CS197918B1 - Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C - Google Patents
Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C Download PDFInfo
- Publication number
- CS197918B1 CS197918B1 CS388678A CS388678A CS197918B1 CS 197918 B1 CS197918 B1 CS 197918B1 CS 388678 A CS388678 A CS 388678A CS 388678 A CS388678 A CS 388678A CS 197918 B1 CS197918 B1 CS 197918B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- culture
- algae
- radioactive
- radionuclide
- cultivation
- Prior art date
Links
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims description 12
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 title claims description 9
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 title claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 4
- YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N cycloheximide Chemical compound C1[C@@H](C)C[C@H](C)C(=O)[C@@H]1[C@H](O)CC1CC(=O)NC(=O)C1 YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N 0.000 claims description 4
- 241000195627 Chlamydomonadales Species 0.000 claims description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 2
- 229940123573 Protein synthesis inhibitor Drugs 0.000 claims 1
- 239000000007 protein synthesis inhibitor Substances 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010021033 Hypomenorrhoea Diseases 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 244000062766 autotrophic organism Species 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 101100016994 Caenorhabditis elegans hgo-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012136 culture method Methods 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001668 nucleic acid synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Vynález řeší způsob kultivace chlorokokálních řas vhodného typu, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o 'vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem 14C.
Příprava radioaktivních sloučenin, značených radionuklidem ^4C, pomocí autotrofnich organizmů, které využívají radioaktivní kysličník uhličitý jako zdroj uhlíku, se v současné době ve světě uplatňuje především při výrobě aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Některé postupy jsou předmětem patentů (viz např, čs. patent č. 100738, čs. patent č. 121808, franc. patent č. 72Ó8482), jiné jsou utajeny. Rovněž postupy , používané u výrobců glycidů, značených radioizotopem ^4C, nejsou zveřejněny. Předpokládá se, že i zde se k výrobě požadovaných sloučenin používá autotrofnich organizmů.
Dosavadní způsob kultivaoe, kterého československý monopolní výrobce radioaktivních sloučenin - Ústav pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů - při výrobě radioaktivních glycidů, značených radionuklidem ^4C, používá, se vyznačuje malou výtěžností cca 1 % z celkové inkorporované radioaktivity.
Předmětem vynálezu je způsob kultivace chlorokokálních řas vhodného typu, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C, jehož podstata spočívá v tom, že kultivace se provádí za přítomnosti specifického inhibitoru oykloheximidu. Ke kultivaci se použije populace dceřinných buněk
197 918
187 911 synchronní kultury, při čemž teto populaoe prochází před zahájením výrobního oyklu prodlouženou temnou periodou cyklu· Při tomto uspořádání pokusu js inhlbována syntéza nukleových kyselin a stimulována syntéza glyoidů. Během jednorázové, pouze několikahodinové kultivaoe, která je předpokladem pro přežití organizmu, rostoucího v přítomnosti radioaktivního kysličníku uhličitého jako jediného zdroje uhlíku, se dosáhne syntézy významného množství škrobu a sacharózy, a tím i vysoké speoifioké aktivity produktů·
Inhibitorem syntézy nukleovýoh kyselin a bílkovin je cykloheximid· Potosyntetioká aktivita a růstová ryohlost jsou stejné jako za optimálníoh kultivačníoh podmínek.
Podmínkou zdárného průběhu výrobní kultivaoe je, aby násada řas, se kterou se výroba začíná, měla požadované vlastnosti. Příprava násady včetně zařízení, ve kterém probíhá, je proto součástí popisovaného vynálezu.
Vzhledem k tomu, že odezva kultivované populaoe buněk na zásah do jejího metaboli® mu je různá v různých fázích života buňky, je pro dosažení vysokých výtěžků a získání produktu o vysoké specifické aktivitě nutné použít synohronní populaoe (tj. populace, ve které jsou všechny buňky ve stejném stádiu životního cyklu). Synchronní kultura umožňuje rovněž regulovat množství glycidů, především škrobu, v buňkách před začátkem kultivaoe na ^^COg. Toto startovní množství glycidů, které z hlediska dosažení vysokých specifických aktivit musí být oo nejnižší, se reguluje jednak délkou temné periody synchronního oyklu a teplotou, při které dělení mateřských buněk na buňky doeřinné probíhá jednak použitím speoifiokýoh látek, které během temné periody cyklu cyklu aktivují působení enzymů, urychlujících štěpení glyoidů.
Předkultivaoe v atmosféře ^OOg i vlastní výrob, kultivaoe se provádějí v kultivačním zařízení téhož typu. Sestává ze skleněného kultivačního váloe s dvojitým pláštěm (meziprostorem protéká chladivo, zajišťující optimální teplotu kultivované suspenze) o pracovním objemu 750 ml. V kultivačním prostoru je suspenze řas vystavena fotosynteticky účinnému záření, při čemž je intenzívně míchána a sycena kysličníkem uhličitým, probublávajíoím suspenzí ve směsi COg/vzďuoh.
