Production of 10-deacetylbaccatin III in Taxus cuspidata Suspension Cell Culture

주목 현탁세포배양을 이용한 10-deacetylbaccatin III 생산

In this study, enhanced production of 10-deacetylbaccatin III(10-DAB), a precursor of taxol in semisynthesis, was investigated in Taxus cuspidata cell suspension cultures. The effects of initial inoculum size and sugar concentration were examined to prove the relationship between the production of 10-DAB and cell growth. The cell growth was found to be stimulated in Schenk and Hildebrandt(SH) medium. The lower the inoculum size as well as initial sugar concentration, the faster the cell growth rate. When the initial sugar concentration was dept low, the production of 10-DAB into medium was increased. By using perfusion culture, continuous cell growth was possible until the end of culture and more than 34.67 g/L of cell concentration could by obtained. This is about 2.5 times higher level than that of control batch culture.

본 연구에서는 식물 유래의 항암제인 taxol을 생산하는 주목세포의 현탁배양을 통하여 taxol 반합성의 전구체인 10-deacetylbaccatin III(10-DAB)의 생산을 증대시키고자 하였다. 이 차대사산물의 생산이 세포생장과 관련이 있으므로 세포생장이 우수한 배지를 선택하기 위한 실험을 수행하였고, SH 배지에서 가장 우수한 세포생장이 관찰되었다. 또한 선택된 SH 배지에서 우수한 세포생장과 10-DAB 생산을 얻기 위해 초기 접종농도와 당농도의 변화를 관찰하였다. 초기 접종농도와 당농도가 낮을수록 세포생장이 빠르며, 낮은 초기 당농도와 초기 접종농도 6 g/L FCW 이었을 때 10-DAB의 생산이 우수하였다. 생산성을 높이기 위한 고농도 세포생장과 배지로의 10-DAB 분비를 목적으로 perfusion culture를 도입하였다. 고농도 당을 첨가한 배지로 perfusion을 수행한 결과 배양 후반까지 세포생장이 가능하였고, FCW/DCW ratio가 감소되어 대조구의 2.5배인 34.67 g/L의 높은 세포농도를 얻을 수 있었다. 10-DAB의 생산은 perfusion 시작후 10일 동안은 배지로 배출된 양이 세포내보다 높았다.