JP2009050190A - Method for extracting liposoluble physiologically active substance - Google Patents

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Yoshitaka Tanetani
良貴 種谷
Kiyoshi Kawai
清 河合
Tomomi Usami
智巳 宇佐美
Koichiro Sumi
康一郎 角
Tsutomu Shimizu
力 清水
Sakiko Takahashi
咲子 高橋
Koichi Kadowaki
光一 門脇
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Kumiai Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for extracting a trace of a liposoluble physiologically active substance from a single grain of seed. <P>SOLUTION: The method includes the step of treating seed powder and/or seed embryo powder with a cellulose hydrolase-containing buffer solution, and the step of extracting a liposoluble physiologically active substance. As the liposoluble physiologically active substance, ubiquinone 10 can be employed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ユビキノン10等の脂溶性生理活性物質を植物組織から抽出する方法に関する。   The present invention relates to a method for extracting a fat-soluble physiologically active substance such as ubiquinone 10 from plant tissue.

ユビキノン10(以下、CoQ10という。)は呼吸鎖電子伝達系の酸化還元に関わる重要な物質として、古くから基礎及び応用の両面にわたる研究の対象となってきた。近年はエネルギー産生賦活作用だけでなく抗酸化機能が注目され、従来の医薬用途に加えてサプリメントや化粧品として社会に普及している。日本においては、1974年に代謝性強心剤の医薬品として承認・販売され、生産及び医療並びに栄養面からの分析定量法が研究されてきた。このため、CoQ10の分析定量の対象は、酵母、動物由来の試料(血清等)、野菜・魚・肉・油等多岐にわたっている。CoQ10の基本抽出法は、簡易な有機溶媒抽出であり、そのままでは抽出できない試料は事前に破砕された後に抽出されていた。   Ubiquinone 10 (hereinafter referred to as CoQ10) is an important substance related to the redox of the respiratory chain electron transport system, and has been the subject of research from both the basic and applied aspects. In recent years, not only the energy production activation effect but also the antioxidant function has attracted attention, and in addition to conventional pharmaceutical uses, it has spread to society as a supplement and cosmetics. In Japan, it was approved and sold as a metabolic cardiotonic drug in 1974, and analytical and quantitative methods for production, medical treatment, and nutrition have been studied. For this reason, the analysis and quantification of CoQ10 covers a wide variety such as yeast, animal-derived samples (serum etc.), vegetables, fish, meat and oil. The basic extraction method of CoQ10 was simple organic solvent extraction, and samples that could not be extracted as they were were extracted after being crushed in advance.

他方、イネ等の種子中には、極めて微量のCoQ10と比較的多量のコエンザイムQ9(以下、CoQ9という。)が存在する。このイネの種子を対象にした場合には、従来の抽出、定量方法では、多量のサンプルを用いてもCoQ10は言うに及ばずCoQ9についても効率良く抽出、定量することは不可能であった。このため、オートクレーブ処理や薄層クロマトグラフィーを使用するかなり煩雑な抽出、定量法が考案され、この方法によって回収率が大幅に改良され定量が可能となった(非特許文献1)。しかし、非特許文献1に開示された方法でも、米粒イネ種子1粒等の微量サンプルからCoQ10やCoQ9といった脂溶性の生理活性物質の定量は不可能であった。   On the other hand, a very small amount of CoQ10 and a relatively large amount of coenzyme Q9 (hereinafter referred to as CoQ9) exist in seeds such as rice. When this rice seed was used as a target, the conventional extraction and quantification methods could not efficiently extract and quantify CoQ10, not to mention CoQ10 even if a large amount of sample was used. For this reason, a considerably complicated extraction and quantification method using autoclave treatment and thin layer chromatography has been devised, and the recovery rate has been greatly improved by this method, enabling quantification (Non-patent Document 1). However, even with the method disclosed in Non-Patent Document 1, it is impossible to quantify fat-soluble physiologically active substances such as CoQ10 and CoQ9 from a small amount of sample such as one rice grain seed.

一方、植物種子(大豆・菜種・ひまわり・ごま)からの油糧の抽出においては、水処理、オートクレーブ処理、酵素処理を予備的に行う事により、その後の有機溶媒による抽出の効率が上昇することが報告されており(特許文献1)、これらの処理の中で加水分解酵素による予備処理は、植物組織からの他の機能性物質の抽出においても用いられていた(特許文献2及び3)。   On the other hand, in the extraction of oil from plant seeds (soybean, rapeseed, sunflower, sesame), preliminary extraction with water treatment, autoclave treatment, and enzyme treatment increases the efficiency of subsequent extraction with organic solvents. (Patent Document 1), and among these treatments, pretreatment with hydrolase was also used in the extraction of other functional substances from plant tissues (Patent Documents 2 and 3).

S. Takahashi et al. 2006, FEBS Lett., 580(3), 955-959S. Takahashi et al. 2006, FEBS Lett., 580 (3), 955-959 特開2002-256281号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-256281 特開2005-27520号公報JP 2005-27520 A 特開2002-348245号公報JP 2002-348245 A

しかしながら、特許文献1〜3に開示された方法では、CoQ10といった種子中に非常に微量しか含まれていない脂溶性の生理活性物質を抽出するといった技術的思想は想定されておらず、当該脂溶性の生理活性物質を種子一粒から抽出することは不可能であった。そこで、本発明は、上述した実情に鑑み、種子一粒から微量の脂溶性生理活性物質を抽出することのできる方法を提供することを目的とする。   However, the method disclosed in Patent Documents 1 to 3 does not assume a technical idea of extracting a fat-soluble physiologically active substance that is contained in a very small amount of seed such as CoQ10, and the fat-soluble substance is not considered. It was impossible to extract the physiologically active substance from one seed. In view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to provide a method capable of extracting a trace amount of a fat-soluble physiologically active substance from one seed grain.

本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討した結果、有機溶媒抽出操作の前に行う種々の予備処理操作を検討し、セルロース加水分解酵素(セルラーゼ)によって種子粉末及び/又は種子の胚粉末を処理することによって、微量サンプルからのCoQ10等の脂溶性生理活性物質を簡便、且つ高収率で抽出できるといった知見を見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have examined various pretreatment operations to be performed before the organic solvent extraction operation, and seed powder and / or seeds by cellulose hydrolase (cellulase). The present inventors completed the present invention by finding that fat-soluble physiologically active substances such as CoQ10 can be extracted easily and in high yield from a small amount of sample by treating the embryo powder of the present invention.

すなわち、本発明は以下を包含する。
(1)種子粉末及び/又は種子の胚粉末を、セルロース加水分解酵素を含む緩衝液で処理する工程と、脂溶性生理活性物質を抽出する工程とを含む、脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(2)上記種子粉末及び/又は種子の胚粉末は、イネ由来であることを特徴とする(1)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(3)上記イネは、脂溶性生理活性物質としてユビキノン10を産生する形質転換イネであることを特徴とする(2)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(4)上記種子粉末及び/又は種子の胚粉末の量は、種子1粒に相当する量であることを特徴とする(1)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(5)上記脂溶性生理活性物質を抽出する工程は、低極性有機溶媒を使用することを特徴とする(1)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(6)上記低極性有機溶媒は炭素数5個〜8個の飽和炭化水素であることを特徴とする(5)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
(7)上記脂溶性生理活性物質は、ユビキノン及び/又はビタミンE類であることを特徴とする(1)記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。
That is, the present invention includes the following.
(1) A method for extracting a fat-soluble physiologically active substance, comprising a step of treating seed powder and / or a seed embryo powder with a buffer containing a cellulose hydrolase and a step of extracting a fat-soluble physiologically active substance.
(2) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (1), wherein the seed powder and / or the embryo powder of the seed are derived from rice.
(3) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (2), wherein the rice is a transformed rice that produces ubiquinone 10 as a fat-soluble physiologically active substance.
(4) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (1), wherein the amount of the seed powder and / or the seed embryo powder is an amount corresponding to one seed.
(5) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (1), wherein the step of extracting the fat-soluble physiologically active substance uses a low-polar organic solvent.
(6) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (5), wherein the low-polar organic solvent is a saturated hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms.
(7) The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to (1), wherein the fat-soluble physiologically active substance is ubiquinone and / or vitamin E.

本発明によれば、種子中に非常に微量で存在する脂溶性生理活性物質を種子一粒といった微量サンプルから抽出することができる、非常に優れた方法を提供することができる。本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法によれば、例えば種子一粒に相当するサンプルから脂溶性生理活性物質を抽出して定量することができるため、種子中に存在する脂溶性生理活性物質を高精度に分析することができる。また、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法を適用することによって、種子中に存在する脂溶性生理活性物質を非常に優れた収率で回収することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the very outstanding method which can extract the fat-soluble physiologically active substance which exists in a very small amount in a seed from a trace amount sample, such as one seed grain, can be provided. According to the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, for example, a fat-soluble physiologically active substance can be extracted and quantified from a sample corresponding to one seed grain, so that the fat-soluble physiologically active substance present in the seed The substance can be analyzed with high accuracy. Moreover, by applying the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, the fat-soluble physiologically active substance present in the seed can be recovered with a very excellent yield.

以下、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法を図面を参照にして詳細に説明する。   Hereinafter, a method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法は、種子中に微量に存在する脂溶性生理活性物質を抽出する方法である。ここで、脂溶性生理活性物質としては、例えば、ユビキノン類、脂溶性ビタミン類等を挙げることができる。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention is a method for extracting a fat-soluble physiologically active substance present in a trace amount in seeds. Here, examples of the fat-soluble physiologically active substance include ubiquinones and fat-soluble vitamins.

ユビキノン類とは、2,3−ジメトキシ−5−メチル−6−ポリプレニル−1,4−ベンゾキノンの誘導体である。ユビキノン類としては、側鎖のイソプレン単位の繰り返し数に応じて、コエンザイムQ6、コエンザイムQ7、コエンザイムQ8、コエンザイムQ9、コエンザイムQ10等が知られている。脂溶性ビタミン類としては、例えば、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンKを挙げることができる。   Ubiquinones are derivatives of 2,3-dimethoxy-5-methyl-6-polyprenyl-1,4-benzoquinone. As ubiquinones, coenzyme Q6, coenzyme Q7, coenzyme Q8, coenzyme Q9, coenzyme Q10, and the like are known depending on the number of side chain isoprene units repeated. Examples of the fat-soluble vitamins include vitamin A, vitamin D, vitamin E, and vitamin K.

