쑥갓세포의 현탁배양에 의한 ${\beta}-sitosterol$ 생산

Production of ${\beta}-sitosterol$ by Cell Suspension Culture of Chrysanthemum coronarium L.

[${\beta}-sitosterol$]은 식물 스테롤로서 인간의 전립선암과 대장암 세포의 성장을 억제하고 생체내 콜레스테롤 농도를 감소시킨다. 본 연구에서는 쑥갓세포 배양에서 ${\beta}-sitosterol$ 생산의 최적화 연구를 수행하였다. 그래서 쑥갓(Chrysanthemum coronarium L.)으로부터 캘러스 유도는 NAA와 BAP의 농도가 각각 1 mg/l의 조합에서 최적이었으며 이들 캘러스로부터 현탁배양 세포주를 확립하였다. 현탁 배양시 초기 세포농도 2 g DCW/l에서 조성이 각각 1배인 탄소원(30 mg/l), 질소원(1900 mg/l $KNO_3$, 1650mg/l $NH_4NO_3$), 무기인산원(170 mg/l)을 포함하는 MS 배지에서 ${\beta}-sitosterol$ 생산이 최적으로 나타났다. Shake-flask를 이용한 현탁배양에서 ${\beta}-sitosterol$의 최대 생산량은 $150{\mu}g/g$ DCW이었다. 그리고 공기부유식 생물반응기의 배양에서는 100 cc/ml의 통기량에서 ${\beta}-sitosterol$의 생산이 $142.8{\mu}g/g$ DCW으로 나타났다.

[${\beta}-sitosterol$] is a plant sterol that reduces cholesterol levels and inhibits the growth of human prostate and colon cancer cells. Optimal conditions for ${\beta}-sitosterol$ production were examined from cell suspension cultures of Chrysanthemum coronarium L. The callus induction was optimal in MS medium containing 1 mg/l NAA and 1 mg/l BAP. Cell suspension culture was also established from the callus. Optimal ${\beta}-sitosterol$ production was obtained when the cells were cultured at an initial density of 2 mg DCW/l in MS medium containing 1 X sucrose (30 mg/l), 1 X nitrogen (1900 mg/l $KNO_3$, 1650 mg/l $NH_4NO_3$), and 1 X phosphate source (170 mg/l). In cell suspension cultures of C. coronarium L. using shake flasks, the peak content of ${\beta}-sitosterol$ was $150{\mu}g/g$ DCW. In cell suspension cultures of C. coronarium L. using an air-lift bioreactor, the maximum ${\beta}-sitosterol$ content of $143.8{\mu}g/g$ DCW was obtained at an air-flow rate of 100 cc/min.