MỤC LỤC
Mở đầu: .............................................................................................2
I. Tổng quan về HCTC và ALKALOID: ...........................................4
A. Hợp chất thứ cấp: ..........................................................................4
1. Định nghĩa: ....................................................................................4
2. Vài nét về tình hình nghiên cứu các HCTC ở Việt Nam: ...............4
B. Alkaloid: .......................................................................................5
1. Lịch sử phát triển: ..........................................................................5
2. Khái niệm về Alkaloid: ..................................................................6
II. Thu nhận các hợp chất Alkaloid từ loài Catharanthus roseus (L.)
G.Don bằng phương pháp nuôi cấy tế bào: ........................................9
III. Thu nhận Alkaloid từ nuôi cấy in vitro tế bào cây dừa cạn: .......16
1. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bào: ..................................................18
2. Nuôi cấy mô sẹo: .........................................................................19
3. Hột nhân tạo: ...............................................................................20
4. Nuôi cấy mô phân sinh: ...............................................................21
5. Nuôi cấy rễ tơ: .............................................................................22
6. Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng: ..................................22
Tài liệu tham khảo: ..........................................................................28
MỞ ĐẦU
1
Ngày nay không ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng của công nghệ sinh
học đối với nền kinh tế quốc dân nước ta nói riêng và thế giới nói chung. Thế kỷ 21
được coi là thế kỷ của ngành công nghệ sinh học.Việt Nam là nước nhiệt đới có khí
hậu nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triển của thực vật và đây được coi là một kho
tàng vô giá về nguồn hợp chất tự nhiên và nguồn nguyên liệu để phát triển ngành
công nghệ sinh học nước nhà.
Trong những năm gần đây, công nghệ tách chiết các hợp chất từ thực vật đã
không ngừng phát triển và và bước đầu đạt được những thành quả đáng kể. Trên thế
giới từ rất lâu người ta đã ứng dụng những công nghệ này để sản xuất các chất có
hoạt tính sinh học, phục vụ cho nghiên cứu, sản xuất và phục vụ lợi ích của con
3
Sản phẩm trao đổi chất bậc hai hay hợp chất thứ cấp là những sản phẩm được tạo
ra trong tế bào nhờ các quá trình trao đổi chất xảy ra trong tế bào,sau đó chúng thoát
ra khỏi tế bào và đi ra môi trường ngoài.
Phần lớn các sản phẩm bậc hai thường không có ý nghĩa sinh lý đối với bản thân tế
bào.Quá trình tạo ra các sản phẩm bậc hai chỉ thông qua những cơ chế chuyển hóa rất
tự nhiên của tế bào,cũng có thể do sự sai lệch về thông tin di truyền trong tế bào dẫn
đến hiện tượng sinh tổng hợp thừa.
Thực vật là nguồn cung cấp các hợp chất dùng làm dược liệu hoặc phụ gia thực
phẩm có giá trị. Những sản phẩm này được biết như là các chất trao đổi thứ cấp,
thường được hình thành với một lượng rất nhỏ trong cây và chức năng trao đổi chất
chưa được biết đầy đủ. Chúng dường như là sản phẩm của các phản ứng hóa học của
thực vật với môi trường hoặc là sự bảo vệ hóa học chống lại vi sinh vật và động vật.
Những nghiên cứu về các hợp chất thứ cấp có nguồn gốc thực vật đã phát triển từ
cuối những năm 50 của thế kỷ 20 (Rao và cs 2002). Các chất trao đổi thứ cấp có thể
xếp trong ba nhóm chính là alkaloid, tinh dầu và glycoside.
2.Vài nét về tình hình nghiên cứu hợp chất thứ cấp ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, công nghệ tách chiết các hợp chất thứu cấp chủ yếu gắn liền với
công nghệ nuôi cấy tế bào và chúng phát triển vào những năm 1970. Từ đó đến nay
đã đạt được nhiều thành công, đáng kể nhất chính là quy trình sản xuất sâm Ngọc
Linh do Học viện Quân y khai thác. Phương pháp sản xuất sinh khối tế bào rễ sâm
Ngọc Linh được cấp bằng độc quyền sáng chế số 7523 vào ngày 11/02/2009 tại Việt
Nam.
