JPH01300890A - Cell capable of highly producing tropane-based alkaloid and production of said cell - Google Patents

Cell capable of highly producing tropane-based alkaloid and production of said cell

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JPH01300890A
JPH01300890A JP63127049A JP12704988A JPH01300890A JP H01300890 A JPH01300890 A JP H01300890A JP 63127049 A JP63127049 A JP 63127049A JP 12704988 A JP12704988 A JP 12704988A JP H01300890 A JPH01300890 A JP H01300890A
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JP
Japan
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tropane
phenylalanine
cells
alkaloid
medium
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JP63127049A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigekazu Kitani
重和 木谷
Hiroshi Ideno
出野 博志
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SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Filing date
Publication date
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

NEW MATERIAL:The title cell of tropane-based alkaloid-productive plant origin, tolerant of phenylalanine or its analogues. USE:Scopolamine as an anticonvulsant or analgesic and hyostiaine as aparasympatholytic drug. PREPARATION:For example, from the tissues or cells of a tropane-based alkaloid-productive plant (e.g., Duboisia myoporoides), cells tolerant of phenylalanine or its analogues are produced using a phenylalanine- or its analogue-contg. culture medium, and from the resultant tolerant cells, the title cells are selected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスコポラミンやヒヨスチアミン等のトロパン系
アルカロイドの生産に好適なトロパン系アルカロイド高
生産細胞、及びその取得方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to cells suitable for producing tropane-based alkaloids, such as scopolamine and hyoscyamine, with high production capacity, and a method for obtaining the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Scopolamine is used as an antispasmodic, analgesic, and parasympathetic nerve blocker, and hyoscyamine is used as a parasympathetic nerve blocker, each of which is used as a medicine. These compounds are manufactured by extracting them from natural plants, but because they are made from natural materials, there are problems such as their production being affected by the weather and the harvesting period being limited. It has become. Therefore, many studies have been conducted both domestically and internationally to produce these compounds through plant tissue culture.

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
epor ts上、101〜103(1982) )が
、スコポラミン含有は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
 F、 Muell)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 Re
ports 3.186〜188(1984))が、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65ppm 
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6
2−6675号、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。
Regarding production by callus, there is a known example of production by Yamada et al. using henbane callus (Plant Ce1lR
eports, 101-103 (1982)), the scopolamine content was 20 ppm, which was low compared to the content in natural plants. Furthermore, Yamada et al.
We found that significant amounts of scopolamine and hyoscyamine were present in adventitious roots obtained by tissue culture of F. Muell (Plant Ce1l Re).
ports 3.186-188 (1984)), but the amount was still not sufficient. Therefore, we investigated various culture conditions for Zboisia adventitious roots, and decided to increase the ratio of ammonium ions to nitrate ions in the medium to 0.2 or more, and to adjust the dissolved oxygen concentration in the medium to 10 to 65 ppm.
The present applicant has discovered that the productivity of tropane alkaloids can be improved by
Patent applications have been filed as No. 2-6675 and JP-A No. 62-6674, but from an industrial standpoint, it is desired to further improve the productivity.

〔発明が解決しようとする課題] 上述のように、組織培養によりトロパン系アルカロイド
の工業的な生産を目指す場合、さらに生産性を高めるこ
とが重要な課題であった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, when aiming at industrial production of tropane-based alkaloids by tissue culture, it has been an important issue to further increase productivity.

本発明の目的は、トロパン系アルカロイドの生産に適し
たトロパン系アルカロイド高生産細胞及びそれを効率よ
く選抜して取得する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a highly tropane-based alkaloid-producing cell suitable for producing tropane-based alkaloids and a method for efficiently selecting and obtaining the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

一般に植物の組織培養でアミノ酸類似物に耐性を示す細
胞の中にはアミノ酸含量の高い細胞が存在することが知
られている。
In general, it is known that among the cells that exhibit resistance to amino acid analogs in plant tissue culture, there are cells that have a high amino acid content.

