Abstract
To improve the productivity of peroxidase (POD) of cell line SP-47 derived from cell suspension cultures of sweet potato (Ipomoea batatas (L) Lam.cv White Star), we optimized culture conditions including the composition and concentration of plant growth regulators and carbon source, and the cell inoculum size. When one g (fr wt) of cells was inoculated into 50 mL TL medium supplemented with l mg/L 2,4-D and 30g/L sucrose in 300 mL Erlenmeyer flask at 25$^{\circ}C$ in the dark (100rpm), the POD activity per g cell dry wt was maximized to be about 6,800 units after 25 days of subculture, which was about 30 times higher than that of intact roots of horseradish plants grown in the greenhouse, but the cell growth was maximum after 15 days of subculture. The protein content per g cell dry wt maintained almost plateau and after 25 days of subculture decreased as culture Proceeded further whereas the POD specific activity (unit/mg protein) was about two times higher after subculture and continuously increased from 12 days to the end of cultures (40 days). The POD isozyme patterns showed almost the same regardless of cell growth stage, but some acidic isozymes were slightly increased after 25 days of subculture. These results indicate that POD activity in suspension cultures of sweet potato is closely associated with cell growth and stresses derived from cell culture renditions and medium depletion. Due to its high POD activity the SPL47cell line seems to be suitable for the mass production of POD.
고구마 현탁배양세포로부터 POD 고생산세포주로 선발한 SP-47세포주를 사용하여 POD생산성을 향상시키기 위하여 식물생장조절제 및 탄소원의 종류와 농도, 세포접종량 등의 배양조건을 적정화하였다. 30 g/L Surcrose, 1 mg/L 2,4-D가 첨가된 LS배지 50mL을 함유한 30 mL Erlenmeyer flask에 세포생중량 1 g을 접종하여 $25^{\circ}C$ 암소에서 100 rpm으로 진탕배양하였을 때 세포생장은 배양 후 15일에 절정에 달하였으나 단위세포당 POD 활성(unit/g dry cell wt)은 배양 25일에 약 6,800으로 이는 실생 서양겨자무뿌리의 것보다 약 30배 높았다. 배양시기별 단위세포당 단백질 함량은 계대배양후 약간 높았다가 감소한 후, 배양 25일까지는 거의 일정한 값을 유지하다가 계속 배양함에 따라 감소하였으나 POD 비활성(unit/mg protein)은 배양후 12일부터 배양말기 (40일)까지 계속하여 증가하였다. 배양시기별 POD 동위효소의 패턴은 배양시기에 관계없이 거의 일정하였으나 배양 25일이후 산성의 주요 동위효소들의 활성이 약간 증가하였다. 이러한 결과로부터 고구마 세포배양의 POD는 세포생장 및 계대배양과 배지고갈로 인한 배양스트레스와 밀접한 관련 이 있을 것으로 간주된다. 본 연구에서 확립한 SP-47세포주는 하나의 동위효소가 강하게 발현되어 높은 활성을 보임으로써 새로운 POD 대량생산 시스템에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
