JP2001512030A - 新規カロテノイド産生細菌種とそれを用いたカロテノイドの生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスタキサンチンなどのカロテノイドを産生し分泌する新規細菌種を提供する。 【解決手段】 β−カロテン、エチネノン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニキサンチン、アドニキサンチン、アスタキサンチン、ゼアキサンチンなどのカロテノイドを小胞中に産生し分泌する新規Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．の基準株ＤＳＭ １１５７４、カロテノイド含有小胞、および（ａ）細菌種を炭素源、窒素源および無機物質源を含む栄養倍地中で培養し、（ｂ）細胞、そこから分泌された小胞および／または培地から個々のカロテノイド色素またはカロテノイド色素の混合物を回収する各段階を含むカロテノイドの生産方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の技術分野と背景） 本発明は新規細菌種に関する。１６ＳリボソームＲＮＡ分析で決定したところ
、この新種はＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属に最も類似する。しかし、この新規細菌種
はその生活環の少なくともいくつかの段階でカロテノイド含有小胞を産生し、盛
んに分泌するという、これまでに見られたことのない現象を示すので、この新規
細菌種はおそらく新しい属の最初の分離菌に相当するのだろう。さらに本発明は
、β−カロテン、エチネノン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、ア
ドニルビン（ａｄｏｎｉｒｕｂｉｎ）、シス−アドニキサンチン（ｃｉｓ−ａｄ
ｎｏｉｘａｎｔｈｉｎ）、アドニキサンチン（ａｄｏｎｉｘａｎｔｈｉｎ）、ア
スタキサンチン、ゼアキサンチンなど（ただしこれらに限らない）のカロテノイ
ドを、それらを産生し分泌する種を使って生産する方法に関する。 本発明のカロテノイドは飼料添加物、食品添加物、化粧品などとして役立つ天
然色素である。以下に詳述するように、とりわけアスタキサンチンは、サケ、マ
ス、マダイなどの養殖魚用の飼料添加物（色調改良剤など）として、また安全な
天然食品添加物として、産業上有用である。またアドニキサンチンは、その工業
的生産方法が確立されれば、食品添加物としても飼料添加物としてもアスタキサ
ンチンと同様に有望である。 またβ−カロテンは食品添加物、飼料添加物、医薬物質などとして使用されて
いる。エチネノンは食品添加物、飼料添加物などとして有望である。カンタキサ
ンチンは食品添加物、飼料添加物として、また化粧品などに使用されている。そ
してゼアキサンチンは食品添加物、飼料添加物などとして使用されている。

【０００２】 カロテノイドは生体に見られる黄色、橙色および赤色の多くを担っている天然
色素である。カロテノイドは自然界に広く分布し、様々な生体系で主要な生物学
的機能を２つ持っている。これらは光合成において集光性色素として働くととも
に、これらは光酸化的損傷から防護する。カロテノイドのこのような生物学的機
能、それらが持つ重要な産業上の役割、それらの生合成およびそれらを産生する
生物について、以下に述べる。 カロテノイドは、集光アンテナの一部として、光子を吸収し、そのエネルギー
をクロロフィルに伝達することにより、４５０〜５７０ｎｍの範囲の光の収集を
助けることができる［Ｃｏｇｄｅｌｌ ＲＪおよびＦｒａｎｋ ＨＡ（１９８７
）「光合成細菌におけるカロテノイドの機能のしかた」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏ
ｐｈｙｓ Ａｃｔａ ８９５：６３−７９；Ｃｏｇｄｅｌｌ Ｒ（１９８８）「
クロロプラストにおける色素の機能」Ｇｏｏｄｗｉｎ ＴＷ編「Ｐｌａｎｔ Ｐ
ｉｇｍｅｎｔｓ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ・ロンドン）の１８３−２５
５頁；Ｆｒａｎｋ ＨＡ、Ｖｉｏｌｅｔｔｅ ＣＡ、Ｔｒａｕｔｍａｎ ＪＫ、
Ｓｈｒｅｖｅ ＡＰ、Ｏｗｅｎｓ ＴＧおよびＡｌｂｒｅｃｈｔ ＡＣ（１９９
１）「光合成におけるカロテノイド：構造と光化学」Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ Ｃｈ
ｅｍ ６３：１０９−１１４；Ｆｒａｎｋ ＨＡ、Ｆａｒｈｏｏｓｈ Ｒ、Ｄｅ
ｃｏｓｔｅｒ ＢおよびＣｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ ＲＬ（１９９２）「光合成に
おけるカロテノイドからクロロフィルへのエネルギー移動の効率を制御する分子
特性」Ｍｕｒａｔａ Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅ
ｓｉｓ」（Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）第Ｉ巻の１２５−１２８頁；Ｃｏｇｄ
ｅｌｌ ＲＪおよびＧａｒｄｉｎｅｒ ＡＴ（１９９３）「光合成におけるカロ
テノイドの機能」Ｍｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１４：１８５−１９３参照］。
カロテノイドは光合成生物における集光アンテナのタンパク質−色素複合体の不
可欠な成分であるが、これらは光合成反応中心の重要な成分でもある。

【０００３】 総カロテノイドの大半は集光性複合体ＩＩ中に位置する［Ｂａｓｓｉ Ｒ、Ｐ
ｉｎｅａｗ Ｂ、Ｄａｉｎｅｓｅ ＰおよびＭａｒｑｕａｒｔｔ Ｊ（１９９３
）「光化学系ＩＩのカロテノイド結合タンパク質」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ
２１２：２９７−３０２］。光合成活性カロテノタンパク質（ｃａｒｏｔｅｎ
ｏｐｒｏｔｅｉｎ）の正体と集光系におけるそれらの正確な位置はわかっていな
い。好熱性シアノバクテリアＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．の光合成活性
クロロフィル−タンパク質複合体中のカロテノイドは、配向した試料の線二色性
分光法によって調べられた［Ｂｒｅｔｏｎ ＪおよびＫａｔｏ Ｓ（１９８７）
「光化学系ＩＩにおける色素の配向：Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．から
単離されたコア粒子とそのクロロフィル−タンパク質サブユニットの低温線二色
性研究」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ８９２：９９−１０７参
照］。これらの複合体は、膜面に接近して配向された５０５および４７０ｎｍ付
近を吸収するβ−カロテンプールを、主として含有していた。光合成不活性クロ
ロフィル−タンパク質複合体では、そのβ−カロテンが４９５および４６５ｎｍ
付近を吸収し、これらの分子は膜面に対して垂直に配向される。 カロテノイドがシアノバクテリアの光化学系（ＰＳ）ＩＩに関係するという証
拠は記述されている［Ｓｕｚｕｋｉ ＲおよびＦｕｊｉｔａ Ｙ（１９７７）「
光合成反応中心ＩＩの作用によって誘発されるカロテノイド光退色：ＤＣＭＵ感
受性」Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ １８：６２５−６３１；Ｎｅｗ
ｍａｎ ＰＪおよびＳｈｅｒｍａｎ ＬＡ（１９７８）「藍藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃ
ｏｃｃｕｓ ｃｅｄｒｏｒｕｍからの光化学系ＩおよびＩＩ膜粒子の単離と特徴
づけ」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ５０３：３４３−３６１参
照］。ＰＳＩＩの反応中心コアには２分子のβ−カロテンがあり［Ｏｈｎｏ Ｔ
、Ｓａｔｏｈ ＫおよびＫａｔｏｈ Ｓ（１９８６）「好熱性シアノバクテリア
Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．から精製した酸素発生複合体の化学組成」
Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ８５２：１−８；Ｇｏｕｎａｒｉ
ｓ Ｋ、Ｃｈａｐｍａｎ ＤＪおよびＢａｒｂｅｒ Ｊ（１９８９）「Ｓｙｎｅ
ｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６８０３からのＤ１／Ｄ２／チトクロムｂ−５５９
複合体の単離と特徴づけ」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ９７３
：２９６−３０１；Ｎｅｗｅｌｌ ＲＷ、ｖａｎ Ａｍｅｒｏｎｇｅｎ Ｈ、Ｂ
ａｒｂｅｒ Ｊおよびｖａｎ Ｇｒｏｎｄｅｌｌｅ Ｒ（１９９３）「偏光を用
いた光化学系ＩＩの反応中心の分光学的特徴づけ：ＰＳＩＩ反応中心におけるβ
−カロテン励起物質の証拠」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ １０
５７：２３２−２３８参照］、それらの正確な機能はまだはっきりしていない［
Ｍｕｒａｔａ Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
」（Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）第ＩＩ巻３−１２頁にＳａｔｏｈ Ｋによる
総説（１９９２）「ＰＳＩＩ反応中心の構造と機能」がある］。これら２分子の
連結した窿Ｊロテンは単離されたＰＳＩＩ反応中心においてクロロフィルＰ６８
０を光損傷から保護することが証明されており［Ｄｅ Ｌａｓ Ｒｉｖａｓ Ｊ
、Ｔｅｌｆｅｒ ＡおよびＢａｒｂｅｒ Ｊ（１９９３）「２分子の連結したβ
−カロテンが単離されたＰＳＩＩ反応中心においてＰ６８０を光損傷から保護す
る」Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ １１４２：１５５−１６４参
照］、これはＰＳＩＩのＤ１サブユニットの分解からの防護に関係するのかもし
れない［Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９３）「フィトエンからリコピンへの不飽
和化反応に関与する遺伝子と酵素」（抄録）カロテノイドに関する第１０回国際
シンポジウム、トロンヘイムＣＬ１−２参照］。好熱性シアノバクテリアＳｙｎ
ｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．の高度に精製された酸素発生ＰＳＩＩ複合体の集
光性色素は５０分子のクロロフィルａと７分子のβ−カロテンからなるが、キサ
ントフィル分子は含まない［Ｏｈｎｏ Ｔ、Ｓａｔｏｈ ＫおよびＫａｔｏｈ
Ｓ（１９８６）「好熱性シアノバクテリアＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．
から精製した酸素発生複合体の化学組成」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａ
ｃｔａ ８５２：１−８参照］。β−カロテンは緑藻類における活性なＰＳＩＩ
の集合に役割を果たすことが示されている［Ｈｕｍｂｅｃｋ Ｋ、Ｒｏｍｅｒ
ＳおよびＳｅｎｇｅｒ Ｈ（１９８９）「活性なＰＳＩＩの集合におけるカロテ
ノイドの重要な役割に関する証拠」Ｐｌａｎｔａ １７９：２４２−２５０参照
］。

【０００４】 Ｐｈｏｒｍｉｄｉｕｍ ｌｕｒｉｄｕｍから単離されたＰＳＩの複合体（Ｐ７
００一個につき４０個のクロロフィルを含有）は平均１．３分子のβ−カロテン
を含有していた［Ｔｈｏｒｎｂｅｒ ＪＰ、Ａｌｂｅｒｔｅ ＲＳ、Ｈｕｎｔｅ
ｒ ＦＡ、Ｓｈｉｏｚａｗａ ＪＡおよびＫａｎ ＫＳ（１９７６）「植物光合
成単位におけるクロロフィルの組織化」Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｓｙｍｐ Ｂｉ
ｏｌｏｇｙ ２８：１３２−１４８参照］。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ
．ＰＣＣ６３０１株から得られたＰＳＩ粒子の調製物（Ｐ７００一個につき１３
０±５分子のアンテナクロロフィルを含有）には１６分子のカロテノイドが検出
された［Ｌｕｎｄｅｌｌ ＤＪ、Ｇｌａｚｅｒ ＡＮ、Ｍｅｌｉｓ ＡおよびＭ
ａｌｋｉｎ Ｒ（１９８５）「シアノバクテリア光化学系Ｉ複合体の特徴づけ」
Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ ２６０：６４６−６５４参照］。大量のβ−カロテン
と、キサントフィル・クリプトキサンチンおよびイソクリプトキサンチンが、好
熱性シアノバクテリアＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｅｌｏｎｇａｔｕｓのＰＳ
Ｉ色素−タンパク質複合体に検出された［Ｃｏｕｆａｌ Ｊ、Ｈｌａｄｉｋ Ｊ
およびＳｏｆｒｏｖａ Ｄ（１９８９）「シアノバクテリアＳｙｎｅｃｈｏｃｏ
ｃｃｕｓ ｅｌｏｎｇａｔｕｓの光化学系Ｉ色素−タンパク質複合体のカロテノ
イド含量」Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａ ２３：６０３−６１６参照］。４
つのポリペプチド（分子量６２、６０、１４および１０ｋＤａ）からなる好熱性
シアノバクテリアＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．のＰＳＩのサブユニット
タンパク質複合体構造はＰ７００一個につきおよそ１０分子のβ−カロテンを含
有していた［Ｔａｋａｈａｓｈｉ Ｙ、Ｈｉｒｏｔａ ＫおよびＫａｔｏｈ Ｓ
（１９８５）「Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．から得られる複数の型のＰ
７００−クロロフィルα−タンパク質複合体：鉄、キノンおよびカロテノイド含
量」Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈ Ｒｅｓ ６：１８３−１９２参照］。このカロテノ
イドは、もっぱら、機能性およびアンテナクロロフィルａを保持する大きなポリ
ペプチドに結合している。これらの複合体の蛍光励起スペクトルから、β−カロ
テンはＰＳＩにとって効率の良いアンテナとして働くことが示唆された。

【０００５】 上述のように、カロテノイドのもう一つの基本的機能は、クロロフィルの励起
三重項状態によって引き起こされる光合成装置における光酸化過程から防護する
ことである。９個以上の炭素−炭素二重結合からなるπ−電子共役を持つカロテ
ノイド分子はクロロフィルから三重項状態エネルギーを吸収することができ、そ
うすることで、有害な一重項状態酸素ラジカルの形成を防止できる。Ｓｙｎｅｃ
ｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．では、カロテノイドの三重項状態が閉じたＰＳＩＩ中
心でモニターされたが、約２５ナノ秒というその立ち上がり速度はアンテナ中の
クロロフィル三重項からのエネルギー移動に帰される［Ｓｃｈｌｏｄｄｅｒ Ｅ
およびＢｒｅｔｔｅｌ Ｋ（１９８８）「１１ナノ秒の寿命を持つ閉じた光化学
系ＩＩにおける初期電荷分離．Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓから得られる酸素発
生性光化学系ＩＩ複合体を使ったフラッシュ吸収分光学」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉ
ｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ９３３：２２−３４参照］。ラジカル対形成の収率と比
較して低い収率を持つこの過程は、過度の励起による損傷からクロロフィルを保
護する上で役割を果たす。 生体内でのカロテノイドの防護的役割は、酸素放出型光合成を行なうすべての
生物でカロテノイド生合成を抑制するノルフルラゾンなどの漂白性除草剤の使用
によって解明されている［Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ編「Ｔａ
ｒｇｅｔ Ｓｉｔｅ ｏｆ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ａｃｔｉｏｎ」（ＣＲＣ Ｐ
ｒｅｓｓ・フロリダ州ボカラトン）の２５−４４頁にＳａｎｄｍａｎｎ ＧとＢ
ｏｇｅｒ Ｐによる総説（１９８９）「除草剤によるカロテノイド生合成の抑制
」がある］。明所でのノルフルラゾンによる処理はカロテノイドレベルとクロロ
フィルレベルの両方の低下をまねくが、暗所ではクロロフィルレベルは変化しな
い。ピリジノン除草剤フルリドン（ｆｌｕｒｉｄｏｎｅ）で処理されたＯｓｃｉ
ｌｌａｔｏｒｉａ ａｇａｒｄｈｉｉの細胞における光合成効率の抑制は、ミク
ソキサントフィル、ゼアキサンチンおよびβ−カロテンの相対的存在量の低下（
これは結果としてクロロフィル分子の光酸化を引き起こす）が原因であるとされ
た［Ｃａｎｔｏ ｄｅ Ｌｏｕｒａ Ｉ、Ｄｕｂａｃｑ ＪＰおよびＴｈｏｍａ
ｓ ＪＣ（１９８７）「シアノバクテリアの色素と脂質に対する窒素欠乏の効果
」Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ ８３：８３８−８４３参照］。

