JPS63167793A - 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〕 本発明は例えばナス科に属する植物の組織を培養し、ス
コポラミンおよびヒヨスチアミンなどのトロパン系アル
カロイドを生産する方法に関するものである。

〔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（Ｐｌ−ａｎｔ　Ｃｅ１ｌ　　Ｒｅ
ｐｏｒｔｓ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　Ｌｅｉｃｈｈａｒｄｔ
ｉｉ　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　Ｒ
ｅｐｏｒｔｓ　　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６５ｐ
ｐｍにすることにより、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、それぞれ特願昭６０−１
４３８８２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
量はなお不充分なものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

このような事情にかんがみ、本発明者らは、ナス科に属
す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。すなわち、これ
らの組織の培養に際し、組織のトロパン系アルカロイド
の含量が不足していることが明らかになり、これがトロ
パン系アルカロイドの生産を行う上で問題となった。こ
の点について検討を重ねた結果、培地にアブシジン酸（
ａｂｓｃｉｓｉｃ　ａｃｉｄ）のような植物ホルモン、
およびサイトカイニンの働きを抑制する抗サイトカイニ
ン物質を添加したところ、＆［ａのトロパン系アルカロ
イドの含量が増加し、トロパン系アルカロイドの収量も
増加することを明らかにし、本発明を完成するに至った
。

〔発明の概要〕

すなわち、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培養するに際し、　　　、
　　　　　　　　　　　　　　培地にアブシジン酸およ
び／又は抗サイトカイニン物質を添加して培養すること
によりトロパン系アルカロイドを得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。

〔発明の詳細な説明〕

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・ミオポロイデス（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（Ｄａｔｕｒａ
　ｔａｔｕｌａ）　、ダツラ・アルボレア（Ｄａｔｕｒ
ａ　ａｒｂｏｒｅａ）、ダツラ・ストラモニウム（Ｄａ
ｔｕｒａ　ｓｔｒａｍｏｎｉｕｍ）等のダツラ属植物、
スコポリア・ジャポニカ（５ｃｏｐｏｌｉａｊａｐｏｎ
ｉｃａ）等のスコボリア属植物、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（Ａｔｒｏｐａ　ｂｅ
ｌｌａｄｏｎｎａ）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、更にアブシジン酸および／又は抗サイトカ
イニン物質を必須成分とし、これにアブシジン酸以外の
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。

該培地の無機成分としては、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１．塩化カルシウ
ム、リン酸　　。

１水素カリウム、リン酸２水素ナトリウム、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−としては、例え
ば、ナフタレン酢酸（ＮＡＡ）　、インドール酢酸（Ｉ
ＡＡ）　、ｐ〜ジ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（Ｉ
ＢＡ）およびこれらの誘導体等のオーキシン類およびベ
ンジルアゾ三ン（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（０，０２ｎｇ／　ｌ　）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プラビン（ビタミン
Ｂｚ）などを例示できる。

該培地のアミノ１１１ｍとしては、例えばグリシン、ア
ラニン、グルタミン酸、システィン、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
ＭＭないし約１００ｍＭ、前記炭素源を約１ｇ／βない
し約１００ｇ／β、前記植物ホルモン類を約１０−’　
〜１０−’Ｍ　、前記ビタミン類を約０．１ｍｇ　／　
（１ないし約１５０ｍｇ／βおよび前記アミノ類類を０
ないし約１０００ｍｇ／β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）　　ＣＭｕｒａｓｈｉｇｅ　＆Ｓｋｏｏ
ｇ　）の培地、リンスマイヤー・スクーグ（Ｒ阿−１９
６５）　　ＣＬｉｎｓｍａｉｅｒ　＆　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、ニッチ・ニッチの培地（Ｎ１ｔｓｃｈ＆
　Ｎ１ｔｓｃｈ　）等に前記した炭素源を添加し、更に
アブシジン酸および／又は抗サイトカイニン物質を添加
し、更に必要に応じて前記したアブシジン酸以外の他の
植物ホルモン類、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、性向、中島、古谷著の「新植物組織培養Ｊ　Ｐ
３８６〜Ｐ３９１、朝倉書店、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。

本発明では前記した培地を用いて培養が開始されてトロ
パン系アルカロイドを生産する植物の組織（細胞だけの
場合も含める）の培養が行われるが、この場合、本発明
ではこれらの培地に、アブシジン酸、および／又は抗サ
イトカイニン物質を培養開始時あるいは培養の任意の途
中の段階に添加して、培養が行われる。この場合の抗サ
イトカイニン物質として、例えば、岩村淑らかい（つか
の抗サイトカイニン物質を研究しており〔化学と生物、
２９，７１７−７２３　（１９８６））　、アデニン、
ピリドピリミジンおよびトリアジンの誘導体が抗サイト
カイニン活性を有することが示されているが、これらの
化合物を本発明に使用することができる。本発明におけ
るアブシジン酸の添加量としては、培地におけるアブシ
ジン酸の濃度が１０−８〜１０”ＳＭとなるように添加
することが望ましい。同様に抗サイトカイニンの添加量
としては、培地における濃度が１０−８〜１０−５Ｍと
なるように添加することが望ましい。

本発明の組織培養ではトロパン系アルカロイドを産生ず
る植物の組織片は前記培地を用いて本発明の方法によっ
て培養されて、トロパン系アルカロイドを含有する培養
組織あるいは培養細胞が得られる。本発明ではこれらの
中では不定根を培養によって得ることが好ましい。この
場合の培養に供せられる組織片として具体的には根、葉
、茎、種子、花芽などが例示でき、又該アルカロイドを
含有する培養組織、培養細胞を得るための組織培養方法
として以下の方法を例示できる。すなわち、通常本発明
ではこれらの組織片からカルスが誘導され、該カルスを
継代培養して得られる培養細胞は本発明の前記培地を用
いて増殖培養されてトロパン系アルカロイドを含有する
不定根を得ることが好ましい。

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。

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
有する植物体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。

〔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、効率よく生産することができる。

〔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 薬草図にて栽培したＤｕｂｏｉｓｉａ　ｍｙｐｏｒｏｉ
ｄｅｓ　Ｒ。

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ＩＣｌ１１
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１０−５Ｍおよび１０−６Ｍ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
℃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１ｏ−５＋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
間箱代培養した。このようにして得た不定根１０ｍｇ　
（乾燥重量）をインドールチの液体培地２０ｍ１を含む
１００−容の三角フラスコに移植し、３週間振とう培養
した。得られた不定根１９０ｍｇ　（乾燥重量）を乾燥
後、塩基性のクロロホルム−メタノール液５０ｍ１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２−およ
びクロロホルム４０−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　ＩＡ　（Ｍｅｓｈ　　８０〜
１０１００）３φ×１ｍガラスカラム キャリヤガス：Ｎ２ カラム温度　：２００℃ 比較例１ 培地にアブシジン酸を添加しないことを除けば実施例１
と全（同じ条件で培養した。この場合のアルカロイドの
生成量を表１に示した。

実施例２ 培地にアブシジン酸の代りに抗サイトカイニン物質であ
る４−ブチルアミノ−２−メチルチオピリド（２，３−
ｄ　）ピリミジンを１０−’Ｍ’になるように添加する
ことを除けば実施例と全く同じ条件で培養した。この場
合のアルカロイドの生成量を表１に示した。

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培養す
   るに際し、培地にアブシジン酸および／又は抗サイトカ
   イニン物質を添加して培養することによりトロパン系ア
   ルカロイドを得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。