JPS6143039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔〕 発明の背景 本発明は、微生物学的にプロジギオシンを製造
する方法に関する。さらに具体的には、本発明
は、新菌株を使用するプロジギオシンの製造法に
および新しい合成培地を使用するプロジギオシン
の製造法に関する。 プロジギオシンは抗バクテリア、抗カビ、抗原
生動物等の活性を持つ抗生物質であり、コクシジ
オイドミコシスに対しては臨床実験も報告されて
いる（R.H.Wierら．Am.J.Med.Sec.224、70
（1952））。その毒性については、結晶標品をアス
コルビン酸とグルコースと共にコロイド状に調製
したものを静脈注射したときにその部位に血柱症
を起すのみであると報告されている（G.V.
TaplinらAm.J.Roentgenol.Radium Ther.Nucl.
Med.71、294（1954））。また、近年の研究によれ
ば、プロジギオシンは胎児毒性の少ない抗生物質
として有用であるとされており（G.S.Kalesperis
らCan.J.Microbiol.21．213（1974））、さらに抗
腫瘍活性を有することが知られている。 プロジギオシンは従来から微生物学的方法で生
産されており、その場合の使用菌株としては
Chromobacterium prodigiosum（Serratia
marcescens）（「メルクインデツクス」第８版
（1968））およびB.prodigiosus（Serratia
marcescens）（「医学英和大辞典」南山堂（1971
年））が知られている。しかしながら、これら公
知の菌株にはプロジギオシン生産能が必ずしも高
くないものがあり、また一般にプロジギオシン生
産能がより一層高い菌株が望まれることはいうま
でもない。 一方、このような微生物学的方法には、種々の
培地が提案されている。はじめは寒天を含む固体
培地が用いられていたが、大量培養の困難さから
液体培地が指向されるようになつた。これらの培
地のうち最もよくプロジギオシンが生産される培
地はグリセロール−ペプトン培地（M.I.
Bunting、Cold Spring Harbor Symposia
Quant.Biol.11 25（1946）であるが、天然培地
であることならびに高価な培地材料を用いなけれ
ばならないことに問題があつた。しかし、他の培
地は、合成培地をも含めて、いずれもグリセロー
ル−ペプトン培地使用の場合より低くて、プロジ
ギオシンの工業的生産の観点からは問題とならな
い。 ある種の高級不飽和脂肪酸たとえばオレイン酸
を培地に添加するとプロジギオシン生産が促進さ
れるという報告がある（A.W.Linnaneら、
Australian J.Sci.16 27（1953））。 〔〕 発明の概要 要 旨 本発明はプロジギオシンの微生物学的生産に際
しての上記の問題点に解決を与えることを目的と
し、微生物としてセラチア・マルセセンス種新菌
株の使用およびセラチア・マルセセンス種菌株培
養用の新培地の使用によつてこの目的を達成しよ
うとするものである。 セラチア・マルセセンス（Serratia
marcescens）Ｒ−２菌株（微生物受託番号 微
工研菌寄第3995号）を炭素数12〜18の高級脂肪
酸、その塩、またはそのエステルを唯一のまたは
主たる炭素源とする培地で培養して菌体内または
培地中にプロジギオシンを生成蓄積させること、
を特徴とするものである。 効 果 本発明によるセラチア・マルセセンス種の新菌
株Ｒ−２は、特に本発明培地を使用した場合に他
の供試菌株に比べてプロジギオシン生産能が高
い。また、本発明による培地では、公知の培地で
は最も有効であつたグリセロール−ペプトン培地
を上廻るプロジギオシン生産能が認められる。 ある種の高級不飽和脂肪酸の添加がプロジギオ
シン生産を促進することは公知であることは前記
した通りであるが、高級脂肪酸を唯一の炭素源と
する完全合成培地でのプロジギオシンの生産は従
来未知であつたし、またこのような完全合成培地
でプロジギオシンが生産しえてしかも高収率であ
るということは思いがけなかつたことであるとい
えよう。特に、低級脂肪酸ではプロジギオシンの
生産が認められなかつたことからいつて然りであ
る。 本発明による培地は組成が単純であるため、生
産蓄積されたプロジギオシンの分離精製が容易で
あるという効果も得られる。 〔〕 発明の具体的説明 １ Ｒ−２菌株 本発明で使用される新菌株は下記の菌学的性
質を持つところから、バージーの「マニユア
ル・オブ・デターミナテイブ・バクテリオロジ
ー」第８版よりセラチア・マルセセンス
（Serratia marcescens）に属するものと同定
され、セラチア・マルセセンスＲ−２株と名づ
けられたものである。また、この菌株は工業技
術院微生物工業技述研究所に寄託されている。 (1) 菌学的性質 分離源 高崎市土壤 形態的性質 (1) 菌 形 桿 菌 (2) 大きさ 0.2〜0.6×1.0〜1.8μ (3) 運動性 周毛、運動性あり (4) グラム染色 陰 性 培養的性質 肉汁寒天板培養あるいは斜面培養において
発育良好。表面は滑らか、辺縁ははつきりし
ている。色は赤色。粘性を帯びている。 生理的性質 (1) 生育温度 15〜34℃ (2) 生育PH PH５〜10、最適 PH7.5 (3) 酸素要求性 通性好気性 (4) カタラーゼ生産 陽 性 (5) 硝酸還元性 陽 性 (6) メチレンブルー還元性 陽 性 (7) ゼラチン乳化 層状乳化 (8) B.C.Pミルクに対する作用 プロテアー
