JPH02117393A - 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〕 本発明はズボイシア、ダツラ、ハシリドコロ、ヒヨス等
のトロパン系アルカロイドを代謝産生ずる植物の組織を
特定の培地を用いて組織培養することによりスコポラミ
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〕

スコポラミンは鎮痛剤、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上、１０１〜１０３（１９８２）　）が、
スコポラミン含量は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　
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　Ｒｅｐｏ
ｒｔｓ　３．１８６〜１８Ｂ（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願昭６０−
１４３８８２号および特願昭６０−１４３８８１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。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがってこのようなｔａ￥ａ　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。

このような事情にかんがみ、本発明者らは、ズボイシア
、ダツラ、ハシリドコロおよびヒヨス属等のトロパン系
アルカロイドを産生ずる植物の不定根等の組織、細胞を
効率よく培養する方法を研究した結果、次のような事実
を見出した。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち該植物の組織を、−級アルコールを含有する培
地を用いて組織培養を行うと、得られる培養細胞あるい
は不定根等の培養によって得られる培養組織中のトロパ
ン系アルカロイドの含量が向上するか、あるいは培養細
胞、不定根等の培養組織の生育が促進され、結果とし゛
とトロパン系アルカロイドの生産性が向上することを見
出し本発明を完成するに到った。

即ち、本発明の方法によれば、トロパン系アルカロイド
を産生ずる植物の組織を、−級アルコール類０．０４な
いし０６６％含有する培地を用いて組織ｔ＝ｉしてトロ
パン系アルカロイドを生産することヲ特徴とするトロパ
ン系アルカロイドの生産方法が提供される。

本発明では！Ｉｌ織培養はトロパン系アルカロイドを産
生ずる植物を用いて行われるが、該当する植物として具
体的には、ズボイシア・ミオボロイデス（Ｄｕｂｏｉｓ
ｉａ　ｍｙｏｐｏｒｏｉｄｅｓ）＋　ズボイシア・ライ
ヒハルデイ（Ｄｕｂｏｉｓｉａ　１ｅｉｃｈｈａｒｄｔ
ｉｉ）等のズボイシア属植物、ダツラ・ダツラ（Ｄａｔ
ｕｒａ　ｔａｔｕｌａ）＋　ダツラ・アルボレア（Ｄａ
ｔｕｒａ　ａｒｂｏｒｅａ）＋　ダツラ・ストラモニウ
ム（Ｄａｔｕｒａ　ｓｔｒａｍｏｎｉｕｍ）等のダツラ
属植物、スコポリア・ジャポニカ（Ｓｃｏｐｏｌｉａ　
ｊａｐｏｎｉｃａ）等のスコポリア属植物、ヒョシアマ
ス・ニガー（Ｈｙｏｓｃｙａｍｕｓ　ｎｉｇｅｒ）等の
ヒヨス属植物およびアトローパ・ベラドンナ（Ａｔｒｏ
ｐａ　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。

本発明では前記植物の組織を培養してトロパン系アルカ
ロイドを生産するに当たって、−級アルコール類を０．
０４ないし０．６％含有する培地が用いられる。以下こ
れについて詳述する。

本発明で使用される培地は一級アルコール類を必須成分
として含む培地であって、該成分以外の他の成分として
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
酸類を添加した培地である。

本発明に係る一級アルコール類は一般式〔１〕ＣｎＨｔ
ｎ＊＋ＯＨ（１） 〔式中ｎは１ないし６の整数。〕で表され、具体的には
、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノール
、ペンタノール、ヘキサノールを例示できる。

本発明では培地に含まれる前記した一級アルコール類の
使用割合としては０．０４〜ｆｆ、　６％の範囲であり
、該範囲の中でも０．１〜０．５％の範囲が好ましい。

培地中の第一級アルコール類の含有量がこの範囲外にあ
る場合には、この様な培地を用いて組織培養を行っても
トロパン系アルカロイドの生成量はそれ程向上しないの
で、本発明では該成分の含有量を前記範囲にした培地を
用いて組織培養が行われる。

本発明において、−級アルコール類を添加する時期は特
に限定されないが、生育■害を起こさず、トロパン系ア
ルカロイドの生産性を高めるという点で、培養開始時以
外が好ましく、特に培養中期が好ましい。

本発明で使用される培地において、前記した一級アルコ
ール以外の他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。

該培地の炭素源としては、シｇ糖等の炭水化物とその誘
導体、脂肪酸等の有機酸などを例示できる。

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（ＩＢ＾）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■／４２）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Ｂυ、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Ｏ
Ｘ）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
μＨないし約１００ｍＭ　、前記炭素源を約１ｇ／乏な
いし約１００ｇ／　ｌ、前記植物ホルモン類を約０．０
１μＨないし約１００μＨ１前記ビタミン類を約０．１
■／ｌないし約１５０ｍｇ／　ｉｔ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。