例えばJ、M、Widholmらはニンジンの細胞培養
でメチオニンの類似化合物であるエチオニン耐性株では
正常細胞の10倍のメチオニンが含まれていることを見
いだした。[Can、J、Botany、 54 P1
523(1976) ]。このようなアミノ酸耐性株で
アミノ酸の過剰生産が起こったことについては山田康之
編の「植物培養細胞の変異と選抜」 (講談社サイエン
ティフィック (バイオテクノロジーシリーズ);P3
7〜P38)ではアミノ酸類似物によるアミノ酸代謝の
阻害作用に拮抗するために細胞内のアミノ酸濃度が高ま
ったためであると説明している。
For example, J. M., Widholm et al. found that carrot cell cultures resistant to ethionine, a compound similar to methionine, contained 10 times more methionine than normal cells. [Can, J., Botany, 54 P1
523 (1976)]. Regarding the occurrence of overproduction of amino acids in such amino acid-resistant strains, see "Mutation and Selection of Plant Cultured Cells" edited by Yasuyuki Yamada (Kodansha Scientific (Biotechnology Series); P3
7 to P38) explain that this is due to an increase in intracellular amino acid concentration in order to antagonize the inhibitory effect of amino acid metabolism by amino acid analogs.

そこで本発明者らはこのような現象に着目し、トロパン
系アルカロイドを産生ずる植物の不定根等の組織、細胞
からトロパン系アルカロイド高生産細胞を効率よく選抜
する方法を研究し、次のような事実を見出した。
Therefore, the present inventors focused on this phenomenon, and researched a method for efficiently selecting tropane-based alkaloid-producing cells from tissues and cells such as adventitious roots of plants that produce tropane-based alkaloids, and found the following facts. I found out.

すなわち、トロパン系アルカロイドの前駆体であるフェ
ニルアラニン又はその類似物(アナログ物質)で組織又
は細胞を処理することによって、フェニルアラニン耐性
株又はフェニルアラニン類似物耐性株を取得し、該耐性
株の中に高い割合でトロパン系アルカロイドを高含量で
生産する株が存在していることを見い出し、本発明を完
成するに到った。
That is, by treating tissues or cells with phenylalanine, which is a precursor of tropane-based alkaloids, or its analogs (analog substances), phenylalanine-resistant strains or phenylalanine analog-resistant strains are obtained, and a high proportion of the resistant strains are obtained. They discovered that there are strains that produce tropane-based alkaloids in high amounts, leading to the completion of the present invention.

本発明によれば、トロパン系アルカロイドを産生ずる植
物に由来し、フェニルアラニン又はフェニルアラニン類
似物に耐性を示すトロパン系アルカロイド高生産細胞、
及びトロパン系アルカロイドを産生ずる植物の組織又は
細胞をフェニルアラニン又はフェニルアラニン類似物を
含む培地を用いて、フェニルアラニン又はフェニルアラ
ニン類似物に耐性を示す株を作出し、得られた耐性細胞
からトロパン系アルカロイドの高生産細胞を選抜するこ
とを特徴とするトロパン系アルカロイド高生産細胞の取
得方法が提供される。
According to the present invention, tropane alkaloid-producing cells derived from plants producing tropane alkaloids and exhibiting resistance to phenylalanine or phenylalanine analogues,
A strain that is resistant to phenylalanine or phenylalanine analogs is created by using a culture medium containing phenylalanine or phenylalanine analogs from tissues or cells of plants that produce tropane alkaloids, and from the resulting resistant cells, high levels of tropane alkaloids can be obtained. Provided is a method for obtaining cells that are highly productive of tropane-based alkaloids, which is characterized by selecting producing cells.

本発明で用いるトロパン系アルカロイドを産生ずる植物
として具体的には、ズボイシア・ミオボロイデス(Du
boisia myoporoides)、ズボイシア
・ライヒハルデ4 (Duboisia Ieichh
ardtii)等のズボイシア属植物、ダツラ・ダツラ
(Datura tatula)。
Specifically, the plant producing the tropane alkaloid used in the present invention is Zboisia myoboroides (Du
boisia myoporoides), Duboisia Ieich 4 (Duboisia Ieich)
ardtii) and other plants of the genus Zboisia, Datura tatula.

ダツラ・アルボレア(Datura arborea)
、ダツラ・ストラモニウム(Datura stram
onium)等のダツラ属植物、スコポリア・ジャポニ
カ(Scopo目a jaρ0−nica)等のス、コ
ボリア属植物、ヒョシアマス・ニガー(Hyoscya
mus niger)等のヒヨス属植物およびアトロー
バ・ベラドンナ(Atropa belladonna
)等のアトローパ属植物などのナス科植物を例示するこ
とができる。
Datura arborea
, Datura stramonium
plants of the genus Datura such as onium), plants of the genus Kobolia such as Scopolia japonica (order Scopoles:
mus niger) and Atropa belladonna (Atropa belladonna).
) and other plants of the genus Atropa can be exemplified.

