JPWO2018155485A1 - 新規微生物、およびそれを用いたウロリチン類の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
エラジタンニンは加水分解性タンニンに分類され、摂取されると体内で加水分解され、エラグ酸に変換されることが知られている。また、果実等にはエラグ酸としても存在している。このようなエラジタンニンやエラグ酸は体内の腸管吸収性は非常に低いが、これらが摂取された際、ヒト結腸微生物叢によって更に代謝されてウロリチン類に変換されることが知られている。
また、ヒトにおいて、プニカラジンを主としたエラジタンニンを含むザクロ抽出物を摂取後、尿中においてウロリチン類が検出され、特にウロリチンA及びウロリチンCが主要なエラグ酸代謝物であることが報告されている(非特許文献2)。
さらに、ウロリチンAには抗酸化作用(非特許文献3)、抗炎症作用(非特許文献4)、抗糖化作用(非特許文献5)、マイトファジーの促進作用(非特許文献6)などの機能を有することが報告されており、抗老化機能を有する素材としての開発が期待されている。
本発明は以下の通りである。
ウロリチン類を産生する、エガセラ属に属する微生物。
〔2〕
エラグ酸を原料として前記ウロリチン類を産生する、〔1〕に記載の微生物。
〔3〕
前記ウロリチン類がウロリチンCである、〔1〕又は〔2〕に記載の微生物。
〔4〕
前記エガセラ属に属する微生物が、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の微生物。
〔5〕
下記工程(a)を含むウロリチン類の製造方法。
工程(a):ウロリチン類の原料を含有する溶液において、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生する能力を有するエガセラ属に属する微生物に、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生させる工程。
〔6〕
前記ウロリチン類の原料がエラグ酸である、〔5〕に記載の製造方法。
〔7〕
前記ウロリチン類がウロリチンCである、〔5〕又は〔6〕に記載の製造方法。
〔8〕
気相及び/又はウロリチン類の原料を含有する溶液が水素を含む環境下で、工程(a)が行われる、〔5〕〜〔7〕のいずれかに記載の製造方法。
〔9〕
前記ウロリチン類の原料を含有する溶液が、α‐シクロデキストリン、β‐シクロデキストリン及びγ‐シクロデキストリン、並びにそれらの誘導体からなる包摂化合物の群から選択される1種以上をさらに含む、〔5〕〜〔8〕のいずれかに記載の製造方法。
〔10〕
前記包摂化合物が、β‐シクロデキストリン及びγ‐シクロデキストリン、並びにそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上である、〔9〕に記載の製造方法。
〔11〕
配列番号1で表される、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)の16S rRNA遺伝子。
そして、該製造方法により得られるウロリチン類を、化粧品、医薬部外品、医療用品、衛生用品、医薬品、飲食品(サプリメントを含む。)等に用いることにより、抗酸化、抗炎症、抗糖化、マイトファジーの促進作用などの効果を得ることが期待できる。
本発明の第一の発明は、新規微生物に係る発明である。新規微生物とは、具体的には、ウロリチン類を産生する、エガセラ(Eggerthella)属に属する微生物である。以下、同微生物を「本微生物」などと記載することがある。
本発明の第一の発明は、ウロリチン類を産生する、エガセラ(Eggerthella)属に属する微生物である。本微生物は、好ましくはエガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)株である。以下、同株を「本菌株」や「DC 3563株」などと記載することがある。
本菌株は、健常ヒト糞便を分離源として分離された。本菌株は、2016年11月11日に独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、NITE BP-02376の受託番号でブダペスト条約に基づいて国際寄託された。
本微生物は、例えば、培養することにより容易に増殖できる。その方法は、本微生物が増殖できる限り特に限定されず、本微生物の増殖に通常用いられる方法を必要により適宜変更して用いることができる。以下にその例を記載するが、後述する本発明の第二の発明における「ウロリチン類の産生」欄に記載した各態様で培養することもできる。
炭素源としての培地に加える有機物の濃度は、効率的に発育させるために適宜調節することができる。通常、0.1〜10wt/vol%の範囲で選択できる。
好ましい無機窒素源は、アンモニウム塩、及び硝酸塩である。より好ましくは、硫安、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、クエン酸トリアンモニウム、硝酸カリウム及び硝酸ソーダである。
