專利名稱：含有輔酶q10的溶液的制備方法
技術領域：
本發明涉及從含有輔酶Q10的培養物、該培養物的處理物，或輔酶Q10的粗純化物中分離純化輔酶Q10的方法。
背景技術：
輔酶Q10廣泛存在于動植物的組織、微生物的細胞內，作為末端電子傳遞系統的必要成分，發揮著重要的作用。另外，其藥理作用為對充血性心力衰竭和冠心病、營養不良引起的肌營養障礙等有效，且作為藥品也是價值高的物質。
作為輔酶Q10的制備方法，一般為從培養輔酶Q10含有率高的微生物而得到的培養物中提取的方法。
作為從該培養物中純化輔酶Q10的方法，已知的方法一直以來都是使用有機溶劑等的提取法(特開平11-178595號等)。此外，作為從該提取液中純化輔酶Q10的方法，已知的方法是使用硅膠或活性氧化鋁的方法(特開昭63-91360號、特開平41-160953號等)。
但是，通過上述提取方法得到的提取液，除輔酶Q10外還含有大量的輔酶Q10類似物，難以從該提取液中直接通過結晶法得到高純度的輔酶Q10純化物。
通過使用硅膠或活性氧化鋁的方法，使用含有大量輔酶Q10類似物的該提取液時，不能高效地分離純化輔酶Q10。另外，硅膠或活性氧化鋁價格高，在工業規模生產時還存在成本高的問題。

發明內容
本發明的目的是提供從含有輔酶Q10的培養物、該培養物的處理物、或輔酶Q10的粗提取物中經濟地分離純化高純度的輔酶Q10的方法。
本發明涉及以下(1)～(6)項。
(1)包括以下步驟的含有輔酶Q10的溶液的制備方法。
向有生產輔酶Q10能力的微生物在培養基中培養得到的培養物、該培養物的處理物、或輔酶Q10的粗純化物中，加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，溫度保持在0℃以上、30℃以下的步驟；[2]從步驟[1]得到的溶液中分離獲得不溶物的步驟；[3]向步驟[2]得到的不溶物中加入85～100v/v％的濃度的甲醇溶液，保持溫度在高于30℃、80℃以下的步驟；和[4]除去步驟[3]得到的溶液中的不溶物的步驟。
(2)如上述(1)所述的方法，其特征在于，向權利要求1中所述的方法的步驟[2]得到的不溶物中再次加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，保持溫度在0～30℃后，分離獲得不溶物的步驟重復一次以上，然后進行權利要求1所述的步驟[3]以后的步驟。
(3)如上述(1)或(2)所述的方法，有生產輔酶Q10能力的微生物選自擔子菌、真菌、酵母和細菌。
(4)如上述(1)或(2)所述的方法，其特征在于，培養物的處理物為從微生物的培養物的濃縮物、該培養物的干燥物、從該培養物中分離得到的菌體、該菌體的干燥物、該菌體的凍干物、洗滌該菌體得到的洗凈菌體、該洗凈菌體的干燥物或該洗凈菌體的凍干物。
(5)輔酶Q10的結晶的制備方法，其特征在于，使輔酶Q10的結晶從上述(1)或(2)所述的方法中得到的含有輔酶Q10的溶液中結晶析出。
(6)如上述(5)所述的方法，輔酶Q10的結晶為90.0％以上純度的結晶。