【０００６】 アンテナクロロフィルの過剰な励起エネルギーを非放射的に放散させるにはゼ
アキサンチンが必要であることが植物で証明されている［Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａ
ｍｓ Ｂ（１９９０）「植物中のカロテノイドと光防護：キサントフィル・ゼア
キサンチンの役割」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ １０２０：１
−２４；Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ ＢおよびＡｄａｍｓ ＷＷ ＩＩＩ（１９
９０）「カロテノイド・ゼアキサンチンとクロロフィル蛍光の高エネルギー状態
クエンチング」Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈ Ｒｅｓ ２５：１８７−１９７参照］。
藻類と植物では、ビオラキサンチンの光誘発性脱エポキシ化によるゼアキサンチ
ンの生成が光防護過程に関係している［Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ ＢとＡｄａ
ｍｓ ＷＷ ＩＩＩによる総説（１９９２）「強い光ストレスに対する植物の光
防護その他の反応」Ａｎｎ Ｒｅｖ Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐｌａｎｔ
Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ ４３：５９９−６２６がある］。ビオラキサンチンの光誘
発性脱エポキシ化と、暗所で起こるその逆反応は「キサントフィルサイクル」と
して知られている［Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ ＢおよびＡｄａｍｓ ＷＷ Ｉ
ＩＩ（１９９２）「強い光ストレスに対する植物の光防護その他の反応」Ａｎｎ
Ｒｅｖ Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ ４３
：５９９−６２６参照］。ゼアキサンチンを含有せず、放射エネルギー放散をお
そらく行なうことができないシアノバクテリア地衣類は高い光強度に対して感受
性であり、ゼアキサンチンを含有する藻地衣類は強い光ストレスに対して、より
耐性である［Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ Ｂ、Ａｄａｍｓ ＷＷ ＩＩＩ、Ｇｒ
ｅｅｎ ＴＧＡ、Ｃｚｙｇａｎ ＦＣおよびＬａｎｇｅ ＯＬ（１９９０）「一
方のパートナーがキサントフィルサイクルを持ち一方がキサントフィルサイクル
を持たないフィコシンビオデーム（ｐｈｙｃｏｓｙｍｂｉｏｄｅｍｅ）を形成す
る２つの地衣類における光ストレスに対する感受性の相違」Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ
８４：４５１−４５６；Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ ＢおよびＡｄａｍｓ Ｗ
Ｗ ＩＩＩ（１９９３）「日光順化葉のキサントフィルサイクル、タンパク質タ
ーンオーバーおよび高い耐光性」Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ １０３：１４１
３−１４２０；Ｄｅｍｍｉｇ−Ａｄａｍｓ Ｂ（１９９０）「植物中のカロテノ
イドと光防護：キサントフィル・ゼアキサンチンの役割」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉ
ｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ １０２０：１−２４参照］。藻類や植物とは対照的に、
シアノバクテリアはキサントフィルサイクルを持たない。しかしこれらは、ゼア
キサンチンと、クロロフィルの光防護を支持できる他のキサントフィル類とを大
量に含有する。

【０００７】 他にもいくつかの機能がカロテノイドに帰されている。カロテノイドが近紫外
（ＵＶ）照射によって生成する有害種から防護する可能性は、シアノバクテリア
Ｇｌｏｅｏｃａｐｓａ ａｌｐｉｃｏｌａのＵＶ耐性変異株でのβ−カロテンの
蓄積を示す結果によって示唆される［Ｂｕｃｋｌｅｙ ＣＥおよびＨｏｕｇｈｔ
ｏｎ ＪＡ（１９７６）「藍藻Ｇｌｏｅｏｃａｐｓａ ａｌｐｉｃｏｌａの色素
沈着に対する近ＵＶ照射の効果の研究」Ａｒｃｈ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ １０７
：９３−９７参照］。このことは、カロテノイドを産生するＥｓｃｈｅｒｉｃｈ
ｉａ ｃｏｌｉ細胞によって、より鮮やかに立証された［Ｔｕｖｅｓｏｎ ＲＷ
およびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９３）「Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ
で発現させたクローン化カロテノイド遺伝子による、近紫外光によって活性化さ
れた光毒性分子からの防護」Ｍｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１４：３２３−３３
０参照］。カロテノイドは酸素ラジカル種を消滅させるというその能力ゆえに効
率のよい抗酸化物質であり、その結果として、酸化的損傷から細胞を保護する。
カロテノイドのこの機能は事実上全ての生物で重要である［Ｋｒｉｎｓｋｙ Ｎ
Ｉ（１９８９）「カロテノイドの抗酸化機能」Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｂｉ
ｏｌ Ｍｅｄ ７：６１７−６３５；Ｐａｌｏｚｚａ ＰおよびＫｒｉｎｓｋｙ
ＮＩ（１９９２）「生体内および試験管内でのカロテノイドの抗酸化効果；概
要」Ｍｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１３：４０３−４２０参照］。その他の細胞
機能も、間接的ではあるとしても、カロテノイドによる影響を受けうる。 シアノバクテリア中のカロテノイドは光走性の主要な光受容体ではないが、Ａ
ｎａｂａｅｎａ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓで観察された光走性反応に対するカロテ
ノイドの影響は、この系でシグナル中間体として作用しうる一重項酸素ラジカル
が除去されるためだとされた［Ｎｕｌｔｓｃｈ ＷおよびＳｃｈｕｃｈａｒｔ
Ｈ（１９８５）「シアノバクテリアＡｎａｂａｅｎａ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓの
光走性反応連鎖のモデル」Ａｒｃｈ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ １４２：１８０−１
８４参照］。

【０００８】 花と果実では、カロテノイドは受粉媒介者の誘引と種子の散布を促進する。こ
の側面は農業と強く関係する。果実と花における色素沈着のタイプと程度は、数
多くの農作物の最も重要な特徴の一部である。その理由は主に、それら産物の色
がしばしば消費者に対するそれらの訴求性を決定し、したがってそれらの市場価
値を高めうることにある。 カロテノイドは無毒であるため、これらは食品産業において着色剤としての重
要な商業的用途を持っている［Ｂａｕｅｒｎｆｅｉｎｄ ＪＣ（１９８１）「Ｃ
ａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ａｓ ｃｏｌｏｒａｎｔｓ ａｎｄ ｖｉｔａｍｉｎ
Ａ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ（着色料およびビタミンＡ前駆体としてのカロテノイ
ド）」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ・ロンドン）参照］。トマトの実の赤色
は、果実の成熟中に有色体に蓄積するリコピンによるものである。高含量（乾燥
重量で８０％以上）のリコピンを含有するトマトエキスは、食品用着色料として
工業的に利用するため、世界中で商業生産されている。また、魚や鳥の肉、羽根
または卵は、与えられた食餌カロテノイドの色をおびており、家禽用の食餌添加
物や水産養殖には、このようにカロテノイドがしばしば使用されている。水産養
殖では、動物と人間用の補助食品を生産するために、一定のシアノバクテリア種
、例えばＳｐｉｒｕｌｉｎａ ｓｐ．が培養されている［Ｓｏｍｍｅｒ ＴＲ、
Ｐｏｔｔｓ ＷＴおよびＭｏｒｒｉｓｓｙ ＮＭ（１９９０）「水産養殖におけ
る加工微小藻類の最近の進歩」Ｈｙｄｒｏｂｉｏｌａｇｉａ ２０４／２０５：
４３５−４４３参照］。したがってこれらシアノバクテリア中のカロテノイド（
主としてβ−カロテン）の含量はバイオテクノロジーにおいて商業的に重大な意
味を持つ。

【０００９】 ほとんどのカロテノイドは８つのＣ₅イソプレノイド単位から構成されたＣ₄₀ 炭化水素主鎖からなり、一連の共役二重結合を含有する。カロテンは酸素原子を
含まず、１個または２個の末端環構造を含有する線状もしくは環化分子である。
キサントフィルはカロテンの酸素化誘導体である。様々なグリコシル化カロテノ
イドとカロテノイドエステルが同定されている。Ｃ₄₀主鎖はさらに延長されてＣ ₄₅ またはＣ₅₀カロテノイドを与えたり、短縮されてアポカロテノイド（ａｐｏｃ
ａｒｏｔｅｎｏｉｄ）を与えうる。一部の非光合成細菌はＣ₃₀カロテノイドも合
成する。カロテノイドに関する一般的基礎知識は、Ｇｏｏｄｗｉｎ ＴＷ（１９
８０）「Ｔｈｅ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｒｏｔｅｎｏ
ｉｄｓ（カロテノイドの生化学）」第１巻（第二版／Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ
Ｈａｌｌ・ニューヨーク）と、Ｇｏｏｄｗｉｎ ＴＷおよびＢｒｉｔｔｏｎ Ｇ
（１９８８）「カロテノイドの分布と分析」Ｇｏｏｄｗｉｎ ＴＷ編「Ｐｌａｎ
ｔ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ・ニューヨーク）の６
２−１３２頁に見出すことができる。 自然界に存在するカロテノイドはこれまでに６４０種類以上が特徴づけられて
おり、それゆえカロテノイドは微生物、菌類、藻類、植物、動物に見出される様
々な色調の黄色、橙色および赤色のほとんどを担っている。カロテノイドは全て
の光合成生物と、いくつかの非光合成細菌および菌類によって合成されるが、こ
れらはまた、摂食により、動物界のいたるところに広く分布する。 カロテノイドは、光合成生物と一部の微生物でのみ、イソプレノイド前駆体か
らデノボ合成され、それらは通例、光合成膜、細胞膜および細胞壁中のタンパク
質複合体に蓄積する。

【００１０】 図１に詳述するように、β−カロテンの生合成経路では、４つの酵素が中央（
ｃｅｎｔｒａｌ）イソプレノイド経路のゲラニルゲラニルピロリン酸をβ−カロ
テンに変換する。カロテノイドは一般（ｇｅｎｅｒａｌ）イソプレノイド生合成
経路から作られる。この経路は数十年来知られてきたが、最近になってようやく
、主に遺伝学と分子生物学を利用して、カロテノイド生合成に関与する分子機序
の一部が解明された。これは、フィトエンからカロテンおよびキサントフィルへ
の変換に関与する酵素の大半が、可溶化すると活性を失う不安定な膜結合型タン
パク質であるという事実による［Ｂｅｙｅｒ Ｐ、Ｗｅｉｓｓ ＧおよびＫｌｅ
ｉｎｉｇ Ｈ（１９８５）「スイセン有色体の膜結合型カロテノイド生成（ｃａ
ｒｏｔｅｎｏｇｅｎｉｃ）酵素の可溶化と再構成」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ
１５３：３４１−３４６；Ｂｒａｍｌｅｙ ＰＭ（１９８５）「カロテノイド
のインビトロ生合成」Ａｄｖ Ｌｉｐｉｄ Ｒｅｓ ２１：２４３−２７９参照
］。 しかし、部分活性を保持したＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣＣ６７
１４株からのカロテノイド生成酵素の可溶化が報告されている［Ｂｒａｍｌｅｙ
ＰＭおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９８７）「Ａｐｈａｎｏｃａｐｓａのカ
ロテノイド生成酵素の可溶化」Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ ２６：１９３５−１９３９
］。

【００１１】 酵素活性の直接測定を可能にするカロテノイド生合成用の純粋なインビトロ系
はない。無細胞カロテノイド生成系が開発され［Ｃｌａｒｋｅ ＩＥ、Ｓａｎｄ
ｍａｎｎ Ｇ、Ｂｒａｍｌｅｙ ＰＭおよびＢｏｇｅｒ Ｐ（１９８２）「単離
された光合成膜によるカロテン生合成」ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ １４０：２０３−
２０６参照］、シアノバクテリアへの適合がなされている［Ｓａｎｄｍａｎｎ
ＧおよびＢｒａｍｌｅｙ ＰＭ（１９８５）「Ｐｈｙｃｏｍｙｃｅｓ ｂｌａｋ
ｅｓｌｅｅａｎｕｓのフィトエン生成系と共役させたＡｐｈａｎｏｃａｐｓａホ
モジネートによるカロテノイド生合成」Ｐｌａｎｔａ １６４：２５９−２６３
；Ｂｒａｍｌｅｙ ＰＭおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９８５）「シアノバク
テリアＡｐｈａｎｏｃａｐｓａによるキサントフィルのインビトロおよびインビ
ボ生合成」Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ ２４：２９１９−２９２２参照］。 Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株から得られるフィトエ
ンデサチュラーゼのリポソームでの再構成が、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌ
ｉ中で発現されたそのポリペプチドの精製後に達成された［Ｆｒａｓｅｒ ＰＤ
、Ｌｉｎｄｅｎ ＨおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９３）「Ｅｓｃｈｅｒｉ
ｃｈｉａ ｃｏｌｉ過剰発現株からの組換えＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓフィト
エンデサチュラーゼの精製と再活性化」Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｊ ２９１：６８７−
６９２参照］。

【００１２】 再び図１について述べると、カロテノイドはイソプレノイド前駆体から合成さ
れる。イソプレノイド生合成の中央（ｃｅｎｔｒａｌ）経路はアセチル−ＣｏＡ
のメバロン酸への変換で始まると見ることができる。メバロン酸から一つのＣ₅ 分子、Ｄ³−イソペンテニルピロリン酸（ＩＰＰ）が生成するが、これが全ての 長鎖イソプレノイドの構成単位である。ＩＰＰのジメチルアリルピロリン酸（Ｄ
ＭＡＰＰ）への異性化に続いて、さらに三分子のＩＰＰが化合してＣ₂₀分子であ
るゲラニルゲラニルピロリン酸（ＧＧＰＰ）を与える。これらの１’−４縮合反
応は、プレニルトランスフェラーゼによって触媒される［Ｋｌｅｉｎｉｇ Ｈ（
１９８９）「イソプレノイド生合成における色素体の役割」Ａｎｎ Ｒｅｖ Ｐ
ｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ ４０：３９−５９
参照］。植物では、同じ酵素ＧＧＰＰシンターゼがＤＭＡＰＰからＧＧＰＰに至
る反応の全てを行なうという証拠がある［Ｄｏｇｂｏ ＯおよびＣａｍａｒａ
Ｂ（１９８７）「アフィニティークロマトグラフィーによるＣａｐｓｉｃｕｍ
有色体からのイソペンテニルピロリン酸イソメラーゼとゲラニルゲラニルピロリ
ン酸シンターゼの精製」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ９２０：
１４０−１４８；Ｌａｆｅｒｒｉｅｒｅ ＡおよびＢｅｙｅｒ Ｐ（１９９１）
「Ｓｉｎａｐｉｓ ａｌｂａエチオプラストからのゲラニルゲラニル二リン酸シ
ンターゼの精製」Ｂｉｏｃｈｉｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ａｃｔａ ２１６：１５６
−１６３参照］。

【００１３】 カロテノイド生合成に特有の最初の段階は２分子のＧＧＰＰの頭−頭（ｈｅａ
ｄ−ｔｏ−ｈｅａｄ）縮合によるプレフィトエンピロリン酸（ＰＰＰＰ）の生成
である。ピロリン酸エステルの除去に続いて、ＧＧＰＰは無色のＣ₄₀炭化水素分
子である１５−ｃｉｓ−フィトエンに変換される。この二段階反応はシアノバク
テリアでも植物でも可溶性酵素フィトエンシンターゼ（単一の遺伝子（ｃｒｔＢ
）によってコードされる酵素）によって触媒される［Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、
Ｍｉｓａｗａ Ｎ、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１
９９２）「カロテノイド生合成酵素フィトエンシンターゼをコードするシアノバ
クテリア遺伝子の分子クローニングとＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉでの発
現」ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ ２９６：３０５−３１０；Ｒａｙ ＪＡ、Ｂｉｒｄ
ＣＲ、Ｍａｕｎｄｅｒｓ Ｍ、Ｇｒｉｅｒｓｏｎ ＤおよびＳｃｈｕｃｈ Ｗ（
１９８７）「トマト由来の成熟関連ｃＤＮＡ、ｐＴＯＭ５の配列」Ｎｕｃｌ Ａ
ｃｉｄｓ Ｒｅｓ １５：１０５８７−１０５８８；Ｃａｍａｒａ Ｂ（１９９
３）「植物フィトエンシンターゼ複合体−成分３酵素、免疫学および生合成」Ｍ
ｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１４：３５２−３６５参照］。この経路のこれ以降
の段階はすべて膜内で起こる。４回の不飽和化（脱水素）反応により、フィトエ
ンはフィトフルエン、ζ−カロテン、ノイロスポレンを経てリコピンに変換され
る。各不飽和化反応によって共役二重結合数は２つずつ増加し、共役二重結合数
はフィトエンでの３からリコピンでの１１まで増加する。

