JPH0286773A - 高分子吸着物質を利用した植物細胞の二次代謝産物の生産及び分離方法 - Google Patents
高分子吸着物質を利用した植物細胞の二次代謝産物の生産及び分離方法Info
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- JPH0286773A JPH0286773A JP63307947A JP30794788A JPH0286773A JP H0286773 A JPH0286773 A JP H0286773A JP 63307947 A JP63307947 A JP 63307947A JP 30794788 A JP30794788 A JP 30794788A JP H0286773 A JPH0286773 A JP H0286773A
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- cells
- shikonin
- plant
- production
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/66—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing the quinoid structure
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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。
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、高分子吸着物質を利用した植物細胞の二次代
謝産物の生産及び分離方法に関するものである。
謝産物の生産及び分離方法に関するものである。
〈従来の技術〉
昔から植物は医薬品類や食品添加物質など人間が生活を
営む上で、いろいろと重要な化学物質を与えてきた。
営む上で、いろいろと重要な化学物質を与えてきた。
1970年代以後、植物細胞の組織培養の技術の発展と
ともに植物体自体より植物細胞を分離培養し、各種有用
物質の資源として利用しようとさまざまな試みが行われ
てきた。
ともに植物体自体より植物細胞を分離培養し、各種有用
物質の資源として利用しようとさまざまな試みが行われ
てきた。
その結果、80年年代類、ナフトキノン系の植物性色素
の一つであるシコニン(Shikonin)を初めて産
業的に生産することができた。
の一つであるシコニン(Shikonin)を初めて産
業的に生産することができた。
シコニンはりソスパーマムイリスロリゾン(Litho
spermum erythrorhizon)の根の
コルク(cork )層に蓄積される1、4−ナフトキ
ノン(1,4−naphthoquinone)系の色
素である。
spermum erythrorhizon)の根の
コルク(cork )層に蓄積される1、4−ナフトキ
ノン(1,4−naphthoquinone)系の色
素である。
このシコニンは、以前はシルクの染色などの染料として
使われたが、最近では火傷や皮膚再生用の医薬品、ある
いはバイオ化粧品の色素原料として最も脚光を浴び、産
業的にも以前より重要な物質であると認められている。
使われたが、最近では火傷や皮膚再生用の医薬品、ある
いはバイオ化粧品の色素原料として最も脚光を浴び、産
業的にも以前より重要な物質であると認められている。
く本発明が解決しようとする間頭点〉
現在、産業的にシコニンは主に植物細胞の液比培養(s
ubmerged cullure)によって生産され
ている。
ubmerged cullure)によって生産され
ている。
培養された細胞を回受した後、溶媒を使って細胞の中に
生成されたシコニンが分離される。
生成されたシコニンが分離される。
このような工程においては主に細胞の中にシコニンが分
布されているので、効果的に目的産物を分離するために
は細胞の破壊をともない、その後培養液へ流出されたシ
コニンを分離するために多量の溶媒を処理するなど、工
程上の原価上昇の要因が含まれている。
布されているので、効果的に目的産物を分離するために
は細胞の破壊をともない、その後培養液へ流出されたシ
コニンを分離するために多量の溶媒を処理するなど、工
程上の原価上昇の要因が含まれている。
〈本発明の目的〉
本発明は上記のような欠点を改善するためになされたも
ので、目的産物をより効果的に生産する方法を提供する
ことを目的とする。
ので、目的産物をより効果的に生産する方法を提供する
ことを目的とする。
さらに、細胞に損傷を与えることなく培養物から高分子
物質へ吸着された目的産物だけを簡単に分離、回受し、
溶媒で抽出するといった工程上の利点を有する方法を提
供することを目的とする。
物質へ吸着された目的産物だけを簡単に分離、回受し、
溶媒で抽出するといった工程上の利点を有する方法を提
供することを目的とする。
さらに、回分工程時の培養時間を短縮できるような方法
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
