Способ получения меченых соединений

 

Изобретение относится к биотехнологии фотоавтотрофного биосинтеза и может быть использовано для получения меченых соединений путем интенсивного культивирования фотосинтезирующих микроводорослей. Целью изобретения является повышение выхода меченых соединений и безопасности обслуживания. Способ получения меченых соединений заключается в том, что микроводоросли CHLORELLA SP. К или DUNALIELLA SALINA культивируют на питательной среде, содержащей минеральные соли, в условиях непрерывного освещения и непрерывной подачи углекислого газа до накопления максимальной продуктивности с последующим введением компонента, блокирующего деление клеток, и осуществляют подачу атмосферного воздуха в течение 1 ч, а затем вводят меченый углерод, в качестве которого используют бикарбонат натрия. Способ позволяет увеличить выход меченого глицерина с 410 - 450 до 630 - 690 мг/г сухой биомассы, β-каротина с 10 - 15 до 50 - 60 мг/г, пролина с 5 - 6,5 до 20 - 25 мг/г. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306761/31-13 (22) 18.09.87 (46) 07,04.90. Бюл. № 13 (71) Институт физиологии растений им. К.А.Тимирязева АН СССР (72) В.Е.Семененко и З.M.Ðàìàçàíîâ (53) 636.085:639.64(088.8) (56) Авторское свидетельство ЧССР

¹ 197918, кл. С 12 N 1/12, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к биотехнологии фотоавтотрофного биосинтеза и может быть использовано для получения меченых соединений путем интенсивного культивирования фотосинтезирующих микроводорослей, Целью изобретения является повышение выхода меченых соединений и безопасности обИзобретение касается биотехнологии фотоавтотрофных биосинтезов и может быть использовано для получения меченых соединений путем интенсивного культивирования фотосинтезирующих . микроводорослей.

Целью изобретения является повышение выхода меченых соединений и безопасности обслуживания.

Способ заключается в том, что микроводоросли культивируют.на питательной среде, содержащей минеральные компоненты, в условиях непрерывного освещения и непрерывной подачи углекислого газа до накопления максимальной продуктивности с последующим введением компонента, блокирующего деле ние клеток и источника меченого угле„.ЯО„„1555354 А 1 (51)5 С 12 N 1/12, А О! Н 1/06, А 01 С 33/00

2 служивания. Способ получения меченых соединений заключается в том, что микроводоросли Chlorella sp.К или

Dunalie11a salina культивируют на пи-. тательной среде, содержащей минеральные соли, в условиях непрерывного освещения и непрерывной подачи углекислого газа до накопления максимальной продуктивности с последующим введением компонента, блокирующего деление клеток, и осуществляют подачу атмосферного воздуха в течение ч, а затем вводят меченый углерод, в качестве которого используют бикарбонат натрия. Способ позволяет увеличить выход меченого глицерина от 410-450 до 630-690 мг/г сухой биомассы, р-каротина от 10-15 до 50-60 мг/г, пролина от 5-6,5 до 20-25 мг/г, 3 табл. рода, В качестве источника меченого углерода используют бикарбонат нат- (д рия, а перед введением метки осущест- ф. вляют подачу атмосферного воздуха в течение 1 ч, Добавка меченого бикарбоната натрия в питательную среду способствует равномерному распределению меченого углерода по всему объему суспензии благодаря протекающей реакции гидрата. ции иона бикарбоната; предварительная продувка водорослей воздухом необходима для индукции синтеза в клетках фермента карбоангицразы, которая катализирует обратимую реакцию гидратации иона бикарбоната. Для синтеза карбоангидразы в клетках водорослей . достаточно продувания возду>:ом в теМеченый, Меченый

L-пролин, мг/г сухой масМеченый

Концентрация меченого

НаНСОз, г/л р-каротин,мг/г сухой массы глицерин, мг/г сухой массы сы

1,8-2,0

5 0""5,5

8-10

16-18

10-21

19-21

20-25

16-18

14-16

18-20

30-32

80-85

7G-75

53-57

50-60

45-50

250-270

480-500

680-700

850-870

830-850

790-800

630-690

580-600

0,5

1,0

1,5

2,0

35 295

3,0

4,0

5,0

Таблица 1

Источник меченого уг- лерода

Выход меченых соединений в клетках

Dunaliella salina H Ch1orella sp.Ê в зависимости от времени продувки воздухом приведен в табл,3.