本發明方法中使用的有生產輔酶Q10能力的微生物，只要是有此能力的微生物，任何微生物均可。例如，可以舉出作為有生產輔酶Q10能力的微生物的擔子菌、真菌、酵母和細菌。更具體的說，可舉出屬于作為擔子菌的黑粉菌屬，作為真菌的曲霉菌屬、外擔子菌屬、地霉屬、紅曲霉屬、擬青霉屬、側孢霉屬和Tilletiopsis屬、作為酵母菌的短柄霉屬、酒香酵母屬、布氏彈孢酵母屬、假絲酵母屬、隱球酵母屬、擔子菌白冬孢酵母屬、卵孢菌母屬、紅酵母屬、Rhodosporium屬、裂殖糖酵母屬、擲孢酵母屬、球擬酵母屬、銀耳屬、絲孢酵母屬和鎖擲酵母屬、作為細菌的醋桿菌屬、土壤桿菌屬、棒狀桿菌屬、紅色桿菌屬、黃桿菌屬、甲基桿菌屬、微環菌屬、副球菌屬、葉桿菌屬、魚精蛋白桿菌屬、假單胞菌屬、根瘤菌屬、紅細菌屬和黃單胞菌屬(Xantomonas)的微生物等。
另外，通過基因重組等的方法，也可以在本發明的方法中使用輔酶Q合成酶被強化的屬于埃希氏菌屬的微生物和該酶被強化的具有上述的有生產輔酶Q10能力的微生物。
作為用于培養上述微生物的培養基，只要含有該微生物可利用的碳源、氮源、無機鹽類等、可有效地進行該微生物的培養的培養基，天然培養基、合成培養基均可使用。
作為碳源，只要是該微生物可利用的碳源即可，可以使用葡萄糖、果糖、蔗糖、含有它們的糖蜜、淀粉或淀粉水解物等的碳水化合物、醋酸、丙酸等的有機酸、乙醇、丙醇等的醇類等。
作為氮源，可以使用氨、氯化銨、硫酸銨、醋酸銨、磷酸銨等的無機酸或有機酸的銨鹽、其它含氮化合物、以及胨、肉提取物、酵母提取物、玉米漿、酪蛋白水解物、大豆粕和大豆粕水解物、各種發酵菌體和各種發酵菌體消化物等。
作為無機鹽，可以使用磷酸二氫鉀、磷酸一氫鉀、磷酸鎂、硫酸鎂、氯化鈉、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸銅、碳酸鈣等。
培養須在振蕩培養或深部通氣攪拌培養等的有氧條件下進行。培養溫度可為15～40℃，培養時間通常為16小時～14天。培養中的pH值優選保持在3.0～9.0。pH的調節可以使用無機或有機酸、堿性溶液、尿素、碳酸鈣、氨等進行。
培養結束得到的培養物可以直接用于本發明的純化方法，該培養物的處理物也可以用于本發明的純化方法。
作為該培養物的處理物，可列舉出該培養物的濃縮物、該培養物的干燥物、從該培養物中分離得到的菌體、該菌體的干燥物、該菌體的凍干物、洗滌該菌體得到的洗凈菌體、該洗凈菌體的干燥物或該洗凈菌體的凍干物等。
作為上述洗凈菌體，為用基本上不溶解輔酶Q10的溶劑洗凈的菌體，例如可列舉出用該溶劑洗滌1～10次，優選為2～7次，更優選為3～5次而得到的菌體。
作為上述洗滌所用的溶劑，優選使用水。
再者，在本發明中，基本上不溶解輔酶Q10也是指在輔酶Q10的工業純化法中具有可允許的程度的輔酶Q10的溶解性，具體指輔酶Q10的溶解度在0.05％以下，更優選為0.02％以下，進一步優選為0.01％以下。
微生物的菌體可以通過將培養物過濾、離心分離、膜分離等的分離操作，優選為通過離心分離操作而獲得。過濾操作可以采用Natsche漏斗，壓濾機，提籃式離心機等。
上述培養物及培養物的處理物也可以凍結保存，必要時融解使用。
通過本發明方法，可以從上述培養物，該培養物的處理物中純化輔酶Q10，除此之外還可以從輔酶Q10的粗純化物中純化輔酶Q10。
作為輔酶Q10粗純化物，可以列舉出含有較多輔酶Q10類似物的含有輔酶Q10的溶液、干燥物、凍干物或結晶析出物等，而這些物質的獲得方法可以為任何方法，例如，根據以往的方法使用有機溶劑從具有生產輔酶Q10能力的微生物培養而得到的培養物中萃取輔酶Q10的方法、干燥或凍干該提取液的方法，及使由該粗提取方法得到的提取液結晶析出的方法等。