Việt Nam cũng đang triển khai các dự án nuôi cấy và chiết xuất taxol từ cây
thông đỏ ở Lâm Đồng. Ngoài ra còn có “Nghiên cứu sản xuất arteminisin dùng kỹ
thuật nuôi cấy tế bào từ cây thanh hao hoa vàng” của Viện Sinh học Nhiệt đới
trong nghị định thư hợp tác với Malaysia (2007-2010) hay đại học Huế “Nghiên
4
cứu khả năng tích lũy glycoalkaloid ở callus cây cà gai leo Solanum hainanense”.
Tuy nhiên, những dự án nói trên vẫn còn ở quy mô phòng thí nghiệm.
hệ thực vật nhiệt đới phong phú là nguồn cung cấp alkaloid chủ yếu.
Về mặt cấu trúc hóa học, chúng có ít nhất 1 nguyên tử N trong phân tử, chủ yếu
nằm trong vòng. Có ý kiến xếp các hợp chất có N ngoài vòng như Colchicin,
Hordenin, là các protoalkaloid. Sự có mặt của nguyên tử của N trong cấu trúc quyết
định tính bazơ của alkaloid và là chỗ dựa rất quan trọng cho các nhà hóa học trong
nghiên cứu alkaloid.
2.3 Phân loại.
Đã biết có đến trên 250 dạng cấu trúc khác nhau với hơn 5.500 hợp chất alkaloid
trong tự nhiên. Vì vậy cách phân loại dựa vào cấu trúc nhân cơ bản trước đây
(khoảng 20 nhóm cấu trúc) xét ra chưa đáp ứng nên ngày càng có xu hướng chia
chúng thành những nhóm nhỏ: nhóm alkaloid Ecgotamia, Harmin, Yohimbin,
Strychnin, Echitamin. Nhóm alkaloid có nhân isoquinolin được chia thành các nhóm:
Benzyliaoquinolin, Apocphin, Protobecberin, Benzophenanthridin.
Bảng 1:Một số dạng cấu trúc nhóm Alkaloid
Tên cấu trúc Công thức Hợp chất thí dụ
6
Apocphin Stephanin, Apomocphin
Erythrinan Erythratin
Pyrolidin Nicotin, Stachydrin,
Hygrin
Indol Reserpin, Strychnin,
Echitamin
Mocphinan Mocphin, Codein
Purin Cafein, Theophylin
Pyridin Rixinin
Pyroligidin Heliotridin
Quinolin Dictamnin
Steroit Solasodin, Tomatidin
7
Tropan Hyosxinamin,Cocain
noãn mang nhiều noãn, đính noãn mép, bầu trên.
Vòi nhụy: dài bằng ống tràng, dạng sợi màu trắng. Đầu nhụy hình trụ, màu xanh, đỉnh
có 2 thùy nhọn, phía dưới có màng mỏng màu vàng. 2 đĩa mật màu vàng, hình tam
giác hẹp nằm xen kẽ 2 lá noãn. 2 quả
đại dài 3-5 cm, mỗi quả chứa 12-20 hạt, xếp
thành 2 hàng. Hạt nhỏ, hình trứng.
10
Đặc điểm giải phẫu:
Vi phẫu rễ:
Lớp bần gồm 4-5 lớp tế bào hình chữ nhật. Mô mềm vỏ khoảng 5-6 lớp tế bào có
vách bằng cellulose, hình dạng thay đổi, xếp không đều đặn. Trụ bì vách bằng
cellulose. Libe 1 bị libe 2 đẩy ra sát trụ bì, các tế bào bị ép dẹp lại. Libe 2 là những tế
bào hình chữ nhật, xếp thành dãy xuyên tâm. Gỗ 2 chiếm tâm. Mạch gỗ 2 xếp thành
dãy, kích thước không đều. Tia tủy hẹp 1-2 dãy tế bào. Gỗ 1 phân bố đều. Libe trong
11