JPH0757183B2 - セレン含有微生物菌体 - Google Patents

セレン含有微生物菌体

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JPH0757183B2
JPH0757183B2 JP60232715A JP23271585A JPH0757183B2 JP H0757183 B2 JPH0757183 B2 JP H0757183B2 JP 60232715 A JP60232715 A JP 60232715A JP 23271585 A JP23271585 A JP 23271585A JP H0757183 B2 JPH0757183 B2 JP H0757183B2
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信之 中村
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はセレン含有微生物菌体の製造方法に関する。更
に詳しくは、医薬品としての用途、例えば抗ガン剤、重
金属中毒の解毒剤、抗炎症剤などとして期待されている
有機型セレンの製造方法に関するものである。
従来の技術 セレン(Se)は原子番号34、原子量約79の、硫黄と良く
似た性質を有する元素である。このSeは自然界に広く分
布しているが地殻中に存在する資源量としては40番目と
極めて少なく、クラウスタール鉱、セレン銅銀鉱、クル
ーク鉱などとしても産出するが、一般的には銅、鉛、ニ
ッケル鉱石の同伴鉱物として産出することが多く、これ
ら金属の製錬の際の副産物として、SeO2、Se、Na2SeO3
などの形で採取されている。
従来から、セレンは主としてガラス工業における脱色
剤、着色剤、ゼログラフィー用光導電材料、触媒などの
他、高級顔料、光電池の副原料、あるいは潤滑油添加
剤、ゴム加硫促進剤、または特殊な用途としての絶縁油
(SeF6)等として工業的に重要な役割を果している。
一方、セレン化合物は有毒であり、接触すると皮膚炎を
起こすものが多く、またセレンの過剰摂取による家畜の
急性中毒などは古くから知られている。しかしながら、
ケー・シュバルツ等(K.Schwarz et al.)により、ジャ
ーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイエティー
(J.Amer.Chem.Soc.),1957,79,3292−3293において、
セレンが生体微量元素であることが証明されて以来、こ
のものは哺乳動物に対する必須微量元素であることが明
らかにされた。
即ち、セレンは多量に採取された場合には中毒などの悪
影響を及ぼすが、逆に欠乏した場合には様々な疾患、例
えばマウス、ラット、サルなどの肝臓壊死、ヒツジ、ウ
シ、ウマ等の白筋症、心筋症などが、またヒトにおいて
は中国東北部等の風土病である克山病、カシンベック氏
病などを引起こすことが知られている。
現在、これら各種の疾病においては、セレンの投与によ
り、予防並びに治療効果が達成されることが確認され、
またその投与時の化合物型についても検討されている。
例えば、リチャード エー.パスウォータ(Richard A.
Passwater)の“飼料並びに医薬としてのセレン(Selen
ium as Food and Medicine)”第184頁〜第188頁(1980
年カーツパブリッシング インコーポレーテッド(Keat
s Publishing Inc.)社刊)によれば有機化合物型セレ
ンは無機化合物型セレンと比較して10〜20倍の生物学的
効果を示し、毒性も著しく低いことが証明されている。
このようなセレンの生理作用は、セレンを必須成分とす
る酵素(動物のグルタチオン パーオキシダーゼ)の作
用と、セレン化合物自体の反応性によって証明され、い
ずれの場合にも有機型セレンであるセレノアミノ酸の形
で存在し、直接または間接的に酵素タンパクに入り、独