【００１４】 フィトエンの酵素的脱水素の分子機序についてわかっていることは比較的少な
い［Ｊｏｎｅｓ ＢＬおよびＰｏｒｔｅｒ ＪＷ（１９８６）「高等植物におけ
るカロテンの生合成」ＣＲＣ Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉ ３：２
９５−３２４；Ｂｅｙｅｒ Ｐ、Ｍａｙｅｒ ＭおよびＫｌｅｉｎｉｇ Ｈ（１
９８９）「分子状酸素と中間体の幾何異性状態はスイセン有色体におけるカロテ
ンの不飽和化反応と環化反応に極めて重要である」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ
１８４：１４１−１５０参照］。シアノバクテリア、藻類および植物では、１
５−ｃｉｓ−フィトエンからζ−カロテンへの最初の２回の不飽和化反応が単一
の膜結合型酵素フィトエンデサチュラーゼによって触媒されることが確証されて
いる［Ｊｏｎｅｓ ＢＬおよびＰｏｒｔｅｒ ＪＷ（１９８６）「高等植物にお
けるカロテンの生合成」ＣＲＣ Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉ ３：
２９５−３２４；Ｂｅｙｅｒ Ｐ、Ｍａｙｅｒ ＭおよびＫｌｅｉｎｉｇ Ｈ（
１９８９）「分子状酸素と中間体の幾何異性状態はスイセン有色体におけるカロ
テンの不飽和化反応と環化反応に極めて重要である」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅ
ｍ １８４：１４１−１５０参照］。このζ−カロテン産物はほとんどが全トラ
ンス配置にあるので、シス−トランス異性化はこの不飽和化段階で起こると考え
られる。シアノバクテリアにおけるフィトエンデサチュラーゼポリペプチドの一
次構造は、藻類と植物の同ポリペプチドでも保存されている（６５％を超える残
基が同一）［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、
Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９２）「フィトエ
ンのζ−カロテンへの変換を触媒する単一のポリペプチドはトマト果実の成熟中
に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８９：４
９６２−４９６６；Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍａｎｎ Ｖ
、Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ、Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１
９９３）「植物におけるカロテノイド生合成の分子的特徴づけ：トマト中のフィ
トエンデサチュラーゼ遺伝子」Ｍｕｒａｔａ Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ
Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」第ＩＩＩ巻（Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）１
１−１８頁参照］。さらに、同じ阻害剤がこれら２つの系のフィトエンデサチュ
ラーゼを阻害する［Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＢｏｇｅｒ Ｐ（１９８９）「
除草剤によるカロテノイド生合成の抑制」Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＳａｎｄｍａｎ
ｎ Ｇ編「Ｔａｒｇｅｔ Ｓｉｔｅｓ ｏｆ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ａｃｔｉｏ
ｎ」（ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ・フロリダ州ボカラトン）の２５−４４頁参照］。し
たがって、おそらくシアノバクテリアと植物ではフィトエンとフィトフルエンの
不飽和化を触媒する酵素の生物学的性質と分子的性質がよく似ていて、他の微生
物のフィトエンデサチュラーゼのそれら特性とは異なると思われる。そのような
相違の一つはＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ、Ｅｒｗｉｎｉａ
ｓｐ．または菌類から得られるフィトエンデサチュラーゼが、フィトエンをそ
れぞれノイロスポレン、リコピンまたは３，４−デヒドロリコピンに変換するこ
とである。

【００１５】 酸素はこの反応に直接関与するわけではないが、スイセン有色体でのフィトエ
ンの不飽和化［Ｂｅｙｅｒ Ｐ、Ｍａｙｅｒ ＭおよびＫｌｅｉｎｉｇ Ｈ（１
９８９）「分子状酸素と中間体の幾何異性状態はスイセン有色体におけるカロテ
ンの不飽和化反応と環化反応に極めて重要である」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ
１８４：１４１−１５０参照］と、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣ
Ｃ７９４２株の無細胞系［Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＫｏｗａｌｃｚｙｋ Ｓ
（１９８９）「試験管内カロテノイド生成とＡｎａｃｙｓｔｉｓにおけるフィト
エンデサチュラーゼ反応の特徴づけ」Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ
Ｃｏｍ １６３：９１６−９２１参照］は、分子状酸素に（おそらくは最終電
子受容体として）依存する。シアノバクテリアではデヒドロゲナーゼ−モノオキ
シゲナーゼの脱水素機構よりデヒドロゲナーゼ−電子伝達酵素の機構が支持され
た［Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＫｏｗａｌｃｚｙｋ Ｓ（１９８９）「試験管
内カロテノイド生成とＡｎａｃｙｓｔｉｓにおけるフィトエンデサチュラーゼ反
応の特徴づけ」Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ Ｃｏｍ １６３：９
１６−９２１参照］。一次構造が分析されている全てのフィトエンデサチュラー
ゼには保存されたＦＡＤ−結合モチーフが存在する［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａ
ｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃ
ｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９２）「フィトエンのζ−カロテンへの変換を触媒する単
一のポリペプチドはトマト果実の成熟中に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ
Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８９：４９６２−４９６６；Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、
Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍａｎｎ Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ、Ｂｏｇｅｒ
ＰおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９３）「植物におけるカロテノイド生
合成の分子的特徴づけ：トマト中のフィトエンデサチュラーゼ遺伝子」Ｍｕｒａ
ｔａ Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」第ＩＩ
Ｉ巻（Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）の１１−１８頁参照］。コショウのフィト
エンデサチュラーゼ酵素はタンパク質結合型ＦＡＤを含有することが明らかにさ
れている［Ｈｕｇｕｅｎｅｙ Ｐ、Ｒｏｍｅｒ Ｓ、Ｋｕｎｔｚ ＭおよびＣａ
ｍａｒａ Ｂ（１９９２）「Ｃａｐｓｉｃｕｍ有色体でフィトフルエンとζ−カ
ロテンの合成を触媒するフラボタンパク質の特徴づけと分子クローニング」Ｅｕ
ｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ ２０９：３９９−４０７参照］。フィトエンデサチュ
ラーゼは膜内に位置するので、別途可溶性の酸化還元成分が予想される。この仮
説上の成分は、示唆されているようにＮＡＤ（Ｐ）⁺を利用するか［Ｍａｙｅｒ ＭＰ、Ｎｉｅｖｅｌｓｔｅｉｎ ＶおよびＢｅｙｅｒ Ｐ（１９９２）「Ｎａ
ｒｃｉｓｓｕｓ ｐｓｅｕｄｏｎａｒｃｉｓｓｕｓの有色体から得られるＮＡＤ
ＰＨ依存性酸化還元酵素−カロテン不飽和化反応に関与すると思われる酸化還元
媒介因子−の精製と特徴づけ」Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ
３０：３８９−３９８参照］、例えばキノンなどの他の電子および水素運搬体を
利用しうる。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣＣ６７１４株とＡｎａｂ
ａｅｎａ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ ＡＴＣＣ２９４１３株におけるフィトエンデ
サチュラーゼの細胞での位置は、特異的抗体を使って、主として（８５％）、光
合成チラコイド膜中であると決定された［Ｓｅｒｒａｎｏ Ａ、Ｇｉｍｅｎｅｚ
Ｐ、Ｓｃｈｍｉｄｔ ＡおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９０）「光合成無
機栄養原核生物におけるフィトエンデサチュラーゼの免疫細胞化学的な位置決定
と機能決定」Ｊ Ｇｅｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ １３６：２４６５−２４６９参
照］。

【００１６】 シアノバクテリア藻類と植物では、ζ−カロテンがノイロスポレンを経てリコ
ピンに変換される。単一の酵素によって行なわれると予想されるその酵素的機序
については、ほとんどわかっていない［Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｖｉｏｑｕｅ Ａお
よびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９３）「ζ−カロテンデサチュラーゼをコード
するカロテノイド生合成遺伝子の異種相補性によるＡｎａｂａｅｎａ ＰＣＣ７
１２０からの単離」ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｌｅｔｔ １０６：９９−
１０４］。Ａｎａｂａｅｎａ ｓｐ．ＰＣＣ７１２０株中のζ−カロテンデサチ
ュラーゼの推定アミノ酸配列はフィトエンデサチュラーゼに見出されるものに似
たジヌクレオチド結合モチーフを含有する。 リコピンは２回の環化反応によってβ−カロテンに変換される。Ｓｙｎｅｃｈ
ｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株［Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ ＦＸ Ｊｒ
、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍｉｓａｗａ Ｎ、Ｇａｎｔｔ ＥおよびＨｉｒｓ
ｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９３）「β−カロテンの生合成を触媒する酵素リコピン
シクラーゼのシアノバクテリア遺伝子のクローニングとＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
ｃｏｌｉでの機能的発現」ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ ３２８：１３０−１３８参照
］と、植物［Ｃａｍａｒａ ＢおよびＤｏｇｂｏ Ｏ（１９８６）「Ｃａｐｓｉ
ｃｕｍ有色体膜由来のリコピンシクラーゼの証明と可溶化」Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙ
ｓｉｏｌ ８０：１７２−１８４参照］では、これら２つの環化反応が単一の酵
素リコピンシクラーゼによって触媒されるという証拠が得られている。この膜結
合型酵素はトリエチルアミン化合物ＣＰＴＡとＭＰＴＡによって阻害される［Ｓ
ａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＢｏｇｅｒ Ｐ（１９８９）「除草剤によるカロテノ
イド生合成の抑制」Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ編「Ｔａｒｇｅ
ｔ Ｓｉｔｅｓ ｏｆ Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ Ａｃｔｉｏｎ」（ＣＲＣ Ｐｒｅ
ｓｓ・フロリダ州ボカラトン）の２５−４４頁参照］。シアノバクテリアはβ−
環化のみを行なうので、ε−カロテン、δ−カロテンおよびα−カロテンとそれ
らの酸素化誘導体を含有しない。竓ツは、線状リコピン分子の末端にあるＣ−１
，２二重結合がＣ−５，６二重結合の位置に折りたたまれた後、Ｃ−６からプロ
トンを失うと、「カルボニウムイオン」中間体の生成を経て形成される。７，８
結合が二重結合でない環状カロテンは報告されていない。したがってこの反応に
は、完全な不飽和化（例えばリコピンの場合）か、少なくとも半分子の不飽和化
（例えばノイロスポレンの場合）が必須である。リコピンの環化は酸素を必要と
しない脱水素反応を伴う。この反応の補因子はまだわかっていない。Ｓｙｎｅｃ
ｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株のリコピンシクラーゼポリペプチド
にはジヌクレオチド結合ドメインが見出されていることから、補酵素としてＮＡ
Ｄ（Ｐ）またはＦＡＤがリコピンシクラーゼと結びつけられる。

【００１７】 ヒドロキシ、メトキシ、オキソ、エポキシ、アルデヒドまたはカルボン酸部分
などの様々な酸素含有側鎖の付加によって様々なキサントフィル種が生成する。
キサントフィルの生成についてはほとんどわかっていない。β−カロテンのヒド
ロキシル化には、混合機能酸素添加酵素反応に分子状酸素が必要である。 全経路の酵素をコードする遺伝子のクラスターが紅色光合成細菌Ｒｈｏｄｏｂ
ａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ［Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ ＧＡ、Ａｌｂｅｒｔ
ｉ Ｍ、Ｌｅａｃｈ ＦおよびＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９８９）「Ｒｈｏｄｏｂ
ａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓのカロテノイド生合成遺伝子クラスターのヌ
クレオチド配列、編成およびタンパク質産物の性質」Ｍｏｌ Ｇｅｎ Ｇｅｎｅ
ｔ ２１６：２５４−２６８参照］と、非光合成細菌Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂ
ｉｃｏｌａ［Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ、Ｗｏｏｄｓ ＷＳおよびＴｕｖｅｓｏｎ
ＲＷ（１９９０）「Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａと形質転換Ｅｓｃｈｅ
ｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ株におけるカロテノイドの同定」ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏ
ｂｉｏｌ Ｌｅｔｔ ７１：７７−８２；Ｈｕｎｄｌｅ ＢＳ、Ｂｅｙｅｒ Ｐ
、Ｋｌｅｉｎｉｇ Ｈ、Ｅｎｇｌｅｒｔ ＨおよびＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９９
１）「Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａのカロテノイドとＥｒｗｉｎｉａ
ｈｅｒｂｉｃｏｌａカロテノイド遺伝子クラスターを保持するＥｓｃｈｅｒｉｃ
ｈｉａ ｃｏｌｉ ＨＢ１０１株」Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ
５４：８９−９３；Ｓｃｈｎｕｒｒ Ｇ、Ｓｃｈｍｉｄｔ ＡおよびＳａｎｄｍ
ａｎｎ Ｇ（１９９１）「Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａのカロテノイド
生成遺伝子クラスターのマッピングと６遺伝子の機能的同定」ＦＥＭＳ Ｍｉｃ
ｒｏｂｉｏｌ Ｌｅｔｔ ７８：１５７−１６２参照］およびＥｒｗｉｎｉａ
ｕｒｅｄｏｖｏｒａ［Ｍｉｓａｗａ Ｎ、Ｎａｋａｇａｗａ Ｍ、Ｋｏｂａｙａ
ｓｈｉ Ｋ、Ｙａｍａｎｏ Ｓ、Ｉｚａｗａ Ｉ、Ｎａｋａｍｕｒａ Ｋおよび
Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｋ（１９９０）「Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉにお
ける遺伝子産物の機能解析によるＥｒｗｉｎｉａ ｕｒｅｄｏｖｏｒａカロテノ
イド生合成経路の解明」Ｊ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ １７２：６７０４−６７１２
参照］からクローニングされている。２つの遺伝子、ＧＧＰＰシンターゼのａｌ
−３［Ｎｅｌｓｏｎ ＭＡ、Ｍｏｒｅｌｌｉ Ｇ、Ｃａｒａｔｔｏｌｉ Ａ、Ｒ
ｏｍａｎｏ ＮおよびＭａｃｉｎｏ Ｇ（１９８９）「青色光によって調節され
るＮｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａカロテノイド生合成遺伝子（ａｌｂｉｏ
−３）の分子クローニングとホワイトカラー遺伝子の産物」Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ
Ｂｉｏｌ ９：１２７１−１２７６；Ｃａｒａｔｔｏｌｉ Ａ、Ｒｏｍａｎｏ
Ｎ、Ｂａｌｌａｒｉｏ Ｐ、Ｍｏｒｅｌｌｉ ＧおよびＭａｃｉｎｏ Ｇ（１９
９１）「Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａカロテノイド生合成遺伝子（ａｌ
ｂｉｎｏ ３）」Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ ２６６：５８５４−５８５９参照］
と、フィトエンデサチュラーゼのａｌ−１［Ｓｃｈｍｉｄｈａｕｓｅｒ ＴＪ、
Ｌａｕｔｅｒ ＦＲ、Ｒｕｓｓｏ ＶＥＡおよびＹａｎｏｆｓｋｙ Ｃ（１９９
０）「Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａのカロテノイド生合成遺伝子ａｌ−
１のクローニング、配列決定および光調節」Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ １０
：５０６４−５０７０参照］が、カビＮｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａから
クローニングされている。しかし、シアノバクテリアや植物から対応する遺伝子
をクローニングするために、これらの遺伝子を異種分子プローブとして使用する
試みは、十分な配列類似性がないために不成功に終わっている。

