JPH0475756B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0475756B2 JPH0475756B2 JP63307947A JP30794788A JPH0475756B2 JP H0475756 B2 JPH0475756 B2 JP H0475756B2 JP 63307947 A JP63307947 A JP 63307947A JP 30794788 A JP30794788 A JP 30794788A JP H0475756 B2 JPH0475756 B2 JP H0475756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cells
- shikonin
- hydrophobic
- secondary metabolites
- naphthoquinone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
＜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。 ＜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。 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。 その結果、80年代初頭、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。 シコニンはリソスパーナム イリスロリゾン
（Lithospermum 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。 ＜本発明が解決しようとする問題点＞ 現在、産業的シコニンは主に植物細胞の液沈培
養（submerged cullure）によつて生産されてい
る。 培養された細胞を回受した後、溶媒を使つて細
胞の中に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。 ＜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。 さらに、細胞に損傷を与えることなく培養物か
ら高分子物質で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つた工程上の
利点を有する方法を提供することを目的とする。 さらに、回分工程等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。 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。 さらに効果的なナフトキノ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。 ＜本発明の構成＞ この発明を詳しく説明すると次のようになる。 〈イ〉 細胞培養 SHND培地（SHND−medium）を使つて、リ
ソスパーマム イリスロリゾン細胞を殖す。
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。 ＜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。 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。 その結果、80年代初頭、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。 シコニンはリソスパーナム イリスロリゾン
（Lithospermum 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。 ＜本発明が解決しようとする問題点＞ 現在、産業的シコニンは主に植物細胞の液沈培
養（submerged cullure）によつて生産されてい
る。 培養された細胞を回受した後、溶媒を使つて細
胞の中に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。 ＜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。 さらに、細胞に損傷を与えることなく培養物か
ら高分子物質で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つた工程上の
利点を有する方法を提供することを目的とする。 さらに、回分工程等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。 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。 さらに効果的なナフトキノ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。 ＜本発明の構成＞ この発明を詳しく説明すると次のようになる。 〈イ〉 細胞培養 SHND培地（SHND−medium）を使つて、リ
ソスパーマム イリスロリゾン細胞を殖す。
【表】
【表】
〈ロ〉 シコニンの生産条件と方法は次のとおり
である。 前記〈イ〉の方法によつて増殖された細胞を洗
つた後、高分子吸着剤が含まれているＭ−９培地
（Ｍ−9medium）でシコニンを吸着分離生産す
る。 Ｍ−９培地の造成と生産条件は次のとおりであ
る。
である。 前記〈イ〉の方法によつて増殖された細胞を洗
つた後、高分子吸着剤が含まれているＭ−９培地
（Ｍ−9medium）でシコニンを吸着分離生産す
る。 Ｍ−９培地の造成と生産条件は次のとおりであ
る。
【表】
〈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（chloroform）で抽出した後、減圧蒸発
機でガロロホルムを除き、2.5％水酸化カリウム
（KOH）を加え、発色させた後スペクトロホトメ
タで吸光度（0D622）を測つて標準曲線から比較
定量した。（参考文献：Mizukami，H.et.al，
（1977），Phytochemistry，16：1183−1186）。 シコニンの固定は抽出した試料をシリカゲル
（silicagel）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イー法（Thin
layer chromatography）によつて行つた。 ここで標準試料はアセチルシコニン
（acetylshiconin）を使つた。 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つた。 これは質量スペクトロメトリー（Mass
spectrometry）分析方法によつても再び確認さ
れた。 実施例 １ 吸着剤としてのポリウレタンフオーム
（Polyurethan foam）を使つた場合（表−１） 市中で手軽に求めることのできるポリウレタン
フオーム（座布団スポンジ）を直径１cm以内の適
当な大きさで切つて、SHND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着され
る。 培地より分離されたポリウレタンフオームから
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。
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（chloroform）で抽出した後、減圧蒸発
機でガロロホルムを除き、2.5％水酸化カリウム
（KOH）を加え、発色させた後スペクトロホトメ
タで吸光度（0D622）を測つて標準曲線から比較
定量した。（参考文献：Mizukami，H.et.al，
（1977），Phytochemistry，16：1183−1186）。 シコニンの固定は抽出した試料をシリカゲル
（silicagel）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イー法（Thin
layer chromatography）によつて行つた。 ここで標準試料はアセチルシコニン
（acetylshiconin）を使つた。 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つた。 これは質量スペクトロメトリー（Mass
spectrometry）分析方法によつても再び確認さ
れた。 実施例 １ 吸着剤としてのポリウレタンフオーム
（Polyurethan foam）を使つた場合（表−１） 市中で手軽に求めることのできるポリウレタン
フオーム（座布団スポンジ）を直径１cm以内の適
当な大きさで切つて、SHND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着され
る。 培地より分離されたポリウレタンフオームから
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。
【表】
【表】
実施例 ２
吸着剤としてのシリコンラバー（silicone
rubber）を使つた場合（表−２） シリコンラバー（商品名：マスターフレツクス
（Masterflex）、アメリカ、コウルパーマー
（Cole Permer）社の製品）を適当な大きさで切
つて、SHND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。
rubber）を使つた場合（表−２） シリコンラバー（商品名：マスターフレツクス
（Masterflex）、アメリカ、コウルパーマー
（Cole Permer）社の製品）を適当な大きさで切
つて、SHND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。
【表】
【表】
＜本発明の効果＞
この発明は植物細胞の培養時に、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の流出を誘導した後、
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（product inhibition）
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
関したものでもある。 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。 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つた工程上の
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
いつた特徴をもつている。 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。 さらにこの発明はこのような工程上の利点を提
供し、それによつて効果的なナフトキノン類を含
む植物細胞の二次代謝産物の生産原価を下げるこ
とができるものである。
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の流出を誘導した後、
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（product inhibition）
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
関したものでもある。 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。 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つた工程上の
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
いつた特徴をもつている。 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。 さらにこの発明はこのような工程上の利点を提
供し、それによつて効果的なナフトキノン類を含
む植物細胞の二次代謝産物の生産原価を下げるこ
とができるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ムラサキ細胞培養による二次代謝産物の生産
において、代謝産物の吸着物質としてポリウレタ
ンやシリコンラバなど関連疎水性高分子物質の中
で一つ以上を用いて植物培養細胞が生産する疎水
性のナフトキノン系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で疎水性二次
代謝産物の生産性を増加させる方法。 ２ 特許請求の範囲第１項で生産される疎水性二
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 植物の二次代謝産物中で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
請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
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 JPH0286773A (ja) | 1990-03-27 |
| JPH0475756B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0226320Y2 (ja) * | 1985-09-24 | 1990-07-18 |
-
1988
- 1988-09-20 KR KR1019880012155A patent/KR900005770B1/ko not_active Expired
- 1988-12-07 JP JP63307947A patent/JPH0286773A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0286773A (ja) | 1990-03-27 |
| KR900005770B1 (ko) | 1990-08-11 |
| KR900004941A (ko) | 1990-04-13 |
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