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植物生物反应器

  植物生物反应器作为分子医药农业的核心内容,与动物反应器和微生物反应器相比具有操作简便、成本低、规模化、周期短等优势,越来越多地被人们认识和应用。

植物生物反应器的原理

  植物生物反应器是生物反应器研究领域中的一大类,是指通过基因工程途径,以常见的农作物作为化学工厂,通过大规模种植生产具有高经济附加值的医用蛋白、工农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂类及其他一些次生代谢产物等生物制剂的方法。

  植物生物反应器就是利用植物这个系统,包括植物细胞、组织器官以及整株植物为工厂,来生产具有商业价值的生物制品,包括疫苗、抗体、YY蛋白等,许多研究证实植物系统具有表达活性哺乳动物蛋白的能力,在产品质量、成本和安全方面已显现出优势,并很快得到科学家和生物制药业的认可。

生物反应器.jpg

植物生物反应器的特点

  植物作为生产YY蛋白的生物反应器,为人类提供了一个更加安全和廉价的生产体系,与微生物发酵、动物细胞和转基因动物等生产系统相比,它具有许多潜在的优势。以生物学生产要求很高的疫苗为例,它的优点有:

  ①技术较成熟,成本低廉,使用方便,易于推广;

  ②植物具有完整的真核细胞表达系统,能准确地进行翻译后加工;

  ③无须提取纯化过程,可直接食用免疫;

  ④比传统的免疫途径更有效,植物细胞中的疫苗抗原通过胃内的酸性环境时可受到细胞壁的保护,直接到达肠内黏膜诱导部位,刺激黏膜和全身免疫反应;

  ⑤安全性好,不需要注射器和针头之类的设备,避免了某些血液传播疾病。

  如果不以整株植物作为生产单位,而是用带有生产目的产物特性的植物细胞或组织作为生产单位,结合植物细胞培养和发酵工程方法,则可以像微生物发酵生产一样大规模工厂化生产目的产物。与人工栽培相比较,这种生产方式具有独特的优点:

  ①节约自然资源,减少对土地资源的占用,同时不受地区、季节、气候等自然条件的影响;

  ②细胞培养个体差异小、试验周期短,便于控制,能节省人力、物力;

  ③可以筛选高产的细胞株,并通过合理实施次生代谢过程的调控提高生产率。

  与微生物生物反应器和动物生物反应器相比,植物生物反应器具有如下的优越性:

  ①比较廉价,利用植物生产系统容易大规模生产来自动物、人类、细菌、病毒等的外源蛋白,成本低廉。

  ②合成外源蛋白相对比较安全,细菌作为生物反应器时,不能对真核生物的蛋白进行有效的翻译后加工,而且本身可能是人类病原物。

  ③植物转基因操作和克隆技术比较成熟,在克隆技术方面,转基因动物的克隆还处于起步阶段,然而植物的克隆技术如组织培养、器官培养、细胞培养等已相当成熟。因此,植物生物反应器具有很大的优越性。

生物反应器.jpg

植物生物反应器的应用

  利用植物生物反应器表达外源YY蛋白和疫苗,可解决许多YY蛋白和疫苗的来源问题,并降低生产成本,从而形成生物制药企业的核心竞争力,产生可观的经济效益。据测算,利用转基因植物生产YY重组蛋白的成本仅为利用大肠杆菌发酵生产成本的1/10-1/50,因此利用植物生物反应器生产具有临床应用。

  植物生物反应器有两个研究方向:一是利用植物生产大量的蛋白质抗原,经分离提纯再制成疫苗;二是不需要分离提纯,将植物或其某部分作为可直接口服的疫苗。植物反应器生产的重组抗体既有小分子肽片段,也有结构复杂的多聚体蛋白质。

  植物生物反应器在全面提升农业综合生产力上发挥着重要的作用,植物生物反应器的深入开发,将现有植物功能体现出更大的利用价值,应用现代农业生物技术,能够有效地改造传统产业,提高经济效益,减少环境污染,培育一批新的生物产业。

  植物生物反应器生产YY蛋白还存在一些问题,但它已成为制药产业ZD开发的热点领域之一。相信随着对其研究的不断深入,技术的不断发展,利用植物生物反应器生产YY蛋白将具有非常广阔的前景。

 

2004-10-31 浏览次数:7067次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_1321.html
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