【００１８】 カロテノイド合成酵素の最初の「植物型」遺伝子は分子遺伝学的方法を使って
シアノバクテリアからクローニングされた。フィトエンデサチュラーゼの遺伝子
をクローニングするための第一段階として、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ
．ＰＣＣ７９４２株で、フィトエンデサチュラーゼ特異的阻害剤ノルフルラゾン
に耐性な突然変異株がいくつか分離された［Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎ
ｎ Ｇ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ ＪおよびＢｏｇｅｒ
Ｐ（１９９０）「漂白性除草剤ノルフラゾンに抗して選択されるＳｙｎｅｃｈ
ｏｃｏｃｃｕｓ突然変異株の生化学的特徴づけ」Ｐｅｓｔｉｃ Ｂｉｏｃｈｅｍ
Ｐｈｙｓｉｏｌ ３６：４６−５１参照］。次にノルフルラゾン耐性を付与す
る遺伝子が、野生型株を除草剤耐性に形質転換することによってクローニングさ
れた［Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｐｅｃｋｅｒ ＩおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ
Ｊ（１９９１）「除草剤ノルフルラゾンに対する耐性の分子的根拠」Ｐｌａｎ
ｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ １６：９６７−９７４；Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｐｅ
ｃｋｅｒ Ｉ、Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ、Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＨｉｒｓｃｈｂｅ
ｒｇ Ｊ（１９９０）「シアノバクテリア中のノルフルラゾン耐性遺伝子のクロ
ーニング」Ｚ Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ ４５ｃ：４８２−４８６参照］。クロ
ーニングされたその遺伝子（以前はｐｄｓと呼ばれていたが、現在はｃｒｔＰと
呼ばれている）がフィトエンデサチュラーゼをコードすることは、各種の証拠に
よって示された。最も決定的な証拠は、形質転換されたＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
ｃｏｌｉでのフィトエンデサチュラーゼ活性の機能的発現だった［Ｌｉｎｄｅ
ｎ Ｈ、Ｍｉｓａｗａ Ｎ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｈｉ
ｒｓｃｈｂｅｒｇ ＪおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９１）「様々なフィト
エンデサチュラーゼ遺伝子のＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉでの機能的相補
性と蓄積されたカロテンの分析」Ｚ Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ ４６ｃ：１０４
５−１０５１；Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ
、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９２）「フィト
エンのζ−カロテンへの変換を触媒する単一のポリペプチドはトマト果実の成熟
中に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８９：
４９６２−４９６６参照］。ｃｒｔＰ遺伝子はＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓ
ｐ．ＰＣＣ６８０３株からも同様の方法によってクローニングされた［Ｍａｒｔ
ｉｎｅｚ−Ｆｅｒｅｚ ＩＭおよびＶｉｏｑｕｅ Ａ（１９９２）「Ｓｙｎｅｃ
ｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣＣ６８０３から得られるフィトエンデサチュラー
ゼ遺伝子のヌクレオチド配列と除草剤ノルフルラゾンに対する耐性を付与する新
しい突然変異の特徴づけ」Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ １８：９８１−９８
３参照］。

【００１９】 次に、シアノバクテリアのｃｒｔＰ遺伝子は、藻［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａ
ｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍａｎｎ Ｖ、Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ、Ｂｏｇｅｒ Ｐおよ
びＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９３）「植物におけるカロテノイド生合成の
分子的特徴づけ：トマト中のフィトエンデサチュラーゼ遺伝子」Ｍｕｒａｔａ
Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」第ＩＩＩ巻（
Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）の１１−１８頁参照］と高等植物［Ｂａｒｔｌｅ
ｙ ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ
Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ ＪおよびＳｃｏｌｎｉｋ ＰＡ（１９９１）「カロ
テノイド生合成経路の一酵素フィトエンデサチュラーゼをコードするダイズｃＤ
ＮＡの分子クローニングと光合成細菌における発現」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃ
ａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８８：６５３２−６５３６；Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａ
ｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃ
ｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９２）「フィトエンのζ−カロテンへの変換を触媒する単
一のポリペプチドはトマト果実の成熟中に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ
Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８９：４９６２−４９６６参照］から相同遺伝子
をクローニングするための分子プローブとして使用された。Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏ
ｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ ７９４２株とＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．Ｐ
Ｃ６８０３株中のフィトエンデサチュラーゼはそれぞれ４７４および４６７アミ
ノ酸残基からなり、それらの配列は高度に保存されている（同一性７４％、類似
性８６％）。計算分子量は５１ｋＤａで、わずかに疎水性であるものの（疎水親
水指数−０．２）、脂質二重層膜を貫通するのに足りる長さの疎水領域は含まな
い。シアノバクテリアのフィトエンデサチュラーゼの一次構造は、緑藻Ｄｕｎａ
ｌｌｉｅｌｌａ ｂａｒｄａｗｉｌから得られる酵素（６１％同一で８１％類似
；［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍａｎｎ Ｖ、Ｓａｎｄｍａ
ｎｎ Ｇ、Ｂｏｇｅｒ ＰおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９３）「植物
におけるカロテノイド生合成の分子的特徴づけ：トマト中のフィトエンデサチュ
ラーゼ遺伝子」Ｍｕｒａｔａ Ｎ編「Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｓｙ
ｎｔｈｅｓｉｓ」第ＩＩＩ巻（Ｋｌｕｗｅｒ・ドルドレヒト）の１１−１８頁参
照］）と、トマト［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｌｉｎｄｅｎ
Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９２）「フ
ィトエンのζ−カロテンへの変換を触媒する単一のポリペプチドはトマト果実の
成熟中に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８
９：４９６２−４９６６参照］、コショウ［Ｈｕｇｕｅｎｅｙ Ｐ、Ｒｏｍｅｒ
Ｓ、Ｋｕｎｔｚ ＭおよびＣａｍａｒａ Ｂ（１９９２）「Ｃａｐｓｉｃｕｍ
有色体でフィトフルエンとζ−カロテンの合成を触媒するフラボタンパク質の特
徴づけと分子クローニング」Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ ２０９：３９９−４
０７参照］およびダイズ［Ｂａｒｔｌｅｙ ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ ＰＶ、Ｐ
ｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ ＪおよびＳ
ｃｏｌｎｉｋ ＰＡ（１９９１）「カロテノイド生合成経路の一酵素フィトエン
デサチュラーゼをコードするダイズｃＤＮＡの分子クローニングと光合成細菌に
おける発現」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８８：６５３２
−６５３６参照］から得られる酵素（６２−６５％同一で約７９％類似；［Ｃｈ
ａｍｏｖｉｔｚ Ｄ（１９９３）「シアノバクテリアにおけるカロテノイド生合
成の初期段階の分子的解析：フィトエンシンターゼとフィトエンデサチュラーゼ
」エルサレム・ヘブライ大学の博士論文参照］）で高度に保存されている。真核
生物のフィトエンデサチュラーゼポリペプチドの方が大きい（６４ｋＤａ）が、
それらは色素体への輸入中に、シアノバクテリアの酵素と同等のサイズを持つ成
熟型にプロセッシングされる。

【００２０】 Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ、Ｅｒｗｉｎｉａ ｓｐ．お
よびＮｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａのカロテノイド酵素には、ｃｒｔＩ遺
伝子産物フィトエンデサチュラーゼを含めて、高度の構造的類似性がある［Ａｒ
ｍｓｔｒｏｎｇ ＧＡ、Ｈｕｎｄｌｅ ＢＳおよびＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９９
３）「光合成生物と非光合成生物から得られるカロテノイド生合成遺伝子産物の
進化的保存と構造上の類似性」Ｍｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１４：２９７−３
１１に概説されている］。上述したように、フィトエンデサチュラーゼの一次構
造の高度な保存は酸素放出型光合成生物間にも存在する。しかし「植物型」ｃｒ
ｔＰ遺伝子産物と「細菌型」フィトエンデサチュラーゼ（ｃｒｔＩ遺伝子産物）
の間には、アミノ末端にあるＦＡＤ結合配列を除くと、ほとんど配列類似性がな
い（同一性１９〜２３％、類似性４２〜４７％）。ｃｒｔＰとｃｒｔＩは同じ先
祖遺伝子から派生したのではなく、それらは収束進化により独立して発生したの
だという仮説が立てられている［Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、
Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｓａｎｄｍａｎｎ ＧおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１
９９２）「フィトエンのζ−カロテンへの変換を触媒する単一のポリペプチドは
トマト果実の成熟中に転写調節される」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ
ＵＳＡ ８９：４９６２−４９６６参照］。この仮説は、これら２つのタイプ
の酵素によって触媒される脱水素反応順序が異なることと、それらの阻害剤に対
する感受性が異なることによって裏付けられる。

【００２１】 フィトエンデサチュラーゼの場合のように決定的ではないものの、シアノバク
テリアと植物およびシアノバクテリアと他の微生物との間には、フィトエンシン
ターゼの構造にも同様の差異が見られる。フィトエンシンターゼをコードするｃ
ｒｔＢ遺伝子（以前はｐｓｙと呼ばれていた）は、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ
ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株のゲノム中で、ｃｒｔＰに隣接して、同じオペロン内
に同定された［Ｂａｒｔｌｅｙ ＧＥ、Ｖｉｉｔａｎｅｎ ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ
Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ ＪおよびＳｃｏｌｎｉ
ｋ ＰＡ（１９９１）「カロテノイド生合成経路の一酵素フィトエンデサチュラ
ーゼをコードするダイズｃＤＮＡの分子クローニングと光合成細菌における発現
」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８８：６５３２−６５３６
参照］。この遺伝子は−０．４の疎水性指数を持つ３０７アミノ酸の３６ｋＤａ
ポリペプチドをコードする。シアノバクテリアのフィトエンシンターゼの推定ア
ミノ酸配列はトマトのフィトエンシンターゼで高度に保存されている（５７％同
一で７０％類似；Ｒａｙ ＪＡ、Ｂｉｒｄ ＣＲ、Ｍａｕｎｄｅｒｓ Ｍ、Ｇｒ
ｉｅｒｓｏｎ ＤおよびＳｃｈｕｃｈ Ｗ（１９８７）「トマト由来の成熟関連
ｃＤＮＡ、ｐＴＯＭ５の配列」Ｎｕｃｌ Ａｃｄｓ Ｒｅｓ １５：１０５８７
−１０５８８）が、他の細菌由来のｃｒｔＢ配列ではあまり保存されていない（
整列中に１０箇所のギャップを入れて２９〜３２％同一、４８〜５０％類似）。
両タイプの酵素は共に、多様な生物のプレニルトランスフェラーゼ中にも見出さ
れる２つの保存された配列モチーフを含有する［Ｂａｒｔｌｅｙ ＧＥ、Ｖｉｉ
ｔａｎｅｎ ＰＶ、Ｐｅｃｋｅｒ Ｉ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｈｉｒｓｃｈ
ｂｅｒｇ ＪおよびＳｃｏｌｎｉｋ ＰＡ（１９９１）「カロテノイド生合成経
路の一酵素フィトエンデサチュラーゼをコードするダイズｃＤＮＡの分子クロー
ニングと光合成細菌における発現」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ Ｕ
ＳＡ ８８：６５３２−６５３６；Ｃａｒａｔｔｏｌｉ Ａ、Ｒｏｍａｎｏ Ｎ
、Ｂａｌｌａｒｉｏ Ｐ、Ｍｏｒｅｌｌｉ ＧおよびＭａｃｉｎｏ Ｇ（１９９
１）「Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａカロテノイド生合成遺伝子（ａｌｂ
ｉｎｏ ３）」Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ ２６６：５８５４−５８５９；Ａｒｍ
ｓｔｒｏｎｇ ＧＡ、Ｈｕｎｄｌｅ ＢＳおよびＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９９３
）「光合成生物と非光合成生物から得られるカロテノイド生合成遺伝子産物の進
化的保存と構造上の類似性」Ｍｅｔｈ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１４：２９７−３１
１；Ｍａｔｈ ＳＫ、Ｈｅａｒｓｔ ＪＥおよびＰｏｕｌｔｅｒ ＣＤ（１９９
２）「Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａのｃｒｔＥ遺伝子はゲラニルゲラニ
ル二リン酸シンターゼをコードする」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ
ＵＳＡ ８９：６７６１−６７６４；Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ（１９９３）「シ
アノバクテリアにおけるカロテノイド生合成の初期段階の分子的解析：フィトエ
ンシンターゼとフィトエンデサチュラーゼ」エルサレム・ヘブライ大学の博士論
文参照］。このポリペプチド中のこれらの領域は２分子のＧＧＰＰが縮合する際
のピロリン酸エステルの結合および／または除去に関与すると考えられる。

【００２２】 ζ−カロテンデサチュラーゼをコードするｃｒｔＱ遺伝子（以前はｚｄｓと呼
ばれていた）は、Ｅｒｗｉｎｉａ ｓｐ．のｃｒｔＢおよびｃｒｔＥ遺伝子とシ
アノバクテリアのｃｒｔＰ遺伝子とを保持するＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌ
ｉの細胞中のシアノバクテリアゲノムＤＮＡの発現ライブラリーをスクリーニン
グすることによって、Ａｎａｂａｅｎａ ｓｐ．ＰＣＣ７１２０株からクローニ
ングされた［Ｌｉｎｄｅｎ Ｈ、Ｖｉｏｑｕｅ ＡおよびＳａｎｄｍａｎｎ Ｇ
（１９９３）「ζ−カロテンデサチュラーゼをコードするカロテノイド生合成遺
伝子の異種相補性によるＡｎａｂａｅｎａ ＰＣＣ７１２０からの単離」ＦＥＭ
Ｓ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｌｅｔｔ １０６：９９−１０４］。これらのＥｓｃ
ｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ細胞はζ−カロテンを産生するので、リコピンを産
生する褐赤色に着色したコロニーが、ζ−カロテン産生細胞の帯黄色背景上に同
定できた。予想されるＡｎａｂａｅｎａ ｓｐ．ＰＣＣ７１２０株由来のζ−カ
ロテンデサチュラーゼは４９９アミノ酸残基からなる５６ｋＤａポリペプチドで
ある。意外なことに、その一次構造は「植物型」（ｃｒｔＰ遺伝子産物）フィト
エンデサチュラーゼで保存されていないが、細菌型酵素（ｃｒｔＩ遺伝子産物）
とはかなりの配列類似性を持つ［Ｓａｎｄｍａｎｎ Ｇ（１９９３）「フィトエ
ンからリコピンへの不飽和化反応に関与する遺伝子と酵素」（抄録）カロテノイ
ドに関する第１０回国際シンポジウム、トロンヘイムＣＬ１−２参照］。シアノ
バクテリアのｃｒｔＱ遺伝子と他の微生物のｃｒｔＩ遺伝子は共通する祖先から
進化して生じたのかもしれない。

【００２３】 リコピンシクラーゼのｃｒｔＬ遺伝子（以前はｌｃｙと呼ばれていた）は、ｃ
ｒｔＰの場合と基本的に同じクローニング法を使って、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃ
ｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株からクローニングされた。この遺伝子は、リコピ
ンシクラーゼの阻害剤２−（４−メチルフェノキシ）トリエチルアミン塩酸塩（
ＭＰＴＡ）を使用して、野生型の除草剤耐性への形質転換によって単離された［
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ ＦＸ Ｊｒ、Ｃｈａｍｏｖｉｔｚ Ｄ、Ｍｉｓａｗａ
Ｎ、Ｇａｎｔｔ ＥおよびＨｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９３）「β−カロテ
ンの生合成を触媒する酵素リコピンシクラーゼのシアノバクテリア遺伝子のクロ
ーニングとＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉでの機能的発現」ＦＥＢＳ Ｌｅ
ｔｔ ３２８：１３０−１３８参照］。リコピンシクラーゼは単一の遺伝子産物
の産物で、リコピンのβ−カロテンへの二重環化反応を触媒する。Ｓｙｎｅｃｈ
ｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．ＰＣＣ７９４２株中のｃｒｔＬ遺伝子産物は４１１アミ
ノ酸残基の４６ｋＤａポリペプチドである。これはＥｒｗｉｎｉａ ｕｒｅｄｏ
ｖｏｒａまたはＥｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａのｃｒｔＹ遺伝子産物（リ
コピンシクラーゼ）に対して配列類似性を持たない。 β−カロテンヒドロキシラーゼの遺伝子（ｃｒｔＺ）とゼアキサンチングリコ
シラーゼの遺伝子（ｃｒｔＸ）は、Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａ［Ｈｕ
ｎｄｌｅ Ｂ、Ａｌｂｅｒｔｉ Ｍ、Ｎｉｅｖｅｌｓｔｅｉｎ Ｖ、Ｂｅｙｅｒ
Ｐ、Ｋｌｅｉｎｉｇ Ｈ、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ ＧＡ、Ｂｕｒｋｅ ＤＨおよ
びＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９９４）「Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ中で発
現されたＥｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａ Ｅｈｏ１０カロテノイド遺伝子
の機能割り当て」Ｍｏｌ Ｇｅｎ Ｇｅｎｅｔ ２５４：４０６−４１６；Ｈｕ
ｎｄｌｅ ＢＳ、Ｏｂｒｉｅｎ ＤＡ、Ａｌｂｅｒｔｉ Ｍ、Ｂｅｙｅｒ Ｐお
よびＨｅａｒｓｔ ＪＥ（１９９２）「Ｅｒｗｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａ由
来のゼアキサンチングルコシルトランスフェラーゼの機能的発現と二リン酸結合
部位候補」Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ ８９：９３２１−
９３２５参照］と、Ｅｒｗｉｎｉａ ｕｒｅｄｏｖｏｒａ［Ｍｉｓａｗａ Ｎ、
Ｎａｋａｇａｗａ Ｍ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｋ、Ｙａｍａｎｏ Ｓ、Ｉｚａｗ
ａ Ｉ、Ｎａｋａｍｕｒａ ＫおよびＨａｒａｓｈｉｍａ Ｋ（１９９０）「Ｅ
ｓｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉにおける遺伝子産物の機能解析によるＥｒｗｉｎ
ｉａ ｕｒｅｄｏｖｏｒａカロテノイド生合成経路の解明」Ｊ Ｂａｃｔｅｒｉ
ｏｌ １７２：６７０４−６７１２参照］からクローニングされている。

