Abstract
The growth kinetics and the production of $\beta$-glucuronidase from transgenic tobacco's suspension culture was investigated in the flask culture and a 2.5 L bubble column reactor. The growth of bubble column reactor was similar to that of flask culture. However, in the bubble column reactor, the production of $\beta$ -glucuronidase reached 2850 U/mg (85-fold higher than that of flask culture). In both case, the production level of $\beta$ -glucuronidase was fluctuated, which was resulted from periodical degradation of the protein. Sucrose is important component in plant culture medium. Twice addition of sucrose in bubble column reactor could not improve cell growth, since other components in a medium were already depleted. However, the addition of sugar decreased cell size, which facilitated the operation of bioreactor. The production of $\beta$ -glucuronidase was continuously increased, however final concentration of $\beta$ -glucuronidase was similar to that without sucrose addition.
$\beta$-glucuronidase 유전자를 형질전환한 담배에서 여러 조직중에서 가장 activity가 높은 줄기에서 현탁세포를 유도하여 생장 및 발현 양상을 조사하였다. Flask culture와 2.5 L bubble column culture시 세포의 성장에는 큰 차이가 없었지만 $\beta$-glucuronidase의 발현은 bubble column culture시 약 2850 U/mg으로 95배 향상되는 결과를 나타내었다. 하지만 두 경우 모두 $\beta$-glucuronidase의 생산량이 증가와 감소를 반복하는 양상을 나타내었다. 이것은 외래 단백질의 생산과 파괴가 반복적으로 일어나는 것으로 추정이 된다. 또한 bubble column culture의 생산성을 향상시키기 위해 중요한 영양분인 sucrose을 30 g/L로 두 번 첨가한 경우, 다른 영양분의 고갈로 인하여 세포의 최종 생산량은 향상되지가 않았고 $\beta$-glucuronidase는 안정적으로 생산되었지만 최종 생산량은 향상되지가 않았다. 하지만 세포의 크기가 감소하여 배양기 운전이 쉬워지는 장점이 있었고 이것은 세포의 고농도 배양을 통한 재조합 단백질 생산성을 향상시키는 유리하게 작용할 것이다.
