JPH02255093A - トロパン系アルカロイドの製造方法 - 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〕 本発明はスコポラミン、ヒヨスチアミンなどのトロパン
系アルカロイドを効率的に製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

トロパン系アルカロイドの主成分であるヒヨスチアミン
、スコポラミンは鎮痛、鎮痙作用を有する医薬品および
医薬品原料として用いられており、天然の植物体中から
抽出して製造されている。

これらのアルカロイドは植物体中の含量も微量であり、
また植物の栽培は環境条件に著しく左右され、しかも収
穫に長期間を要する為、植物の細胞培養により生産しよ
うとする研究が数多く行われた。しかし、脱分化したカ
ルスでは母植物に比較して含量が低く、また選抜して得
られた高生産株の特性が継代培養中に失われるなどの問
題があった。山田らはヒヨスのカルスから再分化した不
定根はカルスに比較しスコポラミン含量が大幅に向上し
たと報告した（Ｐｌａｎｔａ　Ｍｅｄｉｃａ　４７，１
９５〜１９９（１９８３）　）。また、ズボイシアでも
組織培養中に得られる不定根から著量のスコポラミンお
よびヒヨスチアミンを検出した（Ｐｌａｎｔ　Ｃｅ１ｌ
　Ｒｅｐｏｒｔｓ３１８６〜１８Ｂ（１９８４）　）。

一方、真野ら（住人化学）はズボイシアにアグロバクテ
リウム・リゾゲネス菌を感染させ、誘発された毛状根を
タンク培養することで４週間でスコポラミンを７８ｍｇ
生産可能にした（第１０回植物組織培養シンポジウム１
９８７．７）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術では、工業的規模でトロパン系アルカロ
イドの生産を可能にするためにはその生産量はまだ充分
とは言えず、さらに生産性を向上させることが課題であ
った。

本発明の目的は生産性の高いトロパン系アルカロイドの
製造法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成すべく研究した結果、ナ
ス科植物の不定根を培養することによるトロパン系アル
カロイドの製造方法において、前記不定根としてナス科
のアトロパ属及びダツラ属に属する植物の半数性組織か
ら再分化した不定根の中からトロパン系アルカロイド高
生産株を選抜し、得られた前記選抜株の不定根を使用す
ることにより、上記目的が良好に達成されることを見出
した。本発明は上記新知見に基づいて完成されたもので
あって、その要旨は、［ナス科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製造方法において
、ナス科のアトロパ属又はダツラ属植物の半数性組織か
ら再分化した不定根の中からトロパン系アルカロイド高
生産株を選抜し、前記選抜株の不定根を培地で培養し、
トロパン系アルカロイドを採取することを特徴とするト
ロパン系アルカロイドの製造方法」にある。

本発明で用いる植物はナス科のアトロパ属及びダツラ属
に属する植物である。

半数性組織としては例えば朽、花粉培養により直接得ら
れたカルス、半数性植物体、前記植物体から誘導したカ
ルス、が挙げられる。

半数性組織の作成方法としては親植物から採取した蕾を
次亜塩素酸ナトリウム等で滅菌後、蕾の中から薊を取り
出し培養するか、さらには豹から花粉を取り出し培養す
ると１〜３ケ月で半数性の植物体もしくはカルスが得ら
れる。朽、花粉の培養に用いる培地としては必要に応じ
て植物ホルモンを添加した一般の植物の培養に用いられ
るＢ５゜ＭＳ等の培地が挙げられる。また、植物ホルモ
ンは例えば２．４−ジクロロフェノキシ酢酸（２，４−
Ｄ）インドール酪酸（ＩＢＭ）　、　インドール酢酸（
ＩＡＡ）ナフタレン酢酸（ＮＡＡ）等のオーキシン類、
およびカイネチン、ベンジルアデニン等のサイトカイニ
ン類が挙げられるが半数性組織の形成に適したホルモン
の種類、ホルモン濃度は植物の種類によって異なる。

半数性組織からの不定根の誘導および培養に用いる培地
としては、植物ホルモン無添加または必要に応じて植物
ホルモンを添加したＢ５．　ＭＳ等の培地が挙げられる
。添加する植物ホルモンは上記同様のオーキシン類単独
あるいは、オーキシン類とサイトカイニン類を組み合わ
せて用いることができる。植物ホルモンの濃度はオーキ
シン類は１■／Ｉ！、以下、サイトカイニン類は０．３
　ｍｇ／　ｌ以下で用いることができるが、不定根の誘
導および培養に適したホルモン濃度は植物の種類によっ
て異なる。