【００２４】 単細胞淡水緑藻Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓは不利な生
育条件にさらされたときや、リン酸欠乏、窒素欠乏、成長培地中の高濃度の塩ま
たは強い光強度などの様々な環境ストレス後に、大量の（３Ｓ，３’Ｓ）アスタ
キサンチンを蓄積する［Ｙｏｎｇ ＹＹＲおよびＬｅｅ ＹＫ（１９９１）Ｐｈ
ｙｃｏｌｏｇｉａ ３０ ２５７−２６１；Ｄｒｏｏｐ ＭＲ（１９５４）Ａｒ
ｃｈ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ ２０：３９１−３９７；Ａｎｄｒｅｗｅｓ Ａ．Ｇ
、Ｂｏｒｃｈ Ｇ、Ｌｉａａｅｎ−Ｊｅｎｓｅｎ ＳおよびＳｎａｔｚｋｅ Ｇ
（１９７４）Ａｃｔａ Ｃｈｅｍ Ｓｃａｎｄ Ｂ２８：７３０−７３６参照］
。この過程でこの藻の栄養細胞は嚢子を形成し、その色を緑から赤色に変化させ
る。β−カロテンをカンタキサンチンに変換する酵素β−Ｃ−４−オキシゲナー
ゼをコードするＨａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ由来のｃＤＮ
Ａ（ｃｒｔＯと命名された）と、β−カロテンヒドロキシラーゼ（例えばＥｒｗ
ｉｎｉａ ｈｅｒｂｉｃｏｌａ ｃｒｔＺ遺伝子産物）を発現させる異種系での
その発現による（３Ｓ，３’Ｓ）アスタキサンチンの産生とは、Ｈａｒｋｅｒ
Ｍ、Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇ Ｊ（１９９７）「藻類のβ−Ｃ−４−オキシゲナー
ゼ遺伝子ｃｒｔＯを発現させるトランスジェニックシアノバクテリアでのケトカ
ロテノイドの生合成」ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．４０４：１２９−１３４に記述され
ている。

【００２５】 ケトカロテノイドであるアスタキサンチン（３，３’−ジヒドロキシ−β，β
−カロテン−４，４’−ジオン）はβ−カロテンの酸化型として水生甲殻類で初
めて記述された。後に、アスタキサンチンは多くの海洋動物と藻類に極めて一般
的であることがわかった。しかし、アスタキサンチンを他のカロテノイドからデ
ノボ合成できる動物はわずかであり、これらの大半はそれを食物から摂取する。
植物界では主としてシアノバクテリア、藻類および地衣類の一部の種にアスタキ
サンチンが見出される。しかしこれは高等植物種の花弁にもまれに見出される［
Ｇｏｏｄｗｉｎ ＴＷ（１９８０）「Ｔｈｅ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ
ｔｈｅ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ（カロテノイドの生化学）」第１巻（第二版
・Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ・ロンドン／ニューヨーク）参照］。図２
はアスタキサンチンの生合成経路を表す。 動物における強力な抗酸化剤としてのアスタキサンチンの機能は証明されてい
る［Ｍｉｋｉ Ｗ（１９９１）「動物カロテノイドの生物学的機能と活性」Ｐｕ
ｒｅ Ａｐｐｌ Ｃｈｅｍ ６３：１４１参照］。アスタキサンチンは脂質過酸
化の強力な阻害剤であり、生体膜の酸化的損傷からの保護に積極的な役割を果た
すことが示されている［Ｐａｌｏｚｚａ ＰおよびＫｒｉｎｓｋｙ ＮＩ（１９
９２）「生体内および試験管内でのカロテノイドの抗酸化効果；概要」Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ ２１３：４０３−４２０；Ｋｕｒａｓｈｉｇｅ Ｍ、
Ｏｋｉｍａｓｕ Ｅ、Ｉｎｏｕｅ ＭおよびＵｔｓｕｍｉ Ｋ（１９９０）「ア
スタキサンチンによる生体膜の酸化的損傷の抑制」Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｃｈｅｍ
Ｐｈｙｓ Ｍｅｄ ＮＭＲ ２２：２７参照］。アスタキサンチンの化学的予防
効果も研究されていて、そこではアスタキサンチンがマウスの誘発性膀胱癌の発
生率を有意に低下させることが示されている［Ｔａｎａｋａ Ｔ、Ｍｏｒｉｓｈ
ｉｔａ Ｙ、Ｓｕｚｕｉ Ｍ、Ｋｏｊｉｍａ Ｔ、Ｏｋｕｍｕｒａ ＡおよびＭ
ｏｒｉ Ｈ（１９９４）「天然カロテノイド・アスタキサンチンによるマウス膀
胱発癌性の化学的予防」Ｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ １５：１５参照］。ま
たアスタキサンチンが抗体産生を増進することによって免疫調節効果を発揮する
ことも証明されている［Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ Ｈ、Ｚｈａｎｇ ＬおよびＴｏｍ
ｉｔａ Ｙ（１９９３）「カロテノイドの免疫調節作用の研究ＩＩ．アスタキサ
ンチンはポリクローナルＢ細胞活性を促進することなくＴ依存抗原に対するイン
ビトロ抗体産生を増進する」Ｎｕｔｒ Ｃａｎｃｅｒ １９：２６９；Ｊｙｏｎ
ｏｕｃｈｉ Ｈ、Ｈｉｌｌ ＪＲ、Ｙｏｓｈｉｆｕｍｉ ＴおよびＧｏｏｄ Ｒ
Ａ（１９９１）「カロテノイドの免疫調節作用の研究Ｉ．インビトロ培養系での
ネズミリンパ球の機能と細胞表面マーカー発現に対するβ−カロテンとアスタキ
サンチンの効果」Ｎｕｔｒ Ｃａｎｃｅｒ １６：９３参照］。アスタキサンチ
ンの生物医学的性質の完全な解明はこれからであるが、初期の結果は、これが免
疫系から正の反応を引き出すと共に、癌と腫瘍の予防に重要な役割を果たし得る
ことを示唆している。

【００２６】 アスタキサンチンはサケ科の魚と小エビの主要カロテノイド色素であり、卵、
身および皮に魅力的な着色を施している［Ｔｏｒｒｉｓｅｎ ＯＪ、Ｈａｒｄｙ
ＲＷ、Ｓｈｅａｒｅｒ ＫＤ（１９８９）「サケ科の色素沈着−サケ科魚類に
おけるカロテノイドの沈着と代謝」Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ａｑｕａｔｉｃ Ｓｃｉ
１：２０９参照］。１９９１年の全世界のサケの水揚げは約７２０，０００メ
ートルトンで、そのうちの２５〜３０％は様々な水産養殖施設で生産されたもの
である［Ｍｅｙｅｒｓ ＳＰ（１９９４）「世界の水産養殖の発達、飼料配合物
、カロテノイドの役割」Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ Ｃｈｅｍ ６６：１０６９参照］
。これは西暦２０００年までに４６０，０００メートルトンまで増加すると設定
されている［Ｂｊｏｒｎｄａｈｌ Ｔ（１９９０）「Ｔｈｅ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ
ｓ ｏｆ Ｓａｌｍｏｎ Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ（サケ水産養殖の経済学）」
（Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ・オックスフォード）の１頁参照
］。サケ科魚類の赤色は消費者への訴求効果があり、それゆえに最終製品の価格
を左右する。動物はカロテノイドを合成できず、一次生産者（海藻類と植物プラ
ンクトン）から食物連鎖によってそれらの色素を獲得する。集約的養殖で成長し
た動物の色は、通常、最適ではない。したがって水産養殖では生産者がかなりの
費用をかけてカロテノイド含有栄養物を人工的に添加する。

【００２７】 アスタキサンチンは商業的に使用される最も高価なカロテノイド化合物である
（現在−１９９５年の市場価値は２５００〜３５００ドル／ｋｇである）。これ
は主として、多種多様な水生動物に着色を施す栄養補助剤として使用される。極
東では、鶏肉に特有の色素沈着が起こるように家禽への給餌にも使用される。ま
たこれは食品産業にとって望ましく効果的な非毒性着色法であり、化粧品にも有
用である。最近、アスタキサンチンが人体で強力な抗酸化剤であり、それゆえに
望ましい食品添加物であることが報告された。 天然の（３Ｓ，３’Ｓ）アスタキサンチンに供給量に制限がある。これは甲殻
類種から工業的に抽出されている［Ｔｏｒｒｉｓｅｎ ＯＪ、Ｈａｒｄｙ ＲＷ
、Ｓｈｅａｒｅｒ ＫＤ（１９８９）「サケ科の色素沈着−サケ科魚類における
カロテノイドの沈着と代謝」Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ａｑｕａｔｉｃ Ｓｃｉ １：
２０９参照］。アスタキサンチンの（３Ｒ，３’Ｒ）立体異性体はＰｈａｆｆｉ
ａから生産される［酵母の一種；Ａｎｄｒｅｗｓ ＡＧ、Ｐｈａｆｆ ＨＪおよ
びＳｔａｒｒ ＭＰ（１９７６）「赤色発酵酵母Ｐｈａｆｆｉａ ｒｈｏｄｏｚ
ｙｍａのカロテノイド」Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 第１５巻１００３−１
００７頁参照］。（３Ｓ，３’Ｓ）−、（３Ｓ，３’Ｒ）−、（３Ｒ，３’Ｒ）
−異性体の１：２：１混合物である合成アスタキサンチンは、現在、Ｈｏｆｆｍ
ａｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ社によって生産され、「ＣＡＲＯＰＨＹＬＬ ＰＩＮＫ
」という名前で高価格（約２５００ドル／ｋｇ）で販売されている［Ｍａｙｅｒ
Ｈ（１９９４）「カロテノイド合成について」Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ Ｃｈ
ｅｍ第６６巻９３１−９３８頁参照］。最近、ケト化合物生合成に関与するｃｒ
ｔＷと名付けられた新しい遺伝子が、アスタキサンチンなどのケトカロテノイド
を産生する海洋細菌Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｕｒａｎｔｉｃａｃｕｍと
Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ＰＣ−１から単離された。Ｅｒｗｉｎｉａカロテノイ
ド生成遺伝子によりβ−カロテンを蓄積するように操作されたＥｓｃｈｅｒｉｃ
ｈｉａ ｃｏｌｉにｃｒｔＷ遺伝子を導入したところ、そのＥｓｃｈｅｒｉｃｈ
ｉａ ｃｏｌｉ形質転換体はアスタキサンチンの合成経路における前駆体カンタ
キサンチンを合成した［Ｍｉｓａｗａ Ｎ、Ｋａｊｉｗａｒａ Ｓ、Ｋｏｎｄｏ
Ｋ、Ｙｏｋｏｙａｍａ Ａ、Ｓａｔｏｍｉ Ｙ、Ｓａｉｔｏ Ｔ、Ｍｉｋｉ
ＷおよびＯｈｔａｎｉ Ｔ（１９９５）「単一の遺伝子による炭化水素β−カロ
テン中のメチレン基のケト基への変換によるカンタキサンチン生合成」Ｂｉｏｃ
ｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ第２０９巻８６７−８７６頁参照］。したがって、水産
養殖で飼料補助剤として、また様々な他の工業的用途に有用な化学物質として使
用するには、（３Ｓ，３’Ｓ）アスタキサンチンの比較的安価な供給源を見出す
ことが望ましい。

【００２８】 アスタキサンチンがマダイ、サケ、マスなどの魚と、小エビ、カニ、エビ、ク
リルなどの甲殻類に含まれることは知られている［日本水産学会編「海洋生物の
カロテノイド」（１９７８）］。アスタキサンチンを産生する微生物としては、
紅色酵母Ｐｈａｆｆｌａ ｒｈｏｄｏｚｙｍａ［Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
，１５，１００９，１９７６］、ブレビバクテリウム［Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｇｅｎｅｒａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１５，
１２７，１９６９］、緑藻Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ［
Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０，２５６１，１９８１］が知られている。
化学合成法としては、β−カロテンの変換［Ｐｒｕｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．５
７，７４１，１９８５］とホスホニウム塩からの合成［Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａ
ｃｔａ．６４，２４３６，１９８１］が知られている。 しかしクリルやエビなどの天然産物中のアスタキサンチン含量は極めて低く、
その抽出は困難であるため、既知のアスタキサンチン生産法は費用が高く、有利
でない。また、それら資源の供給安定性にも問題がある。さらに、紅色酵母Ｐｈ
ａｆｆｌａ ｒｈｏｄｏｚｙｍａの成長速度が遅くアスタキサンチン生産性が低
いことは、このケトカロテノイド供給源を産業上の観点からは実用的でないもの
にしている。 緑藻Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓの成長速度も低く、そ
の培養は汚染されやすく、アスタキサンチンの抽出はこの藻が厚い細胞壁を持つ
ために極めて困難である。したがって藻類からのアスタキサンチンの工業的生産
は困難である。 アドニキサンチンは金魚とコイに含まれることが知られているが［日本水産学
会編「海洋生物のカロテノイド」（１９７８）］、アドニキサンチンの化学合成
は困難であると考えられる。アドニキサンチンの工業的生産法は知られていない
。

【００２９】 β−カロテンの生産法としては、β−イオノンからの合成［Ｐｕｒｅ ＆ Ａ
ｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．６３（１），４５，１９９１］と、ニンジン、サツマイモ、
カボチャなどの緑黄野菜からの抽出が知られているが［天然着色料ハンドブック
編集委員会編「天然着色料ハンドブック」（１９７９）光琳］、これらの方法は
生産コストが高い。 微生物によるβ−カロテンの生産方法としては藻類Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａによ
る生産［Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，７０，１８１，１９９１］とカ
ビＢｌａｋｅｓｌｅａによる生産［Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，７０
，１８１，１９９１］が知られている。細菌によるβ−カロテンの生産も、米国
特許第５，６０７，８３９号に記載の特定細菌種について知られている。 エチネノンは天然産物、例えばオニヒトデなどのヒトデや、マダイなどの魚の
内臓、ウニ、ロブスターなどの甲殻類の内臓などから抽出される［日本水産学会
編「海洋生物のカロテノイド」（１９８７）］。しかし微生物によるエチネノン
の生産は米国特許第５，６０７，８３９号に記載の属不詳の一種についてのみ知
られている。 カンタキサンチンは数種のキノコ［Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｚｅｔｔｅ，１
１２，２２８−２３２，１９５０］、魚類、甲殻類など［日本水産学会編「海洋
生物のカロテノイド」（１９７８）］に含まれることが知られている。 微生物によるエチネノンの生産例としては、ブレビバクテリウム属に属する微
生物による生産［Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｉ
ｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，５５（１０），２５０５，１９８９］や、ロドコッカス
属に属する微生物による生産［日本国公開特許公報２−１３８９９６号］がある
。また、化学合成法としては、β−カロテンの酸化［Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．
Ｓｏｃ．，７８，１４２７，１９５６］と、新規化合物３−オキソ−Ｃ₁₅ホスホ
ニウム塩からの合成［Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．５１，８７５，１９
７９］が知られている。

