JPH02303431A - 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ｍ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（Ｄｕｂｏｉｓｆａ　Ｌｅｆｃｈｈａｒｄｔｉｉ　
Ｆ、ｌ’１ｕｅｌｌ）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６５ｐｐｒ
ａ　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６０−１４３８８
１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。

（課題を解決するための手段） 上記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。

トロパン系アルカロイドを産生ずる植物の組織を培養す
る場合、培養に伴って組織が老廃物を培地中に排出し、
この排出した老廃物が培地中に蓄積することにより、ト
ロパン系アルカロイドの生産が抑制されていることを見
出した。そこで、この知見を生かし、培養途中で培地を
新しい培地と全量交換することにより、この老廃物の影
響を排除し、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、結果としてトロパン系アルカ
ロイドの生産性を向上させうることを見出し、本発明を
完成するに到った。

即ち、本発明によれば、トロパン系アルカロイドを産生
ずる植物の組繊を組織培養してトロパン系アルカロイド
を生産する方法において、培養期間中に１回または数回
、培地を全量交換して培養を行う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。

本発明では組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（Ｄｕｂｏｉｓｉａ
　ｍｙｏｐｏｒｏｉｄｅｓ）、ズボイシア・ライヒハル
デイ（Ｄｕｂｏｉｓｉａ　Ｉｅｉｃｈｈａｒｄｔｉｉ）
等のズボイシア属植物、ダツラ・ダツラ（ＤＢＬｕｒａ
　ｔａＬｕｌａ）、ダツラ・アルボレア（Ｄａｔｕｒａ
　ａｒｂｏｒｅａ）＋　ダツラ・ストラモニウム（Ｄａ
Ｌｕｒａ　ｓｔｒａｍｏｎｉｕｍ）等のダツラ属植物、
スコボリア・ジャポニカ（Ｓｃｏｐｏｌｉａ　ｊａｐｏ
ｎｉｃａ）等のスコボリア属植物、ヒョシアマス・ニガ
ー（Ｉｌｙｏｓｃｙａｍｕｓ　ｎ　ｉｇｅｒ）等のヒヨ
ス属植物およびアトローパ・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。

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、培養期間中に１回または
複数回、培養に用いている培地を全量排出し、新たな培
地を供給して培養する方法が用いられる。

培地の交換回数は、通常１〜１０回、特に１〜３回が好
ましい。

供給する新たな培地は培養開始時の培地と同じ成分でも
、異なった成分でも良い。

本発明で使用される培地については、無機成分としては
、窒素、ｉノン、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０ＪＡＡ）　、インドール酢酸（ＩＡ＾）、叶クロ
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八）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、必要に応して添加する
場合にはサイトカイニン類は濃度が通常１０−’Ｍ（０
，０２１１１８／　ｆｆｉ　）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ａｔ）、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
ａｔ）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／２な
いし約１００ｇ／ｆｆｉ、前記植物ホルモン類を約０．
０１μ門ないし約１００μｈ、前記ビタミン類を約０．
１ｍｇ／ｊ２ないし約１５抛ｇ／ｌおよび前記アミノ酸
類をＯないし約１００１ｍｇ／　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　＆Ｓｋｏｏ
ｇ　）の培地、リンスマイヤー・スクーグ（Ｒ？１−１
９６５）　　（Ｌｉｎｓｍａｉｅｒ　＆　Ｓｋｏｏｇ　
）の培地、ホワイト（’　６３）　（Ｗｈ　ｉ　ｔｅ　
）の培地、ガンボルグ（Ｇａｍｂｏｒｇ　）のＢ−５培
地、三井のＭ−９培地、エッチ・エッチ［Ｎ１ｔｓｃｈ
　Ｎ１ｔｓｃｈ　）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、中隔、古谷著の［新植物組
織培養Ｊ　Ｐ３８６〜Ｐ３９１、朝食書店、１９７９年
に記載されている。

本発明では液体培地を用いることが好ましい。

本発明のｍ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ｍ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（例えば八ｇｒｏｂａｃｔｅｒｒｕｍｒｈ　
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。） 本発明の方法によって得られるｌ・ロバン系アルカロイ
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 当社薬草図にて栽培した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−ｂＭ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・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■（乾燥重量ンをインドール酪酸を１０−　’Ｈ
の濃度で含有するニッチ・ニッチの液体培地２０−を含
む１００ｍ１容の三角フラスコに移植して振とう培養し
、培養開始後１週間目に培地を捨て、新たに、インドー
ル酪酸、アンモニウムイオン、及びリン酸を含まないエ
ッチ・ニッチ液体培地２０ｍ１を加え、更に２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５０Ｉ１１／で抽出した。これに４０ｃ
ａｌ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４０
ｍ／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２ カラム：　５ｉｌｉｃｏｎｅ　０Ｖ−１７（１％）　ｏ
ｎＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂ　Ｗ　（Ｍｅｓｈ　８０〜１０
０）３　ａｒｍφＸ１ｍガラスカラム キャリヤガス：Ｎｔ カラム温度　：２００℃ 実施例２ 実施例１において、培養開始後２週間目に、１週間目に
加えた培地を全量捨て、新たに、インドール酢酸、アン
モニウムイオン及びリン酸を含まないエッチ・エッチ液
体培地２０ｄを加えて、更に１週間培養した以外は、該
実施例と同様に行った結果を表１に示した。

比較例１ 実施例１において、培養１週間目に培地を捨てず、また
新たに培地を添加しないこと以外は該実施例と同様に行
った結果を表１に示した。

表　　１ 出願人　三井石油化学工業株式会社 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. トロパン系アルカロイドを産生する植物の組織を組織培
   養してトロパン系アルカロイドを生産する方法において
   、培養期間中に、１回または複数回、培地を全部交換し
   て組織培養を行うことを特徴とするトロパン系アルカロ
   イドの生産方法。