地衣類の単離培養を基盤とした新規有用物質の探索と二次代謝の制御に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13836009
• Research Institution: Kobe Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 棚橋 孝雄 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20171811)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱田 信夫 大阪市立環境科学研究所, 研究主任 (40270764) ; 竹仲 由希子 神戸薬科大学, 薬学部, 助手 (90289041) ; 伊藤 篤子 神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (10223132)
• Keywords: 地衣菌 / 単離培養 / 構造決定 / 生合成 / フェノール性化合物

Research Abstract

地衣類は地衣菌と地衣藻が共生した複合生物であるが,地衣菌を単離培養すると本来の地衣成分とは異なる二次代謝物を生産することがある.従って地衣菌の単離培養は新たな薬用資源として活用しうるとのコンセプトのもとに,日本国内各地で採集した地衣類から胞子由来の地衣菌を単離培養し,その成分検索を行った.Graphis属の地衣菌からは,クロモン類,ベンゾキノン類,ステロールを,Lecanora属の地衣菌からは,ジベンゾフラン類,キサントン類,およびカルボン酸類を,Pyrenula属の地衣菌からは,イソクマリン類を単離した.そのうち計13種は新規化合物であったので,それらの構造決定をおこなった.
またLecanoraおよびPyrenula属の地衣菌の代謝物の生合成を調べる目的で,^<13>Cで標識した酢酸を地衣菌培養に投与し,ナフトピロンおよびキサントン生合成における酢酸の取り込みとボリケタイド鎖の閉環様式を明らかにした.
これら単離地衣菌から得られた多様な代謝物は,共生状態の地衣類の地衣成分とは異なり,菌代謝物と構造的に類似した化合物が多かった.これは「地衣菌は自然界においては共生という生活形態をとるため,地衣藻にとって好ましくない代謝物の生合成の発現は抑制されている.しかし,単離培養条件下では共生を脱したことにより,本来持っていた地衣菌の二次代謝関連遺伝子が発現した」との仮説のもとに,代謝物の地衣藻Trebouxia ericiの成長におよぼす影響を検討した.その結果,単離地衣菌の生産する代謝物が地衣藻の成長を阻害する場合もあるが,必ずしも地衣藻にとって不都合とはいえないことが明らかとなった.さらに代謝物の生物活性の評価として,ヒト膀胱ガン細胞に対する増殖抑制活性についても検討を加えた.

Research Products

• [Publications] Yukiko Takenaka, Takao Tanahashi, Naotaka Nagakura, Nobuo Hamada: "Production of Anthraquinones by the Cultured Mycobionts of Xanthoria polycarpa and X. elegans"Lichenology. 1・1. 7-10 (2002)
• [Publications] Takao Tanahashi, Yukiko Takenaka, Naotaka Nagakura, Nobuo Hamada: "6H-Dibenzo[b,d]pyran-6-one Derivatives from the Cultured Lichen Mycobionts of Graphis spp and their Biosynthetic Origin"Phytochemistry. 62・1. 71-75 (2003)
• [Publications] Yukiko Takenaka, Takao Tanahashi, Naotaka Nagakura, Nobuo Hamada: "8-Hydroxycoumarin from the Cultured Lichen Mycobionts of Graphis scripta"Natural Medicines. 57・1. 34 (2003)