【００３０】 ゼアキサンチンの生産法としては、オキソイソホロンの不斉還元によって得ら
れるヒドロキシケトンから出発する化学合成［Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅ
ｍ．，６３（１），４５，１９９１］、トウモロコシの種子からの抽出［「生体
色素」（１９７４）朝倉書店］およびフラボバクテリウムを用いる方法［「Ｍｉ
ｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」第二版（ニューヨーク・Ａｃａｄｅｍ
ｉｃ Ｐｒｅｓｓ）第１巻５２９−５４４頁の「Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ（カロ
テノイド）」 ］が知られている。 このようにアスタキサンチンなどのカロテノイドを産生し分泌する細菌の必要
性は広く認識されており、それらの細菌を得ることは著しく有利である。という
のは、それらの細菌は容易に入手できるカロテノイド供給源になるからである。 本発明の他の特徴と利点は、特許請求の範囲と以下の説明から明らかになるだ
ろう。

【００３１】 （発明の要約） 本発明は、１６ＳリボゾームＲＮＡ分析で決定したところＰａｒａｃｏｃｃｕ
ｓ属の細菌に最も類似する、新規細菌種を提供する。この新種は、本発明のもう
一つの側面を構成するカロテノイド含有小胞を産生し、分泌する。その１６Ｓリ
ボソームＲＮＡがＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属に類似することから、以下、この新種
をＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株と呼ぶが、おそらくこの
新規細菌は新しい属の最初の分離菌に相当するのだろう。 現在Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属には相異なる８つの種が関連づけられており、そ
のうちの一つはある生育条件下に黄色色素を呈するものの、いずれもカロテノイ
ドを産生しない。さらに、原核生物界に属する種で、（分解過程とは対立ものと
して）その生活環中にその成長培地に相当量のカロテノイドを分泌するものは、
今までのところ知られていない。また、科学上知られている細菌種で成長培地に
カロテノイド含有小胞を分泌するものはない。 したがって、本発明はさらに、β−カロテン、エチネノン、β−クリプトキサ
ンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニキサンチン、アドニキ
サンチン、アスタキサンチン、ゼアキサンチンなど（ただしこれらに限らない）
のカロテノイドを生産する方法であって、炭素源、窒素源および無機物質源を含
む栄養培地で細菌種を培養し、その細菌細胞、そこから分泌された小胞および／
またはその成長培地から個々のカロテノイド色素もしくはカロテノイド色素の混
合物を回収することからなる方法を提供する。

【００３２】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、例示を目的として、後述する添付の図面を参照して本発明を説明する。 本発明は新規細菌種を提供する。１６ＳリボソームＲＮＡホモロジー分析で決
定すると、本発明の新規細菌種は、現在知られているすべての細菌属のうちＰａ
ｒａｃｏｃｃｕｓ属に最も類似する。しかし、この新種はカロテノイド小胞を産
生し分泌するという未だかつて報告されたことのない現象を示すので、これは新
しい属の最初の分離菌であると考えられる。さらに本発明は、成長培地にカロテ
ノイドを分泌する細菌種を使ってカロテノイドを生産する方法と、そのようにし
て得られる産物および調製物をいくつか提供する。 特許請求の範囲を含む本明細書で使用する「小胞」という用語は、実質上球状
の親油性の任意の物体であって、生命の形でないもの、すなわち繁殖できないも
のを指す。この用語のこのような用法は生物学の分野では受け入れられている。 原核生物分類法はしばしば新しい知見および／または既存の知見の新しい評価
によって改変されることに留意すべきである。したがって、本発明の新規細菌種
がカロテノイドを産生するのに対して、Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属に属する他の既
知の種はいずれもカロテノイドを産生しないことから、この新規細菌種はまだ知
られていない新しい属の一種であると仮定される。またこの新種が小胞の形でカ
ロテノイドを分泌するという事実は、この新種が新しい属の最初の標本であると
いう概念を補強するものである。 特許請求の範囲を含む本明細書で使用する「最も類似する」という用語は先行
技術の細菌属だけに適用され、その類似性は１６ＳリボソームＲＮＡ相同性分析
に基づく。したがって一態様として本発明は、１６ＳリボソームＲＮＡに関する
限りＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属の種に最も類似する任意のカロテノイド産生細菌種
に関する。もう一つの態様として本発明は、任意のカロテノイド産生および分泌
細菌種に関する。 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属は代謝的にはかなりの多様性を示すグラム陰性の球菌
または短桿菌からなる。代表的な種は広範な有機化合物で好気的に生育できる。
いくつかの種は硝酸塩を電子受容体として使用することにより、無機的にも生育
でき、代表的な種の一部は化学合成独立栄養成長の電子受容体として水素を使用
できる。この属は、系統発生論的には、プロテオバクテリアのα−３サブクラス
に属する。

【００３３】 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属では現在次の８つの種が認識されている：Ｐ．ｄｅｎ
ｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ（この属の基準種）［Ａ．Ｂａｌｏｗｓ、Ｈ．Ｇ．Ｔｒｕ
ｐｅｒ、Ｍ．ＤｗｏｒｋｉｎおよびＫ．−Ｈ．Ｓｃｈｌｅｉｆｅｒ編「ｐｒｏｋ
ａｒｙｏｔｅｓ．Ａ ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ
ｂａｃｔｅｒｉａ： ｅｃｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ， ｉｓｏｌａｔｉｏｎ，
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（原核生物．細
菌の生物学に関するハンドブック：生態生理学、分離、同定、応用）」第２版第
３巻（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ・ニューヨーク）の２３２１−２３３４
頁ｖａｎ Ｖｅｒｓｅｖｅｌｄ，Ｈ．Ｗ．およびＡ．Ｈ．Ｓｔｏｕｔｈａｍｅｒ
（１９９２）「Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属」；Ｖｉｓｕｖａｎａｔｈａｎ，Ｓ．、
Ｍ．Ｔ．Ｍｏｓｓ、Ｊ．Ｌ．Ｓｔａｎｆｏｒｄ、Ｊ．Ｈｅｒｍｏｎ−Ｔａｙｌｏ
ｒおよびＪ．Ｊ．ＭｃＦａｄｄｅｎ（１９８９）「多様な細菌からＤＮＡを単離
するための簡単な酵素法」Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｍｅｔｈ．１０：５９−６
４］、Ｐ．ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕｓ［Ｋａｔａｙａｍａ，Ｙ．、Ａ． Ｈｉｒ
ａｉｓｈｉおよびＨ．Ｋｕｒａｉｓｈｉ（１９９５）「チオシアネート資化性通
性化学合成無機栄養生物の新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕ
ｓ（新種）と、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓのＰａｒａｃｏｃ
ｃｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓ（新組合せ）としてのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属への属
の改訂を伴う帰属変更」Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ １４１：１４６９−１４７
７］、Ｐ．ｖｅｒｓｕｔｕｓ（かつてはＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｕ
ｔｕｓとして知られていた）［Ｋａｔａｙａｍａ，Ｙ．、Ａ． Ｈｉｒａｉｓｈ
ｉおよびＨ．Ｋｕｒａｉｓｈｉ（１９９５）「チオシアネート資化性通性化学合
成無機栄養生物の新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕｓ（新種
）と、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ
ｖｅｒｓｕｔｕｓ（新組合せ）としてのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属へのその属の改
訂を伴う帰属変更」Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ １４１：１４６９−１４７７］
、Ｐ．ｋｏｃｕｒｉｉ［Ｏｈａｒａ，Ｍ．、Ｙ．Ｋａｔａｙａｍａ、Ｍ．Ｔｓｕ
ｚａｋｉ、Ｓ．ＮａｋａｍｏｔｏおよびＨ．Ｋｕｒａｉｓｈｉ（１９９０）「テ
トラメチルアンモニウム同化性細菌Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｋｏｃｕｒｉｉ（新
種）」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓｙｓｔ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．４０：２９２−２９６］、
Ｐ．ａｌｃａｌｉｐｈｉｌｕｓ［Ｕｒａｋａｍｉ，Ｔ．、Ｊ．Ｔａｍａｏｋａ、
Ｋ．ＳｕｚｕｋｉおよびＫ．Ｋｏｍａｇａｔａ（１９８９）「好アルカリ性通性
メチロトローフ細菌Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ａｌｃａｌｉｐｈｉｌｕｓ（新種）
」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓｙｓｔ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．３９：１１６−１２１］、Ｐ．
ａｍｉｎｏｐｈｉｌｕｓ、Ｐ．ａｍｉｎｏｖｏｒａｎｓ［Ｕｒａｋａｍｉ，Ｔ．
、Ｈ．Ａｒａｋｉ、Ｈ．Ｏｙａｎａｇｉ、Ｋ．ＳｕｚｕｋｉおよびＫ．Ｋｏｍａ
ｇａｔａ（１９９０）「Ｎ，Ｎ’−ヂメチルホルムアミドを資化する新種Ｐａｒ
ａｃｏｃｃｕｓ ａｍｉｎｏｐｈｉｌｕｓと新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ａｍｉ
ｎｏｖｏｒａｎｓ」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓｙｓｔ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．４０：２８７
−２９１］、およびＰ．ｓｏｌｖｅｎｔｉｖｏｒａｎｓ［Ｓｉｌｌｅｒ，Ｈ．、
Ｆ．Ａ．Ｒａｉｎｅｙ、Ｅ．ＳｔａｃｋｅｂｒａｎｄｔおよびＪ．Ｗｉｎｔｅｒ
（１９９６）「土壌由来の新しいグラム陰性アセトン分解性硝酸塩還元性細菌Ｐ
ａｒａｃｏｃｃｕｓ ｓｏｌｖｅｎｔｉｖｏｒａｎｓ（新種）」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓ
ｙｓｔ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ． ４６：１１２５−１１３０］。

【００３４】 先にＰ．ｈａｌｏｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓとして知られていた株は、最近
、その系統発生的関係からＨａｌｏｍｏｎａｓ属に移された［Ｄｏｂｓｏｎ，Ｓ
．Ｊ．およびＰ．Ｄ．Ｆｒａｎｚｍａｎｎ（１９９６）「属Ｄｅｌｅｙａ（Ｂａ
ｕｍａｎｎら，１９８３）、Ｈａｌｏｍｏｎａｓ（Ｖｒｅｅｌａｎｄら，１９８
０）およびＨａｌｏｖｉｂｒｉｏ（Ｆｅｎｄｒｉｃｈ １９８８）と種Ｐａｒａ
ｃｏｃｃｃｕｓ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ（ＲｏｂｉｎｓｏｎおよびＧｉｂ
ｂｏｎｓ １９５２）の単一の属Ｈａｌｏｍｏｎａｓへの統一と属Ｚｙｍｏｂａ
ｃｔｅｒの科Ｈａｌｏｍｏｎａｄａｃｅａｅへの配置」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓｙｓｔ．
Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．４６：５５０−５５８］。 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属の既知の８種はいずれもカロテノイドを産生しない。 栄養寒天平板上で汚染菌として現れたグラム陰性の明橙色球状細菌が、以下に
詳述するように分離され、特徴づけられた。 表現型による特徴づけと、１６Ｓ ｒＤＮＡ配列比較に基づく系統分析により
、この細菌はＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属のこれまで知られていなかった種として分
類されるべきであることが明らかになった。ここに我々は、この分離菌にＰａｒ
ａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ（新種）という名前を提案し、その特徴を記
載する。

【００３５】 さらに、既に上述したように、また下記の実施例で詳しく証明するように、こ
の新規細菌種は専用の小胞に入れられたカロテノイドを産生しかつ分泌するとい
う、どの原核生物にも未だかつて報告されたことのない現象を示す。したがって
本発明の新規細菌種はおそらく新しい属の最初の分離菌に相当するものと思われ
る。 この新しい分離菌の重要な特徴は様々なカロテノイドの産生と培地へのそれら
の小胞性分泌とであるが、これまでに知られている細菌種で、その生活環中にカ
ロテノイドを産生しかつ分泌するものはない。したがってもう一つの側面からみ
れば本発明は、（分解に関係する分泌に対立するものとして）その生活環中にカ
ロテノイドを分泌する任意の細菌種、具体的にはカロテノイド小胞を分泌する株
に関する。 カロテノイド分泌は小胞性であるので、本発明のもう一つの側面は、カロテノ
イド含有小胞、それを含む調製物および培地に関する。 この新しい分離菌はβ−カロテン、エチネノン、β−クリプトキサンチン、カ
ンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニキサンチン、アドニキサンチン、
アスタキサンチンおよびゼアキサンチンを産生し分泌する。したがって本発明の
もう一つの側面は、ここに記述するような本発明のカロテノイド生産法のいずれ
かに従って生産されたカロテノイドに関する。

【００３６】 したがって本発明のもう一つの態様は、β−カロテン、エチネノン、β−クリ
プトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニキサンチン、
アドニキサンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチン（ただしこれらに限
らない）などといった少なくとも一つのカロテノイド色素の生産方法に関する。
これらのカロテノイドのいくつかを図３にその化学式で表す。 本方法は次の段階を含む。第一に、Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属に最も類似する細
菌種を、炭素源、窒素源および無機物質源を含む液体または固体栄養培地で培養
してその成長、カロテノイド色素の産生、および好ましくはそれらの成長培地へ
の分泌を維持する。第二に、個々のカロテノイド色素またはカロテノイド色素の
混合物を培地および／またはその種の細胞から回収する。収量が最大になるよう
に精密な生育および回収法を設計する方法は、当業者にはわかるだろう。 本発明によれば、カロテノイドを分泌する任意の細菌種、またはカロテノイド
を産生しＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属に最も類似する（本明細書でいうところの「最
も類似する」）任意の種を使用できる。 これらの細菌のうち、具体的な一微生物としてＰ．ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１
株を挙げることができる。この株は本発明者らによって新たに分離され、ブダペ
スト条約に基づき、１９９７年６月４日に、ＤＳＭ１１５７４^T株としてＤＳＭ Ｚ（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｓａｍｍｌｕｎｇ ｖｏｎ Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓ
ｍｅｎ ｕｎｄ Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ）に寄託されている。 Ｐ．ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の１６ＳリボソームＲＮＡをコードするＤＮ
Ａのヌクレオチド配列を配列番号１に示す。

【００３７】 本微生物を用いるカロテノイド生産用の培地は、例えば次のとおりである。す
なわち、それは、生産微生物の成長に必要な炭素源、窒素源および無機塩と、必
要であれば、特別な必須物質（例えばビタミン、アミノ酸、核酸など）とを含有
する。 炭素源としては、グルコース、スクロース、ラクトース、フルクトース、トレ
ハロース、マンノース、マンニトール、マルトースなどの糖類；酢酸、フマル酸
、クエン酸、プロピオン酸、リンゴ酸、ピルビン酸、マロン酸などの有機酸；エ
タノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、イソブタ
ノール、グリセロールなどのアルコール；ダイズ油、米ヌカ油、オリーブ油、ト
ウモロコシ油、ゴマ油、亜麻仁油などの油脂が挙げられる。炭素源の添加量はそ
の炭素源の種類に応じて変動するが、通常は培地１リットルあたり１〜１００ｇ
、好ましくは２〜５０ｇである。 窒素源としては、例えば硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム
、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アンモニア、尿素などが単独で、ま
たは組み合わせて使用される。窒素源の添加量はその窒素源の種類に応じて変動
するが、通常は培地１リットルあたり０．１〜３０ｇ、好ましくは１〜１０ｇで
ある。 無機塩類としては、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水
素二ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸第二鉄、硫酸第一
鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、硫酸第一マンガン、塩化第一マンガン、硫酸亜鉛
、塩化亜鉛、硫酸第二銅、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムな
どを単独でまたは組み合わせて使用できる。無機酸の量はその無機塩の種類に応
じて変動するが、通常は培地１リットルあたり０．００１〜１０ｇである。