本発明のトロパン系アルカロイドの製造方法においては
、前述のような半数性組織から再分化した不定根を培養
するものである。

次いで、本発明においては、半数体由来不定根の中から
例えばガスクロマトグラフィー等でヒヨスチアミン、ス
コポラミン等の含量を測定し、高含量株を選抜すること
によって親植物（２倍体）由来不定根よりも生産能力の
高い株を取得する。

〔実施例１〕 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。

温室内で生育させた２倍体（染色体数−２４）のコラシ
ュチョウセンアサガオ（Ｄａｔｕｒａ　ｔａｔｕｌ’ａ
　Ｌ、）の蕾を採取し、１％次亜塩素酸ナトリウム溶液
で１５分間表面滅菌した後、１２０個の朽を蕾から取り
出し、０．１　ｍｇ／／２２．４−Ｄ、０．３　ｍｇ／
　ｌカイネチンを添加したＢ５寒天培地上に植え付けた
。１ケ月後に１０個の杓から半数体（染色体数−１２）
としてカルスが得られた。

上記の異なる豹から得られた１０系統の半数性カルスを
１．　ＯＩＴ１ｇ／　１２１ＢＡを添加したＢ５液体培
地に移すとカルスから不定根が生じた。誘導した不定根
はＢ５培地中でＩＢＡ濃度を段階的に減少させることに
より、増殖速度が高まり、最終的にはホルモンフリーで
増殖することができた。

これらの１０系統（Ｎｏ、　１〜Ｎ（１１０）の半数体
由来不定＋１！（染色体数−１２）について各々乾燥重
量で０．１ｇを０．００５ｍｇ／ρＩＢＡを添加したＢ
５液体培地（２００ｄ）を含む三角フラスコ（３００１
ｄ）に植え付け、回転振盪培養した（回転数１１００ｒ
ｐ、温度２８°Ｃ１暗所）。培養中、細胞および培地の
一部からアルカロイドを抽出し、不定根のヒヨスチアミ
ン、スコポラミン生産量（含量、培地への分泌量）を調
べた。

細胞からのアルカロイド抽出方法としては乾燥させた不
定根を一部エタノールーアンモニア（９：１）に浸し、
アルカロイドを抽出した。抽出液を減圧濃縮後、■ｒｎ
ｌの０．１Ｎ　ＨＣＩを加え濃縮物を溶解しＫＯＨでア
ルカリ性にした後、クロロホルムでアルカロイドを再抽
出した。抽出液を減圧濃縮し、濃縮物をクロロホルム：
　　Ｎ、Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド（
４：　１　　ｖ／ｖ）に溶解し、ガスクロマトグラフィ
ーの試料とした。一方、培地からのアルカロイド抽出は
培地をＫＯＨでアルカリ性にした後、クロロホルムで抽
出し、以後上記と同様の操作を行なった。

また、ガスクロマトグラフィー〇カラムとしてキャピラ
リー０ｖ−１を用い、ヒヨスチアミン、スコポラミンを
定量した。　（カラム温度２３０°Ｃ，Ｈｅ流速５０Ｍ
１／ｍ１ｎ） 半数体由来不定根（Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、　１０　）の１
ケ月当りのヒヨスチアミン、スコポラミン生産量と培養
中の含量の最大値を表−１に示す。

〔比較例１〕 実施例１で用いた２倍体ヨウシュチョウセンアサガオ（
Ｄａｔｕｒａ　ｔａｔｕｌａ　Ｌ、）の異なる部位（葉
）から１０系統のカルスを誘導し、以下実施例１と同様
の操作で不定根（Ｎｏ、　１１〜Ｎｏ、２０）を誘導し
、各々についてヒヨスチアミン、スコポラミン生産量を
調べた。２倍体由来不定根（Ｎｏ、１１〜ＮＯ，２０）
の１ケ月当りのヒヨスチアミン、スコポラミン生産量と
、培養中の含量の最大値を表−１に示す。

（本頁以下余白） 表−１から明らかなように、半数体由来不定根は２倍体
由来不定根に比べ、各クローン間のヒヨスチアミン、ス
コポラミン生産量のばらつきが大きく、半数体由来不定
根の中から総アルカロイド（ヒヨスチアミン士スコポラ
ミン）生産に優れた株を取得することができた。

〔実施例２〕 温室内で生育させた２倍体く染色体数−２４）のキダチ
チョウセンアサガオ（Ｄａｔｕｒａ　ｓｕａｖｅｏｌｅ
ｎｓＨｕｍｂ）の蕾を採取し、１％次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液で１５分間表面滅菌した後、８０個の朽を蕾から
取り出し、ｏ、　ｉ■／ｊ２１ＢＡ、　０．３■／Ｉ２
カイネチンを添加したＢ５寒天培地上に植え付けた。１
ケ月後に６個の朽から半数体（染色体数＝１２）として
カルスが得られた。