本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、先ず、植物から採取した種子を集積し、これら種子を、好ましくはこれら種子から分離した胚を粉末化する。なお、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法において、植物としては特に限定されず、野生型の植物及び所望の形質が付与された形質転換植物のいずれであっても良い。形質転換植物としては、例えば、特定の物質の産生量が増大するように遺伝子操作がなされた形質転換植物を挙げることができる。特に、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、CoQ10の産生量が増加するようにグルコン酸菌(Gluconobacter suboxydans)由来のddsA(decaprenyl diphosphate synthase:デカプレニル2リン酸合成酵素)が導入されたCoQ10産生植物を対象とすることが好ましい。   In the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, first, seeds collected from plants are accumulated, and these seeds, preferably embryos separated from these seeds, are pulverized. In the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, the plant is not particularly limited, and any of a wild-type plant and a transformed plant imparted with a desired character may be used. An example of a transformed plant is a transformed plant that has been genetically manipulated to increase the production of a specific substance. In particular, in the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, ddsA (decaprenyl diphosphate synthase) derived from gluconic acid bacteria (Gluconobacter suboxydans) is introduced so as to increase the production amount of CoQ10. It is preferable to target CoQ10 producing plants.

植物としては、特に限定されず、例えば、イネ、タバコ、オオムギ、コムギ、パンコムギ、ライムギ、カラスムギ、ハトムギ、モロコシ、トウモロコシ、キビ、アワ、ヒエ、ソバ、カタクリ、クズ、サトウキビ、テンサイ、ナス、ジャガイモ、サツマイモ、ヤマイモ、サトイモ、コンニャク、ゴボウ、レンコン、キュウリ、カラスウリ、ヘチマ、フキ、タロイモ、キャッサバ、トマト、ニンジン、アスパラガス、カボチャ、ダイコン、カブ、アブラナ、キャノーラ、アルアルファ、ピーマン、トウガラシ、キャベツ、ブロッコリー、カリフラワー、レタス、マツナ、ホウレンソウ、シュンギク、ヨモギ、オクラ、シソ、ゴマ、クチナシ、ワサビ、カラシ、ショウガ、ミョウガ、ウコン、サフラン、タマネギ、ネギ、ニンニク、ワラビ、ゼンマイ、ダイズ、アズキ、インゲンマメ、エンドウ、ソラマメ、ササゲ、ベルベットビーン、カラスノエンドウ、ラッカセイ、クコ、ケシ、オリーブ、ハッカ、アーモンド、ピスタチオ、マカダミアナッツ、ピーナッツ、ナツメヤシ、ココヤシ、サゴヤシ、サトウヤシ、ニッパヤシ、パイナップル、カキ、リンゴ、ウメ、モモ、ビワ、ナシ、ブドウ、サクランボウ、イチゴ、キイチゴ、ブルーベリー、プルーン、ザクロ、イチジク、アケビ、グミ、マンゴスチン、キーウィフルーツ、メロン、柑橘、バナナ、パパイヤ、マンゴー、シロイヌナズナ、ナズナ、イヌナズナ、ユリ、バラ、サクラ、ヤマザクラ、ボタン、ツバキ、サザンカ、ラベンダー、フジ、シャクヤク、スミレ、パンジー、スイートピー、スイセン、ハナショウブ、アヤメ、バショウ、ショウブ、ミズバショウ、スイレン、ハス、ラン、アサガオ、キンモクセイ、アザミ、ガーベラ、ダリア、チューリップ、コスモス、ヒマワリ、タンポポ、カモミール、ローズマリー、ホオズキ、ハマナス、マタタビ、クローバー、ライラック、サボテン、ユキノシタ、ドクダミ、チャ、コーヒー、エゾマツ、カラマツ、アカマツ、タケ、イチョウ、スギ、ヒノキ、モミ、ゴム、ブナ、ケヤキ、クスノキ、モミジバフウ、ユーカリ、カエデ、ポプラ、アカシア、ゲッケイジュ、ワタ、イグサ、シバ、ベニバナ、クルミ、アボカドが挙げられるが、特にイネが好ましい。   The plant is not particularly limited, and for example, rice, tobacco, barley, wheat, bread wheat, rye, oats, pearl barley, sorghum, corn, millet, millet, millet, buckwheat, buckwheat, crap, sugarcane, sugar beet, eggplant, potato , Sweet potato, yam, taro, konjac, burdock, lotus root, cucumber, calla cucumber, loofah, burdock, taro, cassava, tomato, carrot, asparagus, pumpkin, radish, turnip, rape, canola, alalpha, pepper, capsicum , Broccoli, cauliflower, lettuce, pine, spinach, garlic, mugwort, okra, perilla, sesame, gardenia, horseradish, mustard, ginger, ginger, turmeric, saffron, onion, leek, garlic, bracken, zema , Soybean, adzuki bean, kidney bean, pea, broad bean, cowpea, velvet bean, crow pea, peanut, wolfberry, poppy, olive, mint, almond, pistachio, macadamia nut, peanut, date palm, coconut palm, sago palm, sugar palm, nippa palm, pineapple , Oyster, apple, plum, peach, loquat, pear, grape, cherry, strawberry, raspberry, blueberry, prune, pomegranate, fig, akebi, gummy, mangosteen, kiwifruit, melon, citrus, banana, papaya, mango, Arabidopsis thaliana , Nazuna, Inazuna, Lily, Rose, Sakura, Yamazakura, Button, Camellia, Sasanqua, Lavender, Fuji, Peonies, Violet, Pansy, Sweet pea, Daffodil, Hanashobu, Iris, Basho , Shabu, mizubasho, water lily, lotus, orchid, morning glory, hornbill, thistle, gerbera, dahlia, tulip, cosmos, sunflower, dandelion, chamomile, rosemary, physalis, hamanasu, matatabi, clover, lilac, cactus, yukinoshita, dokuda Tea, coffee, spruce, larch, red pine, bamboo, ginkgo, cedar, cypress, fir, rubber, beech, zelkova, camphor tree, maple buffalo, eucalyptus, maple, poplar, acacia, bay, cotton, rush, shiba, safflower, walnut, Avocado is mentioned, but rice is particularly preferable.

これら植物から採取した種子及び/又は胚を粉末化する手法としては、特に限定されないが、乳鉢を用いて粉末化する方法、ボールミル装置を用いて粉末化する方法といった各種の粉末化方法を挙げることができる。   The method for pulverizing seeds and / or embryos collected from these plants is not particularly limited, and examples include various pulverization methods such as a pulverization method using a mortar and a ball mill device. Can do.

本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、次に、粉末化した種子及び/又は胚をセルロース加水分解酵素を含む緩衝液で処理する。ここで、セルロース加水分解酵素とは、セルラーゼと称される一群の酵素と同義であり、分子内部から切断するエンドグルカナーゼ(EC 3.2.1.4)と、糖鎖の還元末端と非還元末端のいずれから分解してセロビオースを遊離するエキソグルカナーゼ(EC 3.2.1.91)の両者を含む意味である。セルロース加水分解酵素としては、例えば、Aspergillus niger由来のセルラーゼ等を使用することができる。   In the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, the powdered seeds and / or embryos are then treated with a buffer containing cellulose hydrolase. Here, cellulose hydrolase is synonymous with a group of enzymes called cellulases, and it can be derived from endoglucanase (EC 3.2.1.4) that cleaves from the inside of the molecule, and from either the reducing end or non-reducing end of the sugar chain. It is meant to include both exoglucanases (EC 3.2.1.91) that decompose and release cellobiose. As the cellulose hydrolase, for example, cellulase derived from Aspergillus niger can be used.

また、セルロース加水分解酵素を含む緩衝液とは、セルロース加水分解酵素に至適な塩濃度及びpHに維持した溶液を意味する。したがって、具体的に使用するセルロース加水分解酵素が決定されれば、緩衝液の組成及びpH等については当業者により適宜選択することができる。   Moreover, the buffer solution containing cellulose hydrolase means a solution maintained at a salt concentration and pH optimum for cellulose hydrolase. Therefore, if the cellulose hydrolase to be specifically used is determined, the composition and pH of the buffer solution can be appropriately selected by those skilled in the art.

さらに、セルロース加水分解酵素を含む緩衝液で粉末化した種子及び/又は胚を処理する際の処理条件としては、反応温度、撹拌の有無及び反応時間等を挙げることができる。これらの処理条件は、粉末化した種子及び/又は胚の量及びセルロース加水分解酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。   Furthermore, the treatment conditions when treating seeds and / or embryos powdered with a buffer containing cellulose hydrolase include reaction temperature, presence / absence of stirring, reaction time, and the like. These treatment conditions can be appropriately set according to the amount of powdered seeds and / or embryos and the type of cellulose hydrolase.

本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、次に、処理後の緩衝液から脂溶性生理活性物質を抽出する。この抽出工程では、有機溶媒を利用した抽出処理が行われる。有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の低極性有機溶媒を使用することが好ましく、特にヘキサンが好ましい。有機溶媒の量は、特に限定されないが、種子及び/又は胚の粉体20mgに対して5〜25ml、好ましくは10〜20ml、より好ましくは12〜16mlとする。   In the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, the fat-soluble physiologically active substance is then extracted from the buffer solution after the treatment. In this extraction step, an extraction process using an organic solvent is performed. As the organic solvent, for example, it is preferable to use a low polar organic solvent such as pentane, hexane, heptane, and octane, and hexane is particularly preferable. The amount of the organic solvent is not particularly limited, but is 5 to 25 ml, preferably 10 to 20 ml, more preferably 12 to 16 ml, based on 20 mg of seed and / or embryo powder.

本抽出工程によって有機溶媒層に種子に蓄積された脂溶性生理活性物質を抽出することができる。有機溶媒層に抽出された脂溶性生理活性物質は、有機溶媒を除去することによって乾燥状態で回収することができる。また、脂溶性生理活性物質を含む有機溶剤をそのまま保存することもできるし、当該有機溶剤を用いて種子に含まれていた脂溶性生理活性物質を定量することもできる。   By this extraction step, the fat-soluble physiologically active substance accumulated in the seed in the organic solvent layer can be extracted. The fat-soluble physiologically active substance extracted in the organic solvent layer can be recovered in a dry state by removing the organic solvent. Moreover, the organic solvent containing a fat-soluble physiologically active substance can also be preserve | saved as it is, and the fat-soluble physiologically active substance contained in the seed can also be quantified using the said organic solvent.