また吸着物質の再使用で一度培養した細胞から半連続式
、あるいは連続式で目的産物の分離生産が可能な方法を
提供することを目的とする。
、あるいは連続式で目的産物の分離生産が可能な方法を
提供することを目的とする。
さらに効果的にナフトキン類を含む植物細胞の二次代謝
産物の生産原価を下げることができる方法を提供するこ
とを目的とする。
産物の生産原価を下げることができる方法を提供するこ
とを目的とする。
〈本発明の構成〉
この発明の詳細な説明すると次のようになる。
〈イ〉細胞培養
5HND培地(SHND−medium)を使って、リ
ンスバーマムイリスロリゾン細胞を殖す。
ンスバーマムイリスロリゾン細胞を殖す。
KNO32500mg/L Inositol
1000mg/LMgSO47)(20400Thi
amine IIcI 5Mn5O4H2010N
1cotinic acid 51nsO47fI2
0 1 Pyridoxine O,5
CIISO45H200,2CPA 2
C’aC122Hx0 200 Kinetin
e O,IKl l 5u
crose 30.000COC126H200,
1pH5,8 N)+4H2PO4300Cu1ture temp、
25 CthP045 1100rp in r
otary shakerNa2Mo042H200,
l Fe50+71120 15 Na2−EDTA 20 〈口〉シコニンの生産条件と方法は次のとおりである。
1000mg/LMgSO47)(20400Thi
amine IIcI 5Mn5O4H2010N
1cotinic acid 51nsO47fI2
0 1 Pyridoxine O,5
CIISO45H200,2CPA 2
C’aC122Hx0 200 Kinetin
e O,IKl l 5u
crose 30.000COC126H200,
1pH5,8 N)+4H2PO4300Cu1ture temp、
25 CthP045 1100rp in r
otary shakerNa2Mo042H200,
l Fe50+71120 15 Na2−EDTA 20 〈口〉シコニンの生産条件と方法は次のとおりである。
前記〈イ〉の方法によって増殖された細胞を洗った後、
高分子吸着剤が含まれているM−9培地(呂−9med
ium)でシコニンを吸着分離生産する。
高分子吸着剤が含まれているM−9培地(呂−9med
ium)でシコニンを吸着分離生産する。
M9培地の造成と生産条件は次のとおりである。
Ca(NO3)24t120 694mg/L 3−
IAA 1.75mg/LKNO3805ucr
osc 30.000CuSfl+7t120
0.3 バgsO,+71h0 750 pit s、
sNa!!SO41480culture temp、
25 C2n5O47t120 3 1100r
p in rotary 5hakerKCl
65 112803 4.5 N a 112 P 042 Il 20 19F
eSO471(201J7 Na2EDTA 1.83〈ハ〉シコニン
の定量および固定 シコニンの定量は培養された細胞の中、あるいは高分子
物質に吸着されたシコニン色素をクロロホルム(chl
oroform)で抽出した後、減圧蒸発機でクロロホ
ルムを除き、2.5%水酸化カリウム(KO2)を加え
、発色させた後スペクトロホトメタで吸光度(OD6B
)を7111+って標準曲線から比較定量した。
IAA 1.75mg/LKNO3805ucr
osc 30.000CuSfl+7t120
0.3 バgsO,+71h0 750 pit s、
sNa!!SO41480culture temp、
25 C2n5O47t120 3 1100r
p in rotary 5hakerKCl
65 112803 4.5 N a 112 P 042 Il 20 19F
eSO471(201J7 Na2EDTA 1.83〈ハ〉シコニン
の定量および固定 シコニンの定量は培養された細胞の中、あるいは高分子
物質に吸着されたシコニン色素をクロロホルム(chl
oroform)で抽出した後、減圧蒸発機でクロロホ
ルムを除き、2.5%水酸化カリウム(KO2)を加え
、発色させた後スペクトロホトメタで吸光度(OD6B
)を7111+って標準曲線から比較定量した。
(参考文献: Mizukami 、Il、et、al
、(1977)、Phytochemistry、1
6:1183−1186)。
、(1977)、Phytochemistry、1
6:1183−1186)。
シコニンの固定は抽出した試料をシリカゲル(sili
cagel)板に点滴しクロロホルムを可動状にして、
薄層のクロマトグラフィー法(Thin layerc
hromatography )によって行った。
cagel)板に点滴しクロロホルムを可動状にして、
薄層のクロマトグラフィー法(Thin layerc
hromatography )によって行った。
ここで標準試料はアセチルシコニン(acetylsh
iconin)を使った。
iconin)を使った。
この方法によると生産された試料のクロマトグラフ上の
Rf値は標準試料のアセチルシコニンのRf値と同じ所
にあり、その外Rf値と少し差のある4つの僅かな跡が