【００３８】 特別な必須物質としては、ビタミン、核酸、酵母エキス、ペプトン、肉エキス
、麦芽エキス、コーンスティープリカー、大豆粉、乾燥酵母などを単独でまたは
組み合わせて使用できる。特別な必須物質の使用量はその物質の種類に応じて変
動するが、通常は培地１リットルにつき０．２〜２００ｇ、好ましくは３〜１０
０ｇである。 培地のｐＨ値５をｐＨ２〜１２、好ましくは６〜９に調節する。培養は１５〜
４０℃、好ましくは２０〜３５℃の温度で１〜２０日間、好ましくは１〜４日間
、振盪または曝気／撹拌によって提供される好気条件下に行なわれる。 最後にカロテノイドをその培養から分離、精製できる。すなわち、微生物細胞
を培養から遠心分離やろ過などの従来の手段で分離し、その細胞または培地を適
当な溶媒による抽出処理にかける。抽出前に行なってもよい好ましい段階として
、カロテノイドが充填された小胞を、例えば限外ろ過やろ過などによって、培地
から回収してもよい。 抽出用の溶媒としては、カロテノイドが溶解する任意の物質を使用できる。例
えばアセトン、クロロホルム、ジクロロメタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メ
タノール、エタノール、イソプロパノール、ベンゼン、二硫化炭素、ジエチルエ
ーテルなどの有機溶媒を使用し、好ましくはクロロホルム、ジクロロメタン、ア
セトン、メタノール、エタノールまたはイソプロパノールを使用する。精製は吸
着、溶出、溶解などの従来の方法を単独で行なうか、好ましくは組み合わせて行
なうことによって実施できる。

【００３９】 本発明によれば、多くの場合、β−カロテン、エチネノン、β−クリプトキサ
ンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニキサンチン、アドニキ
サンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチンが同時に生産され、培養細胞
および／または培地中に存在する。 したがって本発明の一実施の形態として、上述のカロテノイドまたはその他の
いずれか一つを、上述の方法で個別に得ることができる。あるいは、カロテノイ
ドの混合物を得ることもできる。このように本発明のカロテノイド生産方法には
、個々のカロテノイドの生産方法と、カロテノイドの混合物の生産方法が含まれ
る。 アスタキサンチンとアドニキサンチンは、例えば吸着／溶出カラムクロマトグ
ラフィー、微分抽出、向流抽出および分画晶出（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）などといった従来のカロテノイド相互分離法に
従って互いに分離できる。また、個々のカロテノイドを生産するために、培地組
成、培養条件などを制御することによって所望のカロテノイドを優先的に生成さ
せることもできる。

【００４０】 例えば生産されるカロテノイドの比は、好気条件を変えることによって変化さ
せることができる。例えば生産されるカロテノイドの比は、フラスコ振盪培養時
の培地の量または振盪速度によって、もしくは曝気／撹拌培養時の空気供給速度
または撹拌速度を変えることによって、変化させることができる。 また特定のカロテノイドを優先的に生産するために、生産微生物を突然変異誘
発（例えばその生産微生物の人工的突然変異誘発など）によって、突然変異型微
生物が所望のカロテノイドを特に優先的に産生するように改良することもできる
。そのような突然変異誘発処理には、例えばＸ線照射、ＵＶ照射などの物理的方
法；Ｎ−メチル−Ｎ’−ニトロ−Ｎ−ニトロソグアニジン（ＮＴＧ）、エチルメ
タンスルホン酸（ＥＭＳ）の使用などといった化学的方法；および遺伝子組換え
技術などの生物学的方法がある。 そのような改良型突然変異体を用いたカロテノイドの生産方法は本発明のカロ
テノイド生産方法に包含される。 本方法によって生産されるアスタキサンチンでは、（３Ｓ，３’Ｓ）−アスタ
キサンチンの純度がほとんど１００％である。エビ、Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕ
ｓ、サケ、マス、マダイなどの天然産物に含まれるアスタキサンチン中の（３Ｓ
，３’Ｓ）−アスタキサンチンの比率は高いことが知られている。一方、Ｐｈａ
ｆｆｌａ ｒｈｏｄｏｚｙｍａは（３Ｒ，３’Ｒ）−アスタキサンチンを高い比
率で含有することが知られており、その絶対配置は天然産物の大半に含まれるア
スタキサンチンのそれとは反対である。

【００４１】 本方法によって生産されるアスタキサンチンは、そのほとんど１００％が（３
Ｓ，３’Ｓ）−アスタキサンチンであり、その絶対配置は自然界に存在するアス
タキサンチンの大半と同じであるため、本方法によって生産されるアスタキサン
チンは産業上価値がある。また（３Ｓ，３’Ｓ）−アスタキサンチンの化学合成
は知られているが（Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，６１，２６０９，１９７８
）、光学的に純粋な（４Ｒ，６Ｒ）−４−ヒドロキシ−２，２，６−トリメチル
シクロヘキサノンを出発物質として使用するので、その方法は高コストで、産業
上有利でない。 また、本方法によって生産されるアスタキサンチンは実質的に全トランス−ア
スタキサンチンを含有する。全トランス−アスタキサンチンは天然型であり、本
生産微生物はそれらが天然型アスタキサンチンを産生するという点で有利である
。シス−アスタキサンチンから全トランス−アスタキサンチンを製造することは
困難だが、シス−アスタキサンチンが必要な場合は、既知の方法に従って全トラ
ンス−アスタキサンチンからこれを得ることができる。 以下、実施例に言及する。下記の実施例は上述の説明と共に本発明を例証する
ものである。

【００４２】 （実施例） 下記実施例では次のプロトコルと実験上の細目を参照する。 《生物源》 これ以降Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ＭＨ１株またはＰａｒａｃｏｃ
ｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ（新種）と呼ぶ株は栄養寒天平板を汚染する単一の明
橙色コロニーとして現れた。 《培地および培養条件》 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ＭＨ１株は通例、１リット
ルあたり１０ｇのバクトトリプトン、５ｇのバクト酵母エキスおよび５ｇのＮａ
Ｃｌを含む培地（ｐＨ７．０）中、２５℃で生育させた。液体培養は振とう水槽
で生育させた。固体培地には１リットルあたり１５ｇのバクト寒天を加えた。下
記実施例に明記するように、この培地の組成は、ＮａＮＯ₃、デンプン、より高 濃度のＮａＣｌ、および他の成分の添加によって変更された。 《顕微鏡法》 培養物は位相差光学装置を装着したツァイス・スタンダード顕
微鏡を使って調べ、写真撮影した。 《生理学的および生化学的特徴づけ》 カタラーゼ、チトクロムオキシダーゼ
、ウレアーゼ、アルギニンデヒドロラーゼ（ａｒｇｉｎｉｎｅ ｄｅｈｙｄｒｏ
ｌａｓｅ）、アミラーゼの存在、硝酸塩での嫌気的成長などといった諸性質に関
する試験を、Ｈｏｌｄｉｎｇ，Ａ．Ｊ．およびＪ．Ｇ．Ｃｏｌｌｅｅ（１９７１
）「定型的生化学試験」（Ｊ．Ｒ．ＮｏｒｒｉｓおよびＤ．Ｗ．Ｒｉｂｂｏｎｓ
編「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ
Ｐｒｅｓｓ・ロンドン）第６Ａ巻の１〜３２頁）に記述されているような標準的
方法を使って行なった。

【００４３】 選択した生理学的特徴を、９種類の代謝能（硝酸塩の還元、トリプトファンか
らのインドールの生成、グルコースからの酸生成、アルギニンジヒドロラーゼ、
ウレアーゼ、ゼラチンとエスクリンの加水分解およびβ−ガラクトシダーゼ）と
１２種類の炭素源（グルコース、アラビノース、マンノース、マンニトール、Ｎ
−アセチルグルコサミン、マルトース、グルコン酸、カプリン酸、アジピン酸、
リンゴ酸、クエン酸およびフェニル酢酸）での好気的成長について調べるＡＰＩ
２０ＮＥシステム（ＢｉｏＭｅｒｉｅｕｘ社、フランス・マーシーレトワール）
で決定した。すべてのＡＰＩテストは製造者の指示に従って行なった。 他の炭素源の資化性を試験するために、９５基質のＢｉｏｌｏｇ社（カリフォ
ルニア州ヘイワード）ＳＦ−Ｎ ＭｉｃｒｏＰｌａｔｅマイクロタイタープレー
トを使用した。細胞をＡＰＩ２０ＮＥシステムのＡＵＸ培地（１リットルあたり
２ｇの（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、１．５ｇの寒天、８２．８ｍｇの無機塩基、２５０ｍ ｇのアミノ酸類、４５．９ｍｇのビタミン類／栄養物質および４０ｍＭのリン酸
緩衝液（ｐＨ７．０）を含有する）に懸濁した。各１４０μｌをＢｉｏｌｏｇ社
マイクロタイタープレートのウェルに加え、３０℃で２〜３日培養した後、成長
に関してウェルを調べた。 選択した基質での成長を、さらに、１リットルあたり０．５ｇのバクトトリプ
トン、０．２５ｇのバクト酵母エキス、５ｇのＮａＣｌおよび５ｍＭのＨＥＰＥ
Ｓ（ｐＨ７．０）を含む液体培地３０ｍｌを使って、１００ｍｌエルレンマイヤ
ー・フラスコで試験した。この低栄養培地に１リットルあたり被験物質２．５ｇ
を補足し、成長を非補足培地での成長と比較した。

【００４４】 脂肪酸分析は、基本的にＳｉｌｌｅｒ Ｈ、Ｒａｉｎｅｙ ＦＡ、Ｓｔａｃｋ
ｂｅｒａｎｄｔ ＥおよびＷｉｎｔｅｒ Ｊ（１９９６）「土壌由来の新しいグ
ラム陰性アセトン分解性硝酸塩還元性細菌Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｓｏｌｖｅｎ
ｔｉｖｏｒａｎｓ（新種）の分離と特徴づけ」Ｊ．Ｓｙｓ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ
．４６：１１２５−１１３０に記述されているように行なった。ポリ−β−ヒド
ロキシアルカノエートの生成は、乾燥細胞ペレットをクロロホルムで抽出し、そ
の抽出物を乾燥し、濃硫酸と共に加熱した後にクロトネートの生成を分光法で評
価することによって試験した。 《ＤＮＡ塩基組成》 ＤＮＡはＶｉｓｕｖａｎａｔｈａｎらに従ってヒドロキ
シアパタイトでのクロマトグラフィーによって分離、精製した［Ｖｉｓｕｖａｎ
ａｔｈａｎ，Ｓ．、Ｍ．Ｔ．Ｍｏｓｓ、Ｊ．Ｌ． Ｓｔａｎｆｏｒｄ、Ｊ．Ｈｅ
ｒｍｏｎ−ＴａｙｌｏｒおよびＪ．Ｊ．ＭｃＦａｄｄｅｎ（１９８９）「多様な
細菌からＤＮＡを単離するための簡単な酵素法」Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｍｅ
ｔｈ．１０：５９−６４］。Ｇ＋Ｃ含量は、Ｍｅｓｂａｈらが記述しているよう
に高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて決定した［Ｍｅｓｂａｈ
，Ｍ．、Ｕ．ＰｒｅｍａｃｈａｎｄｒａｎおよびＷ．Ｂ．Ｗｈｉｔｍａｎ（１９
８９）「高性能液体クロマトグラフィーによるデオキシリボ核酸のＧ＋Ｃ含量の
正確な測定」Ｉｎｔ．Ｊ．Ｓｙｓｔ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．３９：１５９−１６
７］。 《１６Ｓ ｒＤＮＡ遺伝子の配列決定》 ゲノムＤＮＡ抽出、１６Ｓ ｒＤＮ
ＡのＰＣＲによる増幅およびそのＰＣＲ産物の精製は記述されているように行な
った［Ｄｅ Ｓｏｅｔｅ，Ｇ．（１９８３）「近接データに追加の木をフィッテ
ィングするための最小二乗アルゴリズム」Ｐｓｙｃｈｏｍｅｔｒｉｋａ ４８：
６２１−６２６］。精製したＰＣＲ産物を、ＡＢＩ ＰＲＩＳＭ^TMダイ・ターミ
ネーター・シーケンシング・レディ・リアクション・キット（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ・ドイツ）を製造者のプロトコルに指示されているように
使用して配列決定した。配列決定反応をＡｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ
３７３Ａ ＤＮＡシーケンサーを用いて電気泳動した。得られた配列データを
整列エディタａｅ２［Ｍａｉｄａｋ、Ｂ．Ｌ．、Ｇ．Ｊ．Ｏｌｓｅｎ、Ｎ．Ｌａ
ｒｓｅｎ、Ｍ．Ｊ．ＭｃＣａｕｇｈｅｙおよびＣ．Ｒ．Ｗｏｅｓｅ（１９９６）
「リボソーマルデータ−ベースプロジェクト（ＲＤＰ）」Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃ
ｉｄｓ Ｒｅｓ．２４：８２−８５］に入力し、手動で整列し、プロテオバクテ
リアのα−亜門のＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒグループに属する代表的１６Ｓ ｒＲ
ＮＡ遺伝子配列と比較した。比較のために１６Ｓ ｒＲＮＡ配列をリボソーマル
・データベース・プロジェクト（Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｐｒ
ｏｊｅｃｔ）のＥＭＢＬデータベースから入手した［Ｍａｉｄａｋ，Ｂ．Ｌ．、
Ｇ．Ｊ．Ｏｌｓｅｎ、Ｎ．Ｌａｒｓｅｎ、Ｍ．Ｊ．ＭｃＣａｕｇｈｅｙおよびＣ
．Ｒ．Ｗｏｅｓｅ（１９９６）「リボソーマルデータ−ベースプロジェクト（Ｒ
ＤＰ）」Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２４：８２−８５］。系統樹状
図を構築するために、ＰＨＹＬＩＰパッケージ［Ｆｅｌｓｅｎｓｔｅｉｎ，Ｊ．
（１９９３）ＰＨＹＬＩＰ（系統推定パッケージ）バージョン３．５．１、ワシ
ントン大学（シアトル）遺伝学部］の演算を使用した。２つずつの進化の距離を
ＪｕｋｅｓとＣａｎｔｏｒの補正による類似度％から計算した［Ｈ．Ｎ．Ｍｕｎ
ｒｏ編「Ｍａｍｍａｌｉａｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ」（Ａｃ
ａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ・ニューヨーク）の２１−１３２頁、Ｊｕｋｅｓ，Ｔ
．Ｈ．およびＣ．Ｒ．Ｃａｎｔｏｒ（１９６９）「タンパク質分子の進化」］。
系統樹は進化の距離に基づく近隣結合法によって構築した［Ｓａｉｔｏｕ，Ｎ．
およびＭ．Ｎｅｉ（１９８７）「近隣結合法：系統樹の新しい再構築法」Ｍｏｌ
．Ｂｉｏｌ．Ｅｖｏｌ．４：４０６−４２５］。系統樹状図の構築にはＤｅ Ｓ
ｏｅｔｅの最小二乗距離法［Ｄｅ Ｓｏｅｔｅ，Ｇ．（１９８３）「近接データ
に追加の木をフィッティングするための最小二乗アルゴリズム」Ｐｓｙｃｈｏｍ
ｅｔｒｉｋａ ４８：６２１−６２６］を使用した。木（ｔｒｅｅ）の根（ｒｏ
ｏｔ）はＲｏｓｅｏｂａｃｔｅｒ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ ＡＴＣＣ ３
３９４２^Tの１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子配列をこの分析に含めることによって決定 した。

