички / Краткий курс биотехнологии

.pdf

Скачиваний:

966

Добавлен:

06.06.2016

Размер:

4.97 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Получение культуры тканей

Особенности каллусных клеток

Каллусные клетки in vitro сохраняют многие физио- лого-биохимические свойства нормальных клеток.

Отличия:

—появляются специфические белки и уменьшается количество белков, характерных для фотосинтезирующих клеток листьев;

—рост каллусных клеток происходит неорганизованно, асинхронно и является неограниченным;

—гетерогенность по возрасту: одновременно присутствуют в каллусной ткани клетки молодые и старые;

—отличия в энергетическом обмене каллусных клеток: потребляют меньше кислорода по сравнению с нормальными клетками.

Техника введения в культуру и методы культивирования изолированных клеток, тканей и растений

Стерилизация.

Питательные среды.

Влияние физических факторов.

Методы культивирования изолированных клеток и тканей для получения БАВ.

_______________________________

Состав питательных сред, применяемых при культивировании клеток и тканей

Компоненты	Мурасиге	Гамборга		Нича
	Мурасиге	Гамборга		и Нич,
	и Скуга,	и Эвелега,	Уайта	и Нич,
сред	и Скуга,	и Эвелега,	Уайта	1974–
сред	1962	1968		1974–
	1962	1968		1975
				1975

KNO3	1900	3000	81	950

NH4NO3	1650	-	-	72

Ca(NO3)2	-	-	142	-

Ca(NO3)2-	-	-	-	-
4H2O

(NH4)2SO4	-	134	-	-

MgSO4-7H2O	370	500	74	185

СаС12Н2О	-	-	-	166

CaCl2-2H2O	440	150	-	-

KC1	-	-	65	-

KH2PO4	170	-	12	68

NaH2PO4H2O	-	150	-	-

MnSO4H2O	-	10	-	-

MnSO4-4H2O	22,3	-	-	25

ZnSO4-4H2O	-	2		10

ZnSO4-7H2O	6,2	3		10

H3BO4	0,025	0,075		0.025

CuSO4 5H2O	0,25	0,25	_	0,25

Na2MoO4	0,025	_	_	_
2H2O

CoCl2 6H2O	27,8	_	_	27,8

FeSO4 7H2O	37,3			37,3

NaEDTA 2H2O	_	28	_	_

Секвестрен	100		-	200
330-Fe

Мезоинозит	-			3

Аскорбиновая	-		-	3
кислота

Тиамин НС1	0,5			1

Пиридоксин	0,5	-	-	-
НС1

Никотиновая	0,5		-	60 000
кислота

Сахароза	30 000	20 000	2000	7000

Агар «Дифко»

Влияние физических факторов на рост тканей растений

Свет.

Температура.

Аэрация.

Влажность.

________________________________

Методы культивирования изолированных клеток

и тканей для получения БАВ

В качестве источника БАВ используют каллусную ткань, которую получают твердофазным способом культивирования и глубинным суспензионным культивированием, осуществленным в периодическом и непрерывном (проточном) режимах.

Растения и их культура изолированных клеток и тканей как промышленные источники БАВ

Растения являются продуцентами многих БАВ — соединений, способных оказывать влияние на биологические процессы в организме (сердечные гликозиды, сапонины, стерины, каратиноиды, полифенолы, алкалоиды, витамины, хиноны, а также вещества, обладающие специфическим ароматом, вкусом и окраской).

Культура изолированных клеток и тканей расте-

ний, полученные in vitro, как и клетки интактного растения, синтезируют вторичные метаболиты, которые могут иметь большое практическое значение. Причем по качественному составу и количественному составу они могут быть схожи.

