JP6859566B2 - ピロール系化合物 - Google Patents
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Description
<菌糸塊からの分離>
(1)培地の調製
下記表1に示す配合で、PSA培地及びPDA培地を調製し、試験管又は三角フラスコに分注した後、シリコセン(又は綿栓)を施しオートクレーブにより121℃20分間高圧蒸気滅菌した。その後、試験管の場合は、滅菌後熱いうちに傾斜させてスラント(斜面)培地とし、三角フラスコの場合は、そのまま静置してプレート(平面)培地とした。
大きめのバシディオマイセテスX菌糸塊を手で割り、火炎滅菌したメスを冷却させてからバシディオマイセテスX断面より切片を切断し、火炎滅菌冷却後のピンセットで、(1)のPSA培地及びPDA培地スラントにバシディオマイセテスX切片を植菌した。なお操作は、無菌箱又はクリーンベンチ内の、無菌処理済み条件下で行った。
1cm角としたジャガイモ200gを、精製水を用いて煮沸後20分継続して冷却後、固液分離したジャガイモ浸出液、スクロース20g及びAgar1g(0.1%)に蒸留水を全量1Lとなるように加えて、Agar培地を調整した。なお、通常Agar培地は1.5〜2.0(培地1Lに対し、15g〜20g)のAgarを添加するが、培養後の菌糸塊と、Agar培地の分離を容易にするため、また液体培地ではバシディオマイセテスXの切片が沈降しやすいため物理的強度を維持する目的で、0.1%添加することとした。この0.1%Agar培地を試験管に各5mLに分注し、シリコセンを施した後オートクレーブにより121℃20分間高圧蒸気滅菌した。その後、無菌処理済みの無菌箱内において、製造例1のスラントにて培養中のバシディオマイセテスX菌糸塊から切片を切除し、0.1%Agar培地に無菌操作により植菌した。24℃条件下でインキュベーターにおいて培養させたところ、24時間〜48時間後には発菌した。発菌後、24℃条件下で培養を継続すると、14日間でAgar培地上に菌糸が生育した。
<菌糸塊生産のためのおがくず培地による培養>
(1)種菌の培養
おがくず1L、脱脂ぬか15g、ふすま15g及びサンパール(菌糸活性剤・日本製紙製)5gに、水を加えて十分に撹拌し、培地を強く握って水がにじむ程度(湿式含水率70%程度)として、おがくず培地を調製した。この培地を三角フラスコに入れ、シリコセンを施した後、オートクレーブにより121℃40分高圧蒸気滅菌した。滅菌後24時間後に、無菌処理済みの無菌箱内において、製造例1のスラントにて培養中のバシディオマイセテスX菌糸を、無菌操作によっておがくず培地に植菌した。なお、植菌は滅菌三角刀でスラントの一部を切除するようにし、菌糸にダメージを与えないように行った。また、植菌の密度は、おがくず培地の表面積の20%〜30%とした。24℃条件下で培養したところ3日後(遅くとも5日後)に発菌し、30日後には三角フラスコおがくず培地に菌糸が充満した。
(1)と同様にしたおがくず培地を調製し、この培地をポリプロピレン製ビンに入れ、フタをして、オートクレーブにより121℃40分間高圧蒸気滅菌した。滅菌後24時間後、無菌処理済みの無菌箱内において無菌操作により、(1)で培養した種菌をポリプロピレン製ビンのおがくず培地に植菌した。なお、植菌の密度は、おがくず培地の表面がほぼ覆われる程度とした。24℃条件下で培養したところ、48時間後に発菌し、60日後にはポリプロピレン製ビン内のおがくず培地全体に菌糸が充満した。更に40日〜50日経過すると、ポリプロピレン製ビンの内壁に菌糸が展開し、菌糸束を形成、更に培養を継続すると菌糸塊を形成した。
<バシディオマイセテスX乾燥粉末の製造>
菌糸の細胞壁に損傷を与え、細胞内容物が浸出することを容易にするため、製造例2で得られたバシディオマイセテスX菌糸塊を冷凍・凍結させ、凍結しているバシディオマイセテスX菌糸塊を常温解凍し、ミキサーを用いて破砕したものを乾燥して粉末に加工した(以下、「バシディオマイセテスX乾燥粉末」という)。
製造例3で得られたバシディオマイセテスX乾燥粉末50gを蒸留水500mLで抽出して水抽出物430mLを得た(この水抽出物を凍結乾燥すると凍結乾燥物16gが得られた)。次に、この水抽出物430mLにエタノール160mLを加えたところ、上清540mLと沈殿1.72gが得られた(上清540mLを凍結乾燥すると固形物12.4gが得られた)。次に、上清540mLを酢酸エチル360mLで2回抽出し、含水有機層を分離した。分離した含水有機層の有機層920mLを濃縮・乾固して乾固物0.84gが得られた。一方、水層270mLを凍結乾燥すると固形物10.6gが得られた。これらの各抽出画分(沈殿、有機層、水層)の回収量から、水抽出物を100%としたときの各抽出画分の回収率を求め、下記表2に示した。