ゼによる凝集とペプトン化 (9) インドール生産 不 定 (10) 硫化水素生産 陽 性 (11) アンモニア生産 陽 性 (12) アセチルメチルカルビノール生産 陽
性 (13) メチルレツド試験 酸生成 陰 性 (14) シアスターゼ生産 陰 性 (15) 炭水化物の分解（Hugh and Leifson
の培地） (イ) グルコース、フラクトース、マルトー
ス、シユクロース、グリセロール 好気的、嫌気的に酸生成、ガス発生せ
ず、 (ロ) キシロース 好気的にゆつくりと、嫌
気的に非常にゆつくりと酸生成、ガス発
生せず、 (ハ) ラクトース 非常にゆつくりと酸生
成、ガス発生せず、 (ニ) アラビノース 好気的にのみ非常にゆ
つくりと酸生成、ガス発生せず、 (ホ) スターチ 酸生成せず、ガス発生せず (16) 陽性。たゞし、脱窒性は陰性 (17) DNAaseテスト 陽 性 (18) ヌクレオシドホスホトランスフエラー
ゼテスト 5′−ヌクレオチドを生産する。 (2) 寄 託 (1) 本菌株は、昭和52年３月26日に工業技術
院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第3995
号（微生物保管委託申請書受理番号第3995
号）として寄託されている。 (3) Ｒ−２株の効果 本発明に係るセラチア・マルセセンスＲ−
２株の菌学的性質は上記の通りであつて、こ
の菌株は分類学的性質において公知のセラチ
ア・マルセセンス株との間に有意差は認めら
れない。 しかし、このＲ−２株はプロジギオシン生
産性が公知のセラチア・マルセセンス株に比
べて有意に高いという特徴を有する（後記実
施例３参照）。 ２ 培地条件 本発明合成培地は、炭素源の観点からいつて
特定されたものである。 (1) 炭素源 本発明による合成培地は炭素源に特色があ
つて、炭素数12〜18の高級脂肪酸、その塩、
またはそのエステルを唯一のまたは主たる炭
素源とするものである。 高級脂肪酸としては、飽和または不飽和の
モノカルボン酸が特に好ましい。最も適当な
のは、オレイン酸である。 高級脂肪酸の塩としては、アルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩、マンガン塩、鉄
塩、アンモニウム塩、その他がある。水溶性
の塩が適当である。オレイン酸アルカリ金属
塩およびアンモニウム塩が代表的である。 高級脂肪酸のエステルとしては、メチルエ
ステル、エチルエステル、ｎ−ブチルエステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル
（ツイーン）その他がある。 これらの高級脂肪酸化合物は、菌の生育を
阻害しない限り合目的な任意の濃度で使用す
ることができる。一般に0.5〜10％が適当で
あり、１〜3.5％が好ましい。 (2) 他の栄養源その他 上記のような高級脂肪酸化合物を唯一の炭
素源とすることを除けば、本発明の培地は必
要ないし所望の栄養源ないし補助成分を含む
ことができる。 窒素源としては培地に通常用いられる無機
態および有機態の各種窒素化合物を用いるこ
とができる。前記高級脂肪酸をアンモニウム
塩の形で使用することによつて窒素源を兼ね
させることもできる。硫酸アンモニウムが最
も好ましいが、硫酸アンモニウムの効果は硫
酸イオンの存在にも負うところがあるものの
ようであるので、硫酸アンモニウム以外の窒
素源を使用する場合は硫酸イオンを培地に添
加してプロジギオシン生産を促進することが
できる。窒素源は、培地で通常使用される範
囲の濃度で使用される。0.1〜１％が好まし
い。 その他、合成培地で使用されるリン酸塩、
マグネシウム塩、等の添加が必須ないし有利
であることはいうまでもない。これらの塩
は、合成培地に通常使用される濃度で使用さ
れる。 プロジギオシン生産を促進するため、マン
ガンイオンまたは２価ないし３価の鉄イオン
を培地に添加することもできる。また、プロ
ジギオシンを培地中に遊離させるため、界面
活性剤を添加することもできる。この場合の
界面活性剤は、前記高級脂肪酸化合物が水溶
性でない場合にこれを乳化するためにも有効
である。使用可能な界面活性剤としては、炭
素源として添加されている高級脂肪酸塩、
「トライトンＸ−100」、等がある。 培地の初発PHは6.5〜9.5、好ましくは7.0〜
9.0であるので、適当な酸（たとえば塩酸）
またはアルカリ（水酸化ナトリウム）で調節
する。 本発明の培地は典型的には完全合成培地で
あるが、希望するならば天然培地成分を併用
することができる。 ３ 培養条件 菌の培養は固体および液体培地で実施可能で
あるが、大量にプロジギオシンを生産取得する
ためには液体培地による好気培養が最も好まし
い。 培養温度は16〜34℃程度であつて、28℃附近
が最も好ましい。培養は、通気撹拌により通常
２〜３日間で完了する。 ４ プロジギオシンの取得 培養液からのプロジギオシンの取得は、天然
有機化合物の分離に通常用いられる手法を適宜
組合せて行なわれる。プロジギオシンの分離精
製に採用された公知の方法を用いることかでき
るのはいうまでもない。好ましい分離精製法
は、たとえば、溶媒抽出後に鹸化し、塩基であ
るプロジギオシンを硫酸、塩化水素、過塩素酸
との塩にし、その後遊離型の色素にもどし、熱
エタノール、アンモニア水等から再結晶する方
法である。 このようにして精製されたプロジギオシンは
赤色結晶で、その元素分析値、可視および紫外
吸収スペクトル、赤外吸収スペクトル、および
マススペクトルはいずれもプロジギオシンの文
献値と一致した。