Культуры клеток и тканей можно использовать для получения природных веществ растительного происхождения следующими способами:

— новые пути синтеза уже известных веществ, например кодеина, хинина, пиретроинов;

— синтез новых продуктов из тех растений, кото-

рые трудно выращивать или внедрять, например,

тебаин из Papaver bracteatum;

—использование культуры клеток как источника совершено новых веществ, например, рутакультин из культур Ruta;

—использование культуры клеток в качестве систем для биотрансформации: как самого процесса с получением конечного продукта, так и отдельного звена химического процесса, например, при синтезе дигоксина.

_______________________________

Промышленное производство БАВ из культуры клеток растений

В основе промышленного производства БАВ (лекарственных субстанций и др.) из культуры клеток растений лежит ряд последовательных стадий и операций:

—получение высокопродуктивных продуцентов;

—разработка оптимальных условий культивирования продуцента БАВ с максимальным биосинтезом целевого продукта;

—разработка и внедрение в практику соответствующих методов и условий выделения и очистки БАВ;

—создание готовыхпрепаратов иконтроль качества.

1. Фенольные соединения

Простые фенолы

Исследования японской фирмы «Tobacco and Salt Public Corp.» реализованы в промышленном получении биомассы табака Nicotiana tabacum в качестве продуцента убихинона-10.

Нафтохиноны

Шиконин, обладающий антимикробной, противодизентерийной и гонадотропной активностью получают биотехнологическим путем с помощью промышленной культуры ткани воробейника красно-

корневищного Lithospermum erythrorhison.

Флавоноиды — накопление в культуре тканей, как и в интактных растениях, является светозависимым.

В культуре тканей Crataegus monogina, Ginkgo biloba и др. образование проантоцианидинов и катехинов наблюдалось только на свету.

В подвергнутых освещению каллусных культурах чая многократно усиливался синтез олигомерных и димерных проантоцианидинов, т. е. эпикатехина и лейкоантоцианидина.

________________________________

1.Фенольные соединения (продолжение)

Дубильные вещества (таниды)

Гидролизуемые и конденсированные дубильные вещества обнаружены в культуре ткани можжевельника, где они накапливаются в отдельных клетках или группах клеток.

Из культуры ткани Cornus officinalis выделена смесь галлотаннидов, состоящая из три-, тетра- и пентагаллоилглюкозы. Содержание главного танида 1,2,3,6-тетрагаллоилглюкозы в культуре ткани было в 36 раз больше, чем в плодах, и в 12 раз больше, чем в листьях интактного растения.

Лигнаны

Корневища растения «индийского подофилла» Podophyllum hexandrum содержат лигнаны, обладающие противоопухолевыми свойствами, из которых наиболее активным является подофиллотоксин. Культура ткани Podophyllum hexandrum накапливает до 0,1% подофиллотоксина.

Кумарины и фурокумарины

Клеточные культуры Ruta graveolens накапливают кумарины и фурокумарины : умбеллиферон, скополетин, псорален, ксантотоксин, изопимпинеллин, рутакультин и др.

2.Терпеноиды

Моно- и дитерпеноиды

Культуры тканей розы эфирно-масличной синтезировали эфирное масло, близкое по составу маслу органов целого растения.

Культивируемые клетки Tripterygium wilfordii накапливали дитерпены триптолид и трипдиолид. Культура ткани Pinus radiata накапливала монотерпеноиды.

Сердечные гликозиды

Основным сырьем для промышленного получения сердечных гликозидов являютя виды Digitalis.

Стероидные сапонины

Из культур тканей выделено более 50 различных стероидных соединений: β-ситостерин, стигмастерин, диосгенин, холестерин, тигогенин, гитогенин и др.

Диосгенин (исходное вещество для производства гормональных препаратов) выделен из культур тка-

ней видов Dioscorea.

