Вторичные соединения в клеточных культурах растений

Практически все вещества вторичного обмена (алкалоиды, терпеноиды, фенолы и др.) могут синтезироваться в клеточных культурах растений.

Воробейник в культуре in vitro образует в 10 раз больше красителя шиконина, чем само растение.

Факторы, влияющие на накопление вторичных соединений в клеточных

культурах. На образование вторичных метаболитов влияют:

- состав питательной среды, на которой выращиваются клеточные культуры, в том числе углеводы, гормоноподобные соединения и предшественники;

- длительность и интенсивность освещения;

- действие мутагенов;

- клеточная селекция (отбор наиболее продуктивных клеток).

- Углеводы. Повышение концентрации углеводов в среде способствует увеличению накопления вторичных метаболитов в клеточных культурах.

- Гормоны. Использование различных гормонов синтетического происхождения позволяет регулировать образование вторичных соединений.

- Предшественники. Добавление к питательной среде веществ, являющихся предшественниками вторичных метаболитов, ускоряет процесс образования конечного продукта.

- Свет. Выращивание культур в световых условиях приводит к образованию в клетках хлоропластов и значительному повышению накопления вторичных соединений.

- Селекция. Отбор клеток с повышенным содержанием вторичных соединений (в данном случае антоцианов) позволяет получить культуры с высоким содержанием искомых веществ.

- Мутагены. Воздействие мутагенами способствует получению культур, способных к сверхпродукции вторичных метаболитов.

Биотехнологические подходы при получении продуктов микробиологического синтеза. Микроорганизмы (бактерии и дрожжи) образуют вторичные продукты обмена, однако их состав и количество беднее по сравнению с растениями. Накопление вторичных соединений в процессе микробиологического синтеза зависит от возраста микроорганизмов, состава среды, температуры и других факторов.

Основными требованиями для получения вторичных метаболитов из микробиологического штамма являются:

- хорошая скорость роста в ферментах;

- стабильность роста;

- максимальное использование питания из среды культивирования;

- минимальный синтез побочных соединений;

- высокий выход продукта и быстрее его накопление.

Главное:

- Продукты биотехнологии можно разделить на продукты первичного и вторичного обмена.

- Первичные соединения – это вещества, образуемые во всех клетках растений в процессе их роста и развития.

- Вторичные соединения – это вещества, имеющие ограниченное распространение в пределах отдельных групп живых организмов.

- Алкалоиды – это вторичные соединения, которые содержат азот.

- Фенольным соединением является вещество, в котором гидроксильная (ОН) группа непосредственно соединена с азотом углерода бензольного кольца.

- Терпеноиды – это соединения с различным числом углеродных атомов, являющиеся производным основной разветвленной С5-единицы.

- Терпеноиды, как и фенольные соединения, представляют собой многочисленную группу веществ вторичного метаболизма.

Контрольные вопросы:

1. Понятия первичные и вторичные соединения.

2. Распространение вторичных соединений.

3. Алкалоиды. Фенольные соединения. Терпеноиды.

4. Распределение вторичных соединений и их роль в жизнедеятельности клетки.

5. Преимущества использования клеточных культур растений для получения вторичных соединений.

6. Вторичные соединения в клеточных культурах растений.

7. Биотехнологические подходы при получении продуктов микробиологического синтеза.

Поиск по сайту: