JPH01243995A - トロパン系アルカロイドの生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、植物の組織培養により、スコポラミンおよび
／又はヒヨスチアミン等のトロパン系アルカロイドを製
造する方法に関する。

〔従来の技術〕

スコポラミンは鎮痙剤、鎮痛剤および副交感神経しゃ断
薬として、またヒヨスチアミンは副交感神経しゃ断薬と
して、それぞれ医薬として重用されている。これらの化
合物は、天然の植物体中から抽出して製造されているが
、天然物を原料としているため、その生産が天候に左右
されること、収穫時期が限定されていることなどが問題
となっている。そのためこれらの化合物を植物の組織培
養により生産する研究が内外で数多く行われた。

カルスによる生産では、山田らによるヒヨスのカルスに
よる生産例が知られている（　Ｐｌａｎｔ　Ｃｅ１ｌＲ
ｅｐｏｒｔｓ土、１０１〜１０３（１９８２）　）が、
スコポラミシ含量は２０ｐｐｍと、天然の植物体中の含
量と比較して低いものであった。また山田らは、ズボイ
シア（Ｄｕｂｏｉｓｉａ　Ｌｅｉｃｈｈａｒｄｔｉｉ　
ＦｌＭｕｅｌｌ）の組織培養により得られる不定根中に
著量のスコポラミンおよびヒヨスチアミンが存在するこ
とを見出している（　Ｐｌａｎｔ　Ｃｅ１ｌ　Ｒｅｐｏ
ｒｔｓ　３．１８６−１８８　（１９８４）　）がζそ
の量はまだ充分とは言えないものであった。

そこで、ズボイシア不定根の各種培養条件を検討し、培
地のアンモニウムイオンと硝酸イオンの比率を０．２以
上にすることおよび培地の溶存酸素濃度を１０ないし６
５ｐｐｍとすることにより、トロパン系アルカロイドの
生産性を向上させることを見出し、本出願人はそれぞれ
特開昭６２−６６７５号および特開昭６２−６６７４号
として特許出願をしているが、工業的な見地からはその
生産性を更に高めることが望まれる。

また、ズボイシアの不定根はトロパン系アルカロイドの
ほかに、ニコチンおよびその誘導体を副生する（　Ｐｌ
ａｎｔ　Ｃｅ１ｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ　３．１８６−１８
８　（１９８４））。トロパン系アルカロイドを不定根
から分離、精製する場合に、ニコチンおよびその誘導体
が存在すると、その回収率を著しく減じるという問題が
ある。一方、ハシリドコロ、ヒヨス、ベラドンナおよび
ダツラの不定根はニコチンおよびその誘導体をほとんど
副生しないが、そのトロパン系アルカロイド、特にスコ
ポラミンの含量が低いという問題があったｌ：Ｊ、Ｐｌ
ａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ、、　１２４６１（１９８６）
　；特開昭６１−２５４１９５　）。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがってこのような組織培養によりトロパン系アルカ
ロイド、特にスコポミンの工業的な生産を目指す場合、
ニコチンおよびその誘導体を含まず、かつトロパン系ア
ルカロイド、特にスコポラミンの生産性の高い不定根を
取得することが重要な課題であった。

このような事情にかんがみ、本発明者らは、トロパン系
アルカロイドを生産し、かつニコチンおよびその誘導体
を生産しないダツラ、ヒヨス、アトローバ、スコポラミ
ンに属する植物から、不定根を誘導し、トロパン系アル
カロイド、特にスコポラミンの生産性の高い植物の不定
根を探索した結果、次のような事実を見出した。

〔課題を解決するための手段］ すなわち、ダツラ属に属する植物の不定根がトロパン系
アルカロイドを生産することは知られているが、その生
産性、特にスコポラミンの生産性は特に低いのが通常で
あったが〔特開昭６１−２５４１９５号、特開昭６２−
２０５７９２　）　、発明者は、ダツラ属に属するダツ
ラ・アルボレア（Ｄａｔｕｒａ　ａｒｂｏｒｅａ）から
誘導した不定根がトロパン系アルカロイド、特にスコポ
ラミンを多量生産し、かつニコチンおよびその誘導体を
副生じないことを見出し、本発明を完成するに到った。

なお、このダツラ属植物の不定根培養については、現在
まで、全く報告がなく、これらの不定根がトロパン系ア
ルカロイド、特にスコポラミンを、他のダツラ属、ヒヨ
ス属、アトローパ属、スコポラミンの植物の不定根に比
較して、きわめて著量生産することは全く知られていな
かったことである。このような知見から、本発明を完成
するに至った。

本発明によれば、ダツラ・アルボレアから誘導した不定
根を組織培養してトロパン系アルカロイド、特にスコポ
ラミンを生産することを特徴とするトロパン系アルカロ
イドの生産方法が提供される。

本発明では、ダツラ・アルボレアの不定根を用いて組織
培養が行われる。

本発明で使用される培地は、無機成分および炭素源を必
須成分とし、これに必要に応じて植物ホルモン類、ビタ
ミン類、さらにはアミノ酸類を添加した培地である。

無機成分としては、窒素、リン、カリウム、ナトリウム
、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マ、ンガン
、亜鉛、ホウ素、モリブデン、塩素、ヨウ素、コバルト
等の元素を含む無機塩を挙げることができ、具体的には
硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、リン
酸１水素カリウム、リン酸２水素カリウム、硫酸マグネ
シウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸第１
鉄、硫酸第２鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、モリブデン酸
ナトリウム、三酸化モリブデン、ヨウ化カリウム、硫酸
亜鉛、ホウ酸、塩化コバルト等の化合物を例示できる。

該培地の炭素源としては、ショ糖等の炭水化物とその誘
導体、脂肪酸等の有機酸およびエタノール等の１級アル
コールなどを例示できる。

該培地の植物ホルモン類としては、例えば、ナフタレン
酢酸（ＮＡ＾）、インドール酢酸（ＩＡＡ）　、ｐ−ク
ロロフェノキシ酢酸、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸
（２，４−Ｄ）　、インドール酪酸（ＩＢＡ）およびこ
れらの誘導体等のオーキシン類およびベンジルアデニン
（ＢＡ）、カイネチン、ゼアチン等のサイトカイニン類
を例示できる。本発明ではサイトカイニン類は通常は培
地に添加しないことが望ましいが、必要に応じて添加す
る場合にはサイトカイニン類は濃度が通常１０−’Ｍ（
０，０２■／２）以下の低濃度で使用することが好まし
い。

該培地のビタミン類としては、ビオチン、チアミン（ビ
タミンＢ、）、ピリドキシン（ビタミンＢ、）、ピリド
キサール、ピリドキサミン、パントテン酸カルシウム、
アスコルビン酸（ビタミンＣ）、イノシトール、ニコチ
ン酸、ニコチン酸アミドおよびリボフラビン（ビタミン
Ｂ２）などを例示できる。

該培地のアミノ酸類としては、例えばグリシン、アラニ
ン、グルタミン酸、フェニルアラニンおよびリジンなど
を例示できる。

本発明の前記培地は、通常は、前記無機成分を約０．１
μ門ないし約１０（１ｗＭ　、前記炭素源を約１ｇ／２
ないし約１００ｇ／ｆ、前記植物ホルモン類を約０．０
１μ門ないし約１００μＮ、前記ビタミン類を約０．１
■／ｆ！、ないし約１５０ｍｇ／　ｌ、および前記アミ
ノ酸類を０ないし約１００ｍｇ／ｊ！含ませて使用され
ることが望ましい。

本発明の組織培養に用いられる前記培地として具体的に
は、従来から知られている植物の組織培養に用いられて
いる培地、例えば、ムラシゲ・スクーグ（’６２）　　
（Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ　＆　Ｓｋｏｏｇ　）の培地、リ
ンスマイヤー・スクーグ（ＲＭ−１９６５）　　（Ｌｉ
ｎｓｍａｉｅｒ＆　Ｓｋｏｏｇ　）の培地、ホワイト（
’６３）　　（Ｗｈｉｔｅ）の培地、ガンボルグ（Ｇａ
ｍｂｏｒｇｌのＢ−５培地、三井のＭ−９培地、エッチ
・エッチ（Ｎｉｔｓｃｈ　Ｎ１ｔｓｃｈ　）の培地等に
前記した炭素源および植物ホルモンを添加し、更に必要
に応じて前記したビタミン類、アミノ酸等を添加して調
製される培地を例示できるが、本発明ではこの中でも特
にエッチ・ニッチ、リンスマイヤー・スクーグ又はムラ
シゲ・スクーグの培地を用いて調製される培地が好まし
い。なお、上記した従来公知の培地の組成に関しては、
例えば、行内、中島、古谷著の「新植物組織培養１２３
日６〜Ｐ３９１、朝食書店、１９７９年に記載されてい
る。

本発明で使用できる前記培地は液体培地又は寒天やゼラ
チン等を通常０．５〜１％含有させた固型培地であるが
本発明では液体培地を用いることが好ましい。

本発明の組織培養に用いられる不定根は、該植物の根、
茎、葉、種子、花芽およびこれらの組織から誘導される
カルスを、インドール酢酸等のオーキシンを含む培地に
て培養することにより誘導することができ、前記のよう
な培地を用いて増殖培養すれてトロパン系アルカロイド
を多量含有する不定根が得られる。

本発明では不定根を用いる場合に、植物の組織片を例え
ば毛根病菌（例えばＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｒｈ　
ｉｚｏｇｅｎｅｓ）で感染させ、これによって出現する
毛根を用いることもできる（例えば本出願人に係わる特
開昭６２−２４８４２９号で提案した方法を用いること
もできる。）。

本発明の方法によって得られるトロパン系アルカロイド
として具体的には、スコポラミン、ヒヨスチアミン及び
これらの化合物のアセチル化合物を例示できるが、この
中ではスコポラミンとヒヨスチアミンが好ましい。

本発明ではトロパン系アルカロイドを含有する不定根か
ら該アルカロイドを分離する方法としては、例えば薬局
法等に記載されている、トロパン系アルカロイドを含有
する植物からこれら化合物を単離精製する場合に用いら
れてきた通常の方法を採用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の方法を実施例によって更に具体的に説明
する。