特の反応性を示すことに基いている。更に、この有機型
セレンはビタミンEとの併用によって生理効果を増大さ
せる作用を有し、ミトコンドリアの呼吸機能やミクロゾ
ームでの薬物代謝における重要な役割を演じ、また重金
属中毒の解毒剤、抗ガン剤、抗炎症剤などの医薬品とし
ての用途にも大きな期待が寄せられている。
例えば、セレンの抗ガン性は近年次第に解明されてきて
おり、食物中のセレン含量とガンに関する疫学的調査に
端を発し、動物実験や変異原性試験によってもセレンの
抗ガン性を支持する証拠が提出されている。更に、ジャ
ンソン等(Jansson etal.)の〔キャンサー(Cancer),
1977,36,2373〕に発表された論文によれば、米国におけ
る低セレン土壌域では結腸ガン、直腸ガン、乳ガン、胃
ガンなどの発生率が高いことが指摘されている。
かかる有機型セレンの製造方法としては、酵素的に合成
する方法(例えば江崎、左右田等の“化学と生物”第20
巻、425頁、1982年;メチオナーゼを用いた特開昭54−5
2033号公報発明;トリプトファンシンセターゼを用いた
同58−146286号公報発明参照)、ビール酵母などの微生
物に吸収、蓄積させる方法(篠圀彦、ニュー フード
インダストリー(New Food Industry),第27巻,65−7
6,1985;特公昭55−36314号公報発明、特開昭54−46881
号公報発明参照)などが一般的に知られているが、いず
れの方法にあっても有機型セレンの生成率や含有率が低
く、また操作も煩雑であるために、高い効率で安価に有
機型セレンを製造することは困難であった。ちなみに、
例えばビール酵母ではせいぜい800μgセレン/g乾燥細
胞程度であり、他のバクテリア、放射菌、カビ等を利用
した場合にも数千μgセレン/g乾燥細胞が限度であっ
た。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、セレンは哺乳動物に対する必須の微
量元素であり、その欠乏は種々の疾患の原因となる。こ
れら疾患はセレンの投与により予防並びに治療でき、特
に有機型セレンが高い有効性を有し、毒性も著しく低い
ことから、各種の製造方法が提案されてきた。しかしな
がら、従来の方法では収率が悪く、また方法的にも操作
が複雑であり、安価に量産し得る方法の開発が望まれて
いた。
そこで、本発明の目的は医薬品としての用途に大きな期
待が寄せられいる有機型セレンを、高効率かつ量産性が
よく製造でき、しかも操作が簡単な製造方法を提供する
ことにある。
問題点を解決するための手段 本発明者等は、上記の如き従来法の諸欠点を解決すべく
種々検討・研究を重ねた結果、増殖速度の著しい微生物
菌体内にセレンを吸収・蓄積させることにより、大量の
有機型セレンを安価に製造し得るのではないかとの着想
を得、高濃度セレン含有培地に生育し、かつ高濃度の有
機型セレンを菌体内に蓄積し得る微生物を鋭意検索し
た。その結果、バチルス属に属するある種の微生物が高
濃度のセレンに対して高い耐性を示すと共に、その菌体
内に多量の有機型セレンを蓄積し得ることを見出し、本
発明を完成した。
即ち、本発明のセレン含有微生物菌体の製造方法は、バ
チルス(Bacillus)属に属し、アルカリ性に生育の至適
pHを有し、セレン蓄積性を有する好アルカリ微生物を、
セレン化合物を含有するアルカリ性培地中で生育させる
ことを特徴とするものである。
本発明の方法において使用する好アルカリ性微生物は本
発明者等が自然界から新たに分離したものであり、その
菌学的諸性質は以下の第1表に示す通りである。尚、こ
れらの菌体は典型的な好アルカリ菌であるので、使用し
た培地中に1%の炭酸ナトリウムを添加し、培地のpHを
10.5のアルカリ性とした状態でテストした。
本菌株は、上記第1表の結果から好気性有胞子桿菌であ
り、運動性があり、グラム氏染色が陽性であることか
ら、バチルス(Bacillus)属に属することは明らかであ
るが、中性近傍のpHでは生育し難いことから、従来公知