実施例1の各抽出画分について、5つのアッセイ系で抗酸化能力をそれぞれ評価し、これらの評価結果について図1〜5に示した。図1は、各抽出画分の総フェノール量を示したグラフである。総フェノール量は、各抽出画分を1.25mg/mLの溶液に調整し、没食子酸(別名:3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)を検量線用の標準物質として用いて測定した。図2は、各抽出画分のDPPHラジカル消去活性を示したグラフである。DPPH(2,2−ジフェニル−1−ピクリルヒドラジル)ラジカル消去活性は、各抽出画分を2.5mg/mLに調整し、トロロックス(Trolox、6−hydroxy−2,5,7,8−tetramethylchroman−2−carboxylic acid)を検量線用の標準物質として用いて測定した。図3は、各抽出画分の鉄イオン還元力を示したグラフである。鉄イオン(Fe3+)還元力は、各抽出画分を2.0mg/mLに調整し、トロロックスを検量線用の標準物質として用いて測定した。図4は、各抽出画分の銅イオン還元力を示したグラフである。銅イオン(Cu2+)還元力は、各抽出画分を2.5mg/mLに調整し、尿酸を検量線用の標準物質として用いて測定した。図5は、各抽出画分の鉄イオンキレート活性を示したグラフである。鉄イオン(Fe2+)キレート活性は、各抽出画分を15mg/mLに調整し、エチレンジアミン四酢酸(EDTA:ethylenediaminetetraacetic acid)を検量線用の標準物質として用いて測定した。なお、図1〜5に記載の各エラーバー(Error bar)は、標準誤差(S.E.:Standard Error)を表している。また、図1〜5の何れかに記載の「*」印は、水抽出物に対する他の抽出画分が0.05水準で有意差のあることを表しており、「**」印は、水抽出物に対する他の抽出画分が0.001水準で有意差のあることを表している。図1〜5の結果に基づき、水抽出物に対する各抽出画分の相対活性を算出し、下記表3に示した。
実施例2の評価結果を踏まえて、抗酸化能力の大きな有機層に含まれる化合物の数及び相対量を調べるために、有機層の高速液体クロマトグラフィー(HPLC:high performance liquid chromatography)による解析を行った。このとき、検出波長を260nm及び290nmとし、溶出時間を0〜50分とした。試験例1における解析結果について、図6,7に示した。図6は、検出波長が260nmのときの有機層のHPLCクロマトグラムである。図7は、検出波長が290nmのときの有機層のHPLCクロマトグラムである。図6,7に示した通り、それぞれ少なくとも19種類のピークが確認され、これらのピークの中で比較的大きな強度を示したものは、ピーク12とピーク18であった。
試験例1の解析結果を踏まえて、有機層に含まれる化合物の単離・精製を行うために、有機層の薄層クロマトグラフィー(PTLC:preparative thin layer chromatography)による分離を行った。具体的には、少量の有機層をPTLCプレート上に滴下し、以下に示した条件で展開方向における各画分に分離し、その結果を図8に示した。図8は、有機層のPTLCクロマトグラムである。図8に示した通り、概ね5つのパート(フラクション1〜5)に分離できることが確認できた。
・PTLCプレート:PLC Silica gel 60 F254、2mm、20×20cm、メルク社製
・展開溶媒:クロロホルム120mL/メタノール80mL
・検出波長:紫外線254nm
・サンプル量:100mg/mLメタノール(1mL)
試験例2の解析結果を踏まえて、各フラクションのHPLCによる解析を行った。試験例3では、有機層が各フラクションに分離する過程で化合物が分解している可能性を考慮し、試験例1で示された各ピークに対応する化合物における相対量の測定を行った。このとき、検出波長を260nmとし、溶出時間を0〜50分とした。試験例3における解析結果について、図9〜図13に示した。図9〜図13は、それぞれフラクション1〜フラクション5のHPLCクロマトグラムである。図9〜図13に示した通り、フラクション1にはピーク12に対応する化合物(化合物12)が、フラクション3にはピーク18に対応する化合物(化合物18)が、それぞれ顕著に多く含まれていることが確認できた。