_______________________________

				________________________________
	3. Алкалоиды				________________________________
Культура тканей Papaver – продуцент изохинолино-					________________________________
Культура тканей Papaver – продуцент изохинолино-					________________________________
	вых алкалоидов.				________________________________
	Берберин — (алкалоид, используемый в медицин-
	ской практике в качестве желчегонного средства				________________________________
	при хроническом гепатите, гепатохолецистите,
	желчекаменной болезни). Продуктивность бербе-				________________________________
	ринсодержащих культур ткани значительно превы-
	шает продуктивность естественного сырья — про-				________________________________
	дуцента берберина (корни Coptis japonica, трава
	Phellodendron amurensis и др.)				________________________________
	Культура ткани Ruta graveolens успешно растет в				________________________________
	Культура ткани Ruta graveolens успешно растет в
	многолитровых		барботажных реакторах, сохраняя		________________________________
	преобладающий биосинтез рутакридона.				________________________________
	преобладающий биосинтез рутакридона.
					________________________________
					________________________________
					________________________________
					________________________________


	4. Витамины
	4. Витамины				________________________________
Культура ткани Cytisus acoparius содержит больше					________________________________
Культура ткани Cytisus acoparius содержит больше
	пиридоксина (витамин B6), чем растение.				________________________________
Во многих культурах был обнаружен биотин.					________________________________
Во многих культурах был обнаружен биотин.
	В культуре ткани Lavandula vera биотина в 15 раз				________________________________
	больше, чем в растении.				________________________________
В культуре ткани Rosa rugosa накапливалась аскор-					________________________________
	биновая кислота (13 мг на 100 г сырой ткани).				________________________________
					________________________________

	Преимущества культуры тканей растений:
	Преимущества культуры тканей растений:				________________________________
	— возможность		круглогодичного выращивания		________________________________
	— возможность		круглогодичного выращивания
		биомассы клеток и тканей;			________________________________
	— возможность в краткие сроки размножать цен-				________________________________
	— возможность в краткие сроки размножать цен-
		ные генотипы;			________________________________
	— независимость от климатических и географиче-				________________________________
	— независимость от климатических и географиче-
		ских факторов;			________________________________
	— освобождение земельных площадей;				________________________________
	— освобождение земельных площадей;
	— стандартность и более высокое качество сырья;				________________________________
	— возможность		автоматизации технологических		________________________________
		процессов, снижение доли ручного труда;			________________________________
	— освобождение от импорта лекарственного сырья				________________________________
		и препаратов т.д.			________________________________
					________________________________

	Литература
	Литература
	Егорова Т. А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Осно-				________________________________
	вы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Академия»,				________________________________
	2003. – 208 с.				________________________________
	Прищеп Т. П. и др. Основы фармацевтической био-				________________________________
	технологии. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 256 с.				________________________________
	технологии. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 256 с.
	Николаева Л. А. Культура тканей лекарственных				________________________________
	растений и ее биотехнологическое использование.
	— СПб., 1992. – 52 с.				________________________________

Тема 6 . Основы энзимологии

Цель:

Познакомить со способами получения и применения различных технологических форм ферментов, перспективами развития технологий, основанных на использовании ферментативного катализа.

Рассматриваемые вопросы:

Ферменты. Международная классификация ферментов.

Схема производства ферментов микробиологического происхождения.

Инженерная энзимология, ее задачи.

Методы иммобилизации ферментов.

Иммобилизованные ферменты в медицине.

Характеристика ферментов

Ферменты — белковые вещества, выполняющие функции катализаторов химических реакций и используемые в медицине, пищевой, фармацевтической и химической промышленности.

Реакции, осуществляемые ферментами, не требуют экстремальных условий (температуры, кислотности среды и др.).

Ферменты характеризуют высокая скорость, стереоспецифичность, и незначительное количество образующихся побочных продуктов.

Важное свойство ферментов — эффективность катализа (увеличивают скорость в 1010–1012 раз) и избирательность действия (каждый фермент, как правило, катализирует одну химическую реакцию).

Ферменты способны катализировать не только расщепление, но и образование химической связи.