【表】

【表】 イソプロパノール
λ ＝466mμ、336mμ、280mμ.
max
５ 実験例 実施例 １ 従来のプロジギオシン生産培地と、本発明の
脂肪酸培地でのプロジギオシン生産量の比較を
行なつた。 実験方法 ブイヨンスラントに保存したセラチア・マル
セセンスＲ−２の１白金耳をブイヨン液体培地
100mlに植菌し、24時間、30℃で振とう培養し
たものを前培養液として、この前培養液0.5ml
を50mlの表−１に示す各種培地に植え、２日
間、30℃で振とう培養した。プロジギオシンの
測定は、得られた培養液の１mlを９mlの酸性メ
タノール（４容1NHCl＋96容メタノール）で抽
出、遠心分離後の上澄を534ｍμで比色するこ
とによつて行なつた。 結 果 結果は、表−１に示す通りであつた。

【表】

【表】 表１にみられるように、本発明によるオレイン
酸ナトリウム培地で著量のプロジギオシンが生産
され、完全合成培地としては他の培地よりはるか
に優れており、また天然培地のBuntingのペプト
ン−グリセロール培地を上まわる値であつた。 実施例 ２ 表１に示した、オレイン酸ナトリウム塩２％、
硫安0.4％、リン酸−カリウム0.3％、硫酸マグネ
シウム0.05％（PH8.0）の完全合成培地におい
て、炭素源としてオレイン酸ナトリウムの代りに
各種脂肪酸及びエステルの効果をみた。前培養、
本培養、測定は表１と同様に行なつたが、増殖は
培養液を有機溶媒混液（ブタノール、エタノー
ル、クロロホルム、10：10：１）で希釈して660
ｍμで比濁した。 結果は、表−２に示した通りであつた。