一方、好ましい有機窒素源は、アミノ酸類、酵母エキス、ペプトン類(例えば、ポリペプトンNなど)、肉エキス(例えば、ラブ‐レムコ末、ブイヨンなど)、肝臓エキス、消化血清末などである。より好ましい有機窒素源は、アルギニン、システイン、シトルリン、リジン、酵母エキス、ペプトン類(例えば、ポリペプトンNなど)である。
無機化合物 ビタミン類
リン酸二水素カリウム ビオチン
硫酸マグネシウム 葉酸
硫酸マンガン ピリドキシン
塩化ナトリウム チアミン
塩化コバルト リボフラビン
塩化カルシウム ニコチン酸
硫酸亜鉛 パントテン酸
硫酸銅 ビタミンB12
明ばん チオオクト酸
モリブデン酸ソーダ p‐アミノ安息香酸
塩化カリウム
ホウ酸等
塩化ニッケル
タングステン酸ナトリウム
セレン酸ナトリウム
硫酸第一鉄アンモニウム
酢酸ナトリウム三水和物
硫酸マグネシウム七水和物
硫酸マンガン四水和物
本微生物は、その静止菌体を含む。静止菌体とは、培養した微生物から遠心分離等の操作により培地成分を取り除き、水や生理食塩水等の塩溶液、あるいは緩衝液で洗浄し、洗浄液等に懸濁した菌体であって、本発明の第一の発明においては、少なくとも、ウロリチン類を産生する代謝系を有している菌体をいう。緩衝液としては、リン酸緩衝液、トリス‐塩酸緩衝液、クエン酸‐リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、MOPS緩衝液、酢酸緩衝液、グリシン緩衝液等などが好ましい。緩衝液のpHや濃度は、常法に従い適宜調製したものを使用できる。
ウロリチン類は、その構造が下記一般式(1)で表される既知の物質である。例えば、表1に示すように、ウロリチン類は化学式におけるR1〜R6の違いによる、ウロリチンA、ウロリチンB、ウロリチンC、ウロリチンD、ウロリチンE、ウロリチンM3、ウロリチンM4、ウロリチンM5、ウロリチンM6、ウロリチンM7、及びイソウロリチンAなどが知られている。
本発明の第一の発明では、本微生物によるその産生効率が高いことから、好ましくはウロリチンCである。
本発明の第二の発明は、ウロリチン類を産生する能力を有するエガセラ(Eggerthella)属に属する微生物を用いたウロリチン類の製造方法である。
本発明の第二の発明は下記工程(a)を含むが、その他の工程を含んでもよい。
工程(a)は、ウロリチン類の原料を含有する溶液において、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生する能力を有するエガセラ(Eggerthella)属に属する微生物に、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生させる工程である。
本発明の第二の発明におけるエガセラ(Eggerthella)属に属する微生物については、本発明の第一の発明における説明が適用される。
本発明の第二の発明におけるウロリチン類の原料を含有する溶液とは、該溶液において、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生する能力を有する本微生物に、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生させることができるものであれば特に制限されない。好ましくは培地であり、上記した「ウロリチン類を産生する、エガセラ(Eggerthella)属に属する微生物の培養条件」欄の態様とすることができる。
尚、本明細書に記載されている「培地」とは、いずれも、最少培地を含む、本微生物が増殖できる溶液をいい、本微生物が増殖できない溶液、例えば、前述した塩溶液や緩衝液などを含まないものとする。
ウロリチン類の原料としては、該原料を用いて本微生物によりウロリチン類が産生されれば特に制限されないが、例えば、エラグ酸;該エラグ酸の前駆体である、プニカラジン、ゲラニインなどのエラジタンニンなどが挙げられる。このうち、本微生物によるウロリチン類の産生効率が他の原料に比べて多いことからエラグ酸が好ましい。このとき、植物からプニカラジン、ゲラニインなどのエラジタンニンを抽出し、これを加水分解してエラグ酸としてもよいし、エラグ酸自体を抽出してもよい。
ウロリチン類の原料を含有する溶液中の該原料の含有量は、通常0.01g/L以上、好ましくは0.1g/L以上、より好ましくは1.0g/L以上である。一方、通常100g/L以下、好ましくは20g/L以下、より好ましくは10g/L以下である。
溶媒抽出を行う場合、溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール等の低級アルコールや、プロピレングリコール、1,3‐ブチレングリコール等の多価アルコール等のアルコール類(無水、含水の別を問わない);アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジオキサン、アセトニトリル、酢酸エチルエステル等のエステル類、キシレン等が挙げられ、好ましくは水、エタノール等である。これらの溶媒は、いずれか1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
抽出したプニカラジンなどのエラジタンニンをエラグ酸に加水分解する方法としては特段限定されないが、酸、酵素、微生物によって加水分解する方法が挙げられる。