本発明のトロパン系アルカロイド高生産性細胞を得るに
は、まず、前記植物の培養組織をフェニルアラニン又は
その類似物を含有する培地で一定期間以上培養を行ない
フェニルアラニン又はその類似物に耐性を示す株を作出
することを必須とする。以下これについて詳述スる。
In order to obtain the tropane-based alkaloid highly productive cells of the present invention, first, the cultured tissue of the above plant is cultured in a medium containing phenylalanine or its analogs for a certain period of time or more, and strains exhibiting resistance to phenylalanine or its analogs are obtained. It is essential to create. This will be explained in detail below.

フェニルアラニン又はその類似物耐性株を作出するため
の培地はフェニルアラニン又はその類似物を必須成分と
して含む培地である。
A medium for producing a strain resistant to phenylalanine or its analogs is a medium containing phenylalanine or its analogs as an essential component.

本発明で使用できるフェニルアラニン類似物としては、
一般式 %式%(1) 〔式中、R1は低級アルキル基又はハロゲン原子を示し
、R2はH又はR−C−(RはH又は低級アルキル基)
を示し、R3は011. NHz、又OM(Mは金属イ
オンを示す)であり、nは1ないし3の整数を示す。〕
で表される化合物が挙げられ、具体的には4−メチル−
フェニルアラニン等のアルキルフェニルアラニン、4−
クロロフェニルアラニン、4−フルオロフェニルアラニ
ン等のハロゲン化フェニルアラニン、4−フルオロフェ
ニルアラニンアミド等のアミド誘導体を例示できる。本
発明ではこれら化合物のうち該化合物中のカルボキシル
基が培地を構成する後述の無機成分と同じ金属イオンと
塩を形成していても良く、本発明ではこの塩も培地成分
として使用できる。また、フェニルアラニン類似物とし
てはβ−2−チエニルアラニンなども使用できる。前記
フェニルアラニン又はその類似物以外の他の培地成分と
しては無機成分および炭素源を必須成分とし、これに植
物ホルモン類、ビタミン類を添加し、更に必要に応じて
アミノ酸類を添加する。
Phenylalanine analogs that can be used in the present invention include:
General formula % Formula % (1) [In the formula, R1 represents a lower alkyl group or a halogen atom, R2 is H or R-C- (R is H or a lower alkyl group)
and R3 is 011. NHZ or OM (M represents a metal ion), and n represents an integer of 1 to 3. ]
Examples include compounds represented by 4-methyl-
Alkylphenylalanine such as phenylalanine, 4-
Examples include halogenated phenylalanines such as chlorophenylalanine and 4-fluorophenylalanine, and amide derivatives such as 4-fluorophenylalanine amide. In the present invention, the carboxyl group in these compounds may form a salt with the same metal ion as the below-mentioned inorganic component constituting the medium, and this salt can also be used as a medium component in the present invention. Furthermore, β-2-thienylalanine and the like can also be used as phenylalanine analogues. Other medium components other than the above-mentioned phenylalanine or its analogs include inorganic components and carbon sources as essential components, to which are added plant hormones and vitamins, and further, amino acids are added as necessary.

本発明では前記したフェニルアラニン又はその類似物の
培地中での使用割合としては10−’M〜10−1阿の
範囲が好ましく、該範囲の中でも10−’M〜1o−2
1の範囲が特に好ましい。培地中のフェニルアラニン又
はその類似物がこの範囲より高い濃度ではすべての細胞
が死滅してしまいフェニルアラニン又はその類似物耐性
株を取得できなくなる。また、この範囲より低い濃度で
はフェニルアラニン又はその類似物耐性株でない細胞も
生育してしまいフェニルアラニン類似物耐性株を取得で
きなくなる。
In the present invention, the ratio of the above-mentioned phenylalanine or its analogs used in the medium is preferably in the range of 10-'M to 10-1, and within this range, 10-'M to 10-2
A range of 1 is particularly preferred. If the concentration of phenylalanine or its analogs in the medium is higher than this range, all cells will die, making it impossible to obtain a phenylalanine or its analogs-resistant strain. In addition, if the concentration is lower than this range, cells that are not resistant to phenylalanine or its analogs will also grow, making it impossible to obtain a phenylalanine analog-resistant strain.