【表】

【表】 表−２にみられるように、セラチア・マルセセ
ンスＲ−２はC₂−C₁₀の低級脂肪酸を資化できな
いが、C₁₂〜C₁₈の高級脂肪酸は資化できてプロジ
ギオシンを生産する。しかしながら、高級脂肪酸
の内でもプロジギオシンの生産はほぼオレイン酸
に特異的であつた。高級脂肪酸以外にツイーン
80、ツイーン85等のオレイン酸エステルも資化さ
れてプロジギオシンが生産されるか、トリオレイ
ンはよく資化されるけれどもプロジギオシンは生
産されなかつた。 実施例 ３ 高級脂肪酸とくにオレイン酸からプロジギオシ
ンを生産する性質がセラチア・マルセセンスＲ−
２に特異的なものかどうかを確めるために、由来
の明らかなセラチア・マルセセンスの数株をオレ
イン酸培地で培養し、プロジギオシンの生産をみ
た。前培養、本培養、測定は実施例２と同様に行
なつた。 また、新菌株、Ｒ−２が本発明培地以外でも培
養可能であるかを確めるため、同様な実験を行な
つた。 結果は、下表に示す通りであつた。供試菌株
は、すべてセラチア・マルセセンスに属するもの
である。

【表】 表３に示すように、セラチア・マルセセンスに
属する菌株はおおむねオレイン酸を資化できる
か、プロジギオシンを生産できるグループとでき
きないグループに大別できるようであり、分類学
的にも興味が持たれると考えられる。また、本発
明Ｒ−２菌株は本発明培地以外でも培養可能であ
るが、本発明培地使用の場合ほどの他菌株に対す
る優位性は認められなかつた。 実施例 ４ オレイン酸培地２にセラチア・マルセセンス
Ｒ−２を接種し、30℃で48時間振とう培養した。
この培養液を種菌としてオレイン酸培地100に
植菌し、30℃で３日間ジヤーフアーメンターで通
気撹拌培養した。得られた培養液を硫安40％飽和
し、一夜８℃に放置後、浮遊した菌体をケイ藻土
過して集め、凍結乾燥して、ケイ藻土を含む、
凍結乾燥菌体約３Kgを得た。 凍結乾燥菌体1.5Kgをエタノール８で抽出
し、液に水５を加えて、溶液の色が黄色にな
るまで3NNaOH滴加した。このアルカリ溶液から
ヘキサン８で色素を抽出し水洗後、1NH₂SO₄3
と共に撹拌し、４℃に一夜放置した。生じた硫
酸塩を過して集め、エタノール200mlに溶解
し、等量の水を加え、3NNaOHを黄色になるより
大過剰加えたのち、ヘキサン500mlで抽出した。
ヘキサン層を水洗し、脱水してから、減圧濃縮し
た。残渣を熱エタノール−アンモニアから再結し
て一次遊離結晶を得て、これを石油エーテルに溶
解し、MgOと共に撹拌し、過し、液を減圧
濃縮し、残渣を熱エタノール−アンモニアから再
結して、二次遊離結晶380mgを得た。一次遊離結
晶母液から、同様の操作で二次結晶190mgを回収
した。 プロジギオシンは前述のように、種々の生理活
性をもつと報告されてきたが、本実施例で得られ
た結晶プロジギオシンについて若干の生理活性を
検討した。 グラム陽性のバクテリア、放線菌、カビに対し
て顕著な抗菌活性を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラチア・マルセセンス（Serratia
   marcescens）Ｒ−２菌株（微生物受託番号 微
   工研菌寄第3995号）を炭素数12〜18の高級脂肪
   酸、その塩、またはそのエステルを唯一のまたは
   主たる炭素源とする合成培地で培養して菌体内ま
   たは培地中にプロジギオシンを生成蓄積させるこ
   とを特徴とする、プロジギオシンの製造法。 ２ 炭素源がオレイン酸、オレイン酸アルカリ金
   属塩またはオレイン酸アンモニウム塩である、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。