Бикарбонат натрия 4 г/л

Углекисльй газ

630-690

410-450

S0-60

l 0-15

Таблица 3

Время.продувки, мин

Меченый Меченый

Меченый

L-пролин, мг/г сухой масглицерин мг/г сухой массы р-каротин, мг/г су хой мас

50 сы сы

120

400-450

600-620

630-690

630-690

630-690

28-32

40-50

50-60

5G-60

50-60

12-14

20-25

25-3 1

25-31

25-31

5 155535 чение 60 мин в условиях непрерывного культивирования, За это время в фотосинтеэирующих клетках водорослей СО -, концентрирующий механизм формируется с участием фермента .карбоангидразы, благодаря которой водоросли значительно эффективнее ассимилируют бикарбонат в качестве источника углерода.

П р и и е р 1, Микроводоросли

Dunaliella salina (шт.9) выращивали в условиях интенсивного накопительного режима при непрерывном барботировании на свету газовоэдушной смесью с

2Х СО> и температуре 28-29 С на питательной среде Артари следующего состава г/л: NaC1 116; MgSO< 50; КН<РО<

123; Fe SO 0 003 микроэлементы

1 иг/л. После выхода культуры на плато водоросли барботировали в течение 20

45-90 мин воздухом, после чего одновременно вносили 116 г/л NaCl (фактора, блокирующего деление клеток) и

1 5-4 г/л меченого бикарбоната натрий j при полном исключении углекислого га- 25 за.

По известному способу в суспензию водорослей вносили дополнительное количество NaCl и подавали меченый углекисльй .газ, В табл,l.приведен выход меченых со единений в клетках Dunaliella salina в зависимости от источника меченого углерода по предлагаемому и известному способам, Меченый гли Меченый церин, мг/г р-каротин, сухой массы мг/г сухой массы

Пример 2. Пресноводные фотоавтотрофные микроводоросли Chlorella spK. выращивали в условиях интенсивного роста на среде Тамийя, г/л: KNO3 5; MgSO 2,5; КН РО 1,25;

FeSO< 0,003, микроэлементы l мг/л при

35-37 С, барботировании суспензии газовоздушной смесью с 2Х СО, круглосуточном освещении люминесцентными лампами ЛБ-80 (50 Вт/м ). После накопления максимальной продуктивности водоросли барботировали на свету воз4 б духом с 0,037. СО в течение 1 ч, после чего вносили в суспензию хлористый натрий 400 мМ и меченый бикарбонат натрия в различных KQHDPHTpaUHRx от 1,5 до 4 г/л. При этом продувку воздухом полностью прекращали. По известному способу в суспензию водорослей вносили хлористый натрий и подавали меченьй углекислый газ. В обоих вариантах водоросли культивировали в режимах направленного синтеза L-про лина в течение 45-90 мин. При этом выход меченого L-пролина по предлагаемому способу при внесении 4 г/л бикарбоната натрия составил 20-25 мг/г сухой массы, а по известному способу

5-6 5 мг/г еухой биомассы.

Выход меченых соединений в клетках

Dunaliella salina u Chlorel1a нр,К в зависимости от концентрации NaHC03 приведен в табл.2.

Таблица 2

5 1555354 6

Из приведенных данных видно, что роводорослей на питательной среде, перевод водорослей на среду с компо- содержащей минеральные компоненты, нентом-, блокирующим деление клеток : в условиях непрерывного освещения и и меченым бикарбонатом натрия в кон- . непрерывной подачи углекислого газа центрации 1,5-4 г/л после предвари-,-. 5 до максимального накопления биомассы тельной продувки суспензии водорос- с последующим введением компонента, лей воздухом в течение 45-90 мин, поз- блокирующего деление клеток, и источволяет получить биомассу водорослей ника меченого углерода, о т л и ч а— с более высоким содержанием меченых 0 ю шийся тем, что, с целью повысоединений, а также повысить безопас- шения выхода меченых соединений и ность эксплуатации процесса получе- безопасности обслуживания, в качестния целевых продуктов за счет устра- ве источника меченого углерода испольнения летучих меченых соединений. эуют бикарбонат натрия, в концентра,Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я 1 ции 1,5-4-г/л а перед введением его

Способ получения меченых соедине- осуществляют подачу атмосферного воз-. ний, включающий культивирование мик- духа в течение 45-90 мин.

Составитель Т,Полянская

Редактор Н,Рогулич Техред А.Кравчук Корректор Т,Малец

Заказ 538 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðîä, ул. Гагарина,f0f