本発明のズボイシア属植物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　１Ｓｋｏｏ
ｇ　）の培地、リンスマイヤー・スクーグ（ＲＭ−１９
６５）　　（Ｌｉｎｓｍａｉｅｒ　＆　Ｓｋｏｏｇ　）
の培地、ホワイト（’６３）　（Ｗｈｉｔｅ）の培地、
ガンボルグ（Ｇａｍｂｏｒｇ）のＢ−５培地、三井のＭ
−９培地、エッチ・ニッチ（Ｎｉｔｓｃｈ　Ｎ１ｔｓｃ
ｈ　）の培地等に本発明に係わる一級アルコール類及び
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、アミノ酸類を添加して調
製される培地を例示できるが、本発明ではこの中でも特
にニッチ・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　Ｐ
３８６〜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。

本発明の組織培養では、トロパン系アルカロイドを代謝
産生ずる植物の組織を、前記培地を用いて組織培養しト
ロパン系アルカロイドを含有する培養細胞ないし培養組
織を得る。

本発明の組織培養に用いられる前記植物の組織として具
体的には、該植物の根、葉、茎、種子、花芽などの組織
片又は細胞の他にも、本発明に係わる組織培養あるいは
他の従来の組織培養方法によって得られる該植物の培養
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く、この場合には原料の不定根
が本発明の培地を用いて増殖培養さ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。

また、本発明では前記した組織片あるいは細胞からカル
スを誘導し、該カルスを継代培養して得られる培養細胞
ないしは培養組織を本発明の前記培地を用いて増殖培養
してトロパン系アルカロイドを多量含有する培養物、特
に不定根を得るというような組織培養の方法を用いるこ
とも好ましい。

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Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｒｈｉ
ｚｏｇｅｎｅｓ）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６１−８９９．７５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。

〔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１．２及び３ 当社薬草園にて栽培したＤｕｂｏｉｓｉａ　ｍｙｐｏｒ
ｏｉｄｅｓＲ，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１０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１０４Ｍおよび１０−’Ｍ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ニッチ・エッチの液体培地に移
植し、２年間継代培養した。このようにして得た不定根
１０■（乾燥重量）をインドール酪酸を１０−　’Ｈに
なるように添加したニッチ・エッチの液体培地２０ｍ１
を含む１００ｍ１容の三角フラスコに移植して培養開始
後１４日日目メタノール濃度がそれぞれ０．０５％、０
．１％、０．５％となる様にメタノールを先の液体培地
に添加してさらに７日間振とう培養した。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５０
ｍ／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２ｄ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）３Ｗφ×ｌ麟ガラスカラム キャリヤガス：Ｎｔ カラム温度　：　　２００’Ｃ 比較例１ 実施例１においてメタノールを添加しない培地を用いた
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２．３及び４ 実施例１においてメタノール濃度を０．０１％、１．０
％、５．０％とした以外は該実施例と同様に行った結果
を表１に示した。

実施例４及び５ 実施例１において、２年間継代培養して得られた不定根
１０■を同様に培養し、培養開始後１８日１にメタノー
ル濃度がそれぞれ０．１％、０．５％となる様添加して
、さらに３日間振とう培養して得られた不定根を乾燥後
、実施例１と同様に処理してアルカロイドを分析した結
果を表１に示した。

比較例５ 実施例４においてメタノール濃度を１．０％とした以外
は該実施例と同様に行った結果を表１に示した。

実施例６．７及び８ 実施例１においてメタノールの代わりにエタノールを０
．０５％、０．１％、０．５％とし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６及び７ 実施例６においてエタノール濃度を１．０％。

５．０％とした以外は該実施例と同様に行った結果を表
１に示した。

実施例９．１０及び１１ 実施例１においてメタノールの代わりにヘキサノールを
０．０５％、０．１％、０．５％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８及び９ 実施例９でヘキサノール濃度を０．０１％、１．０％と
した以外は該実施例と同様に行なった結果を表１に示し
た。

（本頁以下余白） 〔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、従来法に比べてトロパン系アルカロ
イドを、中でも特にスコポラミンおよび／又はヒヨスチ
アミンを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 同　　弁理士　石　井　貞　次

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロパン系アルカロイドを産生する植物の組織を
   一級アルコール類を０．０４ないし０．６％含有する培
   地を用いて組織培養してトロパン系アルカロイドを生産
   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。