上記の異なる杓から得られた６系統の半数性カルスを０
．８　ｍｇ／　ｎ　ＩＢＡを添加したＢ５液体培地に移
すとカルスから不定根が生じた。誘導した不定根はＢ５
培地中でＩＢ＾濃度を段階的に減少させることにより、
増殖速度が高まり最終的にはホルモンフリーで増殖する
ことができた。これらの６系統（Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、　
６　）の半数体由来不定根（染色体数−１２）について
実施例１と同様の方法で培養し、各々についてヒヨスチ
アミン、スコポラミン生産量を調べた。１ケ月当りのヒ
ヨスチアミン、スコポラミン生産量と培養中の含量の最
大値を表−２に示す。

〔比較例２〕 実施例２で用いた２培体キダチチョウセンアサガオ（Ｄ
ａｔｕｒａ　５ｕａｖｅｏｌｅｎｓ　Ｈｕｍｂ）の異な
る部位（葉）から６系統のカルスを誘導し、以下実施例
２と同様の操作で不定根（Ｎｏ、７〜Ｎｏ、１２）を誘
導し、各々についてヒヨスチアミン、スコポラミン生産
量を調べた。２倍体由来不定根（Ｎｏ、　７〜Ｎｏ、１
２）の１ケ月当りのヒヨスチアミン、スコポラミン生産
量と、培養中の含量の最大値を表−２に示す。

（本頁以下余白） 表−２から明らかなように、半数体由来不定根は２倍体
由来不定根に比べ、各クローン間のスコポラミン生産量
のばらつきが大きく、半数体由来不定根の中からスコポ
ラミン高生産株を取得することができた。

〔実施例３〕 温室内で生育させた２倍体（染色体数−７２）のベラド
ンナ（Ａｔｒｏｐａ　ｂｅｌｌａｄｏｎｎａ　Ｌ、）の
蕾を採取し、工％次亜塩素酸ナトリウム溶液で表面滅菌
した後、７０個の朽を蕾から取り出し、０．０３１１１
ｇ／ｎ　２．４−Ｄ、０．３■／ｌカイネチンを添加し
たＢ５寒天培地上に植え付けた。１ケ月後に６個の朽か
ら半数体（染色体数−３６）として幼植物が得られた。

さらに、幼植物の葉の切片を０．１ｍｇ／］　２．４−
Ｄ、０．３ｒｎｇ／ｌカイネチンを添加したＢ５寒天培
地上に植え付はカルスを誘導した。

上記の異なる朽から得られた６系統の半数性カルスをホ
ルモン無添加のＢ５寒天培地に移すとカルスから不定根
が生じ、増殖を続けた。これらの６系統（Ｎｏ、１〜Ｎ
ｏ、　６　）の半数体由来不定根（染色体数−３６）に
ついて実施例１と同様の方法で培養し、各々についてヒ
ヨスチアミン、スコポラミン生産量を調べた。１ケ月当
りのヒヨスチアミン、スコポラミン生産量と培養中の含
量の最大値を表−３に示す。

〔比較例３］ 実施例３で用いた２培体ベラドンナ（Ａｔｒｏｐａｂｅ
ｌｌａｄｏｎｎａ　Ｌ、）の異なる部位（葉）から６系
統のカルスを誘導し、以下実施例３と同様の操作で不定
根（Ｎ０７〜Ｎｏ、１２　）を誘導し、各々についてヒ
ヨスチアミン、スコポラミン生産量を調べた。２倍体由
来不定根（Ｎｏ７〜Ｎｏ、１２　）の１ケ月当りのヒヨ
スチアミン、スコポラミン生産量と、培養中の含量の最
大値を表−３に示す。

（来夏以下余白） 表−３から明らかなように、半数体由来不定根は２倍体
由来不定根に比べ、各クローン間のヒヨスチアミン生産
量のばらつきが大きく、半数体由来不定根の中からヒヨ
スチアミン高生産株を取得することができた。

〔発明の効果〕

本発明により、きわめて生産性の高いトロパン系アルカ
ロイドの製造方法が提供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ナス科植物の不定根を培養することによるトロパン系ア
   ルカロイドの製造方法において、ナス科のアトロパ属又
   はダツラ属に属する植物の半数性組織から再分化した不
   定根の中からトロパン系アルカロイド高生産株を選抜し
   、前記選抜株の不定根を培地で培養し、トロパン系アル
   カロイドを採取することを特徴とするトロパン系アルカ
   ロイドの製造方法。