のバチルス属の菌とは異る。
尚、これらの菌株は工業技術院微生物工業技術研究所に
FERM P−8488(SY−133菌)およびFERM P−8487(SR−1
38菌)として寄託している。
本発明の方法は、所定の培地に、メンブランフィルター
にて除菌した所定量のセレン化合物の水溶液を添加した
後、上記のような生産菌株を接種し、これを30〜37℃の
範囲内の温度にて、24〜96時間好気的に培養することに
より実施でき、これによって目的とする有機型セレンを
多量に含む菌体を有利に製造することができる。
上記生産菌を培養するための培地は炭素源、窒素源、セ
レン源の他、必要に応じて公知の微量栄養素を含むもの
であり、また本発明の方法を実施するのに利用する菌の
至適pHがアルカリ領域にあるため、培地のpHを調整する
必要がある。
まず、炭素源としては従来公知の各種材料を使用するこ
とができ、例えばグルコース、水飴あるいは可溶性澱粉
などを典型例として例示できる。また、窒素源としても
特に制限はなく、酵母エキス、ペプトン、肉エキス、コ
ーンスティープリカー、アミノ酸液、大豆粕などの有機
態窒素(これらは炭素源としても有効であることは勿論
である)、あるいは硫安、尿素、硝酸アンモニウム、塩
化アンモニウムなどの無機態窒素などを、特に安価かつ
容易に入手し得る例として挙げることができる。
一方、pH調節剤としては炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウムなど培地のpHをアルカリ性に調
整し得るものであればいずれも使用できる。本発明の方
法において有利な培地のpHは8〜12の範囲内である。実
際には各微生物の至適pHの下で実施される。
また、培地中にはセレン源が添加されるが、このセレン
源としては亜セレン酸ナトリウム、セレン酸ナトリウ
ム、亜セレン酸、セレン酸、二酸化セレンなどの水溶性
のセレン化合物であることが有利であり、特に亜セレン
酸ナトリウム(Na2SeO3)が好ましい。尚、このセレン化
合物の培地中での濃度は0.1〜500ミリモルの範囲内であ
ることが好ましい。即ち、0.1ミリモルに満たない濃度
の下では高セレン含有菌体を得ることが難しいか、もし
くは長時間を要し、一方500ミリモル以上の濃度として
も菌体のセレン含有率をそれ程大きくすることはでき
ず、むしろ微生物の生育が阻害される恐れがあるので好
ましくない。
上記成分の他、一般に使用されている各種塩、例えばマ
グネシウム塩、カリウム塩、リン酸塩、鉄塩等の無機
塩、ビタミンなどを使用することができる。
かくして、本発明で使用する培地は、例えば0.5%の酵
母エキス、0.5%のペプトン、0.5%のグルコース、0.1
%のK2HPO4、0.02%のMgCl2・7H2O、1%の別途殺菌し
た炭酸ナトリウムを含みpH10.5の培地に、同様に別途メ
ンブランフィルターなどで除菌した所定量のセレン化合
物水溶液を添加したものであり得、微生物の生育はバッ
チ式もしくは連続式に行うことができる。
上記の如くして培養した微生物は、使用の形式に応じて
以下のように回収、精製することができる。まず、動物
の試料などにそのまま添加・混合して使用する場合に
は、培養液をろ過、遠心分離するなどによって回収し、
そのまま利用することができる。また、医薬等として使
用する場合には、従来公知の各種抽出法が適用でき、例
えば菌体を含有する培養液を超音波破砕、フレンチプレ
ス処理等により菌体を破壊した後、遠心分離、ろ過など
で上澄液を得、必要ならば塩析、透析、ゲルろ過等の方
法で精製することにより、目的とする有機型セレンを分
離・精製できる。
尚、本発明の方法において、菌体中の有機型セレンの含
有量は以下のような方法で測定した。即ち、セレンを菌
体内に吸収・蓄積した菌体を濾過または遠心分離等によ
って分離し、0.5lの0.05〜0.1Nアルカリ水溶液および1
の水などで十分に洗浄し、夾雑物を除去した。次い
で、脱水の目的で0.5lのアセトンで充分洗浄した後、減
