بیوترانسفورماسیون چیست؟
یکی از زمینه های بیوتکنولوژی که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، توانایی کشت های سلولی گیاهان در بیوترانسفورماسیون یک ماده پیش ساز کم ارزش و فراوان به یک فرآورده نهایی ارزشمندتر است. تغییر در ساختار و یا ترکیب بخش کوچکی از مولکول و تبدیل آن به مواد شیمیایی صنعتی مهم با استفاده از سیستم های بیولوژیکی را بیوترانسفورماسیون گویند
عوامل موثر در فرآیند بیوترانسفورماسیون
استفاده از کشت سلول های گیاهی در بیوترانسفورماسیون مواد، مستلزم گزینش آن دسته از سلول هایی است که قابلیت های آنزیمی کاتالیز واکنش ویژه مورد نظر را دارا باشند. از طرفی عامل مهم دیگری نیز در این گزینش نقش دارد که اختصاصی بودن واکنش آنزیمی می باشد.
از آن جا که سلول های گیاهی قادر به اعمال بیش از یک نوع بیوترانسفورماسیون بر روی یک سوبسترا هستند، فرایند گزینش بایستی به نحوی تنظیم شود که در نهایت فقط آن لاین های سلولی که به طور ویژه واکنش مورد نظر را با حداقل فراورده های مزاحم حاصل از واکنش های فرعی کاتالیز می نمایند، انتخاب شوند. بنابراین بی تردید برای اجرای موفق برنامه گزینش، شناخت کامل فرایندهای آنزیمی واکنش مزبور نیز الزامی است.
بیوترانسفورماسیون با استفاده از سلول های گیاهی از دو ویژگی بسیار مطلوب برخوردار است:
۱- اول اینکه یک کشت سلولی معین، توانایی انجام بیش از یک واکنش را دارا است. به عبارت دیگر با استفاده از کشت های سلولی که دارای یک سری از فعالیت های آنزیمی می باشند، میتوان بیوترانسفورماسیون های چند مرحله ای را نیز به راحتی انجام داد.
برای مثال بیوترانسفورماسیون والنسن (Valencene) به نوتکاتون (Nootkatone) در سوسپانسیون سلول های مرکبات در دو مرحله با تولید ماده واسطی بنام ۲- هیدروکسی نوتکاتول صورت می گیرد که با استفاده از کشت های سلولی ویژه، بیش از ۶۶ ماده اولیه به فرآورده نهایی تبدیل شده است.
۲- دومین خصوصیت منحصر به فرد بیوترانسفورماسیون این است که در برخی موارد می توان از ست های سلولی غیر مولد برای سنتز فرآورده نهایی مورد نظر استفاده نمود. بارزترین مثال در این زمینه، بیوترانسفرماسیون دیجیتوکسین به دیگوکسین است. از کشت بافت های گیاه انگشتانه (Digitalis lanation) در تولید دیگوکسین و بتا متیل دیگوکسین به ترتیب از دیجیتوکسین و بتا متیل دیجیتوکسین استفاده شده است.
فرآورده های مذکور، از مواد استروئیدی مرتبط با سیستم قلبی و عروقی می باشند. اگرچه کشت های سلولی تمایز نیافته گیاه D. lanata قادر به تولید گلیکوزیدهای قلبی نیستند، اما از قابلیت بیوترانسفرماسیون ویژه ای بر روی گلیکوزید کاردنولید افزوده شده به محیط غذایی برخوردارند.
منبع: کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.
دیدگاهتان را بنویسید