Abstract
A structured kinetic model is proposed to describe cell growth and secondary metabolite, flavone glycosides, synthesis in batch suspension culture of Scutellaria baicalensis G. The model has been developed by representing the physiological state of cell described as the activity and viability which can be estimated based on the culture fluorescence. In the model, three type of cells are considered; active-viable, nonactive-viable and dead cells. Viable cell weight could be determined based on the relative fluorescence intensity. The flavone glycosides could be produced by both active-viable and non-active viable cells with a different production rate. And the model includes the cell expansion due to glucose concentration and death phase which accounts for the release of intracellular secondary metabolite into medium. Dependent variables include substrate concentration(glucose), cell mass(dry cell weight and fresh cell weight), product concentration(flavone glycosides), activity and viability. Satisfactory agreement between the model and experimental data is obtained from shake flask culture of Scutellaria baicalensis G. The proposed model can predict the cell growth and flavone glycosides synthesis as well as intermediate materials.
Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포의 현탁 배양에서 세포의 성장과 flavonoid glycosides 생산에 관한 구조적 성장 모텔 을 제안하였다 제안된 모델식은 현탁 배양의 형광을 측정함으 써 결정될 수 있는 세포 생존도와 세포 활동도 등플 세포의 생리학적 변수로서 고려하였다. 제안된 모델식에서는 세포의 상태에 따라 세포블 크게 생존 세포와 비생존 세포로 나누고 생존 세포를 분화 가능한 생존 세포와 비분화 생존 세포로 나누어 각 각의 모델을 구성하였다. 이 중 생존 세포 중량은 광섬유 형광 센서로 측정한 상대 형광 세가로부터 결정될 수 있었다. Flavonoid 배당체의 생산 속도는 분화 가능한 생존 세포와 바 분화 생존 세포에 의해 지배되며, 배양액의 삼투압에 의한 서l포 팽창과 세포내 생성불절의 방출은 비생존 세포에 의해 이루어진다고 가정하였다. 종속변수는 가칠농도(포도당), 세포 중량(건조 세포중량과 생체중량), 대사산물농도(flavone glycosides), 활동도와 생존도플 포함한다 Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포 의 푹라스크 배양으로부터 모델과 실험결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 제시된 모델은 세포의 성장, flavone glycosides 및 중간매개체 합성을 예측할 수 있다.