フェニルアラニン又はその類似物耐性株を取得する場合
はフェニルアラニン又はその類似物を含む培地で、1代
の培養期間が通常1ケ月間である培養を2代以上縫代培
養行なうことが望ましい。
When obtaining a strain resistant to phenylalanine or its analogues, it is desirable to carry out culture for two or more generations in a medium containing phenylalanine or its analogues, with each generation usually lasting one month.

それよりも期間が短かい場合、細胞がフェニルアラニン
又はその類似物に対する耐性を獲得できない。
If the period is shorter than that, the cells cannot acquire resistance to phenylalanine or its analogs.

本発明で使用される培地において前記したフェニルアラ
ニン又はその類似物以外の培地成分については、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。
Regarding the medium components other than the above-mentioned phenylalanine or its analogs in the medium used in the present invention, the inorganic components include nitrogen, phosphorus, potassium, sodium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, zinc,
Examples include inorganic salts containing elements such as boron, molybdenum, chlorine, iodine, and cobalt; specific examples include potassium nitrate, sodium nitrate, ammonium nitrate, ammonium chloride, potassium chloride, calcium chloride, potassium monohydrogen phosphate, and phosphoric acid. potassium dihydrogen, magnesium sulfate,
Examples include compounds such as magnesium chloride, sodium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, sodium molybdate, molybdenum trioxide, potassium iodide, zinc sulfate, boric acid, and cobalt chloride.

前記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。
Examples of carbon sources for the medium include carbohydrates such as sucrose and derivatives thereof, organic acids such as fatty acids, and primary alcohols such as ethanol.

前記培地の植物ホルモン類としては、例えば、ナフタレ
ン酢酸(NAA) 、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10−7M
 (0,02mg/ l )以下の低濃度で使用するこ
とが好ましい。
Examples of plant hormones in the medium include naphthalene acetic acid (NAA), indole acetic acid (IAA), p-
Examples include auxins such as chlorophenoxyacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), indolebutyric acid (IBA), and derivatives thereof, and cytokinins such as benzyladenine (BA), kinetin, and zeatin. In the present invention, it is usually preferable not to add cytokinins to the culture medium, but when added as necessary, the concentration of cytokinins is usually 10-7M.
It is preferable to use it at a low concentration of (0,02 mg/l) or less.

前記培地のビタミン類としては、ビオチン、チアミン(
ビタミンBl)、ピリドキシン(ビタミンB6)、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BZ)などを例示できる。
The vitamins in the medium include biotin, thiamine (
Examples include vitamin B1), pyridoxine (vitamin B6), pyridoxal, pyridoxamine, calcium pantothenate, ascorbic acid (vitamin C), inositol, nicotinic acid, nicotinamide, and riboflavin (vitamin BZ).

前記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、およびリジンなどを例示できる。
Examples of amino acids in the medium include glycine, alanine, glutamic acid, and lysine.

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100mM 、前記炭素源を約1g/2な
いし約100g/41!、前記植物ホルモン類を約0.
01μHないし約100μh、前記ビタミン類を約0.
1■/I!、ないし約150mg/jl!および前記ア
ミノ酸類を0ないし約100mg/ l含ませて使用さ
れることが望ましい。
The medium of the present invention usually contains about 0.1 of the inorganic components.
μ to about 100 mM, and about 1 g/2 to about 100 g/41 of the carbon source! , the above-mentioned plant hormones at a concentration of about 0.
01 μH to about 100 μH, and the vitamins
1■/I! , or about 150mg/jl! It is desirable that the amino acids be used in an amount of 0 to about 100 mg/l.