有機溶剤中に抽出した脂溶性生理活性物質を検出する際には、特に限定されないが、例えば、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等を適用することができる。中でも、高速液体クロマトグラフィーを使用することが好ましい。   Although it does not specifically limit when detecting the fat-soluble physiologically active substance extracted in the organic solvent, For example, a high performance liquid chromatography, a thin layer chromatography, a gas chromatography etc. are applicable. Among them, it is preferable to use high performance liquid chromatography.

以上で説明した本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法によれば、種子及び/又は胚の粉体をセルロース加水分解酵素によって処理することによって、有機溶媒層に脂溶性生理活性物質を抽出することができる。本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、セルロース加水分解酵素によって処理する粉体の量が種子一粒に相当するような微量であっても、脂溶性生理活性物質を確実に抽出することができる。従来においては、種子一粒から脂溶性生理活性物質を抽出できる手法は知られておらず、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法は、粉体サンプル量が僅少である場合にも適用できるといった利点がある。   According to the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention described above, the fat-soluble physiologically active substance is extracted from the organic solvent layer by treating seed and / or embryo powder with cellulose hydrolase. can do. In the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, the fat-soluble physiologically active substance is surely extracted even if the amount of powder to be treated with cellulose hydrolase is as small as a seed. be able to. Conventionally, there is no known method capable of extracting a fat-soluble physiologically active substance from one seed, and the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention is applicable even when the amount of a powder sample is small. There is an advantage that can be done.

さらに、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法は、非常に簡便な操作で脂溶性生理活性物質を抽出することができる。すなわち、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法では、オートクレーブ処理といった従来の手法には必須であった処理工程を省くことができる。   Furthermore, the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention can extract a fat-soluble physiologically active substance by a very simple operation. That is, in the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention, it is possible to omit a processing step that is essential for a conventional method such as autoclaving.

以下、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法を、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the extraction method of the fat-soluble physiologically active substance which concerns on this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to a following example.

〔実施例1〕
本実施例では、CoQ10をミトコンドリアで発現するように組み換えられたイネを用いて、本発明に係る脂溶性生理活性物質の抽出方法によりCoQ10を抽出した。なお、当該イネの作出方法は後述の参考実験1に詳述した。また、本例では、主としてCoQ9を産生する野生型イネを用いてCoQ9を抽出した。
[Example 1]
In this example, CoQ10 was extracted by the method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to the present invention using rice recombined to express CoQ10 in mitochondria. The rice production method was described in detail in Reference Experiment 1 described later. In this example, CoQ9 was extracted using wild-type rice that mainly produces CoQ9.

先ず、参考実験1で作出された形質転換イネから採取した玄米を乳鉢で粉砕し、得られた玄米パウダーの100mg或いは20mgを1.5mlのエッペンドルフチューブに入れ、そこにpH5.0の酢酸buffer(1ml)に溶解させた各加水分解酵素(セルラーゼ)を添加した(工程1)。次に、37℃の温浴に各エッペンドルフチューブが完全に漬かるように横に寝かせて入れ24時間静置した(工程2)。24時間の静置後、エッペンドルフチューブから別容器に移した溶液にヘキサン4mlをそれぞれ加え、ミキサーで30秒間撹拌した(工程3)。その後、2000rpmで2分間遠心を行い、ヘキサン層を3ml回収した(工程4)。さらに、ヘキサン4mlで2回(工程3と併せて合計3回)同様に抽出及び回収を行った(工程5)。最後に、回収した全てのヘキサン層をナス型フラスコに集め、エバポレーターで濃縮乾固した(工程6)。   First, brown rice collected from the transformed rice produced in Reference Experiment 1 was crushed in a mortar, and 100 mg or 20 mg of the obtained brown rice powder was put into a 1.5 ml Eppendorf tube, and pH 5.0 acetate buffer (1 ml) Each hydrolase (cellulase) dissolved in) was added (step 1). Next, each eppendorf tube was placed on its side so that it was completely immersed in a 37 ° C. bath, and allowed to stand for 24 hours (step 2). After standing for 24 hours, 4 ml of hexane was added to each solution transferred from the Eppendorf tube to another container, and the mixture was stirred for 30 seconds with a mixer (step 3). Thereafter, centrifugation was performed at 2000 rpm for 2 minutes, and 3 ml of the hexane layer was recovered (step 4). Furthermore, extraction and recovery were performed in the same manner with 4 ml of hexane twice (total 3 times in combination with Step 3) (Step 5). Finally, all the collected hexane layers were collected in an eggplant-shaped flask and concentrated to dryness with an evaporator (step 6).

工程6で回収したCoQ10は以下の方法によって分析した。先ず、工程6において濃縮乾燥したヘキサン層をアセトニトリル/メタノール=1/1の混合溶液2 mlに溶解し、その50μlをHPLC装置に注入した。HPLC装置及び分析条件は以下の通りである。   CoQ10 recovered in step 6 was analyzed by the following method. First, the hexane layer concentrated and dried in Step 6 was dissolved in 2 ml of a mixed solution of acetonitrile / methanol = 1/1, and 50 μl thereof was injected into the HPLC apparatus. The HPLC apparatus and analysis conditions are as follows.

装置:液体クロマトグラフHP-1100(Hewlett Packard)
移動層:MeOH/MeCN=60/40→(15min)→90/10 (5min維持)
流速:1.0ml
検出器:可変波長型UV-VIS(測定波長275nm)
カラム:CAPCELL PACK C8 SHISEIDO TYPE:UG120 5mm SIZE: 4.6mmφ×250mm
Equipment: Liquid Chromatograph HP-1100 (Hewlett Packard)
Moving layer: MeOH / MeCN = 60/40 → (15min) → 90/10 (5min maintained)
Flow rate: 1.0ml
Detector: Variable wavelength UV-VIS (measurement wavelength 275nm)
Column: CAPCELL PACK C 8 SHISEIDO TYPE: UG120 5mm SIZE: 4.6mmφ × 250mm

〔比較例1〕
比較例1では、セルラーゼを使用する代わりにα-アミラーゼを使用した以外は実施例1と同様にしてCoQ10を抽出及び分析した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, CoQ10 was extracted and analyzed in the same manner as in Example 1 except that α-amylase was used instead of cellulase.

〔比較例2〕
比較例2では、セルラーゼを使用する代わりにプロテアーゼを使用した以外は実施例1と同様にしてCoQ10を抽出及び分析した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, CoQ10 was extracted and analyzed in the same manner as in Example 1 except that protease was used instead of cellulase.

〔比較例3〕
比較例3では、セルラーゼを使用する代わりにリパーゼを使用した以外は実施例1と同様にしてCoQ10を抽出及び分析した。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, CoQ10 was extracted and analyzed in the same manner as in Example 1 except that lipase was used instead of cellulase.

〔比較例4〕
比較例4では、参考実験1で作出された形質転換イネ或いはCoQ9を発現する野生型イネを用いて、以下の方法によりCoQ10或いはCoQ9を抽出した。要約すると、比較例4の方法は、酵素による前処理なしの有機溶媒による抽出方法である。
先ず、殻を剥ぎとった後、秤量した玄米をパウダー状にした(工程1)。次に、玄米パウダーの100mgを10mlの試験管に入れた(工程2)。次に、当該試験管にヘキサン5mlを加え抽出した(工程3)。その後、2500rpmで5分間遠心した(工程4)。遠心分離処理の後、試験管内において分離したヘキサン層を回収した(工程5)。次に、ヘキサン層を回収した後の試験管に、再びヘキサン5mlを加え再抽出した(工程6)。その後、2500rpmで5分間遠心した(工程7)。遠心分離処理の後、試験管内において分離したヘキサン層を回収した(工程8)。最後に、回収した全てのヘキサン層をナス型フラスコに集め、エバポレーターで濃縮乾固した(工程9)。
また、比較例4では、実施例1と同様にしてCoQ10或いはCoQ9を行った。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 4, CoQ10 or CoQ9 was extracted by the following method using the transformed rice produced in Reference Experiment 1 or wild-type rice expressing CoQ9. In summary, the method of Comparative Example 4 is an extraction method using an organic solvent without pretreatment with an enzyme.
First, after peeling off the shell, the weighed brown rice was powdered (step 1). Next, 100 mg of brown rice powder was placed in a 10 ml test tube (step 2). Next, 5 ml of hexane was added to the test tube for extraction (step 3). Thereafter, centrifugation was performed at 2500 rpm for 5 minutes (step 4). After centrifugation, the hexane layer separated in the test tube was collected (step 5). Next, 5 ml of hexane was added again to the test tube after the hexane layer was collected, and re-extraction was performed (step 6). Thereafter, the mixture was centrifuged at 2500 rpm for 5 minutes (Step 7). After the centrifugation treatment, the hexane layer separated in the test tube was collected (step 8). Finally, all the collected hexane layers were collected in an eggplant type flask and concentrated to dryness with an evaporator (step 9).
In Comparative Example 4, CoQ10 or CoQ9 was performed in the same manner as in Example 1.

〔比較例5〕
比較例5では、比較例4の工程2の後に試験管内に蒸留水1mlを加えて1時間膨潤させ、比較例4の工程3においてヘキサンを4mlとした以外は比較例4と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。
[Comparative Example 5]
In Comparative Example 5, CoQ9 was added in the same manner as Comparative Example 4 except that 1 ml of distilled water was added to the test tube after Step 2 of Comparative Example 4 and allowed to swell for 1 hour, and 4 ml of hexane was used in Step 3 of Comparative Example 4. Extracted and analyzed.

〔比較例6〕
比較例6では、蒸留水1mlを加えて1時間膨潤させる際の温度を80℃とした以外は実施例5と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。
[Comparative Example 6]
In Comparative Example 6, CoQ9 was extracted and analyzed in the same manner as in Example 5 except that 1 ml of distilled water was added and the temperature for swelling for 1 hour was 80 ° C.

〔比較例7〕
比較例7では、蒸留水1mlを加えて1時間膨潤させる際に更に1mlの6%硫酸水溶液を加え、膨潤温度を80℃とした以外は比較例5と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。但し、比較例7では、比較例4の工程4は除いた。
[Comparative Example 7]
In Comparative Example 7, CoQ9 was extracted and analyzed in the same manner as in Comparative Example 5 except that 1 ml of distilled water was added to swell for 1 hour, and 1 ml of 6% sulfuric acid aqueous solution was further added to set the swelling temperature to 80 ° C. However, in Comparative Example 7, Step 4 of Comparative Example 4 was excluded.

