JPH1045797A - 植物細胞増殖因子 - Google Patents

植物細胞増殖因子

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JPH1045797A
JPH1045797A JP8205116A JP20511696A JPH1045797A JP H1045797 A JPH1045797 A JP H1045797A JP 8205116 A JP8205116 A JP 8205116A JP 20511696 A JP20511696 A JP 20511696A JP H1045797 A JPH1045797 A JP H1045797A
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    • A01N41/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a sulfur atom bound to a hetero atom
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    • A01N41/04Sulfonic acids; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量生産が可能で強い活性を持つ植物成長剤
を提供する。 【解決手段】 本発明は式(I) (式中、R1 又はR2 の少なくとも一つはSO3 Hを表
し、他はHを表し、Zはα−アミノ酸残基を表し、Xは
H又はアシルを表し、YはOH、低級アルコキシ、又は
NH2 を表す)で表されるペプチドに関する。本発明に
おける植物細胞増殖因子は、すべての高等植物の細胞増
殖を促進するが、とくに、アスパラガス、イネ、トウモ
ロコシ等の単子葉植物の細胞増殖促進に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、植物の成長・促進
に必要な植物成長剤に関する。
【0002】
【従来の技術】植物由来の植物増殖因子としては、オオ
ムギ由来の分子量600以下の脂溶性脂肪酸〔ジャーナ
ル オブ プラント フィジオロジー、121巻、18
1〜191頁、1985年〕、松由来の分子量1000
以下のオリゴ糖からなる増殖因子〔プラント セル、テ
ィッシュ アンド オルガン カルチャー、26巻、5
3〜59頁、1991年〕、ニンジン由来の分子量約7
00の耐熱性の増殖因子〔プラント サイエンス、51
巻、83〜91頁、1987年〕、黒メキシコトウモロ
コシ由来で、分子量1350以下、オリゴ糖様の特徴を
持ち、pH5の緩衝液中で陰イオン交換樹脂、陽イオン
交換樹脂に非吸着である増殖因子〔ジャーナル オブ
プラント フィジオロジー、132巻、316〜321
頁、1988年〕が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】公知の植物由来の細胞
増殖因子は単離精製が困難であり、該因子を大量に製造
する技術も知られていない。植物細胞増殖因子を植物細
胞成長剤として使用するためには、大量生産しやすい植
物細胞増殖因子を探査し、工業化のためにはより低分子
量の植物細胞成長剤を提供する必要がる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、式(I)
【0005】
【化2】
【0006】(式中、R1 又はR2 の少なくとも一つは
SO3 Hを表し、他はHを表し、Zはα−アミノ酸残基
を表し、XはH又はアシルを表し、YはOH、低級アル
コキシ、又はNH2 を表す)で表されるペプチドに関す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】
【0008】以下、式(I)で表される化合物を化合物
(I)と称す。式(I)の各基の定義において、R1
はR2 の少なくとも一つはSO3 Hを表し、他はHを表
すとは、R1 およびR2 がSO3 Hを表すかまたはR1
又はR2 のどちらか一方がSO3 Hを表し、他方がHを
表すことを示す。
【0009】α−アミノ酸残基におけるα−アミノ酸と
しては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソ
ロイシン等の脂肪族アミノ酸類、セリン、トレオニン等
のオキシアミノ酸類、システイン、シスチン、メチオニ
ン等の含イオウアミノ酸類、アスパラギン酸、グルタミ
ン酸等の酸性アミノ酸類、アスパラギン、グルタミン等
のアミドアミノ酸類、リジン、アルギニン、オルニチン
等の塩基性アミノ酸類、フェニルアラニン、チロシン等
の芳香族アミノ酸類、ヒスチジン、トリプトファン、プ
ロリン、オキシプロリン等の複素環アミノ酸類があげら
れ、これらの中でも脂肪族アミノ酸が好ましく、なかで
もバリン、イソロイシンがとりわけ好ましい。また該ア
ミノ酸には、D体、L体、DL体のいずれも用いること
ができるがL体を用いることが好ましい。
【0010】アシルとしては、炭素数1〜7の例えば、
ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブ
チリル、バレリル、ピバロイル等の低級アルカノイル、
ベンゾイル、トルオイル、ナフトイル等のアロイルがあ