本発明の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(
RM4965)  (Linsmaier & Sko
og )の培地、ホワイト(’63) (White)
の培地、ガンポルグ(Gam−borg ”JのB−5
培地、三井のM−9培地、ニッチ・ニッチ(Nitsc
h N1Lsch 〕の培地等にフェニルアラニン又は
その誘導体、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・エッチ、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J P3B6〜P391、朝倉書店、1979年
に記載されている。
Specifically, the medium of the present invention includes a conventionally known medium used for plant tissue culture, such as Murashige & Skoog ('62)
Skoog] culture medium, Linsmeyer-Skoog (
RM4965) (Linsmaier & Sko
og) medium, white ('63) (White)
medium, Gam-borg “J’s B-5
Medium, Mitsui M-9 medium, Niche Niche (Nitsc)
An example is a medium prepared by adding phenylalanine or a derivative thereof, the above-mentioned carbon source, and a plant hormone, and further adding the above-mentioned vitamins, amino acids, etc. as necessary, to a medium etc. of [hN1Lsch], but the present invention Among these, media prepared using H-H, Linsmeyer-Skoog, or Murashige-Skoog are particularly preferred. The composition of the conventionally known culture medium described above is described, for example, in "New Plant Tissue Culture JP 3B6-P391" by Yukinai, Nakajima, and Furuya, Asakura Shoten, 1979.

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
、フェニルアラニン又はその類似物耐性株を作出する時
には固型培地を用いるのが好ましく、また、該耐性株を
用いてトロパン系アルカロイド生産のために培養する場
合、および該耐性株の維持のための培養にはフェニルア
ラニン又はその類似物を含まない液体培地を用いること
が好ましい。
The medium that can be used in the present invention is a liquid medium or a solid medium containing 0.5 to 1% of agar, gelatin, etc., but a solid medium may be used to create a strain resistant to phenylalanine or its analogues. is preferable, and it is also preferable to use a liquid medium that does not contain phenylalanine or its analogs when culturing the resistant strain for the production of tropane-based alkaloids and for culturing for maintaining the resistant strain.

本発明においてフェニルアラニン又はその類似物耐性細
胞を作出する際に用いられる前記植物の組織又は細胞と
しては、具体的には、該植物の根、葉、茎、種子、花芽
などの組織片又は細胞の他に、従来の組織培養方法によ
って得られる前記植物の培養細胞ないし培養組織を例示
できる。本発明では、これらの中では植物組織を前もっ
て組織培養して得られる不定根を使用してこれを本発明
に係わる培地を用いて組織培養することが特に好ましい
。また、前記した組織片あるいは細胞から誘導されたカ
ルスを継代培養して得る培養細胞ないしは培養組織を用
いることもできる。
In the present invention, the above-mentioned plant tissues or cells used for producing phenylalanine or analogue-resistant cells include tissue pieces or cells such as roots, leaves, stems, seeds, and flower buds of the plants. Other examples include cultured cells or cultured tissues of the plants obtained by conventional tissue culture methods. In the present invention, among these, it is particularly preferable to use adventitious roots obtained by previously tissue culturing plant tissues and tissue culturing them using the medium according to the present invention. Furthermore, cultured cells or cultured tissues obtained by subculturing callus derived from the tissue pieces or cells described above can also be used.

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
願昭61−89975号で提案した方法を用いることも
できる。) 上記のようにしてフェニルアラニン又はその類似物に耐
性を示す細胞を作出し、得られた耐性細胞のトロパン系
アルカロイドの生産量を測定し、その中よりトロパン系
アルカロイド生産量の高い細胞を選抜することによりト
ロパン系アルカ、ロイド高生産細胞を得ることができる
In the present invention, when using adventitious roots, plant tissue pieces are, for example, hairy root disease bacteria (e.g. Agrobacterium rh).
izogenes) and the resulting hair roots can be used (for example, the method proposed in Japanese Patent Application No. 61-89975 filed by the present applicant can also be used). By creating cells that are resistant to substances, measuring the amount of tropane alkaloids produced by the resulting resistant cells, and selecting cells that produce a high amount of tropane alkaloids, cells with high tropane alkaloid and roid production levels are obtained. can be obtained.

本発明によるトロパン系アルカロイド高生産細胞を培地
で組織培養することにより、トロパン系アルカロイドを
多量含有する培養物が得られる。
By tissue culturing the tropane alkaloid-producing cells according to the present invention in a medium, a culture containing a large amount of tropane alkaloids can be obtained.

用いる培地としては、IBA 10−’Mを含むニッチ
・ニッチ培地あるいはリンスマイヤー・スクーグ培地が
好ましい。
The medium used is preferably a niche medium containing IBA 10-'M or a Linsmeyer-Skoog medium.

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。
Specific examples of the tropane alkaloid obtained by the method of the present invention include scopolamine, hyoscyamine, and acetyl compounds of these compounds, and among these, scopolamine and hyoscyamine are preferred.