〔比較例8〕
比較例8では、比較例4の工程2の後に試験管内に蒸留水1mlを加えて、120℃で20分間オートクレーブ処理し、工程4を除いた以外は比較例4と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。
[Comparative Example 8]
In Comparative Example 8, 1 ml of distilled water was added into the test tube after Step 2 of Comparative Example 4 and autoclaved at 120 ° C. for 20 minutes. CoQ9 was extracted and extracted in the same manner as in Comparative Example 4 except that Step 4 was omitted. analyzed.

〔比較例9〕
比較例9では、比較例4の工程2の後に試験管内に蒸留水1ml及び6%硫酸水溶液1mlを加えて、120℃で20分間オートクレーブ処理し、工程4を除いた以外は比較例4と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。
[Comparative Example 9]
Comparative Example 9 was the same as Comparative Example 4 except that 1 ml of distilled water and 1 ml of 6% sulfuric acid aqueous solution were added to the test tube after Step 2 of Comparative Example 4 and autoclaved at 120 ° C. for 20 minutes. CoQ9 was extracted and analyzed.

〔比較例10〕
比較例10では、100mgの玄米パウダーに対してCoQ9標準品を1μg添加した以外は比較例6及び7と同様にしてCoQ9を抽出及び分析した。
[Comparative Example 10]
In Comparative Example 10, CoQ9 was extracted and analyzed in the same manner as Comparative Examples 6 and 7, except that 1 μg of CoQ9 standard product was added to 100 mg of brown rice powder.

〔参考実験1〕
以下、参考実験1として、CoQ10を産生する組換えイネの作出方法について説明する。CoQ10を産生する組換えイネについては、35Sプロモーターによりドライブされたグルコン酸菌(Gluconobacter suboxydans)由来のddsA(decaprenyl diphosphate synthase:デカプレニル2リン酸合成酵素:CoQ10の側鎖部分を合成する酵素)をミトコンドリアで発現するように組換えられたイネはCoQ9をほとんど含まず高濃度のCoQ10を含むことが報告されている(S.Takahashi et al. 2006, FEBS Lett. 580(3), 955-959)。一方、イネ由来のALSプロモーターは未成熟種子や分裂の盛んな組織で強く機能することが判っている(K.Osakabe et al. 2005, Molecular Breeding, 16, 313-320)。したがって、ALSプロモーターでドライブしたddsAは、コエンザイムの生合成の活発な時期に強く発現することにより種子中のCoQ10含量を高めることが期待された。そこで、発明者らはミトコンドリア局在化配列のS14 SignalとddsAを融合させた遺伝子をALSプロモーターでドライブするコンストラクト(ALSpro::S14::ddsA::P10T)を作製した。
[Reference Experiment 1]
Hereinafter, as Reference Experiment 1, a method for producing recombinant rice producing CoQ10 will be described. For recombinant rice producing CoQ10, mitochondria from ddsA (decaprenyl diphosphate synthase: enzyme that synthesizes the side chain of CoQ10) derived from Gluconobacter suboxydans driven by the 35S promoter It has been reported that rice recombined so that it is expressed in E. coli contains almost no CoQ9 and high levels of CoQ10 (S. Takahashi et al. 2006, FEBS Lett. 580 (3), 955-959). On the other hand, the ALS promoter from rice has been shown to function strongly in immature seeds and actively dividing tissues (K. Osakabe et al. 2005, Molecular Breeding, 16, 313-320). Therefore, ddsA driven by the ALS promoter was expected to increase the CoQ10 content in seeds by being strongly expressed during the active period of coenzyme biosynthesis. Therefore, the inventors prepared a construct (ALSpro :: S14 :: ddsA :: P10T) in which a gene in which S14 Signal of the mitochondrial localization sequence and ddsA are fused is driven by an ALS promoter.

1.ddsAを持つバイナリーベクター(pPALS-ddsA)の作製(図1及び2)
イネミトコンドリアリボソームタンパクのミトコンドリア局在化シグナルペプチドをコードする0044NAであるS14Signal、酢酸菌の一種であるグルコン酸菌(Gluconobacter suboxydans)由来で、CoQ10の側鎖(10ユニットのイソプレン鎖)の合成を行う酵素のdecaorenyl diphosphate synthase遺伝子(ddsA、アクセッション番号AB006850)並びに植物形質転換用に開発された2種類のバイナリーベクター(pPALS PSR-02及びPSR-03、http://www.kumiai-chem.co.jp/palselect/index.html)を利用して、ALSpro:: S14 Signal::ddsA::P10Tカセットを持つバイナリーベクターのpPALS PSR-03を作出した。
1. Construction of binary vector (pPALS-ddsA) with ddsA (Figures 1 and 2)
S14Signal, which is a 0044NA encoding mitochondrial localization signal peptide of rice mitochondrial ribosomal protein, is derived from Gluconobacter suboxydans, a type of acetic acid bacteria, and synthesizes the side chain of CoQ10 (10 units isoprene chain) The enzyme decaorenyl diphosphate synthase gene (ddsA, accession number AB006850) and two binary vectors developed for plant transformation (pPALS PSR-02 and PSR-03, http://www.kumiai-chem.co. jp / palselect / index.html) was used to create a binary vector pPALS PSR-03 with ALSpro :: S14 Signal :: ddsA :: P10T cassette.

具体的には、図1に示すように以下の方法で作製した。S14 Signal::ddsAが組み込まれたpUS14ddsAプラスミドをNot Iで消化しKlenow Fragmentにより平滑化した後、Sal Iで消化しS14 Signal::ddsA遺伝子を切り出した。pUC18プラスミドをSal I/Sma I(平滑末端)で順次消化後、先のS14 signal::ddsA遺伝子とライゲーションして大腸菌JM109株に形質転換し、目的のプラスミドを持つシングルコロニーを選抜した(KLB-161)。一方、ターミネーターとしてP10T(イネプロラミン10ターミネーター遺伝子)を利用するため、pPALS PSR-03バイナリーベクターをBam HI/Eco RI処理しALS::P10T断片を切り出し、pUC19の同サイトへ挿入後、Hind III/Sac I処理でALS遺伝子を除去し、pUC19ベクター上にP10Tが乗っている形にした。この断片と先のHind III/Sac Iサイトを持つS14 Signal::ddsA断片をライゲートし、大腸菌JM109株に形質転換した。この段階でpUC19上にS14 Signal::ddsA:: P10Tカセットが乗る形となった(KLB-164)。   Specifically, as shown in FIG. The pUS14ddsA plasmid in which S14 Signal :: ddsA was incorporated was digested with Not I, smoothed with Klenow Fragment, and then digested with Sal I to excise the S14 Signal :: ddsA gene. The pUC18 plasmid was sequentially digested with Sal I / Sma I (blunt ends), ligated with the previous S14 signal :: ddsA gene, transformed into E. coli JM109 strain, and a single colony having the desired plasmid was selected (KLB- 161). On the other hand, in order to use P10T (riceprolamin 10 terminator gene) as a terminator, the pPALS PSR-03 binary vector was treated with Bam HI / Eco RI, and the ALS :: P10T fragment was excised, inserted into the same site of pUC19, Hind III / The ALS gene was removed by Sac I treatment, and P10T was placed on the pUC19 vector. This fragment and the S14 Signal :: ddsA fragment having the Hind III / Sac I site were ligated and transformed into E. coli strain JM109. At this stage, the S14 Signal :: ddsA :: P10T cassette was put on pUC19 (KLB-164).

次に、S14 Signal::ddsA::P10Tカセットが組込まれたpUC19ベクター(上記KLB-164)をSal I処理/Blp I処理/ T4 DNA polymeraseによるblunt化/BAP処理を行なった。一方、pPALS PSR-02バイナリーベクターからAhd I/ Nco I処理した後、S1 nucleaseにより5'側から3'側にヌクレオチドを分解した。T4 DNA polymeraseにより平滑化した断片を、平滑末端化したKLB-164とライゲートし大腸菌HB101株に形質転換した。得られたコロニーをPCR(OsALS-7/ddsA 3Aのプライマーセット、下記に記載)でスクリーニングし、なるべく長いPCR産物を生成するコロニーをピックアップした。結果的に、得られたALSプロモーター(ALSpro)断片はPSR-02上のALSプロモーターと比較して上流側で294bp、下流側で24bp短くなったが、プロモーターとしての機能は損なわれていないと判断した。ALSpro:: S14 Signal::ddsA::P10TカセットをHind III/Eco RIで切り出し、T4 DNA polymeraseで平滑化した。一方、pPALS PSR-03バイナアリーベクターをEco RIで切断しT4 DNA polymeraseで平滑化、BAP処理した後、先のカセットとライゲーションし、大腸菌DH5α株に形質転換した(KLB-180)(図2)。   Next, the pUC19 vector in which the S14 Signal :: ddsA :: P10T cassette was incorporated (KLB-164 above) was subjected to Sal I treatment / Blp I treatment / blunting with T4 DNA polymerase / BAP treatment. On the other hand, after treating with Ahd I / Nco I from the pPALS PSR-02 binary vector, nucleotides were degraded from 5 ′ side to 3 ′ side by S1 nuclease. The fragment blunted with T4 DNA polymerase was ligated with blunt-ended KLB-164 and transformed into Escherichia coli HB101. The obtained colonies were screened by PCR (OsALS-7 / ddsA 3A primer set, described below), and colonies that produced PCR products as long as possible were picked up. As a result, the obtained ALS promoter (ALSpro) fragment was 294 bp shorter on the upstream side and 24 bp on the downstream side compared to the ALS promoter on PSR-02, but it was judged that the function as a promoter was not impaired. did. The ALSpro :: S14 Signal :: ddsA :: P10T cassette was excised with Hind III / Eco RI and blunted with T4 DNA polymerase. On the other hand, pPALS PSR-03 binary vector was cleaved with Eco RI, blunted with T4 DNA polymerase, treated with BAP, ligated with the previous cassette, and transformed into E. coli DH5α strain (KLB-180) (Fig. 2) .

また、得られたKLB-180の全塩基配列を配列番号1及び図3−1〜図3−10に示した。なお、図3−1〜図3−10において、遺伝子配列には一本線の下線を引いた。また、図3−1〜図3−10において、遺伝子配列の開始点に遺伝子名を示した。また、図3−1〜図3−10において、ddsA遺伝子のみ二本線で示した。また、図3−1〜図3−10においては、pPALS-ddsAベクターのSac Iサイトを1番目の塩基として表記した。この結果から、すべてのプライマーセットにおいて目的断片が増幅されていると判断された。   The entire base sequence of the obtained KLB-180 is shown in SEQ ID NO: 1 and FIGS. 3-1 to 3-10. In FIGS. 3-1 to 3-10, the gene sequence is underlined by a single line. Moreover, in FIGS. 3-1 to 3-10, the gene name is shown at the start point of the gene sequence. In FIGS. 3-1 to 3-10, only the ddsA gene is shown by a double line. In FIGS. 3-1 to 3-10, the Sac I site of the pPALS-ddsA vector is represented as the first base. From this result, it was judged that the target fragment was amplified in all the primer sets.