Příslušenství výrobního kultivátoru sestává z
- ozařovaoího tělesa U tvaru, osazeného dvěma lampami typu Nitrafot o celkovém příkonu 1000 W. Vnitřní strany tělesa jsou pokryty zrcadlovými plochami,· rovněž odrazová zadní stěna je kryta zrcadlem. Přiložení osvětlovaoího TJ tělesa k zadní zrcadlové stěně umožňuje úplné uzavření kultivačního váloe v prostoru ozařovaoího tělesa. Intenzita fotosyntetioky účinného záření (PAR), dopadajícího na čelní stěnu kultivátoru, se měří fytoaktinometrem (tj. čidlem, neselektivně citlivým v oblasti fotosynteticky účinného záření v rozmezí 400 až 700 nm) a je plynule nastavitelná pomooí transformátoru, regulujícího vstupní napětí,
- vyvíječe ^COg, zapojeného do okruhu cirkulace směsi C02/vzduoh· ^COg se uvolňuje ve vyvíječi ze suroviny, jíž je Ba^CO^, dávkováním kyseliny. Do cirkulačního okruhu je zařazen indikátor koncentrace ^COg v plynné směsi, vlastní oirkulaoe směsi je zajištěna čerpadlem,
197 819
- absorpční nádoby na pohloení ^OOg, která se připojuje do okruhu atmosféry, cirkulující aparaturou, po ukončené kultivaci nebo kdykoliv je třeba kultivaci přerušit,
- vývěvy, připojené přes absorbér ^COg na plynný prostor aparatury. Používá se jí pro vytvoření podtlaku, který indikuje těsnost aparatury a znemožňuje únik plynná směsi do vnějšího prostoru,
- chladícího zařízení, tvořeného ultratermostatem, zapojeným přes kontaktní teploměr v uzavřeném okruhu s kultivátorem.
Příklad provedení
K výrobní kultivaci se použije chlorokokální řasa Ohlorella vulgaris BEIJE3INCK, kmen OM - 12/1975, jejíž kmenová kultura se přechovává ve zkumavkách na šikmých agarech, nasycených minerálním živným roztokem, při teplotě 15 °C a intenzitě ozáření 10 W.m
PAR.
a) Příprava kultury
Kultura se z agaru převede do tekutého živného roztoku následujícího složení:
KNOj 1 g . I-1, MgS04.7 HgO 1 g.l1 KHgPO4 680 mg.l1, Ca(N03>2 . 4 H20 10 mg.l1, ohelatonát železito-sodný 18,4 mg.l“1 (obsah Pe+++ 5,6 mg.l1), H^BO^ 6,18 mg.l1 a stopové těžké kovy: Cu 0,635 mg.l1, Mn 0,6 mg.l1, Mo 0,96 mg.l1, Co 0,59 mg.l1.
K úpravě pH na hodnotu 6,8 se přidává do živného roztoku potřebné množství KOH.
V uvedeném živném roztoku se kultura pěstuje v kultivačním váloi o objemu 300 ml při ozáření 50 W.m2, teplotě 27 °C a takové koncentraci COg ve směsi se vzduchem, která odpovídá 2 % rozpuštěného COg v suspenzi až do hustoty začátku stacionární fáze růstové křivky (nejčastěji 5 dní). Takto připravená kultura, převedená do kultivačního válce výrobního typu, se synchronizuje. Synchronizace se provádí metodou střídání period světla a tmy (způsob provedení viz např. DOUCHA: Synohronous culturesj Algal Assays in Eutrophication Monitoring, Stuttgart 1978). Synchronní, po každém oyklu ředěná kultura se pěstuje v rozsahu optických hustot + 0,150 (začátek světelné periody) až 1,200 (po rozdělení mateřských buněk na buňky doeřinné) při ozářenosti FAR 150 W.m2, teplotě 27 °C a 2 % rozpuštěného C02 v suspenzi. Za těchto podmínek trvá světelná perioda synchronního oyklu 14 hodin, temná perioda 8 hodin a průměrná specifická růstová rychlost kultury /ň 0,22.^1. Po 3 až 4 oykleoh je kultura připravena k výrobní kultivaci.
Během předkultivaoe i výrobní kultivaoe jsou průběžně sledovány a korigovány následující údaje:
teplota suspenze, pH suspenze, koncentrace COg, rozpuštěného v suspenzi, optická hustota suspenze a intenzita PAR, dopadajícího na povrch kultivační kyvety.