試験例3において、フラクション3において含有量が多かった化合物18について、構造解析を行った。まず、試験例2と同様の条件でPTLCにより有機層を各フラクションに分離した後、フラクション3をさらにHPLCで精製し化合物18を得た。質量分析法(MS:mass spectrometry)により化合物18の分子量を決定し、核磁気共鳴分光法(NMR:nuclear magnetic resonance)により化合物18の構造を確定した。
試験例3において、フラクション1において含有量が多かった化合物12について、構造解析を行った。まず、試験例2と同様の条件でPTLCにより有機層を各フラクションに分離した後、フラクション1について逆相HPLCで精製し、各フラクションに分離した。その結果を図17に示した。逆相HPLCの条件は、以下に示す通りである。また、図17は、フラクション1の分取HPLCクロマトグラムである。図17に示した通り、分離した3つのフラクション(Fr1−1,Fr1−2,Fr1−3)のピークが大きく、中でもフラクション1−3(Fr1−3)のピークが最大であった。
・カラム:InertSustain、孔径5μm、直径14mm×150mm、ジーエルサイエンス社製
・試料:フラクション1 in 30%メタノール水溶液
・インジェクション量:200μL
・流速:5.5mL/分
・検出波長:260nm
・溶離液:30%メタノール水溶液(0.1%酢酸)
実施例3の結果を踏まえて、フラクション1−3についてHPLCによる解析を行い、その結果を図18に示した。HPLCの条件は、以下に示す通りである。また、図18は、フラクション1−3のHPLCクロマトグラム及びピーク12の極大吸収波長を示したグラフである。図18に示した通り、フラクション1−3の鋭いピークは、試験例1で検出されたピーク12に相当することが判明した。また、ピーク12の吸収スペクトルは、波長297nmにおいて最大吸収を示す化合物であることがわかった。
・カラム:Cosmosl15C18−MS−II、孔径5μm、直径4.6mm×150mm、ナカライテスク社製
・インジェクション量:20μL
・流速:0.60mL/分
・検出波長:260nm
・溶離液A:0.1%酢酸-水溶液
・溶離液B:0.1%酢酸-メタノール溶液
・Gradient condition:0〜25分 溶離液A 70%、溶離液B 30%の組成で流し、25〜30分 リニアグラジエントで溶離液B 30%から100%に変化させ(溶離液A 70%から0%)、30〜40分 溶離液B 100%で流し、40〜45分 リニアグラジエントで溶離液B 100%から0%に変化させ(溶離液A 0%から100%)、45〜50分 溶離液A 100%、55〜57分 溶離液A100%から70%に変化させ(溶離液B 0%から30%)、57〜67分 溶離液A 70%、溶離液B 30%で流した。
実施例4のピーク12由来の化合物について、参考例1と同様にDART−MS解析を行い、当該化合物の分子量を求め、その結果を図19に示した。図19は、フラクション1−3のDART−MSスペクトルである。図19に示した通り、フラクション1−3のDART−MSスペクトルは、化合物18のDART−MSスペクトル(図14参照)と比較すると、1マス少ない化合物であることが判明した。
実施例4のピーク12由来の化合物について、参考例1と同様に核磁気共鳴分光法によりフラクション1−3の各NMRスペクトルを測定し、その結果を図20,21に示した。なお、NMR測定用重水素化溶媒として、重アセトニトリル(CD3CN)を用いた。図20は、フラクション1−3の1H−NMRスペクトルである。図21は、フラクション1−3の13C−NMRスペクトルである。図21に示した通り、化合物12は炭素数が10であることが判明した。また、図20に示した1H−NMRスペクトルと併せて各スペクトルのピークの帰属を行った。
実施例6の結果を踏まえて、実施例4のピーク12由来の化合物について、参考例1と同様にFAB−HRMS解析行い、その結果を下記表7に示した。下記表7に示した通り、図19〜図21の結果を勘案すると、実施例4のピーク12由来の化合物は、「C10H15N2O3」の分子式に合うことが明らかとなった。
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