2.pPALS-ddsAのアグロバクテリウム菌への導入
DH5α(KLB-180)に導入したALS プロモーター::S14::ddsA::P10 ターミネーターカセットを持つ上述のバイナリーベクターを、三親交配法を用いて以下のようにEHA101 株(KLB-131)に導入した。
2. Introduction of pPALS-ddsA into Agrobacterium
The above binary vector having the ALS promoter :: S14 :: ddsA :: P10 terminator cassette introduced into DH5α (KLB-180) was introduced into EHA101 strain (KLB-131) using the three-parent mating method as follows. did.

ずなわち、先ず、5mlのLB液体培地(抗生物質添加)にアグロバクテリウム菌EHA101株、大腸菌DH1株、大腸菌HB101株の各菌体を懸濁した。このとき、大腸菌は37℃、アグロバクテリウム菌は28℃で培養した。次に、それぞれの菌液を1.5mlずつエッペンチューブに移し、遠心(4℃、15000rpm、3分間)することで集菌した。その後、上清を捨て、LB液体培地(抗生物質無添加)を1ml加えて懸濁した。そして、再度、遠心(4℃、15000rpm、3分間)で集菌した。なお、LB液体培地による懸濁と、遠心による集菌をもう一度繰り返した。   That is, first, Agrobacterium EHA101 strain, E. coli DH1 strain, and E. coli HB101 strain were suspended in 5 ml of LB liquid medium (with antibiotics added). At this time, Escherichia coli was cultured at 37 ° C. and Agrobacterium was cultured at 28 ° C. Next, 1.5 ml of each bacterial solution was transferred to an Eppendorf tube and collected by centrifugation (4 ° C., 15000 rpm, 3 minutes). Thereafter, the supernatant was discarded, and 1 ml of LB liquid medium (without antibiotics) was added and suspended. The cells were collected again by centrifugation (4 ° C., 15000 rpm, 3 minutes). In addition, suspension with LB liquid medium and collection by centrifugation were repeated once more.

次に、上清を捨て、LB液体培地200μlを加えて懸濁した。その後、LB寒天培地(抗生物質無添加)上に重ねて植菌し、28℃で二晩培養した。成長したコロニーを全て掻き取り、500μlのLB液体培地(抗生物質無添加)に懸濁した。この懸濁液から100μlずつLB寒天培地(12.5ppmのリファンピシン、25ppmのクロラムフェニコール、50ppmのカナマイシン、50ppmのテトラサイクリンを含む)に塗布し、28℃で培養した。培養開始から2〜3日後、生えてきたコロニーを取り、PCRによる確認作業(T-DNA領域の一部分)を行った。PCRで選抜された数個のコロニーを再度ストリークし、純化した。また、コロニーPCRを行うことによりバイナリーベクターが菌体内に導入されていることを確認した。   Next, the supernatant was discarded, and 200 μl of LB liquid medium was added and suspended. Thereafter, the cells were inoculated on LB agar medium (without antibiotics) and cultured at 28 ° C. overnight. All grown colonies were scraped off and suspended in 500 μl of LB liquid medium (without antibiotics). 100 μl of each suspension was applied to LB agar medium (containing 12.5 ppm rifampicin, 25 ppm chloramphenicol, 50 ppm kanamycin, 50 ppm tetracycline) and cultured at 28 ° C. Two to three days after the start of the culture, colonies that had grown were picked up and confirmed by PCR (part of the T-DNA region). Several colonies selected by PCR were again streaked and purified. Further, colony PCR was performed to confirm that the binary vector was introduced into the microbial cells.

3.pPALS-ddsAを持つアグロバクテリウム菌によるイネ形質転換
<イネ種子の前培養>
籾殻を除去したイネ(日本晴)種子を50ml容のファルコンチューブに入れ、以下の操作は全てクリーンベンチ内で行った。70%エタノールで軽く洗浄した後滅菌水ですすいで洗浄液を除去した。1/2希釈次亜塩素酸ナトリウム溶液を加え、15分間振とうした。次亜塩素酸ナトリウム溶液を捨て、泡立ちがなくなるまで滅菌水で洗浄した。滅菌した濾紙上に種子をあけ、水分を除去した。滅菌した種子を表1に記載したカルス誘導培地(N6D培地)に胚を上向きに置床し(12-16粒/シャーレ)、33℃、明所で5日間培養した。
3. Rice transformation by Agrobacterium with pPALS-ddsA <Pre-culture of rice seed>
Rice (Nipponbare) seeds from which rice husks had been removed were placed in a 50 ml falcon tube, and the following operations were all performed in a clean bench. After washing gently with 70% ethanol, the rinse was removed by rinsing with sterile water. 1/2 diluted sodium hypochlorite solution was added and shaken for 15 minutes. The sodium hypochlorite solution was discarded and washed with sterilized water until no bubbling occurred. Seeds were put on sterilized filter paper to remove moisture. The sterilized seeds were placed on a callus induction medium (N6D medium) described in Table 1 with the embryos facing upward (12-16 grains / dish) and cultured at 33 ° C. in the light for 5 days.

<アグロバクテリウムの前培養>
感染3日前に、pPALS-ddsAを持つアグロバクテリウム(EHA101)をリファンピシン(12.5mg/L)、クロラムフェニコール(25mg/L)、テトラサイクリン(50mg/L)、カナマイシン(50mg/L)を含むLB固形培地に塗布し、24℃、暗所で3日間培養した。なお、本アグロバクテリウムはAB培地上での増殖が悪かったためLB培地上で増殖したアグロバクテリウム菌を用いた。
<Pre-culture of Agrobacterium>
3 days before infection, Agrobacterium with pPALS-ddsA (EHA101) contains rifampicin (12.5mg / L), chloramphenicol (25mg / L), tetracycline (50mg / L), kanamycin (50mg / L) It was applied to LB solid medium and cultured at 24 ° C. in the dark for 3 days. In addition, since this Agrobacterium did not grow well on AB medium, Agrobacterium grown on LB medium was used.

<アグロバクテリウムの感染と共存培養>
50ml容のファルコンチューブにAAM溶液を40ml入れ、アセトシリンゴンを30mg/Lとなるように加えた。前培養したアグロバクテリウムを滅菌したミクロスパーテルで1/4匙程度かきとり、アセトシリンゴンを加えたAAM溶液に懸濁した。この際、アグロバクテリウムの塊が残らないように駒込ピペットでよくピペッティングした。5日間培養した種子の中から胚盤由来カルスの良く発達したものを選び、シュートと胚乳部分を除去し、新しい50ml容ファルコンチューブに入れた。胚盤由来カルスの入ったファルコンチューブにアグロバクテリウム懸濁液を加え、1.5分間ゆっくりと転倒混和した後、共存培養培地(2N6-AS培地)にカルス同士が接触しないように置床し、24℃、暗所で3日間共存培養した。
<Agrobacterium infection and co-culture>
40 ml of AAM solution was placed in a 50 ml Falcon tube, and acetosyringone was added to 30 mg / L. The pre-cultured Agrobacterium was scraped about 1/4 mm with a sterilized micropartel and suspended in an AAM solution to which acetosyringone was added. At this time, pipetting was performed well with a Komagome pipette so that no Agrobacterium lumps remained. From the seeds cultured for 5 days, well-developed callus derived from the scutellum was selected, and the shoot and endosperm part were removed and placed in a new 50 ml Falcon tube. Add the Agrobacterium suspension to the Falcon tube containing the scutellum-derived callus, mix gently by inversion for 1.5 minutes, and then place it on the coculture medium (2N6-AS medium) so that the calli do not contact each other. Co-cultured for 3 days in the dark.

<アグロバクテリウムの除去と選抜>
共存培養したカルスを50ml容ファルコンチューブへ移し、滅菌水で7-8回洗浄した。さらにカルスをカルベニシリン500mg/Lを含む滅菌水で洗浄した。洗液を駒込ピペット等でできるだけ取り除いた後、カルスを滅菌した濾紙上に移して余分な水分を除去した。カルスをカルベニシリン400mg/Lと0.5μM ピリミノバック(以下PMと記す)を含む選抜培地(N6D培地)に置床し(14カルス/シャーレ)、33℃、明所で1ヶ月間培養した。この間2週間ごとに新しい選抜培地に移植した。
<Removal and selection of Agrobacterium>
The callus co-cultured was transferred to a 50 ml Falcon tube and washed 7-8 times with sterile water. Furthermore, the callus was washed with sterilized water containing 500 mg / L of carbenicillin. After removing the washing liquid as much as possible with a Komagome pipette or the like, the callus was transferred onto a sterilized filter paper to remove excess water. The callus was placed on a selective medium (N6D medium) containing carbenicillin 400 mg / L and 0.5 μM pyriminobac (hereinafter referred to as PM) (14 callus / petri dish) and cultured at 33 ° C. for 1 month in the light. During this period, the cells were transplanted to a new selection medium every two weeks.

<形質転換体の再分化>
選抜培地上で、活発に増殖しているカルスをPMを含まない再分化培地に移植した。再分化した植物体は根の成長を促進するためさらにホルモンフリー培地で生育し、土に移植し成熟させた。形質転換植物のT0世代は自家受粉させ、T1種子を得た。
<Redifferentiation of transformants>
On the selection medium, calli that were actively growing were transplanted to a regeneration medium without PM. The re-differentiated plant was further grown on a hormone-free medium to promote root growth, transplanted to soil and matured. The T0 generation of transformed plants was self-pollinated to obtain T1 seeds.

Figure 2009050190
Figure 2009050190

4.PCRによる遺伝子導入の確認
DNeasy Plant Mini Kit を用いてプロトコール通りにカルスからDNAを抽出し、PCRによる導入遺伝子の確認を行った(図4)。抽出したDNA溶液を5μL用いて以下の条件でPCR反応を行った。
4). Confirmation of gene transfer by PCR
DNA was extracted from callus according to the protocol using DNeasy Plant Mini Kit, and the transgene was confirmed by PCR (FIG. 4). A PCR reaction was performed using 5 μL of the extracted DNA solution under the following conditions.