Ферменты — высокомолекулярные соединения с м.м. от 10000 до 1 000 000.

Ферментные белки малоустойчивы, весьма чувствительны к изменениям рН и температуры.

Для каждого фермента существует оптимум значения рН, при котором скорость катализируемой реакции максимальна; отклонения значения рН в ту или иную сторону ведут к снижению скорости ферментативной реакции.

_______________________________

Коферменты (кофакторы) — органические соединения небелковой природы, входящие в состав активного центра некоторых ферментов.

Прочносвязанный с белком кофермент называют

простетической группой.

Белковую часть фермента называют апоферментом, а каталитически активный комплекс белковой части и кофактора — голоферментом.

Классификация ферментов

Полный номенклатурный номер креатинкиназы по международной номенклатуре

КФ 2.7.3.2 или ЕС 2.7.3.2.

(КФ — Комиссия по ферментам или ЕС — Enzyme Commission)

К настоящему времени описано около 3000 ферментов, примерно 100 из них применяют в промышленном производстве.

Промышленность выпускает свыше 50 индивидуальных ферментов и вдвое больше ферментных препаратов, содержащих кроме целевого продукта

— фермента — значительное количество близких по физико-химическим свойствам белков.

________________________________

Прищеп Т. П. и др. Основы фармацевтической биотехнологии. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 256 с.

ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ.

ЕЕ ЗАДАЧИ

Развитие прогрессивных методов выделения ферментов, их стабилизация и иммобилизация.

Конструирование катализаторов с нужными свойствами.

Разработка научных основ применения ферментных катализаторов.

Иммобилизованные ферменты — ферменты, искусственно связанные с нерастворимым носителем, но сохраняющие свои каталитические свойства.

Преимущество иммобилизованных ферментов в сравнении со свободными молекулами:

— легко отделяются от реакционной среды;

— могут использоваться многократно и обеспечивают непрерывность каталитического процесса;

— иммобилизация ведет к изменению свойств фермента: субстратной специфичности, устойчивости, зависимости активности от параметров среды;

— долговечны и в тысячи и десятки тысяч раз стабильнее свободных энзимов.

_______________________________

Носители для иммобилизации ферментов

Идеальные материалы, используемые для иммобилизации ферментов, должны обладать следующими основными свойствами:

—нерастворимостью;

—высокой химической и биологической стойкостью;

—значительной гидрофильностью;

—достаточной проницаемостью как для ферментов, так и для коферментов, субстратов и продуктов реакции;

—способностью носителя легко активироваться (переходить в реакционноспособную форму).

Органические полимерные носители

Природные	Синтетические полимерные
белковые,	полиметиленовые,
полисахаридные,	полиамидные,
липидные	полиэфирные

Носители неорганической природы

Материалы из стекла, глины, керамики, графитовой сажи, силикагеля, а также силохромы, оксиды металлов.

Основное преимущество — легкость регенерации.

Методы иммобилизации ферментов

Егорова Т. А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Основы био-

технологии. — М.: Издат. центр «Академия», 2003. — 208 с.

________________________________

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Карабинцева Фармацевтическая технология методички

#
06.06.20167.81 Mб200Алкоголеметрия 2008.pdf
#
06.06.20162.86 Mб821Биофармация 2011.pdf
#
06.06.20164.97 Mб966Краткий курс биотехнологии.pdf
#
06.06.20161.23 Mб582Мягкие лекарственные формы аптечного изготовления учебное пособие. 2006 .pdf
#
06.06.2016860.49 Кб840Организация фармацевтического производства учебно-методическое пособие. 2010.pdf
#
06.06.20167.15 Mб695Производство стерильных и асептических лекарственных форм учебно-методическое пособие. 2014.pdf
#
06.06.2016592.8 Кб250Справочные материалы по фармтехнологии.pdf
#
06.06.20161.81 Mб640Стерильные и аспетически изготовляемые лекарственные формы 2012.pdf