作為含有較多輔酶Q10類似物的含有輔酶Q10的溶液，可以列舉出相對于95重量份的輔酶Q10，含有輔酶Q10類似物在5重量份以上的含有輔酶Q10的溶液。
作為輔酶Q10類似物，可以列舉出3-脫甲氧基輔酶Q10等的輔酶Q10結構類似物和紅極毛桿菌烯(spheroidene)等的類胡蘿卜素類等。
作為本發明方法所用的甲醇溶液，可以列舉出甲醇和甲醇水溶液。另外，也可列舉出向甲醇中添加其它有機溶劑而得到的甲醇溶液，只要能夠實現本發明的目的的溶液，即可作為在本發明方法中所用的甲醇溶液。
在由上述方法得到的微生物的培養物或該培養物的處理物，或輔酶Q10的粗提取物中加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，通過保持溫度為0℃以上、30℃以下，可以得到輔酶Q10含量高的不溶物。上述甲醇溶液的濃度和溫度，只要是甲醇溶液在此濃度和溫度下基本不溶解輔酶Q10的組合，就可以是任何濃度和溫度的組合。例如，作為甲醇溶液，使用甲醇或甲醇水溶液時，可列舉出濃度為50～100v/v％，溫度為0～30℃；更優選濃度為70～100v/v％，溫度為10～20℃；進一步優選濃度為80～100v/v％，溫度為20℃的組合。
作為在上述濃度和溫度下保持含有培養物等的溶液的方法，例如可以列舉出用攪拌器攪拌30分鐘～10小時，優選為1～5小時，更優選為1～2小時的方法。通過該方法，可以將該培養物中含有的輔酶Q10以外的輔酶Q10類似物從甲醇溶液中提取出來，可以得到含有輔酶Q10的不溶物。
上述步驟得到的含有輔酶Q10的不溶物可通過過濾、離心分離、膜分離等的分離操作與溶液分離。過濾可采用Nutsche漏斗，壓濾機，提籃式離心機等進行。
向通過上述一系列步驟得到的不溶物中再次加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，并重復上述一系列操作一次以上，例如通過重復數次，也可以獲得目的濃度的含有輔酶Q10的不溶物。
向通過上述一系列步驟得到的含有輔酶Q10不溶物中加入濃度為85～100v/v％的甲醇溶液，通過保持溫度為高于30℃、80℃以下，可以得到含有輔酶Q10的甲醇溶液。
向上述不溶物中加入的甲醇溶液的濃度和溫度，只要是使用的甲醇溶液在該濃度和溫度下，溶解在上述步驟分離中獲得的不溶物中含有的輔酶Q10，而且基本上不溶解輔酶Q10以外的夾雜物的濃度和溫度，就可以是任何濃度和溫度的組合。具體可例舉出，甲醇溶液的濃度85～100v/v％，溫度為高于30℃、80℃以下；更優選濃度為90～100v/v％，溫度為50～70℃；進一步優選濃度為95～100v/v％，溫度為60～70℃的組合。
作為在上述濃度和溫度下保持甲醇溶液的方法，可以列舉出，例如，用攪拌器攪拌30分鐘～10小時，優選為1～5小時，更優選為1～2小時的方法。通過該方法，可以獲得含有輔酶Q10的甲醇溶液。
通過從上述步驟得到的含有輔酶Q10的甲醇溶液中除去不溶物，可以分離獲得含有輔酶Q10的溶液。作為除去不溶物的方法，可列舉以通過過濾、離心分離、膜分離等的分離操作與溶液分離的操作。過濾可以采用Natsche漏斗，壓濾機，提籃式離心機等進行。
采用析晶法等方法使輔酶Q10的結晶從上述步驟得到的含有輔酶Q10的溶液中結晶析出，可以獲得輔酶Q10的結晶。