げられる。
【0011】低級アルコキシのアルキル部分としては炭
素数1〜6の例えば、メチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル等があげられる。
【0012】化合物(I)は、通常のペプチド合成法で
得ることができる植物細胞増殖因子である。化合物
(I)は、例えばペプチド合成”泉屋信夫ら著、昭和5
0年丸善刊等に記載されたペプチド合成法によりペプチ
ド骨格を合成した後、次いで脱水スルフォニル体のチロ
シンのOH基の保護基を脱離させた後、アリルスルファ
ターゼ等のスルフォニル基転移酵素を用いる酵素法や、
スルフォニル−N,N−ジメチルホルムアミド等のスル
フォニル化剤を用いた方法により、スルフォン化を行い
化合物(I)を得ることができる。
【0013】得られた化合物(I)は、高速液体クロマ
トグラフィー等の通常用いられる精製手段により精製す
ることができる。
【0014】化合物(I)は、植物成長剤として以下の
ような形態で使用できる。 溶剤 防腐剤、pH調整剤を含む水溶液に、化合物(I)を
0.0001〜1%溶解して植物細胞成長促進剤を製造
する。防腐剤としては、ホウ酸、さらし粉、安息香酸、
サリチル酸、ソルビン酸、デヒドロ酢酸、プロピオン
酸、イソシアヌル酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、パラオキ
シ安息香酸およびそのエステル、ラウリルトリメチルア
ンモニウム−2,4,5−トリクロロカルボニライト、
トリブロモサリチルアニライド、3,4,4′−トリク
ロロカルボニライド、ヘキサクロロフェン、ビチオノー
ル、クロラミン−T、クロラミンBハラゾーン等、好ま
しくはソルビン酸があげられる。pH調整剤としてはク
エン酸塩、リン酸塩等一般に用いられているものを、単
独あるいは組み合わせて使用できる。
【0015】前記のように製造した溶剤を水に100〜
10000倍、好ましくは1000倍に希釈したものに
植物の種子あるいは差し穂等の種苗を浸漬するか、また
は水耕培の培養液に当該ペプタイドの最終濃度が0.0
01から10PPMになるよう添加することにより、植
物成長剤として用いることができる。
【0016】ペースト製剤 当該ペプチドを0.01〜10PPMペースト材料に練
りこみ植物成長促進剤を製造する。ペースト材料として
は脂肪、脂肪油、ラノリン、ワセリン、パラフィン、ろ
う、樹脂、プラスチック、グリコール、高級アルコール
類、グリセリン等、好ましくはワセリン、ラノリンがあ
げられる。
【0017】前記のように製造したペースト製剤を接ぎ
木された植物の接ぎ木部分、あるいは果実の果柄部分、
あるいは切断時の切断面等に塗布することにより植物成
長剤として用いることができる。
【0018】化合物(I)の具体例として
【0019】
【化3】
【0020】が例示される。以下に本願発明の植物細胞
増殖因子の植物細胞増殖活性を試験例で示す。
【0021】試験例1.
【0022】(1)アスパラガス遊離細胞の調製 長さ約10cmのアスパラガス葉状茎を、生物検定には
1本、調製培養液(CM)の調製には200mlあたり
4本使用した。採集した葉状茎は、70%エタノールに
30秒間浸漬後、10倍希釈アンチホルミンに100m
lあたり2滴のTween20を加えた溶液中で10分
間滅菌し、さらに滅菌蒸留水で3回洗浄した。次に、ク
リーンベンチ内にてガラス製ホモジェナイザー(22×
167mm、岩城硝子)を用い、滅菌蒸留水中で葉状茎
を破砕後、破砕液を37μmのステンレス製メッシュ
(飯田製作所)で濾過し、濾液を遠心分離(100×
g、3min、Kubota KS−5000)するこ
とにより遊離単細胞を沈殿させた。沈殿した遊離単細胞
は再度滅菌蒸留水に懸濁させ、遠心分離後に上清を除去
する操作を3回繰り返し、完全に夾雑物を除いた。
【0023】(2)培地の調製 第1表に示した液体培地を、使用直前に保存液を目的濃
度の4倍濃度となるように蒸留水で希釈して調製し、
1.0N KOHでpH5.8とした後、滅菌フィルタ
ー(ADV ANTEC DISMIC−25cs
0.20μm)を用いて濾過滅菌した。培地組成を第1
表に示す。
【0024】
【表1】
【0025】(3)CMの採取 遊離単細胞懸濁液を、ビュケルチュルク血球計算盤(日
本臨床器械工業)を用いて、約5.0×105 cell
s/mlとなるように調製し、その50mlと2倍濃度
の液体培地50mlの合計100mlを300mlの三
角フラスコに加え、シリコン栓をかぶせて、暗黒下、2
8℃、120rpmの条件で浸盪培養(高崎科学器械
TB−25R)した。細胞増殖が最大となる培養開始1
0日目に、吸引濾過(ADVANTEC No.2)に
より調製培養液(以下CMという)を回収し、−30℃
で凍結保存した。
【0026】(4)培養細胞の調製 (1)の方法により得られたアスパラガスの遊離細胞を
(2)の方法により調整した培地に移植し、本発明の植
物細胞増殖因子を添加して培養し、培養アスパラガス細
胞の増殖に対する植物細胞増殖因子の影響をコロニー形
成率の変化を測定することにより調べた。
【0027】(i)細胞の培養 細胞培養には24穴のマイクロプレート(IWAKI
3820−024)を用いた。マイクロプレート1穴あ
たり、あらかじめ目的とする細胞密度の2倍密度となる