実施例１ 当社薬草園にて栽培したＤａｔｕｒａ　ａｒｂｏｒｅａ
　Ｌ、の葉を洗浄し、１０％アンチホルミン液に１０分
間浸漬し、次いで滅菌水で３回洗浄した後、約ＩＣｌ１
１に切断し、インドール酪酸を１０−　’Ｍとなるよう
に添加したエッチ・エッチの寒天培地に置床し、２５°
Ｃで３週間培養する。葉片から発生した不定根を切り出
し、インドール酪酸を１０−　’Ｈになるように添加し
たニッチ・エッチの液体培地に移植し、１年間継代培養
した。このようにして得た不定根１０　ｍｇ（乾燥重量
）をインドール酪酸を１０−’Ｍになるように添加した
ニッチ・ニッチの液体培地２０ｒＩｉを含む１００Ｉｎ
！容三角フラスコに移植して、３週間培養した。得られ
た不定根を乾燥後、塩基性のクロロホルム−メタノール
液５０ｒｎｌで抽出した。これに４０−のＩＮ硫酸を加
えてアルカロイド層を硫酸層に移した。さらに、アンモ
ニア水２ｒｎ！およびクロロホルム４０ｍ１を加えてア
ルカロイドをクロロホルム層に移し、これを減圧濃縮し
、ガスクロマトグラフでアルカロイド量を分析した。こ
の場合のアルカロイドの生産量を表１に示した。なお、
ガスクロマトグラフの分析は以下の条件で行った。

カラム：　５ｉｌｉｃｏｎｅ　０Ｖ−１７（１％）　ｏ
ｎＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂ　Ｗ　（Ｍｅｓｈ　８０〜１０
０）３胴φＸ１ｍガラスカラム キャリヤガス：Ｎ２ カラム温度　：２００°Ｃ 実施例２．３ ダツラ・アルボレア（Ｄａｔｕｒａ　ａｒｂｏｒｅａ　
Ｌ、）　’の葉を１０％アンチホルミンで処理し、滅菌
水で３回洗浄したのち、２４時間振とう培養したＡｇｒ
ｏｂａｃｔｅｒｉｕ鋼ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ　ＨＲＩ−
１の懸濁液（１０−７個／ｒｒｉ）に浸漬後、植物ホル
モンを含まないＬＳ寒天培地に置床した。２〜３週間後
、葉から不定根が発生した。これをアンピシリンを０．
１■／ｍｆ含むニッチ・ニッチ液体培地で２日間処理し
、菌を含まない自己増殖性の不定根を得た。このダツラ
から得た感染不定根をニッチ・ニッチ液体培地で６ケ月
継代培養した。この不定根を１０■（乾燥型Ｍ）をホル
モンを含まないニッチ・ニッチ液体培地２０ｒＢ１を含
む１００−容三角フラスコに移植し、３週間振とう培養
した。得られた不定ｔＨ１２０ｍｇ（乾燥重量）を乾燥
し、実施例１と同じ方法で抽出し、アルカロイド量を分
析した。この場合のアルカロイド生産性を表１に示した
。

比較例１ 実施例１において、植物としてズボイシア（Ｄｕ−ｂｏ
ｉｓｉａ　ｍｙｏｐｏｒｏｉｄｅｓ）を用いた以外は該
実施例と同様に行った結果を表１に示した。

比較例２，３．４ 実施例１において植物としてハシリドコロ（Ｓｃｏｐｏ
ｌｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）、ヒヨス（Ｈｙｏｓｙａｍ
ｕｓ　ｎｉｇｅｒ）およびベラドンナ（八ｔｒｏｐａ　
ｂｅｌｌａｄｏｎｎａ）を用い、培地として、ホルモン
を含まないエッチ・ニッチ液体培地を用いた以外は該実
施例と同様に行った結果を表１に示した。

比較例５．６．７ 実施例２において、植物として、ダツラ・イノキシア（
Ｄａｔｕｒａ　１ｎｎｏｘｉａ）、ダツラ・ストラモニ
ウム（Ｄａｔｕｒａ　ｓｔｒａｍｏｎｉｕｍ）およびヒ
ヨス（Ｈｙｏｓｃｙａｍｕｓｎｉｇｅｒ）を用いた以外
は該実施例と同様に行った結果を表１に示した。

（来夏以下余白） 〔発明の効果〕 本発明の組織培養によるトロパン系アルカロイドの生産
方法を採用すれば、ニコチンおよびその誘導体を副生ず
ることなく、トロパン系アルカロイド、特にスコポラミ
ンおよび／又はヒヨスチアミンを従来法に比べて大量に
効率よく生産することができる。

出願人　生体機能利用化学品新製造技術研究組合代理人
　弁理士　平　木　祐　輔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロパン系アルカロイド産生植物の不定根を培養
   することによるトロパン系アルカロイドの生産方法にお
   いて、前記植物としてダツラ・アルボレア（Ｄａｔｕｒ
   ａａｒｂｏｒｅａＬ．）を用いることを特徴とするトロ
   パン系アルカロイドの生産方法。