作為本發明方法所用的析晶方法，只要是能夠從本方明方法得到的含有輔酶Q10的溶液中使輔酶Q10結晶析出的方法，任何方法均可，例如可例舉出濃縮析晶法、冷卻析晶法和這些方法的組合。結晶條件只要可以使輔酶Q10的結晶析出，任何條件均可，該條件只要是本領域技術人員，無需試錯即可設定。作為冷卻析晶法中的析晶條件，可列舉出將上述步驟得到的含有輔酶Q10的溶液用1～30小時、優選2～20小時、更優選5～15小時冷卻至0～30℃、優選10～25℃、更優選15～20℃。
將由上述析晶方法析出的結晶通過過濾，離心分離，膜分離與溶液分離后，通過干燥可以得到輔酶Q10的結晶。向得到的結晶中加入甲醇溶液至濃度為85～100v/v％，保持溫度高于30℃低于80℃，使該結晶溶解后，將上述結晶方法重復一次以上，例如數次，可以提高該結晶的純度。
作為本發明方法得到的輔酶Q10結晶，可以列舉出輔酶Q10的純度在90.0％以上、優選95.0％以上、更優選97.0％以上、再優選99.0％以上的輔酶Q10的結晶。


圖1表示輔酶Q10對于甲醇溶液的溶解度圖。圖中表明了甲醇水溶液的溫度為●70℃、△50℃、◆30℃、20℃時，輔酶Q10的溶解度。
具體實施例方式
以下所示為本發明的實施例，但本發明并不僅限于這些實施例。
實施例1 從輔酶Q10與輔酶Q10類似物的混合物中有效率地除去輔酶Q10類似物的方法將具有下述表1所述成分的組成的培養基調整到pH9.0，添加1％的碳酸鈣后，在裝有121℃下滅菌10分鐘的1.8L培養基的3L發酵罐中接種生產輔酶Q10的類球紅細菌(Rhodobacter Sphaeroides)ATCC21286，并在28℃、攪拌轉數為450rpm條件下培養8天。表中的痕量元素是指含有88mg/L的四硼酸鈉(硼砂、Na2B4O7·10H2O)、37mg/L的鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]、8.8mg/L的硫酸鋅(ZnSO4)、270mg/L的硫酸銅(CuSO4·5H2O)、7.2mg/L的氯化錳(MnCl2·4H2O)和970mg/L的氯化鐵(FeCl3·6H2O)的溶液。
表1

培養結束后，向0.3ml的培養物中添加20％的鐵氰化鉀[K3Fe(CN)6]溶液1μl、2-丁醇0.3ml和玻璃珠0.3ml，通過使用Mulitibeadsshocker MB2000(安井器械社制)振蕩30分鐘使菌體破碎，完全提取出輔酶Q10和輔酶Q10類似物。將該破碎提取液以15000rpm離心分離10分鐘得到的上清液進行HPLC分析的結果，3-脫甲氧基輔酶Q10相對于輔酶Q10的比例為1％。
另一方面，培養結束后，將通過離心分離培養物收集菌體得到的80g濕菌體用水洗滌3次，得到洗凈菌體。向該洗凈菌體中加入10、20、40或60℃的100v/v％的甲醇500ml，攪拌1小時后，離心分離得到沉淀物。所得沉淀物中的3-脫甲氧基輔酶Q10(3-dmUBD)相對于輔酶Q10的比例用高效液相色譜法分析的結果如表2所示。
表2

由上述結果可以確認，通過使用本發明方法可以高效地從含有輔酶Q10和輔酶Q10類似物的溶液中除去輔酶Q10類似物。
實施例2 輔酶Q10相對于甲醇溶液的溶解度使用輔酶Q10標準品(和光純藥社制)，考察相對于甲醇水溶液的輔酶Q10的溶解度與溶液的濃度和溫度之間的關系。結果如圖1所示。
輔酶Q10的溶解度與甲醇濃度與甲醇水溶液溫度成比例的增加。
