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1、第三章動植物細胞培養(yǎng)產酶主要內容植物細胞培養(yǎng)產酶動物細胞培養(yǎng)產酶要求了解動、植物細胞及其培養(yǎng)的特點;熟悉動、植物細胞培養(yǎng)的工藝條件及其控制。第三章動植物細胞培養(yǎng)產酶一、概述1.什么是動、植物細胞培養(yǎng)?動植物細胞在體外條件下的存活或生長。2.如何獲得動、植物細胞?動物細胞:離心分離、雜交瘤技術、胰蛋白酶消化處理。植物細胞:機械搗碎或酶解、誘導愈傷組織、原生質體細胞壁再生。3.動、植物細胞培養(yǎng)方式?動物細胞:懸浮、貼壁和微載體植物細胞:固體、液體淺層和液體懸浮培養(yǎng)。4.動、植物細胞培養(yǎng)目的?動物細胞:疫苗、激素、
2、多肽藥物、單克隆抗體、酶、皮膚等人體組織、器官等功能性蛋白質。植物細胞:色素、藥物、香精、酶等次級代謝物。疫苗(vaccine)人小兒麻痹癥、風疹、腦炎、乙肝表面抗原、皰疹、狂犬、某些癌癥動物牛病毒性腹瀉、犬傳染性肝炎、犬瘟病、口蹄疫、豬霍亂、草魚出血病單克隆抗體ReoPro、Rituxan免疫調節(jié)劑干擾素、白細胞活化因子、轉移抑制因子、胸腺素激素(hormone)促濾泡激素、生長激素、促間質細胞激素、促黃體激素酶(enzyme)尿激酶、膠原酶、纖維素蛋白酶激活劑、胃蛋白酶、胰蛋白酶例:動物細胞培養(yǎng)獲得的產物
3、名稱價格(美元/kg)用途長春新堿1000000抗腫瘤藥物長春化堿3500000抗腫瘤藥物輔酶Q-10600強心堿嗎啡600麻醉劑、鎮(zhèn)痛劑當歸根油800香料、中藥茉莉500-2000香料春黃菊油500香料、藥物苦橙花油1125香料可特因650麻醉劑、鎮(zhèn)痛劑例:植物細胞培養(yǎng)獲得的產物項目微生物動物細胞植物細胞大?。é蘭)1-1010-10020-300懸浮生長可以大部分附著可以,易成團營養(yǎng)要求簡單非常復雜較復雜生長速率快,0.5-5h慢,15-100h慢,24-74h代謝調節(jié)內部內部、激素內部、激素環(huán)境敏感能忍
4、受廣范圍非常敏感(無細胞壁)能忍受廣泛范圍細胞分化無有有剪切力敏感低非常高高傳統變異、篩選廣泛使用不常使用有時使用細胞或產物濃度較高低低動、植物細胞培養(yǎng)和微生物細胞培養(yǎng)比較二、植物細胞培養(yǎng)產酶1、從天然植物材料中直接提取2、從大規(guī)模培養(yǎng)的植物細胞中提取1、從現成植物材料中提取酶的一般步驟取材→預處理→加提取液搗碎→離心或過濾除去固體物,收集粗酶液→適當濃縮→純化→成品加工2、植物細胞培養(yǎng)在離體條件下,將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中,進行振蕩培養(yǎng),得到分散成游離的懸浮細胞,通過繼代培養(yǎng)使細胞增殖,
5、從而獲得大量細胞群體的一種技術。2、植物細胞培養(yǎng)(1)植物細胞培養(yǎng)特點1)提高產率2)縮短周期3)易于管理、減輕勞動強度4)提高產品質量5)其他對剪切力敏感、生產周期長、生長和代謝需要一定的光照。(2)植物細胞培養(yǎng)的工藝流程外植體的選擇和處理→愈傷組織的誘導→細胞的獲取→細胞培養(yǎng)→分離純化→產物外植體的選擇與處理:選擇外植體、切取片段、消毒處理。植物愈傷組織直接分離法機械搗碎發(fā):動作輕柔酶分解法:纖維素酶、果膠酶等過濾、離心分離愈傷組織誘導法能迅速增殖、無特定結構和功能的薄壁細胞團外植體半固體培養(yǎng)基滅菌、冷卻
6、生長素、分裂素插入培養(yǎng)25℃愈傷組織1-3周分散、接種原生質體再生去除細胞壁后得到的微球體3、植物細胞培養(yǎng)產酶的工藝特點培養(yǎng)基(1)植物細胞的生長和代謝需要大量無機鹽;(2)植物細胞需要多種維生素和植物生長激素;(3)植物細胞需求的氮源一般為無機氮源;(4)植物細胞一般以蔗糖為碳源、濃度為2-5%。培養(yǎng)溫度和pH適宜溫度在20℃-25℃,酶合成溫度因植物種類而異;植物細胞培養(yǎng)要求穩(wěn)定的pH,一般控制在pH5.8-6.1最好。通氣和攪拌耗氧速率較慢,細胞比較大,較脆弱,對剪切力敏感,所以,通氣和攪拌不能太強烈。
7、其他光照:對一些植物酶有誘導作用或抑制作用。刺激物:在酶合成時期,適當添加。三、動物細胞培養(yǎng)產酶1、從動物材料中直接提取2、從大規(guī)模培養(yǎng)的動物細胞中提取動物細胞培養(yǎng)生產的功能蛋白質疫苗脊髓灰質炎疫苗、牲畜口蹄疫苗、風診疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、黃熱病疫苗、狂犬病疫苗、肝炎疫苗等激素催乳激素、生長激素、前列腺激素、促性腺激素、淋巴細胞活素、紅細胞生成素、促濾泡素、胰島素等多肽生長因子神經生長因子、成纖維細胞生長因子、血清擴展因子、表皮生長因子、纖維粘結素等酶膠原酶、纖溶酶原活化劑、尿激酶等單克隆抗體各種單克隆
8、抗體非抗體免疫調節(jié)劑干擾素、白細胞介素、集落刺激因子等1、動物細胞培養(yǎng)的特點(1)主要用于功能蛋白質和多肽的生產(2)生長較慢,15-100h(3)需要添加抗生素以防染菌(4)無細胞壁,體積較大,對剪切力敏感,要求嚴格控制培養(yǎng)條件如通風、攪拌、pH、滲透壓等(5)大部分動物細胞有錨地依賴性,需要貼壁培養(yǎng)(6)培養(yǎng)基成分復雜,分離純化復雜,成本較高,多用于高價值藥物的生產(7)原代細胞培養(yǎng)50代之后即