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Digitalis lanata 세포고정화에 의한 생물학적 변환
박영선,김혜경,홍희전,김동일 ( Young Sun Park,Hye Kyoung Kim,Hee Jeon Hong,Dong Il Kim ) 한국공업화학회 1995 공업화학 Vol.6 No.2
Digitalis lanata 세포배양에서의 생물학적 변환에 의한 digoxin 생산에 있어 세포고정화가 미치는 영향을 조사하기 위하여 폴리우레탄 거품기질과 Ca-알지네이트를 비교하였다. 폴리우레탄 거품기질에 의한 고정화는 세포의 생장에 큰 영향을 미치지 않았으나 Ca-알지네이트에 고정화된 세포는 생장이 크게 억제되는 결과를 보였다. Digitoxin 투여 농도를 200㎎/ℓ로 하여 digoxin 생산량을 측정한 결과 현탁세포의 경우 투여한 지 1일째에서 최대농도인 51.12㎎/ℓ가 생산된 반면 거품기질 고정화세포에서는 2일째에 최대농도인 52.37㎎/ℓ가 생산되는 것으로 보아 세포고정화의 장점을 이용할 수 있는 가능성율 보였다. 그러나, Ca-알지네이트에 고정화된 세포에서는 2일째에 최대 25.43㎎/ℓ만이 생산되는데에 그쳤다. Digitoxin 농도를 100, 200, 400㎎/ℓ로 달리하여 투여하였을 때 폴리우레탄 거품기질 고정화세포의 경우 200㎎/ℓ까지는 현탁세포와 비슷한 양의 digoxin을 생산하나 400㎎/ℓ에서는 현탁세포와는 달리 digoxin 생산량이 더 이상 증가하지 않아 고농도의 기질 첨가는 피해야 함을 알 수 있었다. Ca-알지네이트에 고정화된 세포는 전반적으로 현탁세포나 폴리우레탄 거품기질 고정화 세포에 비해 현저히 낮은 농도의 digoxin을 생산하였다. A comparative study on the cultivation of Digitalis lanata suspension cells in polyurethane foam matrix and Ca-alginate gel was performed to investigate the effects of immobilization on the production of digoxin from digitoxin by biotransformation. While polyurethane foam immobilization did not affect cell viability, the growth of Ca-alginate entrapped cells was considerably inhibited. When 200㎎/ℓ of digitoxin was added, maximum digoxin production of 51.12㎎/ℓ was achieved at the first day of biotransformation in free cell suspensions. On the other hand, maximum digoxin production was 52.37㎎/ℓ in polyurethane foam entrapped cell cultures after 2 days of biotransformation. This result suggests that the utilization of potential advantages of immobilization technique is feasible. Maximum digoxin production in Ca-alginate entrapped cells was, however, only 25.43㎎/ℓ after 2 days of biotransformation. The reason for this low yield was probably due to the low cell growth and viability caused by Ca-alginate immobilization. It was also found that the cells immobilized in polyurethane foam matrix produced much less digoxin compared to free cell suspensions with addition of 400㎎/ℓ of digitoxin, even though the digoxin productivities of both cultures were almost the same in the case when digitoxin addition was below 200㎎/ℓ. It can be thus concluded that the addition of high concentration of substrate should be prevented for immobilized cells.
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