DNA溶液:5 μL
センスプライマー(25pmol/l):2μl
アンチセンスプライマー(25pmol/l):2μl
蒸留水:16μl
Ready to go PCR bead(アマシャム):1個
DNA solution: 5 μL
Sense primer (25 pmol/l): 2μl
Antisense primer (25 pmol/l): 2μl
Distilled water: 16μl
Ready to go PCR bead (Amersham): 1

PCRの際の反応温度サイクルは、94℃で10min維持した後、94℃で30s、55℃で1min及び72℃で1m30sを1サイクルとして25サイクル行った後、72℃で7min維持するものとした。   The reaction temperature cycle during PCR was maintained at 94 ° C. for 10 min, followed by 25 cycles of 94 ° C. for 30 s, 55 ° C. for 1 min and 72 ° C. for 1 m30 s, and then maintained at 72 ° C. for 7 min. .

また、T−DNA領域の導入された各領域を確認する際に使用したプライマーを図4に示し、各プライマーの塩基配列を以下に示す。
ALS-RspJ(センスプライマー) 5´−TTGTTGGATATCATCGTCCCGCAC−3´(配列番号4)
OsALS1(アンチセンスプライマー) 5´−CTGGCTACTCCATAAACCGTAG−3´(配列番号5)
OsALS2(センスプライマー) 5´−GTCCACGACTAGTCCATGATTT−3´(配列番号6)
OsALS3(アンチセンスプライマー) 5´−GTGGCTATGTGTATGCAGTTC−3´(配列番号7)
OsALS7(センスプライマー) 5´−CTCATCTTGCGCTGCGTTTGT−3´(配列番号8)
pTN51(アンチセンスプライマー) 5´−TCAGGGATGTGACATTGCTCTTGC−3´(配列番号9)
3-1-4(センスプライマー) 5´−AGGTGTCACAGTTGTTG−3´(配列番号10)
ALS-Rsp2(アンチセンスプライマー) 5´−AGTCCTGCCATCACCATCCAG−3´(配列番号11)
Cal pro 1S(センスプライマー) 5´−TGAAGGTGTGTATTTGTCC−3´(配列番号12)
Cal pro 1A(アンチセンスプライマー) 5´−GCCTTCTCTGTATAACCTG−3´(配列番号13)
pTN7(センスプライマー) 5´−GTGCAATGTTTCGAGGAGC−3´(配列番号14)
pTN9(アンチセンスプライマー) 5´−CACGTTTGATCGAGGCACTGA−3´(配列番号15)
pTN17(アンチセンスプライマー) 5´−TCCATGTAGATTTCCCGG−3´(配列番号16)
pTN27(センスプライマー) 5´−GTTGTGGATACCTCGCGGAA−3´(配列番号17)
ddsA 2S(センスプライマー) 5´−CATTCATACCGCCACACTGCT−3´(配列番号18)
ddsA 3A(アンチセンスプライマー) 5´−CCGTGAATGACTTCAAGATAGCG−3´(配列番号19)
ddsA 3S(センスプライマー) 5´−TGGGAGCGCGTCATTGGAGAAG−3´(配列番号20)
pTN3(アンチセンスプライマー) 5´−GCACACGATAGTATGCAACACC−3´(配列番号21)
pTN53(センスプライマー) 5´−GCCATCCGACGGATGATGTTTA−3´(配列番号22)
pTN54(アンチセンスプライマー) 5´−GGACGTGAATGTAGACACGTCG−3´(配列番号23)
Moreover, the primer used when confirming each area | region into which T-DNA area | region was introduce | transduced is shown in FIG.
ALS-RspJ (sense primer) 5'-TTGTTGGATATCATCGTCCCGCAC-3 '(SEQ ID NO: 4)
OsALS1 (Antisense primer) 5'-CTGGCTACTCCATAAACCGTAG-3 '(SEQ ID NO: 5)
OsALS2 (sense primer) 5'-GTCCACGACTAGTCCATGATTT-3 '(SEQ ID NO: 6)
OsALS3 (antisense primer) 5'-GTGGCTATGTGTATGCAGTTC-3 '(SEQ ID NO: 7)
OsALS7 (sense primer) 5'-CTCATCTTGCGCTGCGTTTGT-3 '(SEQ ID NO: 8)
pTN51 (antisense primer) 5'-TCAGGGATGTGACATTGCTCTTGC-3 '(SEQ ID NO: 9)
3-1-4 (sense primer) 5'-AGGTGTCACAGTTGTTG-3 '(SEQ ID NO: 10)
ALS-Rsp2 (antisense primer) 5'-AGTCCTGCCATCACCATCCAG-3 '(SEQ ID NO: 11)
Cal pro 1S (sense primer) 5'-TGAAGGTGTGTATTTGTCC-3 '(SEQ ID NO: 12)
Cal pro 1A (antisense primer) 5′-GCCTTCTCTGTATAACCTG-3 ′ (SEQ ID NO: 13)
pTN7 (sense primer) 5'-GTGCAATGTTTCGAGGAGC-3 '(SEQ ID NO: 14)
pTN9 (antisense primer) 5′-CACGTTTGATCGAGGCACTGA-3 ′ (SEQ ID NO: 15)
pTN17 (antisense primer) 5'-TCCATGTAGATTTCCCGG-3 '(SEQ ID NO: 16)
pTN27 (sense primer) 5′-GTTGTGGATACCTCGCGGAA-3 ′ (SEQ ID NO: 17)
ddsA 2S (sense primer) 5′-CATTCATACCGCCACACTGCT-3 ′ (SEQ ID NO: 18)
ddsA 3A (antisense primer) 5′-CCGTGAATGACTTCAAGATAGCG-3 ′ (SEQ ID NO: 19)
ddsA 3S (sense primer) 5′-TGGGAGCGCGTCATTGGAGAAG-3 ′ (SEQ ID NO: 20)
pTN3 (antisense primer) 5′-GCACACGATAGTATGCAACACC-3 ′ (SEQ ID NO: 21)
pTN53 (sense primer) 5'-GCCATCCGACGGATGATGTTTA-3 '(SEQ ID NO: 22)
pTN54 (antisense primer) 5'-GGACGTGAATGTAGACACGTCG-3 '(SEQ ID NO: 23)

なお、アグロバクテリウムの残存確認には、以下のプライマーを用いて同様にPCRを行った。
PTIB-1(センスプライマー) 5´−TTGCGCTGCTTTGGCAAATGACGG−3´(配列番号24)
PTIB-2(アンチセンスプライマー) 5´−TATGAGGCGCATCGTCGGATCAGT−3´(配列番号25)
In addition, PCR was similarly performed using the following primers for confirming the remaining Agrobacterium.
PTIB-1 (sense primer) 5'-TTGCGCTGCTTTGGCAAATGACGG-3 '(SEQ ID NO: 24)
PTIB-2 (antisense primer) 5'-TATGAGGCGCATCGTCGGATCAGT-3 '(SEQ ID NO: 25)

アグロバクテリウム菌を用いた形質転換後、約40日間経過した時点で、選抜培地において増殖したカルスの3個体からDNA抽出を行ってPCR、電気泳動を行った結果、目的遺伝子が組み込まれていることが示された(図5及び図6)。図5のレーン2、6及び10と図6のレーン6の写真から、T-DNA領域のddsA、図5のレーン3、7及び11と図6のレーン4の写真からP10ターミネーター、図6のレーン2、3及び5からALSプロモーター、更に図6のレーン5からS14の一部分に相当するDNAがPCRによって増幅され、目的の塩基数に対応するバンドが確認された。また、図6のレーン11からヘルパープラスミドの存在を確認するプライマーセット(PTIB1/PTIB2)を用いたPCR ではバンドの増幅が認められなかったことから、増幅されたT-DNA領域は遺伝子導入された結果であり、残存するアグロバクテリウムに由来するものではないことが示された。以上の結果から、T-DNA領域のイネ培養細胞への導入が確認された。   About 40 days after transformation with Agrobacterium, DNA was extracted from 3 calli grown on the selective medium, and PCR and electrophoresis were performed. As a result, the target gene was integrated. (FIGS. 5 and 6). From the photographs of lanes 2, 6 and 10 in FIG. 5 and lane 6 in FIG. 6, the ddsA of the T-DNA region, the lanes 3, 7 and 11 in FIG. 5 and the lane 4 in FIG. 6 from the P10 terminator, FIG. DNA corresponding to the ALS promoter from lanes 2, 3 and 5 and a part of lanes 5 to S14 in FIG. 6 were amplified by PCR, and a band corresponding to the desired number of bases was confirmed. In addition, since no amplification of the band was observed in the PCR using the primer set (PTIB1 / PTIB2) for confirming the presence of the helper plasmid from lane 11 in FIG. 6, the amplified T-DNA region was transfected. It was a result, and it was shown that it was not derived from the remaining Agrobacterium. From the above results, introduction of the T-DNA region into rice cultured cells was confirmed.

5.In vivo ALS 検定による遺伝子導入の確認
約40日間の選抜後に遺伝子導入により増殖したと考えられるカルスの一部(25mg程度)を500μMの1,1-シクロプロパンジカルボン酸(CPCA)及び0.25μMのピリミノバック(PM)含有N6D 培地(表1参照)に置床し、以下のin vivo ALS検定による遺伝子導入の確認を行った。
5). Confirmation of gene transfer by in vivo ALS assay A part of callus (about 25 mg) that was thought to have grown by gene transfer after selection for about 40 days was converted to 500 μM 1,1-cyclopropanedicarboxylic acid (CPCA) and 0.25 μM pyriminoback. It was placed on (PM) -containing N6D medium (see Table 1), and gene transfer was confirmed by the following in vivo ALS test.

すなわち、先ず、500μMのCPCA及び0.25μMのPMを含むN6D培地にカルス50mgを置床し、30℃、暗条件で1日静置した。なお、コントロールにおいては培地から0.25μM PMを除いた。次に、カルスをシャーレから取り出し、1.5mlマイクロチューブに入れた。当該1.5mlマイクロチューブに0.025%Triton X-100を含む蒸留水220μlを加え、60℃で5分間静置した。   Specifically, first, 50 mg of callus was placed on an N6D medium containing 500 μM CPCA and 0.25 μM PM, and allowed to stand at 30 ° C. in the dark for 1 day. In the control, 0.25 μM PM was removed from the medium. Next, the callus was removed from the petri dish and placed in a 1.5 ml microtube. 220 μl of distilled water containing 0.025% Triton X-100 was added to the 1.5 ml microtube, and the mixture was allowed to stand at 60 ° C. for 5 minutes.