ように調整したアスパラガスの遊離単離細胞懸濁液25
0μl、4倍濃度の液体培地125μl、滅菌蒸留水1
25μl、または濾過滅菌(ADVANTEC DIS
MIC−13cp 0.20μm)後希釈した(3)で
得られたCM 125μlを加えよく撹拌し、蒸散防止
のためビニルテープでシールドした後、暗黒下、28
℃、120rpmの条件で振盪培養(TAITEC B
R−300L)した。
【0028】(ii)細胞の観察 1穴ごとに100倍の倒立顕微鏡(OLIMPUS C
K2)下で、視野内に存在する生存細胞数(コロニー形
成細胞を含む)、死細胞数、およびコロニー形成細胞数
をカウントし、3穴以上の観察結果をもとにして、以下
の計算式に従いコロニー形成率(colony for
mation frequency)、および細胞生存
率を算出した。
【0029】C(%)=a/bX100 C:コロニー形成率 a:コロニー形成細胞数
b:生存細胞数 L(%)=〔b/(b+d)〕×100 L:細胞生存率 b:生存細胞数 d:死細胞数
【0030】(iii )化合物(I)の植物細胞増殖活性
(コロニー形成率)へ与える影響 5×104 cells/mlおよび2.5×104 ce
lls/mlのアスパラガスの遊離細胞培養液中に、実
施例1で得られた化合物1、参考例1で得られた化合物
aを最終濃度(10-5〜10-9M)になるように加え、
細胞を培養した。各濃度におけるアスパラガス培養細胞
のコロニー形成率を測定し、ED50を測定した。結果を
第1表に示した。
【0031】
【表2】
【0032】第2表によればトリペプチドの化合物1は
非常に強い細胞増殖活性を示した。
【0033】
【実施例】
実施例1 化合物1は、ペプチド合成液層法により以下のように行
った。ペプチド協会より購入したFmoc−Tyr(t
−Bu)(式中、Fmocは9−フルオレニルメトキシ
カルボニルを表し、t−Buは第三級ブチルを表す)を
用いて常法によりFmoc−Tyr(t−Bu)−OB
zl(式中、Bzlはベンジルを表す)を製造した(ダ
ーンら、ジャーナル オブ オルガニック ケミストリ
ー、47巻、1962〜1965頁、1982年)。得
られたFmoc−Tyr(t−Bu)−OBzlに対し
てFmoc−Ile“ペプチド協会製”およびFmoc
−Tyr(t−Bu)を連続的に縮合剤ジエチルホスフ
ァシアニデート(以下DEPCという)を用いて常法に
より結合させた(中尾ら、ケミカルファーマ ブルチ
ン、37巻、930〜932頁、1989年)。得られ
たFmoc−Tyr(t−Bu)−Ile−Tyr(t
−Bu)−OBzに95%トリフルオロ酢酸溶液を添加
してt−Bu基を脱離させた後、シリカゲルクロマトグ
ラフィーに付し、クロロホルム−アセトン(9:1)混
合溶媒で溶出した。
【0034】得られたFmoc−Tyr(OH)−Il
e−Tyr(OH)−OBz〔35mg,0.1mmo
l〕をN,N−ジメチルホルムアミド(以下DMFとい
う)−ピリジン〔配合比4:1〕の混合溶液に溶解し、
更にN,N−ジメチルホルムアミド スルファトリオキ
サイド(30当量)を加え12時反応させた。反応液を
濃縮した後、10%アンモニウムヒドロキシドで中和し
てから、n−ブタノールで抽出した。残存する保護基の
うちベンジル基は触媒還元反応によって(二木ら、ジャ
ーナル オブ ケミカル ソサエティー パーキン ト
ランザクション1、1739〜1744頁、1990
年)、Fmoc基は50%ピペリジン含有DMFと1時
間反応させることによって脱離させた。粗生成物を冷却
エーテル30mlで沈殿させた後、10%アンモニウム
ヒドロキシド(20ml)で溶解し、Develosi
l ODS−10カラム(20×250mm 野村化
学、瀬戸日本)を用いた高速液体クロマトグラフィー
(以下HPLという)に付した。溶出は、8%アセトニ
トリル含有アンモニウム酢酸を溶出液として用い流速2
0ml/分で行った。得られた化合物1の構造はFAB
−MSの物性データー(疑似分子イオンピーク m/z 63
8 [M-2H+Na] - ;分子イオンピークm/z 616 [M-H] -
フラグメントイオン m/z 536 [M-H-SO3] - )からH−
Tyr(SO3 H)−Ile−Tyr(SO3 H)−O
Hであると決定した。
【0035】参考例1 Fmoc−Tyr(t−Bu)−OBzlとFmoc−
IleのみをDEPACにより反応させる以外は実施例
1と同様の方法によりTyr(SO3 H)−Ileの構
造を持つ化合物aを得た。
【0036】
【発明の効果】本発明により、大量合成が可能で強い植
物細胞増殖活性を持つ植物成長剤が提供される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】 (式中、R1 又はR2 の少なくとも一つはSO3 Hを表
    し、他はHを表し、Zはα−アミノ酸残基を表し、Xは
    H又はアシルを表し、YはOH、低級アルコキシ、又は
    NH2 を表す)で表されるペプチド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のポリペプチドを含有する
    ことを特徴とする植物成長剤。
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