實施例3 從輔酶Q10生產菌的菌體中純化輔酶Q10將采用與實施例1同樣的方法得到的80g類球紅細菌ATCC 21286的濕菌體用水洗滌3次，得到洗凈菌體。向該洗凈菌體中加入作為提取溶劑的甲醇500ml，在20℃下攪拌1小時后，離心分離，除去含有大量夾雜物的甲醇溶液相。對得到的沉淀物重復上述甲醇提取操作2次。
接著，再次加入甲醇，在60℃下攪拌1小時后，通過過濾得到提取液。該提取液中相對于含有1重量份的3-脫甲氧基輔酶Q10，含有99重量份的輔酶Q10。
通過將該提取液用5小時以上冷卻至20℃，使輔酶Q10析出，得到輔酶Q10的粗結晶。在40℃的甲醇中溶解該結晶至濃度為0.5g/L后，通過用5小時冷卻至20℃，得到輔酶Q10的結晶。該結晶的純度為99.5％。
實施例4 從輔酶Q10生產菌的干燥菌體中純化輔酶Q10向采用與實施例1同樣的方法得到的培養物離心分離而得到的80g濕菌體中添加水，使其恢復漿狀后，通過噴霧干燥得到干燥菌體(水分含量為2.0w/w％)。向該干燥菌體中加入作為提取溶劑的500ml甲醇，在20℃下攪拌1小時后，離心分離，除去甲醇溶液相。對得到的沉淀物重復上述甲醇提取操作2次。
接著，再次加入甲醇，在60℃下攪拌1小時后，通過過濾得到提取液。該提取液中，相對于含有1重量份的3-脫甲氧基輔酶Q10，含有99重量份的輔酶Q10。
通過將該提取液用5小時以上冷卻至20℃，使輔酶Q10析出，得到輔酶Q10的粗結晶。在40℃的甲醇中溶解該結晶至濃度為0.5g/L后，通過用5小時冷卻至20℃，得到輔酶Q10的結晶。該結晶的純度為99.5％。
實施例5 由輔酶Q10生產菌的培養物中純化輔酶Q10在采用與實施例1同樣的方法得到的培養物0.5L中加入0.5L甲醇，在20℃下攪拌1小時后，離心分離，除去甲醇溶液相。對所得的沉淀物重復上述甲醇提取操作3次。
然后，再次加入甲醇，在60℃下攪拌1小時后，通過過濾得到提取液。該提取液中，相對于含有1重量份的3-脫甲氧基輔酶Q10，含有99重量份的輔酶Q10。
通過將該提取液用5小時以上冷卻至20℃，使輔酶Q10析出，得到輔酶Q10的粗結晶。在40℃的甲醇中溶解該結晶至濃度為0.5g/L后，通過用5小時以上冷卻至20℃，得到輔酶Q10的結晶。該結晶的純度為99.5％。
實施例6 使用甲醇水溶液純化輔酶Q10將采用與實施例1同樣的方法得到的培養物離心分離而得到的80g濕菌體用水洗滌，得到洗凈菌體。向該菌體中添加80v/v％的甲醇水溶液，在20℃下攪拌1小時后，離心分離，除去甲醇溶液相。對得到的沉淀物重復上述甲醇提取操作5次。
接著，添加95v/v％的甲醇溶液，在60℃下攪拌1小時后，通過過濾得到提取液。該提取液中，相對于含有1重量份的3-脫甲氧基輔酶Q10，含有99重量份的輔酶Q10。
通過將該提取液用5小時以上冷卻至20℃，使輔酶Q10析出，得到輔酶Q10的粗結晶。然后，在40℃的甲醇中溶解該結晶至濃度為0.5g/L后，通過用5小時以上冷卻至20℃，得到輔酶Q10的結晶。該結晶的純度為99.5％。
實施例7 從輔酶Q10的粗純化物中純化輔酶Q10將采用與實施例1同樣的方法制得的培養物離心分離而得到的濕菌體參照常規方法使用2-丁醇提取出輔酶Q10，參照常規方法使該提取液中的輔酶Q10吸附和解吸于合成吸附樹脂，通過使得到的含輔酶Q10的級分濃縮結晶，得到純度為82.9％的輔酶Q10粗純化物。向該粗純化物中添加80v/v％的含水甲醇溶液，在20℃下攪拌1小時后，離心分離，除去甲醇溶液相。對得到的沉淀物重復上述甲醇提取操作5次。
