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抗がん性色素ヴィオラセインの

新規生産技術

高知工科大学 環境理工学群

教授 榎本恵一

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研究背景

ヴィオラセインとは？

細菌由来の生理活性色素

抗菌作用

抗カビ作用

抗トリパノソーマ作用

抗潰瘍作用

抗がん作用（白血病、メラノーマ、大腸がん）

violacein

抽出された

ヴィオラセイン

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新技術の基となる研究成果・技術

1. ヴィオラセイン産生細菌の分離

2. 抗がん作用

3. プロテインキナーゼ阻害作用

4. 合成酵素遺伝子群の分離と発現

5. 自己誘導物質による 合成制御

6. 変異細菌株の発見

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1.ヴィオラセイン産生細菌の分離

室戸岬

高知県海洋深層水研究所

採水地点 (水深: 320m)

室戸岬

2600m

海洋深層水採取地

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主なヴィオラセイン産生細菌

ヴィオラセイン産生細菌

Janthinobactierium lividum

Chromobacterium violaceum

Pseudoalteromonas luteoviolacea

Pseudoalteromonas denitrificans

Pseudoalteromonas sp. 710P1

(陸産)

(海産) Pseudoalteromonas sp. 520P1

赤字は分離細菌

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2.抗がん作用

ヒト白血病細胞に対するヴィオラセインの細胞毒性

MTS法

ヴィオラセイン添加

トリパン

ブルー法

ヴィオラセイン添加24時間後

細胞のアポトーシス誘導

HL60細胞

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3.プロテインキナーゼ阻害作用

0 10 20 30 ヴィオラセイン濃度（μM）

0

0.02

0.04

リン酸化

(nm

ol

Pi/

20 m

in)

プロテインキナーゼC

触媒ユニット

プロテインキナーゼA

プロテインキナーゼC

classical PKC

novel PKCの一部

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HN HN

O

NH

HOO

Violacein

NH

H2N

COOH

Trp

VioA

NH

HN

COOH

IPA

VioB x VioE

VioD

VioC

HNN

O

NHProdeoxyviolacein

HNN

O

NH

HO

Proviolacein

L-Tryptophan (indole-3-pyruvic acid)

imine

NH

HO

O NH

NH

OH

OHN

Intermediate

product

4.合成酵素遺伝子の分離と発現

合成酵素遺伝子群を

組み込んだ大腸菌

合成酵素遺伝子群

ヴィオラセイン合成経路

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5.自己誘導物質による合成制御

クオラムセンシング機構による制御 細菌増殖→バイオフィルム形成→オートインデューサー蓄積→ヴィオラセイン合成

自己誘導物質

（オートインデューサー） N-(3-oxooctanoyl)-homoserine lactone

細菌増殖

ヴィオラセイン オート

インデューサー

Vio

lace

in p

rod

uctio

n (

575

nm

)

Re

lative

activity o

f a

uto

indu

ce

r (m

m)

ヴィオラセイン合成の時間経過 静置培養 振とう培養

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6.変異細菌株の発見

0

0.5

1

1.5

2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

time (hours)

Abs

orba

nce

at 5

75 n

m

4-1-2 violacein production curve 4-2-3 violacein production curve

野生株

変異株

振とう培養時間(h)

Vio

lace

in p

rod

uctio

n (

575

nm

)

変異株は振とう培養下で色素をつくることができる。

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従来技術とその問題点

• 培養条件の複雑さ

– クオラムセンシングによる色素合成制御

–静置培養が必要

–長い培養時間（７～１０日間）

–収量が不安定

• 大量生産が困難

• コスト高

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 振とう培養が可能

–生産量が安定

–色素の収量増大（約2倍）

–短時間培養（2～3日）

–色素純度の向上

• 工業的生産が視野

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想定される用途

• 抗がん作用、アポトーシス誘導作用、プロテインキナーゼ阻害作用を利用した試薬や医薬

• 抗生作用、抗カビ作用を利用した

化粧品添加物

• 色素であることを利用した化粧品原料、

食品添加物、衣料用染料、印刷原料

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想定される業界

• 利用者・対象

試薬、医薬、化粧品原料、食品添加物

染色、印刷等に関わる企業

• 市場規模

例：試薬

最も実用化に近いが、他用途への展開による市場の拡大を期待

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実用化に向けた課題

• 現在、10Ｌ～20Ｌ規模の培養は達成されている。

• 抽出色素の簡便迅速な精製法についても目途を付けつつある。

• 実用化に向けて、工業的規模での色素生産と用途に応じた色素の物性・安全性などの検証が必要。

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企業への期待

• 色素の用途開発をしていただける企業との共同研究を希望します。

• また、色素生産を担当していただける企業を求めています。

• それ以外に、市場調査や市場開拓の手段をお持ちの企業に期待しております。

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：プロテインキナーゼ阻害剤及びその製造方法、並びに癌治療用医薬組成物及び試薬

• 出願番号 ：特願2008-301770

• 出願人 ：高知工科大学

• 発明者 ：榎本恵一、細川覚司

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産学連携の経歴

• 2000年-2004年 海洋深層水利用企業（製塩、食品、製氷）との共同研究

• 2007年 JSTシーズ発掘試験事業に採択

（抗がん性色素の生理活性）

• 2009年 JSTシーズ発掘試験事業に採択

（細菌を用いた抗がん性色素の生産）

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参考文献

• Yada et al. (2008) Isolation and characterization of two

groups of novel marine bacteria producing violacein.

Mar. Biotechnol. 10, 128-132.

• Wang et al. (2008) Quorum sensing signaling molecules

involved in the production of violacein by Pseudoalteromonas.

Biosci. Biotechnol. Biochem. 72, 1958-1961.

• Zhang and Enomoto (2011) Characterization of a gene cluster

and its putative promoter region for violacein biosynthesis in

Pseudoalteromonas sp. 520P1.

Appl. Microbiol. Biotechnol. 90, 1963-1971.

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お問い合わせ先

高知工科大学 環境理工学群

教授 榎本 恵一

ＴＥＬ 0887－53 － 1050

ＦＡＸ 0887－57 － 2520

e-mail enomoto.keiichi＠koch-tech.ac.jp