圧下でアセトンを除き、105℃で24時間加熱・乾燥した
後、乾燥菌体とする。
次いで、このようにして得た乾燥菌体(0〜100mg)を
フッ化水素酸と硝酸とで湿式灰化した後、硝酸と過塩素
酸とで酸化分解し、2,3−ジアミノナフタレンによる螢
光々度法(例えば「螢光・リン光分析法」、西川泰治、
平木敬三著、日本分析化学会編、P150〜156、共立出版
社刊参照)でセレン濃度を測定できる。尚、この方法に
よればセレン含量1mg〜1μgの範囲で精度良く測定で
きる。
実施例 以下、実施例により本発明の方法を更に具体的に説明す
ると共に、本発明の方法の奏する効果を実証するが、本
発明の範囲はこれら実施例により何等制限されない。
実施例1 水道水0.9lあたり、酵母エキス5g、ペプトン5g、グルコ
ース5g、K2HPO41g、MgCl2・7H2O0.2gを溶解し、121℃
で15分間殺菌した培地(A培地)に、200mMの濃度に調
整し、メンブランフィルターで除菌した亜セレン酸ナト
リウム50mlを添加した後、さらに別途殺菌した1N水酸化
ナトリウムで、pHを各々9.0〜12.0に調整し、全体を1
とした。このようにして調製された培地150mlを乾熱
殺菌した500mlの三角フラスコに分注後、同培地に寒天2
0g/lを添加した寒天斜面培地上で、37℃にて2日間培養
したSY−133菌又はSR−138菌を白金耳接種し、37℃でロ
ータリー・シェーカーで回転数220回/分の条件を与
え、培養を48時間行った。この時の乾燥菌体量、菌体中
のセレン含量を第2表に示す。
実施例2 実施例1で用いたA培地に、pH調整剤として別途殺菌し
た10%炭酸ナトリウム50ml、および所定量の除菌済みの
亜セレン酸ナトリウム水溶液を添加し、セレン濃度が0
〜500mMになるように培地を調製した。
pHが約10.5に調整されたこれらの培地を用いて、SY−13
3菌、SR−138菌を実施例1と同様の条件で培養を行っ
た。この時の乾燥菌体量、菌体中のセレン含量を第3表
に示す。
実施例3 実施例1で用いたA培地に、pH調整剤として別途殺菌し
た10%炭酸ナトリウム50ml、および所定量の除菌済みの
各種水溶性セレン化合物を添加し、セレン濃度が10mMに
なるように培地を調製した。
pHが約10.5に調整されたこれらの培地を用いて、SY−13
3菌、SR−138菌を実施例1と同様の条件で培養を行っ
た。この時の乾燥菌体量、菌体中のセレン含量を第4表
に示す。
発明の効果 以上詳しく説明したように、本発明の方法によれば、特
定のバチルス属に属する新規な好アルカリ菌を使用した
ことに基き、医薬品、例えば抗ガン剤、抗炎症剤、重金
属中毒の解毒剤などとして期待されている有機型セレン
を大量に得ることができる。
従来の方法では良くても乾燥菌体1g当り数mgのセレン含
有率しか達成し得なかったが、本発明の方法に従えば、
約1桁セレン含有率を増大させることが可能となった。
また、方法的にも簡単であり、本発明の有用性は著しく
大きなものといえる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 信之 東京都国立市中1−4―23 (72)発明者 堀越 弘毅 東京都練馬区桜台4−39―8 (56)参考文献 特開 昭60−180582(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セレン含有化合物蓄積性を有し、アルカリ
    性に生育の至適pHを有するバチルス属に属する好アルカ
    リ微生物であるSY133菌(FERM P−8488)またはSR138菌
    (FERM P−8487)。
JP60232715A 1985-10-18 1985-10-18 セレン含有微生物菌体 Expired - Lifetime JPH0757183B2 (ja)

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