本発明の第二の発明におけるウロリチン類には、上記した本発明の第一の発明におけるウロリチン類の記載が援用される。
本微生物は、ウロリチン類の原料を含有する溶液において、ウロリチン類の産生に適した方法で培養されることにより、ウロリチン類を産生する。
該溶液は、好ましくは培地(培養液)であり、その態様として本発明の第一の発明に記載した説明が適用される。尚、本微生物の静止菌体を用いる場合については後述する。
また、ウロリチン類の産生に適した方法とは、本微生物の増殖に通常用いられる方法を必要により適宜変更して用いることができる。
また、培養槽の温度は特に制限されないが、ウロリチン類の回収量を増加させるため、好ましくは20℃以上、より好ましくは25℃以上、さらに好ましくは30℃以上であり、一方で、好ましくは42℃以下、より好ましくは40℃以下、さらに好ましくは37℃以下である。
培養時間は、ウロリチン類の産生量、原料の残存量等に応じて適宜設定できる。通常8時間以上、好ましくは12時間以上、より好ましくは16時間以上であり、一方で、通常340時間以下、好ましくは240時間以下、より好ましくは170時間以下であるが、これらに限定されない。
効率よくウロリチン類を回収するため、培地を連続的に供給することもできる。培養槽に供給される新鮮な培地の量は、培養槽内の培養物における希釈率が、好ましくは0.04/hr以上、より好ましくは0.08/hr以上であり、一方で、好ましくは2/hr以下、より好ましくは1/hr以下である。
気相における水素の割合は、ウロリチン類の産生が促進されることから、通常0.1%以上、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上であり、一方、通常100%以下、好ましくは50%以下、より好ましくは20%以下である。
また、前記水素は、水素ガスをそのまま用いてもよいが、水相にギ酸又はその塩などの水素の前駆体が添加されてもよい。
界面活性剤としては、例えば、Tween 80等が挙げられ、0.001g/L以上10g/L以下程度添加することが出来る。
吸着剤としては、例えば、セルロース及びその誘導体;デキストリン;三菱化学株式会社製の疎水吸着剤であるダイアイオンHPシリーズやセパビーズシリーズ;オルガノ株式会社製のアンバーライトXADシリーズなどを挙げることができる。
包摂化合物の添加量としては、ウロリチン類の原料に対し、モル比の総量で、通常0.2当量以上、好ましくは1.0当量以上、より好ましくは2.0当量以上であり、一方、通常10.0当量以下、好ましくは5.0当量以下、より好ましくは4.0当量以下である。
本微生物が静止菌体である場合のウロリチン類の原料を含有する溶液は、前記培地の代わりに、前述した「エガセラ(Eggerthella)属に属する微生物の静止菌体」欄に記載した塩溶液や緩衝液が好ましい。その他の条件については、上記「本微生物によるウロリチン類の産生」欄の記載が援用される。
本発明の第二の発明は、上記工程の他に、産生したウロリチン類の量を測定する工程や、産生したウロリチン類を精製する工程、その他の必要な工程を含んでもよい。
産生したウロリチン類の量は、産生条件によって異なるが、ウロリチン類産生後の溶液1.0L当たり、総量で、通常0.005g以上、好ましくは0.1g以上、より好ましくは1g以上である。一方で、上限は特に制限されないが、通常20g以下、好ましくは15g以下、より好ましくは10g以下である。
例えば、ウロリチン類産生後の溶液に、必要に応じてギ酸などの酸を添加した酢酸エチルを加えて、激しく撹拌した後遠心し、酢酸エチル層を取り出す。必要に応じて同溶液に同様の操作を数回行い、それら酢酸エチル層を合わせてウロリチン類抽出液を得ることができる。この抽出液をエバポレーターなどを用いて減圧下に濃縮、乾固し、メタノールに溶解させる。これをポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜などの膜を使用して濾過し、不溶物を除去したものを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)のサンプルとすることができる。高速液体クロマトグラフィーの条件としては、例えば以下が挙げられるが、これに限定されない。
カラム:Inertsil ODS−3(250×4.6mm)(GL Science社製)
溶離液:水/アセトニトリル/酢酸 = 74/25/1
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出:305nm
産生したウロリチン類をそのままの状態で使用することもできるが、乾燥させて粉末状にする工程を経てもよい。また、必要に応じて、得られたウロリチン類に精製、濃縮処理等を施してもよい。精製処理としては、濾過又はイオン交換樹脂や活性炭カラム等を用いた吸着、脱色といった処理を行うことができる。また、濃縮処理としては、エバポレーター等の常法を利用できる。また、得られたウロリチン類(又は、この精製処理物若しくは濃縮物)を、凍結乾燥処理に供して粉末化する方法、デキストリン、コーンスターチ、アラビアゴム等の賦形剤を添加してスプレードライ処理により粉末化する方法等の公知の方法に従って粉末化する工程を経てもよい。さらにその後に、必要に応じて純水、エタノール等に溶解して用いてもよい。