その後、超音波(周波数40kHz)で15分抽出した後、200μlの上清を別の1.5mlマイクロチューブに移した。これに20μlの5%(v/v)の硫酸を加え、60℃で30分間静置した。次に、100μlの0.5%(w/v)クレアチン溶液及び2.5NのNaOH溶液に溶かした100μlの5%(w/v)α-ナフトール溶液を加え、37℃で15分間静置した。その後、525 nmにて吸光度を測定することにより遺伝子導入の確認を行った。   Thereafter, the mixture was extracted with ultrasonic waves (frequency: 40 kHz) for 15 minutes, and then 200 μl of the supernatant was transferred to another 1.5 ml microtube. 20 μl of 5% (v / v) sulfuric acid was added thereto, and the mixture was allowed to stand at 60 ° C. for 30 minutes. Next, 100 μl of 5% (w / v) α-naphthol solution dissolved in 100 μl of 0.5% (w / v) creatine solution and 2.5N NaOH solution was added and allowed to stand at 37 ° C. for 15 minutes. Subsequently, gene transfer was confirmed by measuring absorbance at 525 nm.

なお、500μMのCPCA及び0.25μMのPMを含むN6D培地は以下のように作製した。CHUの粉(1袋)、ミオイノシトール(100mg)、ニコチン酸(0.5mg)、ピリドキシン塩酸塩(0.5mg)、チアミン塩酸塩(1mg)、2,4-D(2mg)、カザミノ酸(300mg)、グリシン(2mg)、L-プロリン(2.8g)、スクロース(30g)、ゲルライト(4g)を1リッターの蒸留水に溶かしオートクレーブ滅菌をした後、55℃まで培地を冷まし500μMのCPCA及び0.25μMのPMを加えた。シャーレに培地を30mlずつ分注し500μMのCPCA及び0.25μMのPMを含むN6D培地を準備した。   An N6D medium containing 500 μM CPCA and 0.25 μM PM was prepared as follows. CHU powder (1 bag), myo-inositol (100 mg), nicotinic acid (0.5 mg), pyridoxine hydrochloride (0.5 mg), thiamine hydrochloride (1 mg), 2,4-D (2 mg), casamino acid (300 mg) , Glycine (2 mg), L-proline (2.8 g), sucrose (30 g), gellite (4 g) dissolved in 1 liter of distilled water and autoclaved, then the medium was cooled to 55 ° C and 500 µM CPCA and 0.25 µM PM was added. 30 ml of the medium was dispensed into the petri dish to prepare an N6D medium containing 500 μM CPCA and 0.25 μM PM.

そして、増殖が確認された全28個体についてin vivo ALS 検定を行った結果、0.25μMのピリミノバック存在下で、非形質転換カルスでは発色が認められなかったのに対して、28個体すべてにおいて赤色発色が認められ、遺伝子が導入されていることが確認された。表2はそれぞれの形質転換カルスでのアセトインの蓄積量(3連の平均±標準偏差)を示した。個体間でのアセトイン蓄積量の違いは、形質転換体での導入遺伝子のコピー数、位置効果に依存した発現量の違いを反映していると考えられた。   As a result of in vivo ALS test for all 28 individuals with confirmed growth, color development was not observed in the non-transformed callus in the presence of 0.25 μM pyriminobac, whereas red color development was observed in all 28 individuals. It was confirmed that the gene was introduced. Table 2 shows the amount of acetoin accumulated in each transformed callus (average of triplicates ± standard deviation). The difference in the amount of acetoin accumulation among individuals was considered to reflect the difference in the expression level depending on the copy number and position effect of the transgene in the transformant.

Figure 2009050190
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カルスで遺伝子導入が確認された28の形質転換体をピリミノバックを含まない再分化培地に移植した。その結果、1個体を除くすべての個体で再分個体が得られた。再分化した植物体はホルモンフリー培地で草丈が5cm程度に生育した時点で、PCRによる植物体での遺伝子導入の確認を行った。具体的にはDNAを葉から抽出した後、ALSとp10ターミネーターの連結部を増幅する 3-1-4/pTN3およびddsAとp10ターミネーターの連結を増幅するddsA3S/pTN3の2つのプライマーセットを用いてPCRを行った。その結果、すべての個体で目的のバンドが確認された(図7)。再分化した植物体は順次隔離温室での栽培を行った。隔離温室での栽培開始から平均2ヶ月で、すべての植物体で出穂が確認された。これらの植物体から後代種子(T1)を採種した。 Twenty-eight transformants in which gene transfer was confirmed by callus were transplanted to a regeneration medium containing no pyriminobac. As a result, subdivided individuals were obtained for all but one individual. When the re-differentiated plant body grew to a plant height of about 5 cm on a hormone-free medium, the gene introduction into the plant body was confirmed by PCR. Specifically, after extracting DNA from leaves, two primer sets of 3-1-4 / pTN3 and ddsA3S / pTN3 are used to amplify the connection between ddsA and p10 terminator. PCR was performed. As a result, the target band was confirmed in all individuals (FIG. 7). The redifferentiated plants were sequentially cultivated in an isolated greenhouse. The heading was confirmed in all plants in an average of 2 months from the start of cultivation in the isolated greenhouse. Progeny seeds (T 1 ) were collected from these plants.

〔結果及び考察〕
上述した実施例1に記載した方法によって、CoQ10を産生する組換えイネから採取した種子中のCoQ10の抽出、定量を行った。その結果を図8に示す。また、表3には、各組換え個体の検定種子数、CoQ10蓄積種子の分離比及び最も多くのCoQ10蓄積が認められた種子での含有量を示した。
[Results and discussion]
Extraction and quantification of CoQ10 in seeds collected from recombinant rice producing CoQ10 were performed by the method described in Example 1 described above. The result is shown in FIG. Table 3 shows the number of test seeds of each recombinant individual, the separation ratio of CoQ10-accumulated seeds, and the content of seeds with the largest amount of CoQ10 accumulation.

Figure 2009050190
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検定を行った17個体すべてに、CoQ10の蓄積が認められ、メンデル則に従った分離が認められた。このうち、ALSCoQ-6でもっとも多くのCoQ10の蓄積が認められた(10.5μg/g)。また、図9に各個体の1粒ごとのCoQ10蓄積のばらつきを示した。各個体の最も多くの蓄積が認められた種子でのCoQ10含量がホモ個体での蓄積に相当すると考えられた。
以上の結果から明らかなように、実施例1の方法によれば種子1粒でのCoQ10の定量が可能となり、本法によってCoQ10蓄積量をT1種子で判断することができることが明らかとなった。
All 17 individuals tested showed accumulation of CoQ10 and separation according to Mendelian rule. Among them, ALSCoQ-6 showed the most accumulation of CoQ10 (10.5 μg / g). Moreover, the dispersion | variation in CoQ10 accumulation | storage for every grain of each individual | organism | solid is shown in FIG. It was considered that the CoQ10 content in the seed in which the most accumulation of each individual was observed corresponds to the accumulation in the homozygous individual.
As is clear from the above results, the method of Example 1 enables the quantification of CoQ10 in one seed, and it has been clarified that the accumulated amount of CoQ10 can be determined in T1 seed by this method. .

一方、上述した実施例1に記載した方法によって野生型イネからCoQ9を抽出した結果及び比較例1〜3の方法によって野生型イネからCoQ9を抽出した結果を併せて表4に示す。   Meanwhile, Table 4 shows the results of extracting CoQ9 from wild-type rice by the method described in Example 1 and the results of extracting CoQ9 from wild-type rice by the methods of Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2009050190
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表4に示した結果から、セルラーゼを用いた実験区(実施例1)において高い抽出効率で内在性CoQ9を定量することが可能となった。これに対して、比較例1〜3のようにα-アミラーゼ、プロテアーゼ或いはリパーゼにより玄米パウダーを処理しても、CoQ9の抽出効率は低いことが明らかとなった。   From the results shown in Table 4, endogenous CoQ9 can be quantified with high extraction efficiency in the experimental group (Example 1) using cellulase. On the other hand, it was revealed that the extraction efficiency of CoQ9 was low even when the brown rice powder was treated with α-amylase, protease or lipase as in Comparative Examples 1 to 3.

一方、比較例4に記載した方法を用いて、参考実験1で作出された形質転換イネからCoQ10を抽出した結果を表5に示す。   On the other hand, Table 5 shows the results of extracting CoQ10 from the transformed rice produced in Reference Experiment 1 using the method described in Comparative Example 4.

Figure 2009050190
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表5から判るように、ほとんどの個体で非形質転換体に比べて多くのCoQ10が蓄積していることが明らかとなった。また、表5に示した非形質転換カルス及び形質転換カルスNo5についてCoQ10を分析した結果のチャートをそれぞれ図10及び図11に示す。これら図10及び図11の比較からも、形質転換体でCoQ10が著しく増加していることが示唆された。   As can be seen from Table 5, it was found that most CoQ10 accumulated in most individuals compared to non-transformants. Moreover, the chart of the result of having analyzed CoQ10 about the non-transformed callus and transformed callus No5 shown in Table 5 is shown in FIG.10 and FIG.11, respectively. Comparison of these FIG. 10 and FIG. 11 also suggested that CoQ10 was significantly increased in the transformants.

しかしながら、表5に示した結果は、玄米パウダーを多く(100mg以上)用いる場合であって玄米1粒(15mg〜25mg)中のCoQ10或いはCoQ9を定量することは不可能である。これに対して、実施例1に記載した方法では、図10及び表3に示したように、玄米1粒(15mg〜25mg)中のCoQ10を定量できることが明らかとなった。また、実施例1に記載の方法で野生型イネから玄米1粒中のCoQ9を抽出、定量した結果を表6及び図12に示す。なお、Takahashiらのオートクレーブ処理とTLCを用いる方法(S.Takahashi et al. 2006, FEBS Lett. 580(3), 955-959)では、玄米パウダーを100mg使えばCoQ9がほぼ完全に回収でき、定量が可能であると報告されている。本報告において、この方法で定量される米粒(品種:日本晴)のCoQ9含量は4.2〜6.0μg/gである。   However, the results shown in Table 5 are cases where a large amount (100 mg or more) of brown rice powder is used, and it is impossible to quantify CoQ10 or CoQ9 in one grain of brown rice (15 mg to 25 mg). In contrast, the method described in Example 1 revealed that CoQ10 in one grain (15 mg to 25 mg) of brown rice could be quantified as shown in FIG. 10 and Table 3. In addition, Table 6 and FIG. 12 show the results of extracting and quantifying CoQ9 in one grain of brown rice from wild-type rice by the method described in Example 1. In addition, Takahashi et al.'S autoclave method and TLC method (S. Takahashi et al. 2006, FEBS Lett. 580 (3), 955-959) can recover CoQ9 almost completely with 100 mg of brown rice powder. Has been reported to be possible. In this report, the CoQ9 content of rice grains (variety: Nipponbare) quantified by this method is 4.2-6.0 μg / g.

