植物细胞工程制药讲义.pptVIP

第五章 植物细胞工程制药;第一节 概述;现代定义：次级代谢作用是特殊蛋白质内源化合物的合成、代谢及分解作用的综合体现。结果导致了次级代谢产物的产生，如生物碱、黄酮体、萜类、有机酸等。;第二节 植物细胞的形态和生理特性;;二、植物细胞的结构特征;三、细胞后含物和生理活性物质(重点);生物碱是一类含氮的有机化合物，广布于植物界。 含生物碱较多的植物科有：茄科、罂粟科、小檗科、豆科等。 亲缘关系相近的植物，常含有化学结构相似的成分。 一种植物所含的同一类成分中也经常存在多种化学成分，如人参中含有几十种人参皂苷。它们均属于三萜皂苷类成分。;糖苷类:指某些有机化合物和糖经苷键结合而成的化合物，例如黄酮苷是黄酮苷元和糖连接而成。 洋地黄毒苷有强心作用； 大黄中的蒽醌苷有强烈的泻下作用； 紫草宁是紫草中蒽醌类化合物的总称，除作为天然色素（如口红）外，尚具有很好的抗癌活性。;挥发油：一类具有芳香气味，在常温下易于挥发的油类，含挥发油的中草药非常多。 在伞形科（当归、芫荽、白芷）、姜科（生姜、郁金）、唇形科（藿香）等植物中多有分布。 很多挥发油可作药用，如薄荷油、丁香油、桉油、芫荽油等。;有机酸：糖类代谢的中间产物。 植物果实中酸味以及细胞液的酸性反应，主要是由于有机酸的存在。 常见的植物有机酸有：苹果酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸、乌梅、Vc等。;酶类：是一种有机催化剂。酶反应一般在常 温、常压、中性水溶液中进行，高温、强酸、 强碱和某些重金属离子，会使其失活。 大豆胰蛋白酶抑制剂：抗癌 菠萝蛋白酶：消炎、抗血栓、抗癌、免疫调节等 木瓜酶：软组织挫伤、咽喉炎等。;维生素：是一类复杂的有机物，常参与酶的成， 对植物的生长、呼吸和物质代谢有调节作用，如 对难以生根的植物，用维生素B12处理后可促进不 定根的生长。 有的维生素人和动物自身都不能合成维生素，必须从植物中摄取。 维生素C能阻止亚硝酸盐和仲胺在胃内结合成致癌物——亚脱胺，从而减低癌的发病率。 ;植物激素：植物细胞原生质体产生的一类复杂的 调节代谢的有机物质，对生理过程（如细胞分裂 和繁殖）产生作用，其量虽微，但作用甚大。 植物雌激素：异黄酮等治疗乳腺癌、前列腺癌、骨质疏松等。 物生长调节剂属于农药类，它们的毒性一般是低毒或微毒。矮壮素 ;抗生素：由微生物（如某些菌类植物）产生的能 杀死或抑制某些微生物生长的物质，如青霉素、 链霉素等。 高等植物如葱、蒜、辣椒、萝卜等也能产生杀菌 的物质，称为植物杀菌素 黄连素：广谱抗菌。 蒜素：消毒杀菌 阿拉伯芥的种子提取抗肝炎的抗生素;四、植物培养细胞的生理特性;2、 植物细胞的培养特性;第三节 植物细胞培养的基本技术;一、植物材料的准备;二、培养基的及其组成;固体培养;固定化培养法 固定化培养采用的固定化反应器有网状多孔板、尼龙网套和中空纤维膜等多种类型，将细胞固定于尼龙套内，或固定于中孔纤维反应器的膜表面，或固定于网状多孔板上，放入培养液中进行培养，或连续流入新鲜培养液，进行连续培养及连续收集培养产物，也可通入净化空气以代替搅拌。 优点是细胞位置固定，易于获得高密度细胞群体及维持细胞间的物理化学梯度，利于细胞组织化，易于控制条件。;Rhizome（根茎 ) culture in Bioreactor ;Temperate Cymbidium ;悬浮培养;四、药用植物细胞大规模培养方式;2、半连续培养法 在反应器中投料和接种培养一段时间后，将部分培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法称为半连续培养法。 3、连续培养法 利用连续培养反应器，在投料和接种培养一段时后，以一定速度连续采集细胞和培养液，并以同样速度供给新鲜培养基以使细胞生长环境长期维持恒定的方法。;;第四节 影响植物次级代谢产物累积的因素;一、外植体选择;二、培养条件的影响;（2）基本培养基组成： 基本培养基的各种成分是愈伤组织和悬浮细胞培养的物质基础，尤其在稳定期次级代谢产物累积时更是如此。①磷：②氮：③铜： （3）碳源 ：碳源通常以光自养培养中的CO2或异养培养中的糖类两种形式提供，其性质和数量往往对培养细胞的生物量有很大的影响。 CO2可以诱导某些特征反应，如在金苹果的悬浮细胞培养中，高浓度CO2可产生一种特有的苹果香味。;植物细胞培养中使用最多的碳源是糖类，对次级代谢产物的影响主要取决于所使用的糖类的种类及细胞次级代谢产物的生物合成过程。;（4）植物生长调节剂 植物生长调节剂在植物细胞培养中起着非常重要的作用，这种作用有时可能是关键性的。 但是植物材料和生理状态的差异，无一定的规律可循，必须通过仔细的实验观察才能确定其合适的数量和种类。 如在培养烟草细胞时发现，加入IAA时培养物中有尼古丁生成，但2，4-D存在时则不合成该化合物。 说明不同植物激素及其不同组合形式均可