本発明ではトロパン系アルカロイドを含有する培養細胞
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。
In the present invention, the method for separating tropane-based alkaloids from cultured cells containing them is, for example, the method used to isolate and purify tropane-based alkaloids from plants containing tropane-based alkaloids, as described in the Pharmacopoeia Act. The usual methods that have been used can be adopted.

〔実施例〕〔Example〕

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。
Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 当社薬草園にて栽培したDuboisia mypor
otdesR,Br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1cmに切断し、ナフタレン酢酸およびベンジルア
デニンをそれぞれ10−’Mおよび10−hMとなるよ
うに添加したリンスマイヤー・スクーグの寒天培地に置
床し、25°Cで30日間培養する。カルス形成と同時
に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エッチ・ニッチの液体培地に
移植し、2年間継代培養した。
Example 1 Duboisia mypor grown in our herb garden
otdesR,Br leaves were washed, immersed in 10% antiformin solution for 10 minutes, then washed three times with sterile water, cut into approximately 1 cm pieces, and treated with naphthaleneacetic acid and benzyladenine at 10-'M and 10-'M, respectively. The cells are placed on a Linsmeyer-Skoog agar medium supplemented with hM and cultured at 25°C for 30 days. Adventitious roots that appeared at the same time as callus formation were cut out, and indolebutyric acid was added to 10-
The cells were transplanted into an Etch Niche liquid medium supplemented with a concentration of 'H, and subcultured for 2 years.

このようにして得た不定m20IT1g(乾燥重量)を
パラフルオロフェニルアラニン0.3mM、インドール
酪酸を10−’Mになるように添加したエッチ・エッチ
の寒天培地20−を含む直径9cmのプラスチックシャ
ーレに移植して培養を行ない1ケ月後生育している根を
バラフルオロフェニルアラニン、インドール酪酸をそれ
ぞれ、0.3mM、10− ’M含むニッチ・ニッチの
寒天培地へ移植し、更に1ケ月間同培地上で培養してパ
ラフルオロフェニルアラニンに耐性を示すような不定根
を取得した。この不定根10■(乾燥重量)をインドー
ル酪酸を10−5Mになるように添加したエッチ・ニッ
チの液体培地20m/を含む10〇−容の三角フラスコ
に移植して3週間培養し、さらにもう1回継代培養した
。得られた不定根を乾燥しトロパン系アルカロイドの生
産性を測定した。
1 g (dry weight) of the thus obtained indeterminate m20IT was transplanted into a 9 cm diameter plastic petri dish containing 20-' H.E.C. agar medium supplemented with 0.3 mM parafluorophenylalanine and 10-'M indolebutyric acid. After one month, the growing roots were transplanted to a niche agar medium containing rose fluorophenylalanine and indolebutyric acid at 0.3mM and 10-'M, respectively, and incubated on the same medium for another month. Adventitious roots resistant to parafluorophenylalanine were obtained by culturing. 10 cm (dry weight) of these adventitious roots were transplanted into a 100-volume Erlenmeyer flask containing 20 m/ml of Etch Niche's liquid medium supplemented with indolebutyric acid at a concentration of 10-5M, and cultured for 3 weeks. It was subcultured several times. The obtained adventitious roots were dried and the productivity of tropane alkaloids was measured.

トロパン系アルカロイドの分析は以下のように行った。Analysis of tropane alkaloids was conducted as follows.

まず乾燥した不定根を塩基性のクロロホルム−メタノー
ル液50m/で抽出した。これに40m1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2m/およびクロロホルム40rnl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測定した。
First, the dried adventitious roots were extracted with 50ml of a basic chloroform-methanol solution. 40 ml of IN sulfuric acid was added to this and the alkaloid layer was transferred to the sulfuric acid layer. Further, 2 m/ml of ammonia water and 40 rnl of chloroform were added to transfer the alkaloids to the chloroform layer, which was concentrated under reduced pressure and the amount of alkaloids was measured using a gas chromatograph.

この時に得られたフェニルアラニン類似物耐性株のアル
カロイド生産量の分布を第1図に示した。なお、ガスク
ロマトグラフの分析は以下の条件で行った。
The distribution of alkaloid production of the phenylalanine analog resistant strains obtained at this time is shown in Figure 1. Note that the gas chromatograph analysis was conducted under the following conditions.