Figure 2009050190
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表6及び図12に示した結果から、実施例1に記載の方法によれば、玄米1粒に相当する量の玄米パウダーからCoQ9を再現性良く定量できることが明らかとなった。次に、実施例1に記載の方法において、玄米パウダー20mg(玄米1粒に相当する量)を材料とする場合に必要な酵素量(ユニット数)を調べた。結果を表7に示す。   From the results shown in Table 6 and FIG. 12, it was revealed that according to the method described in Example 1, CoQ9 can be quantified with good reproducibility from the amount of brown rice powder corresponding to one grain of brown rice. Next, in the method described in Example 1, the amount of enzyme (number of units) required when 20 mg of brown rice powder (amount corresponding to one brown rice) was used as a material was examined. The results are shown in Table 7.

Figure 2009050190
表7に示した結果から、実施例1に記載の方法において20ユニット以上のセルラーゼを用いれば再現性良くCoQ9が定量できることが判明した。
Figure 2009050190
From the results shown in Table 7, it was found that CoQ9 can be quantified with good reproducibility by using 20 units or more of cellulase in the method described in Example 1.

以上のような実施例1に記載の方法に対して、玄米パウダーの100mgを使用して比較例4に記載の方法でCoQ9を抽出定量した結果を表8及び図13に示す。   Table 8 and FIG. 13 show the results of extracting and quantifying CoQ9 by the method described in Comparative Example 4 using 100 mg of brown rice powder for the method described in Example 1 as described above.

Figure 2009050190
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表8及び図13に示したように、比較例4の方法では報告されている値の10分の1以下しか定量できず、抽出効率が極めて悪いことが明らかとなった。また、比較例5或いは比較例6に記載の方法でも抽出効率は改善しなかった。そこで、比較例10として、抽出効率の改善を目的としてCoQ9の添加回収試験を行った。100mgの玄米パウダー(これには0.42〜0.6μgのCoQ9が含まれている)にCoQ9標準品を1μg添加して、抽出効率の悪かった比較例6に記載の方法及び酸を利用する改善法の比較例7に記載の方法でCoQ9を抽出して定量した結果を表9に示す。   As shown in Table 8 and FIG. 13, in the method of Comparative Example 4, it was possible to quantify only 1/10 or less of the reported value, and it became clear that the extraction efficiency was extremely poor. Further, the extraction efficiency was not improved even by the method described in Comparative Example 5 or Comparative Example 6. Therefore, as Comparative Example 10, a CoQ9 addition recovery test was conducted for the purpose of improving extraction efficiency. 1 mg of CoQ9 standard product was added to 100 mg of brown rice powder (which contains 0.42 to 0.6 μg of CoQ9), and the method described in Comparative Example 6 in which extraction efficiency was poor and an improved method using an acid Table 9 shows the results of extracting and quantifying CoQ9 by the method described in Comparative Example 7.

Figure 2009050190
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表9に示した結果から、比較例10として行った比較例7に記載の方法では抽出率が僅かながら改善されていると考えられた。すなわち、酸処理が抽出効率を高めると考えられた。一方、オートクレーブ処理は抽出効率を高めることが知られていたので、酸処理をしない方法(比較例8)と処理する方法(比較例9)で、定量値が変化するかどうかを調べた。その結果を表10及び図14(比較例9のみ)に示す。   From the results shown in Table 9, it was considered that the extraction rate was slightly improved by the method described in Comparative Example 7 performed as Comparative Example 10. That is, it was considered that the acid treatment increases the extraction efficiency. On the other hand, since autoclave treatment was known to increase extraction efficiency, it was examined whether the quantitative value would change between the method without acid treatment (Comparative Example 8) and the method with treatment (Comparative Example 9). The results are shown in Table 10 and FIG. 14 (Comparative Example 9 only).

Figure 2009050190
Figure 2009050190

表10及び図14に示したように、比較例8の定量値はオートクレーブ処理を用いない比較例7と大きな違いは認められなかったが、酸処理とオートクレーブ処理を併用する比較例9に記載の方法では定量値が大きくなり、抽出効率が改善されたと考えられた。しかしながら表10に示したように、再現性が乏しい(換言すればデータの振れが大きい)結果であった。この再現性の乏しさは、酸性条件下でのCoQ9の分解であると推察された。このように、実施例1に記載の方法と異なり、酸処理によってCoQ9やCoQ10を抽出する方法では定量的にCoQ9及びCoQ10を測定できないと結論づけられる。   As shown in Table 10 and FIG. 14, the quantitative value of Comparative Example 8 was not significantly different from Comparative Example 7 in which no autoclave treatment was used. However, as described in Comparative Example 9 in which acid treatment and autoclave treatment were used in combination, In the method, the quantitative value increased and the extraction efficiency was considered to have improved. However, as shown in Table 10, the reproducibility was poor (in other words, data fluctuation was large). This poor reproducibility was assumed to be due to the degradation of CoQ9 under acidic conditions. Thus, unlike the method described in Example 1, it can be concluded that CoQ9 and CoQ10 cannot be measured quantitatively by the method of extracting CoQ9 and CoQ10 by acid treatment.

Ole18 pro::S14::ddsA::P10terカセットのPSR-03への組込みスキームを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the integration scheme to PSR-03 of Ole18 pro :: S14 :: ddsA :: P10ter cassette. ALS pro::S14::ddsA::P10terカセットのPSR-03への組込みスキームを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the integration scheme to ASR pro :: S14 :: ddsA :: P10ter cassette in PSR-03. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. KLB-180の全塩基配列を示す配列図である。It is a sequence diagram showing the entire base sequence of KLB-180. 形質転換に用いたバイナリーベクターコンストラクト及びPCRに用いたプライマーセットの増幅位置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the amplification position of the binary vector construct used for transformation, and the primer set used for PCR. 形質転換カルスから抽出したDNAを用いたPCRによる導入遺伝子の確認結果を示す電気泳動写真である。It is an electrophoresis photograph which shows the confirmed result of the transgene by PCR using DNA extracted from the transformed callus. 形質転換カルスから抽出したDNAを用いたPCRによる導入遺伝子の確認結果を示す電気泳動写真である。It is an electrophoresis photograph which shows the confirmed result of the transgene by PCR using DNA extracted from the transformed callus. 形質転換植物の葉から抽出したDNAを用いたPCRによる導入遺伝子の確認結果を示す電気泳動写真である。It is an electrophoresis photograph which shows the confirmed result of the transgene by PCR using DNA extracted from the leaf of the transformed plant. 実施例1に記載の方法で抽出したCoQ9及びCoQ10を分析するためのHPLCの結果を示すチャートである。2 is a chart showing the results of HPLC for analyzing CoQ9 and CoQ10 extracted by the method described in Example 1. FIG. 実施例1に記載の方法により測定した各系統のT1種子1粒でのCoQ10の蓄積量の散布図である。2 is a scatter diagram of the amount of CoQ10 accumulated in one T1 seed of each line measured by the method described in Example 1. FIG. 比較例4に記載の方法により非形質転換カルスについてCoQ9及びCoQ10をHPLC分析した結果を示すチャートである。6 is a chart showing the results of HPLC analysis of CoQ9 and CoQ10 for non-transformed callus by the method described in Comparative Example 4. 比較例4に記載の方法により形質転換カルスNo5についてCoQ9及びCoQ10をHPLC分析した結果を示すチャートである。6 is a chart showing the results of HPLC analysis of CoQ9 and CoQ10 for transformed callus No5 by the method described in Comparative Example 4. 実施例1に記載の方法により野生型イネの玄米1粒中のCoQ9をHPLC分析した結果を示すチャートである。2 is a chart showing the results of HPLC analysis of CoQ9 in one brown rice of wild-type rice by the method described in Example 1. 比較例4に記載の方法より野生型イネ玄米パウダー100mg中のCoQ9をHPLC分析した結果を示すチャートである。6 is a chart showing the results of HPLC analysis of CoQ9 in 100 mg of wild-type rice brown rice powder by the method described in Comparative Example 4. 比較例9に記載の方法より野生型イネ玄米パウダー100mg中のCoQ9をHPLC分析した結果を示すチャートである。10 is a chart showing the results of HPLC analysis of CoQ9 in 100 mg of wild-type rice brown rice powder by the method described in Comparative Example 9.

Claims (7)

種子粉末及び/又は種子の胚粉末を、セルロース加水分解酵素を含む緩衝液で処理する工程と、脂溶性生理活性物質を抽出する工程とを含む、
脂溶性生理活性物質の抽出方法。
Treating the seed powder and / or seed embryo powder with a buffer containing cellulose hydrolase, and extracting the fat-soluble physiologically active substance,
Extraction method of fat-soluble physiologically active substance.
上記種子粉末及び/又は種子の胚粉末は、イネ由来であることを特徴とする請求項1記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to claim 1, wherein the seed powder and / or the seed embryo powder is derived from rice. 上記イネは、脂溶性生理活性物質としてユビキノン10を産生する形質転換イネであることを特徴とする請求項2記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to claim 2, wherein the rice is a transformed rice that produces ubiquinone 10 as a fat-soluble physiologically active substance. 上記種子粉末及び/又は種子の胚粉末の量は、少なくとも種子1粒に相当する量であることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the seed powder and / or the seed embryo powder is an amount corresponding to at least one seed. 上記脂溶性生理活性物質を抽出する工程は、低極性有機溶媒を使用することを特徴とする請求項1〜4いずれか一項記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to any one of claims 1 to 4, wherein the step of extracting the fat-soluble physiologically active substance uses a low-polar organic solvent. 上記低極性有機溶媒は炭素数5個〜8個の飽和炭化水素であることを特徴とする請求項5記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   6. The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to claim 5, wherein the low-polar organic solvent is a saturated hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms. 上記脂溶性生理活性物質は、ユビキノン及び/又はビタミンE類であることを特徴とする請求項1〜6いずれか一項記載の脂溶性生理活性物質の抽出方法。   The method for extracting a fat-soluble physiologically active substance according to any one of claims 1 to 6, wherein the fat-soluble physiologically active substance is ubiquinone and / or vitamin E.
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