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南極細菌分離株が産生する紫色色素ビオラセインの産生と抗増殖効果
Production and antiproliferative effect of violacein, a purple pigment produced by an Antarctic bacterial isolate.
PMID: 32681377 DOI: 10.1007/s11274-020-02893-4.
抄録
我々は、南極細菌単離株が産生する紫色色素の産生とその利用の可能性を検討した。この色素は、多くの細菌株が産生する代謝産物であるビオラセインと同定され、多くの細胞株で抗増殖活性を有することが報告されている。その結果、3.6g/Lのグルコースを添加したトリプティック大豆ブロス培地では、20℃で最高収量を達成した。5Lのバイオリアクター（77mg/Lの粗顔料）でプロセスをスケールアップすると、顔料生産の収量は2倍になった。この色素を精製し、質量分析（DI-EI-MS）および核磁気共鳴（NMR）分光法によりビオラセインとして同定した。その結果、純粋な色素は抗増殖活性を有し、HeLa細胞（子宮頸部細胞癌）をシスプラチンに感作することがわかった。また、小核アッセイを行った結果、HeLa細胞では遺伝毒性は認められませんでした。これらの結果は、この色素が子宮頸がんの抗がん剤やシスプラチンに対する感作剤として利用できる可能性を示唆している。
We studied the production and the potential use of a purple-pigment produced by an Antarctic bacterial isolate. This pigment was identified as violacein, a metabolite produced by many bacterial strains and reported that it has antiproliferative activity in many cell lines. We analyzed the effect of temperature and the composition of the growth medium on pigment production, achieving the highest yield at 20 °C in Tryptic Soy Broth medium supplemented with 3.6 g/L glucose. We doubled the yield of the pigment production when the process was scaled up in a 5 L bioreactor (77 mg/L of crude pigment). The pigment was purified and identified by mass spectrometry (DI-EI-MS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy as violacein. We performed survival assays that showed that the pure pigment has antiproliferative activity and sensitize HeLa cells (cervix cell carcinoma) to cisplatin. Besides, the pigment did not show genotoxic activity in HeLa cells as found performing micronucleus assays. These results suggest that this pigment may be used as anticancer or sensitizer to cisplatin drug in cervix cancer.