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°に の中よりトロパン系アルカロイドの生産量が70■/1
以上のものをトロパン系アルカロイド高生産細胞として
選んだ。
Column: 5ilicone 0V-17 (1%) o
nChromosorb W (Mesh 80-10
0) 3 cylinders φ x 1 m glass column Carrier gas: N2 Column temperature: From 200°, the production amount of tropane alkaloids is 70 μ/1
The above cells were selected as cells with high tropane alkaloid production.

比較例1 実施例1においてパラフルオロフェニルアラニンを添加
しない培地を用いた以外は該実施例1と同様に行い、ア
ルカロイド生産量の分布を第2図に示した。
Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was used except that a medium to which parafluorophenylalanine was not added was used, and the distribution of the alkaloid production amount is shown in FIG.

第1図、第2図から明らかなようにバラフルオロフェニ
ルアラニン耐性株の中に高い割合でトロパン系アルカロ
イド゛高生産株が存在している。
As is clear from FIGS. 1 and 2, a high proportion of tropane-based alkaloid-producing strains exist among the parafluorophenylalanine-resistant strains.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば新規なトロパン系アルカロイド貰生産細
胞が提供でき、また、トロパン系アルカロイド高生産細
胞を効率よ(取得することができる。本発明のトロパン
系アルカロイド高生産細胞を用いれば、トロパン系アル
カロイド中でも特にスコポラミンやヒヨスチアミンの生
産性を高めることができる。
According to the present invention, novel tropane-based alkaloid-producing cells can be provided, and tropane-based alkaloid-rich producing cells can be efficiently obtained.If the tropane-based alkaloid-producing cells of the present invention are used, Among alkaloids, productivity of scopolamine and hyoscyamine can be particularly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例1で得たフェニルアラニン類似物耐性株
のアルカロイド生産量の分布を示す図、第2図は比較例
1で得た株のアルカロイド生産量の分布を示す図である
FIG. 1 is a diagram showing the distribution of alkaloid production of the phenylalanine analog resistant strain obtained in Example 1, and FIG. 2 is a diagram showing the distribution of alkaloid production of the strain obtained in Comparative Example 1.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)トロパン系アルカロイドを産生する植物に由来し
、フェニルアラニン又はフェニルアラニン類似物に耐性
を示すトロパン系アルカロイド高生産細胞。
(1) Tropane-based alkaloid-producing cells that are derived from plants that produce tropane-based alkaloids and exhibit resistance to phenylalanine or phenylalanine analogs.
(2)トロパン系アルカロイドを産生する植物が、ズボ
イシア・ミオポロイデスであることを特徴とする請求項
1記載の細胞。
(2) The cell according to claim 1, wherein the plant that produces the tropane alkaloid is Zboisia myoporoides.
(3)トロパン系アルカロイドを産生する植物の組織又
は細胞を、フェニルアラニン又はフェニルアラニン類似
物を含有する培地を用いてフェニルアラニン又はフェニ
ルアラニン類似物に耐性を示す細胞を作出し、得られた
耐性細胞からトロパン系アルカロイド高生産細胞を選抜
することを特徴とするトロパン系アルカロイド高生産細
胞の取得方法。
(3) Generate cells that are resistant to phenylalanine or phenylalanine analogs from tissue or cells of plants that produce tropane alkaloids using a medium containing phenylalanine or phenylalanine analogs, and use the resulting resistant cells to generate tropane-based alkaloids. A method for obtaining tropane-based alkaloid-high producing cells, which comprises selecting cells with high alkaloid production.
(4)トロパン系アルカロイドを産生する植物がズボイ
シア・ミオポロイデスであることを特徴とする請求項3
記載の取得方法。
(4) Claim 3, characterized in that the plant producing tropane-based alkaloids is Zboisia myopoloides.
Acquisition method described.
(5)フェニルアラニン類似物がパラフルオロフェニル
アラニンであることを特徴とする請求項3又は4記載の
取得方法。
(5) The method according to claim 3 or 4, wherein the phenylalanine analogue is parafluorophenylalanine.
(6)フェニルアラニン類似物がチエニルアラニンであ
ることを特徴とする請求項3又は4記載の取得方法。
(6) The method according to claim 3 or 4, wherein the phenylalanine analogue is thienylalanine.
JP63127049A 1988-02-26 1988-05-26 Cell capable of highly producing tropane-based alkaloid and production of said cell Pending JPH01300890A (en)

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