本発明の第三の発明は、配列番号1で表される、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)の16S rRNA遺伝子である。16S rRNA遺伝子の塩基配列の決定方法は公知である。該塩基配列は実施例に記載の方法により同定されたものである。
[実施例1]
本菌株であるエガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)株の分離および分類学的性質を以下に述べる。
培養液5mLに対して等量の酢酸エチルでウロリチン類を抽出し、得られた酢酸エチル相を減圧濃縮し、乾固した。このようにして得た乾固物をメタノール0.5mLに再溶解し、HPLCによりウロリチン類の定量分析を行った。
HPLC分析条件:
カラム:Inertsil ODS−3(250×4.6mm)(GL Science社製)
溶離液:水/アセトニトリル/酢酸=74/25/1
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出:305nm
公知の方法を用いて分析したDC 3563株の菌学的性質を表2にまとめた。
[実施例2]
本菌株であるDC 3563株からDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子に特異的なユニバーサルプライマーを用いて16S rRNA遺伝子の全長をPCR増幅して、本菌株の16S rRNA遺伝子の塩基配列を決定した(配列番号1とした。)。
国際塩基配列データベース(DDBJ)を用いて相同性検索を行ったところ、本菌株であるDC 3563株は、エガセラ・レンタ(Eggerthella lenta)JCM 9979(AB558167)株と99.9%の相同性を有していた。
[実施例3]
実施例1に記載の基本培地に、本菌株であるDC 3563株を植菌し、37℃で2週間、嫌気的に培養した。培養終了後、実施例1に記載の方法によりウロリチン類の定量分析を行った。
その結果、添加したエラグ酸に対して、ウロリチンCが90.3%のモル収率で得られた。
実施例1に記載の基本培地に、更に、エラグ酸に対してモル比で2.4当量のβ‐シクロデキストリンを添加したもの、エラグ酸に対してモル比で2.4当量のγ‐シクロデキストリンを添加したもの、又は、これらを添加しないものを用いたこと以外は、実施例1と同様にしたものを実施例4とした。
その結果、添加したエラグ酸に対して、シクロデキストリンを添加しなかった場合には、ウロリチンCが26.6%のモル収率で得られた。β‐シクロデキストリンを添加した場合には、ウロリチンCが30.2%のモル収率で得られた。γ‐シクロデキストリンを添加した場合には、ウロリチンCが31.9%のモル収率で得られた。
ウロリチン類を用いた化粧品、医薬部外品、医療用品、衛生用品、医薬品、飲食品(サプリメントを含む。)等は、抗酸化、抗炎症、抗糖化等のために用いられる。
Claims (11)
- ウロリチン類を産生する、エガセラ属に属する微生物。
- エラグ酸を原料として前記ウロリチン類を産生する、請求項1に記載の微生物。
- 前記ウロリチン類がウロリチンCである、請求項1又は2に記載の微生物。
- 前記エガセラ属に属する微生物が、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の微生物。
- 下記工程(a)を含むウロリチン類の製造方法。
工程(a):ウロリチン類の原料を含有する溶液において、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生する能力を有するエガセラ属に属する微生物に、該ウロリチン類の原料からウロリチン類を産生させる工程。 - 前記ウロリチン類の原料がエラグ酸である、請求項5に記載の製造方法。
- 前記ウロリチン類がウロリチンCである、請求項5又は6に記載の製造方法。
- 気相及び/又はウロリチン類の原料を含有する溶液が水素を含む環境下で、工程(a)が行われる、請求項5〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ウロリチン類の原料を含有する溶液が、α‐シクロデキストリン、β‐シクロデキストリン及びγ‐シクロデキストリン、並びにそれらの誘導体からなる包摂化合物の群から選択される1種以上をさらに含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記包摂化合物が、β‐シクロデキストリン及びγ‐シクロデキストリン、並びにそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上である、請求項9に記載の製造方法。
- 配列番号1で表される、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC 3563(NITE BP-02376)の16S rRNA遺伝子。
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