発見できたが、これらはシコニン誘導体であることがわ
かった。
Rf値は標準試料のアセチルシコニンのRf値と同じ所
にあり、その外Rf値と少し差のある4つの僅かな跡が
発見できたが、これらはシコニン誘導体であることがわ
かった。
これは質量スペクトロメトリー(Mass spect
rometry)分析方法によっても再び確認された。
rometry)分析方法によっても再び確認された。
(実施例1)
吸着剤としてのポリウレタンフォーム(Polyure
than foam)を使った場合(表−1)布中で手
軽に求めることのできるポリウレタンフォーム(座布団
スポンジ)を直径1 cm以内の適当な大きさで切って
、5HND培地で殖した細胞と一緒にM−9培地で回分
式半連続式、あるいは連続式で培養すると細胞の増殖と
ともに生成されたシコニンの大部分がポリウレタンに吸
若さ、れる。
than foam)を使った場合(表−1)布中で手
軽に求めることのできるポリウレタンフォーム(座布団
スポンジ)を直径1 cm以内の適当な大きさで切って
、5HND培地で殖した細胞と一緒にM−9培地で回分
式半連続式、あるいは連続式で培養すると細胞の増殖と
ともに生成されたシコニンの大部分がポリウレタンに吸
若さ、れる。
培地より分離されたポリウレタンフォームから吸着され
たクロロホルム(chloroform)で抽出して表
1の結果を得た。
たクロロホルム(chloroform)で抽出して表
1の結果を得た。
表−1
(実施例2)吸着剤としてのシリコンラバー(sili
cone rubber)を使った場合(表−2)シリ
コンラバー(商品名:マスターフレックス(Maste
rflex)、アメリカ、コウルパ−7−(ColeP
ermer )社の製品)を適当な大きさで切って、5
HND培地で殖された細胞と一緒にM−9培地で回分式
、半連続式あるいは連続式で培養すると細胞の増殖とと
もに生成されたシコニンの大部分がシリコンラバーに吸
着される。
cone rubber)を使った場合(表−2)シリ
コンラバー(商品名:マスターフレックス(Maste
rflex)、アメリカ、コウルパ−7−(ColeP
ermer )社の製品)を適当な大きさで切って、5
HND培地で殖された細胞と一緒にM−9培地で回分式
、半連続式あるいは連続式で培養すると細胞の増殖とと
もに生成されたシコニンの大部分がシリコンラバーに吸
着される。
シリコンラバーに吸着されたシコニンをクロロホルムで
抽出して表2の結果が得られた。
抽出して表2の結果が得られた。
ア、湿体重ffi(g/40m1) イ、細胞内のシ
コニンウニ培地へ流離されたシコニン エ;ポリウレタンフォームに吸着されたシコニン※シコ
ニン g/40m1、IQ6ポリウレタンフオーム便用 表−2 ア:、゛2体重蚤(g/40m1) イ:細胞内のシ
コニンウニ培地へ流離されたシコニン 工:シリコンラバーに吸着されたシコニン二北シコニン
: g/40m1.1%シリコンラバー使川用本発明の
効果〉 この発明はVi物細胞の培養時に、適当な高分子吸着物
質を加え、目的産物のシコニンを含むナフトキノン類物
質の細胞外へ流出を誘導した後、この高分子物質に効果
的に吸着させることで植物細胞に対する生産物阻害(p
roduct 1nhibition)を減らすもので
ある。
コニンウニ培地へ流離されたシコニン エ;ポリウレタンフォームに吸着されたシコニン※シコ
ニン g/40m1、IQ6ポリウレタンフオーム便用 表−2 ア:、゛2体重蚤(g/40m1) イ:細胞内のシ
コニンウニ培地へ流離されたシコニン 工:シリコンラバーに吸着されたシコニン二北シコニン
: g/40m1.1%シリコンラバー使川用本発明の
効果〉 この発明はVi物細胞の培養時に、適当な高分子吸着物
質を加え、目的産物のシコニンを含むナフトキノン類物
質の細胞外へ流出を誘導した後、この高分子物質に効果
的に吸着させることで植物細胞に対する生産物阻害(p
roduct 1nhibition)を減らすもので
ある。
さらにこの発明は生物反応器でムラサキ科に属するリソ
スパーマムイリスロリゾン(Lithospermum
erythrorhizon)などの植物細胞を大
量に培養し、シコニンを含むナフトキノン類の植物の二
次代謝産物を生産する際に、疎水性高分子吸着物質を利
用し、生産目的物の分離、回受を易しくすることはいわ
ずもがな、植物細胞自体の二次代謝産物の生産能力を向
上させる方法に関したものてらある。
スパーマムイリスロリゾン(Lithospermum
erythrorhizon)などの植物細胞を大
量に培養し、シコニンを含むナフトキノン類の植物の二
次代謝産物を生産する際に、疎水性高分子吸着物質を利
用し、生産目的物の分離、回受を易しくすることはいわ
ずもがな、植物細胞自体の二次代謝産物の生産能力を向
上させる方法に関したものてらある。
その結果、目的産物をより効果的に生産することができ
るようになる。
るようになる。
さらに、潮積に撰j寡を与えるこ七なく培養物から高分
子物質へ吸着された目的産物だけを簡単に分離、回受し
、溶媒で抽出するといった工程上の利点とともに、回分
工程時の培養時間を短縮できるなど、多目的の効果を期
待することができるといった特徴をもっている。