接著，添加95v/v％的甲醇溶液，在60℃下攪拌1小時后，通過過濾得到提取液。該提取液中，相對于含有1重量份的3-脫甲氧基輔酶Q10，含有99重量份的輔酶Q10。
通過將該提取液用5小時以上冷卻至20℃，使輔酶Q10析出，得到輔酶Q10的粗結晶。然后，在40℃的甲醇中溶解該結晶至濃度為0.5g/L后，通過用5小時以上冷卻至20℃，得到輔酶Q10的結晶。該結晶的純度為99.5％。
工業實用性通過本發明方法，可以經濟地從有生產輔酶Q10能力的微生物的培養物、該培養物的處理物或輔酶Q10粗純化物中純化出高純度的輔酶Q10。
權利要求
1.含有輔酶Q10的溶液的制備方法，包括以下步驟[1]向有生產輔酶Q10能力的微生物在培養基中培養得到的培養物、該培養物的處理物或輔酶Q10的粗純化物中，加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，溫度保持在0℃以上、30℃以下的步驟；[2]從步驟[1]得到的溶液中分離獲得不溶物的步驟；[3]向步驟[2]得到的不溶物中加入85～100v/v％的濃度的甲醇溶液，保持溫度在高于30℃、80℃以下的步驟；和[4]除去步驟[3]得到的溶液中的不溶物的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，向權利要求1中所述的方法的步驟[2]得到的不溶物中再次加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，保持溫度在0℃以上、30℃以下后，分離獲得不溶物的步驟重復一次以上，然后進行權利要求1所述的步驟[3]以后的步驟。
3.如權利要求1或2所述的方法，有生產輔酶Q10能力的微生物選自擔子菌、真菌、酵母和細菌。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，培養物的處理物為從微生物的培養物的濃縮物、該培養物的干燥物、從該培養物中分離得到的菌體、該菌體的干燥物、該菌體的凍干物、洗滌該菌體得到的洗凈菌體、該洗凈菌體的干燥物或該洗凈菌體的凍干物。
5.輔酶Q10的結晶的制備方法，其特征在于，使輔酶Q10的結晶從權利要求1或2所述的方法中得到的含有輔酶Q10的溶液中結晶析出。
6.如權利要求5所述的方法，輔酶Q10的結晶為90.0％以上純度的結晶。
全文摘要
本發明提供一種含有輔酶Q10的溶液的制備方法，包括以下步驟[1]向有生產輔酶Q10能力的微生物在培養基中培養得到的培養物，該培養物的處理物，或輔酶Q10的粗純化物中，加入甲醇溶液至濃度為50～100v/v％，溫度保持在0℃以上、30℃以下的步驟；[2]從步驟[1]得到的溶液中分離獲得不溶物的步驟；[3]向步驟[2]得到的不溶物中加入85～100v/v％的濃度的甲醇溶液，保持溫度在高于30℃、80℃以下的步驟；和[4]除去步驟[3]得到的溶液中的不溶物的步驟。
文檔編號C12P7/66GK1671852SQ0381777
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月25日 優先權日2002年7月25日
發明者村田英城, 米滿寬之 申請人:協和發酵工業株式會社