Optická hustota se měří v 5 mm kyvetě při vlnové délce 750 nm na fotometru
SPECOL. Znásobíme-li hodnotu optioké hustoty koeficientem 0,65, dostaneme (v rozsahu používaných kultivačních hustot populace) přibližnou hodnotu sušiny řas.
s
197 919
b) Výrobní kultivace
Temná perioda posledního předvýrobního synchronního cyklu probíhá po dobu 13 hodin. Hodinu před ukončením- temné periody oyklu se ve výrobním kultivačním váloi připraví 750 ml nového živného roztoku, který je zbaven veškerého fyzikálně rozpuštěného neradioaktivního kysličníku uhličitého. Do tohoto roztoku se dodá oyklohezlmid v množství 5 mg.l“·1·. Potom se nasytí roztok radioaktivním kysličníkem uhličitým (rovnovážný stav v suspenzi rozpuštěného ^OOg s atmosférou, obsahující 2 % ^COg, nastane asi po 30 minutách intenzivního probublávání). Po nasycení se do váloe vpraví takové množství promytého rasového inokula, aby startovní hustota suspenze byla
400 mg sušiny.ml“1 a vlastní šestihodinový výrobní cyklus proběhne na světle. Počá••2 «»2 teční ozářenost 130 W.m PAR se po čtvrté hodině zvýší na 180 W.ra PAR. Po ukončení kultivace se suspenze řas ochladí na 2 °C a při této teplotě oentrifuguje. Získaný řasový sediment je výchozím radioaktivním produktem pro vlastní zpracování.
Průběh syntézy škrobu a saoharózy při kultivaci, vyjádřený v /Ug/ml suspenze a v % sušiny řas, je uveden na obrázku číslo 1 a 2. Specifická aktivita saoharózy a glukózy (po hydrolýze škrobu) v průběhu kultivaoe je uvedena na obr. 3.
Claims (1)
- Způsob kultivaoe ohlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^C, vyznačený tím, že se kultivaoe provádí za přítomnosti specifického inhibitoru proteinové syntézy cykloheximidu a ke kultivaci se použije populace dceřinnýoh buněk synchronní kultury, při čemž tato populace prochází před zahájením výrobního cyklu prodlouženou temnou periodou oyklu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS388678A CS197918B1 (cs) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS388678A CS197918B1 (cs) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS197918B1 true CS197918B1 (cs) | 1980-05-30 |
Family
ID=5380244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS388678A CS197918B1 (cs) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS197918B1 (cs) |
-
1978
- 1978-06-14 CS CS388678A patent/CS197918B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Oren et al. | Induction of anaerobic, photoautotrophic growth in the cyanobacterium Oscillatoria limnetica | |
| Matsunaga et al. | Glutamate production from CO2 by marine cyanobacterium Synechococcus sp. using a novel biosolar reactor employing light-diffusing optical fibers | |
| Scoma et al. | Outdoor H2 production in a 50-L tubular photobioreactor by means of a sulfur-deprived culture of the microalga Chlamydomonas reinhardtii | |
| Smith | Photosynthesis in relation to light and carbon dioxide | |
| Ogbonna et al. | Sequential heterotrophic/autotrophic cultivation–an efficient method of producing Chlorella biomass for health food and animal feed | |
| Torzillo et al. | Temperature as an important factor affecting productivity and night biomass loss in Spirulina platensis grown outdoors in tubular photobioreactors | |
| Touloupakis et al. | Hydrogen production by immobilized Synechocystis sp. PCC 6803 | |
| Falkner et al. | pH changes in the cytoplasm of the blue-green alga Anacystis nidulans caused by light-dependent proton flux into the thylakoid space | |
| PRINGSHEIM et al. | Photo-assimilation of acetate by green organisms | |
| Torzillo et al. | Effect of light and temperature on the photosynthetic activity of the cyanobacterium Spirulina platensis | |
| Lowe et al. | Carbon dioxide requirement for growth of legume nodule bacteria | |
| Vesell | Lactate dehydrogenase isozymes: substrate inhibition in various human tissues | |
| JPH0789946B2 (ja) | 微生物によるｌ−アスコルビン酸の製造法 | |
| Masukawa et al. | Hydrogenases and photobiological hydrogen production utilizing nitrogenase system in cyanobacteria | |
| Guoce et al. | Growth and physiological features of cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 in a glucose-mixotrophic culture | |
| CS197918B1 (cs) | Způsob kultivace chlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C | |
| ES8200723A1 (es) | Un procedimiento para la produccion de acido 2-ceto-l-gulo- nico | |
| CS199446B1 (cs) | Způsob kultivace chlorokokálních řas zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidu 0 vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem 14c | |
| Poddar et al. | An unusual light-sensing function for coenzyme B12 in bacterial transcription regulator CarH | |
| Kieler | Influence of CO2 Tension on the Respiration of Yoshida Ascites Tumor Ceils | |
| SU1324627A1 (ru) | Штамм вольвоксовой водоросли DUNaLIeLLa SaLINa TeoD CALU-834-продуцент белково-каротиновой биомассы | |
| Lesburg et al. | Crystallization and preliminary X‐ray diffraction analysis of recombinant pentalenene synthase | |
| Wennicke et al. | Control of the photosynthetic apparatus of Acetabularia mediterranea by blue light: analysis by light-saturation curves | |
| Weiss et al. | Photosynthesis and heat response of the green alga Micrasterias denticulata (Desmidiaceae) | |
| Wang | Effect of dim light on the y-1 mutant of Chlamydomonas reinhardtii |