子物質へ吸着された目的産物だけを簡単に分離、回受し
、溶媒で抽出するといった工程上の利点とともに、回分
工程時の培養時間を短縮できるなど、多目的の効果を期
待することができるといった特徴をもっている。
また吸着物質の再使用で一度培養した細胞から半連続式
、あるいは連続式で目的産物の分離生産が可能という点
も大きい利点といえる。
、あるいは連続式で目的産物の分離生産が可能という点
も大きい利点といえる。
さらにこの発明はこのような工程上の利点を提供し、そ
れによって効果的にナフトキン頚を含む植物細胞の二次
代謝産物の生産原価を下げることができるものである。
れによって効果的にナフトキン頚を含む植物細胞の二次
代謝産物の生産原価を下げることができるものである。
出願人 韓国科墨技術院 院長全墨済
Claims (4)
- (1)植物細胞の培養による二次代謝産物の生産におい
て、 ポリウレタンやシリコンラバー及び関連性のある疎水性
高分子物質の中の一つ以上をその生物反応器に添加し、 植物細胞の中で生産される二次代謝産物の細胞外への流
出を誘導、あるいは促進させることによって同じ二次産
物の生産性を増加させる方法。 - (2)特許請求の第(1)項で生産される二次代謝産物
の一部、または全部を、 第(1)項の高分子物質に吸着させ、回分式、半連続式
、あるいは連続式で分離、生産する方法。 - (3)植物がムラサキ(Boraginaceal)科
の植物であることを特徴とする特許請求の範囲の第(1
)項、または第(2)項による方法。 - (4)植物の二次代謝産物がシコニンを含むナフトキノ
ン系の化合物であることを特徴とする特許請求の範囲の
第(1)項、第(2)項及び第(3)項のいずれか一つ
による方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1988P12155 | 1988-09-20 | ||
| KR1019880012155A KR900005770B1 (ko) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 고분자 흡착물질을 이용한 식물세포 이차 대사산물의 생산 및 분리방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0286773A true JPH0286773A (ja) | 1990-03-27 |
| JPH0475756B2 JPH0475756B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=19277884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63307947A Granted JPH0286773A (ja) | 1988-09-20 | 1988-12-07 | 高分子吸着物質を利用した植物細胞の二次代謝産物の生産及び分離方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0286773A (ja) |
| KR (1) | KR900005770B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223202A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Toyo Univ | 植物二次代謝産物吸着材及び植物細胞二次代謝産物の回収方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253699U (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-03 |
-
1988
- 1988-09-20 KR KR1019880012155A patent/KR900005770B1/ko not_active Expired
- 1988-12-07 JP JP63307947A patent/JPH0286773A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253699U (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-03 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223202A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Toyo Univ | 植物二次代謝産物吸着材及び植物細胞二次代謝産物の回収方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900005770B1 (ko) | 1990-08-11 |
| JPH0475756B2 (ja) | 1992-12-01 |
| KR900004941A (ko) | 1990-04-13 |
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