【００４５】 《ヌクレオチド配列アクセッション番号》 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃ
ｕｓｉｉ ＤＳＭ １１５７４^Tの１６Ｓ ｒＤＮＡ遺伝子配列にはＥＭＢＬヌ クレオチド配列データベースアクセッション番号Ｙ１２７０３が割り当てられて
いる。 《カロテノイド分析》 Ｐ．ｍａｒｃｕｓｉｉ細胞の一部を１３，０００ ｘ
ｇで１０分間の遠心分離によって収集し、水で１回洗浄した。Ｐ．ｍａｒｃｕ
ｓｉｉによって分泌される小胞の一部を超遠心機中４０，０００ｒｐｍ（Ｂｅｃ
ｋｍａｎ Ｌ８、ローターＳＷ５０．１、１９２，０００ｇ）での超遠心分離に
よって収集した。細胞、小胞を２００μｌのアセトンに再懸濁し、暗所にて６５
℃で１０分間インキュベートした。細胞除去培地抽出のために、１０μｌの培地
を２００μｌのアセトンと混合し、暗所にて６５℃で１０分間インキュベートし
た。試料を再び１３，０００ ｘ ｇで１０分間遠心分離し、色素を含有するア
セトン上清をきれいなチューブに入れた。その色素抽出物をＮ₂の気流下に送風 乾固し、分析に必要になるまで−２０℃で保存した。 逆相ＨＰＬＣは２ｃｍの保護カラムをつけたＳｐｈｅｒｉｓｏｒｂ ＯＤＳ２
，５μｍカラム（２５．０ｃｍ×０．４６ｃｍ）を使って行なった。０−６０％
Ａ（０−１０分）、６０−７６％Ａ（１０−１５分）、７６％Ａ（１５−２２分
）、７６−１００％Ａ（２２．１−２８．０分）の溶媒勾配を毎分１ｍｌの流速
で使用した（Ａ＝酢酸エチル、Ｂ＝アセトニトリル／水（９／１ｖ／ｖ））。溶
媒はＣＭ４０００三相ポンプシステムを用いて送出した。試料は２０μｌずつオ
ンラインＲｈｅｏｄｙｎｅインジェクターユニットを通して注入した。ＨＰ１０
４０Ａダイオードアレイ検出器を使って、スペクトルをオンラインで監視し、ク
ロマトグラムを積分した。

【００４６】 ＴＬＣはＫｉｅｓｅｌｇｅｌ６０Ｆ₂₅₄シリカプレートで行なった。Ｒ_F値はそ
れぞれジエチルエーテル（ＴＬＣ系１）とヘキサン／酢酸エチル（３／２ ｖ／
ｖ）（ＴＬＣ系２）の溶媒系に関するものである。

【００４７】 ＵＶ／可視電子吸収スペクトルは、再蒸留した、またはＨＰＬＣ用の、アセト
ンとジエチルエーテル中で記録した。各スペクトルはＣｅｃｉｌ ＣＥ ５５０
１コンピューティング・ダブルビームＵＶ／可視分光光度計を使って記録した。
微細構造の程度は％ＩＩＩ／ＩＩのピーク高の比として表され、ここに０値を２
つの吸収ピーク間の最小値とし、最長波長吸収波長のピーク高をＩＩＩ、中央吸
収波長のそれをＩＩと名付ける。微細構造を伴わない単一吸収ピークを示すアス
タキサンチンなどの共役ケトカロテノイドの場合は、％ＩＩＩ値が０である。 質量分析は、低分解能（約１０００）で作動するＶＧ７０７０Ｈ二重収束磁気
セクタ質量分析計で陽イオンＥＩを用いて行なった。データの収集と処理はＦｉ
ｎｎｉｇａｎ社ＩＮＣＯＳ２３００データシステムで行なった。フルスキャンＭ
Ｓを、加速電圧２ｋＶ、総サイクルタイム３．５秒で４０〜７００のｍ／ｚ範囲
にわたって記録した。プローブ温度は周囲温度から約３００℃まで約５分間で徐
々に昇温した。スペクトルは７０ｅＶのイオン化ポテンシャルで記録した。 《電子顕微鏡法》 電子顕微鏡用の標本は０．１Ｍカコジル酸緩衝液（ｐＨ７
．４）中の３％グルタルアルデヒドで終夜固定し、同緩衝液中で洗浄し、０．１
Ｍカコジル酸緩衝液中の１％ＯｓＯ₄で２時間、後固定した。脱水は一連のエチ ルアルコールとプロピレンオキサイド濃度中で行ない、Ｅｐｏｎ−８１２に包埋
した。超薄切片を酢酸ウラニルとクエン酸鉛で染色した後、Ｊｅｏｌ−１０００
ＣＸ電子顕微鏡で観察した。 《キラリティ立体配置》アスタキサンチンのキラリティー立体配置は、アスタ
キサンチンから誘導したジアステレオ異性カンファン酸エステルのＨＰＬＣによ
って決定した［Ｒｅｎｓｔｒｏｍ Ｂ，Ｂｏｒｃｈ Ｇ、Ｓｋｕｌｂｅｒｇ Ｍ
およびＬｉａａｅｎ−Ｊｅｎｓｅｎ Ｓ（１９８１）「Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃ
ｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓから得られる（３Ｓ，３Ｓ）−アスタキサンチンの光
学純度」Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ ２０：２５６１−２５６５］。

【００４８】実施例１ Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ＭＨ１の形態学的特徴 図４に示すように、Ｐｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株は、サ
イズが１〜２ｘ１〜１．５μｍの球菌ないし短桿菌を形成した。これは主として
ペアおよび４〜５細菌までの短い鎖またはクラスターからなった。細胞は非運動
性で、胞子を形成しなかった。ＭＨ１株はグラム陰性に染色された。寒天上のコ
ロニーは平滑、平坦で明るい橙色だった。実施例２ 生理学的および生化学的特徴づけ 至適成長温度は２５〜３０℃だった。３５℃では成長が不十分だった。至適温
度における標準的成長培地での倍加時間は２．３時間だった。培地中のＮａＣｌ
濃度を１リットルあたり６ｇに増やすと成長が遅く、ＮａＣｌが１リットルあた
り８ｇを超えると成長が起こらなかった。 次の炭素およびエネルギー源を成長に使用することができた：Ｄ−グルコース
、Ｄ−フルクトース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−マンノース、Ｌ−アラビノース、
マルトース、セロビオース、Ｄ−ラクトース、メリビオース、スクロース、ツラ
ノース、Ｄ−トレハロース、ゲントビオース（ｇｅｎｔｏｂｉｏｓｅ）、ラクツ
ロース、Ｄ−グルコン酸、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−ガラクツロン酸、グリセロー
ル、エリトリトール、Ｄ−マンニトール、Ｄ−ソルビトール、キシリトール、ｍ
−イノシトール、アドニトール、Ｄ−アラビトール、プロピオン酸、シス−アコ
ニット酸、クエン酸、ＤＬ−乳酸、マロン酸、キナ酸、コハク酸、リンゴ酸、ギ
酸、Ｌ−アラニンおよびアラニンアミド。エスクリンとｐ−ニトロフェニル−β
−Ｄ−ガラクトピラノシドが加水分解された（β−グルコシダーゼ活性とβ−ガ
ラクトシダーゼ活性）。Ｌ−フコース、Ｄ−プシコース、Ｌ−ラムノース、ラフ
ィノース、デキストリン、グリコーゲン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、Ｎ
−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン、β−メチルＤ−グルコシド、ＤＬ−α−グリ
セロールリン酸、グルコース−１−リン酸、グルコース−６−リン酸、メタノー
ル、２，３−ブタンジオール、メチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩酸塩、
ジメチルホルムアミド、Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃、Ｔｗｅｅｎ ４０、Ｔｗｅｅｎ ８０、 酢酸、α−ヒドロキシ酪酸、β−ヒドロキシ酪酸、γ−ヒドロキシ酪酸、α−ケ
ト酪酸、α−ケト吉草酸、カプリン酸、アジピン酸、フェニル酢酸、メチルピル
ビン酸、グリシン、Ｄ−アラニン、Ｌ−アラニルグリシン、Ｌ−アスパラギン、
Ｌ−アスパラギン酸、Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−
オルニチン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−プロリン、Ｌ−セリン、Ｄ−セリン、
Ｌ−スレオニン、ＤＬ−カルニチン、γ−アミノ酪酸、イノシン、ウリジンおよ
びチミジンでは、成長が起こらなかった。デンプンは加水分解されなかった。ゼ
ラチン加水分解は弱いか、起こらなかった。アルギニンジヒドロラーゼ活性とウ
レアーゼ活性は検出されなかった。インドールはトリプトファンから生成しなか
った。

【００４９】 代謝は偏性好気性である。チトクロームオキシダーゼ反応とカタラーゼ反応は
陽性だった。硝酸塩は嫌気的成長を支えず、亜硝酸塩に還元されなかった。グル
コースは発酵されなかった。 脂肪酸プロフィール（Ｃ１８：１が７９．４％、Ｃ１８：０が５．０％、Ｃ１
０：０が６．２％、２つの未知ピークが合わせて９．４％）は、プロテオバクテ
リアのα−サブグループに特有のものである。ポリ−β−ヒドロキシアルカノエ
ートは検出されなかった。 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ＭＨ１株の著しく際立った特徴はその強い橙色である
。一定の成長培地で赤黄色コロニーを形成すると記載されているＰ．ｔｈｉｏｃ
ｙａｎａｔｕｓを除くと［Ｋａｔａｙａｍａ，Ｙ．、Ａ．Ｈｉｒａｉｓｈｉおよ
びＨ．Ｋｕｒａｉｓｈｉ（１９９５）「チオシアネート資化性通性化学合成無機
栄養生物の新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕｓ（新種）と、
Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｖｅｒ
ｓｕｔｕｓ（新組合せ）としてのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属への属の改訂を伴う帰
属変更」Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ １４１：１４６９−１４７７］、Ｐａｒａ
ｃｏｃｃｕｓ属の他の種はすべて無色である。実施例３ ＤＮＡのＧ＋Ｃ含量 ＨＰＬＣ分析によって決定されたＭＨ１株のＤＮＡのＧ＋Ｃ含量は６６モル％
だった。実施例４ ＭＨ１株の系統発生的関係 ＭＨ１株の１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子配列の約９５％を、ＰＣＲ増幅した１６Ｓ
ｒＤＮＡの直接配列決定によって決定した。１６Ｓ ｒＲＮＡ系統学のみに基
づいて（下記表１の類似度値と図５の系統樹を参照されたい）、ＭＨ１株はプロ
テオバクテリアのα−亜門のＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒグループ内のＰａｒａｃｏ
ｃｃｕｓ属に最も類似することを決定できた。 最も高い１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝
子類似度値はＭＨ１株とＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ａｌｃａｌｉｐｈｉｌｕｓ Ｊ
ＣＭ ７３６４^T（９６．３％）またはＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ａｍｉｎｏｐｈ ｉｌｕｓ ＪＣＯＭ ７６８６^T（９６．２％）の間に存在する。ＭＨ１株はＰ ａｒａｃｏｃｃｕｓ属の他の種とは遠い関係しかなく（配列類似度は９６．３〜
９３．６％）、またこれはカロテノイドを産生し分泌するので、ＭＨ１株はここ
に初めて報告される新しい属の一員であるとみなしうる。

【００５０】 表１はＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉとそれに関連するＰａｒａｃ
ｏｃｃｕｓ ｓｐ．に関する１６Ｓ ｒＤＮＡ遺伝子配列の類似度行列である。
１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子類似度値は整列した配列を一組ずつ比較することによっ
て計算した。 ＭＨ１株の表現型特性は改訂されたＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属の記載の枠内に当
てはまった［Ｋａｔａｙａｍａ，Ｙ．、Ａ． ＨｉｒａｉｓｈｉおよびＨ．Ｋｕ
ｒａｉｓｈｉ（１９９５）「チオシアネート資化性通性化学合成無機栄養生物の
新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕｓ（新種）と、Ｔｈｉｏｂ
ａｃｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｖｅｒｓｕｔｕｓ
（新組合せ）としてのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属への属の改訂を伴う帰属変更」Ｍ
ｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ １４１：１４６９−１４７７］。我々はＰａｒａｃｏ
ｃｃｕｓ ＭＨ１株を、イスラエルの遺伝学研究の先駆者である故Ｍｅｎａｓｈ
ｅ Ｍａｒｃｕｓ教授に敬意を表して、Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉ
ｉと名付けることを提案する。

【表１】 下記表２にＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株と、以前に記
載されたＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属の代表種との特性の比較を要約する。

【表２】 １．Ｐ．ｍａｒｃｕｓｉｉ、２．Ｐ．ｄｅｎｔｒｉｆｉｃａｎｓ、３．Ｐ．ｔｈ
ｉｏｃｙａｎａｔｕｓ、４．Ｐ．ｖｅｒｓｕｔｕｓ、５．Ｐ．ｋｏｃｕｒｉｉ、
６．Ｐ．ａｌｃａｌｉｐｈｉｌｕｓ、７．Ｐ．ａｍｉｎｏｐｈｉｌｕｓ、８．Ｐ
．ａｍｉｎｏｖｏｒａｎｓ、９．Ｐ．ｓｏｌｖｅｎｔｉｖｏｒａｎｓ、ｗ＝弱い
反応、±＝不定、ＮＲ＝報告なし。Ｐ．ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｕｓは黄色に着色
しているので、これを東京大学分子細胞生物学研究所（１１３東京都文京区弥生
）ＩＡＭカルチャーコレクション細菌セクションから入手し、カロテノイド産生
について調べた。上記方法の項に挙げた方法のいずれを使ってもカロテノイドは
検出できなかった。

【００５１】実施例５ Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉによるカロテノイド合成 次のカロテノイドを、上記方法の項に記述したように生育したＰａｒａｃｏｃ
ｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の細胞、培地および／または小胞から回収
した。 β−カロテン：Ｒ_F＝０．９８（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．９８（ＴＬＣ２）、Ｔ
ＬＣとＨＰＬＣでβ−カロテン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ（４２６ ）４５３および４７７（アセトン）；（４２６）４４９および４７６（ジエチル
エーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝２２。ＭＳ ｍ／ｚ ５３６［Ｍ］⁺、４４４［ Ｍ−９２］⁺、４３０［Ｍ−１０６］⁺。 エチネノン：Ｒ_F＝０．９２（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．９４（ＴＬＣ２）、ＴＬ
ＣとＨＰＬＣでエチネノン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４６０（ア セトン）；４５７（ジエチルエーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／ｚ
５５０［Ｍ］⁺、４５８［Ｍ−９２］⁺。 β−クリプトキサンチン：Ｒ_F＝０．８４（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．８０（ＴＬ
Ｃ２）、標品は入手不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ （４２６）４５４および４７ ８（アセトン）；（４２３）４５３および４７７（ジエチルエーテル）、％ＩＩ
Ｉ／ＩＩ＝２７。ＭＳを行なうには量が不十分。 カンタキサンチン：Ｒ_F＝０．７１（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．６５（ＴＬＣ２）
、ＴＬＣとＨＰＬＣでカンタキサンチン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４７０（アセトン）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／ｚ ５６４［Ｍ］⁺、 ４７２［Ｍ−９２］⁺。 アドニルビン：Ｒ_F＝０．６５（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．５８（ＴＬＣ２）、Ｔ
ＬＣとＨＰＬＣでアドニルビン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４７３ （アセトン）；４６５（ジエチルエーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／
ｚ ５８０［Ｍ］⁺、４８８［Ｍ−９２］⁺。 シス−アドニキサンチン：Ｒ_F＝０．５７（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．５１（ＴＬ
Ｃ２）、標品は入手不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４６５（アセトン）、％ＩＩ Ｉ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／ｚ ５８２［Ｍ］⁺、５８０［Ｍ−２］⁺、５６４［Ｍ
−１８］⁺、４９０［Ｍ−９２］⁺。 アドニキサンチン：Ｒ_F＝０．５９（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．５１（ＴＬＣ２）
、標品は入手不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４６５（アセトン）；４６３（ジエ チルエーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／ｚ ５８２［Ｍ］⁺、５８０ ［Ｍ−２］⁺、５６４［Ｍ−１８］⁺、５０９［Ｍ−７３］⁺、４９０［Ｍ−９２ ］⁺。 アスタキサンチン：Ｒ_F＝０．５５（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．４８（ＴＬＣ２）
、ＴＬＣとＨＰＬＣでアスタキサンチン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ ４７４（アセトン）、ＮａＢＨ₄還元後に（４２８）４５１、４７８；４７０ （ジエチルエーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝０。ＭＳ ｍ／ｚ ５９６［Ｍ］⁺、 ５７８［Ｍ−１６］⁺、５６４［Ｍ−３２］⁺、４９０［Ｍ−１０６］⁺。 ゼアキサンチン：Ｒ_F＝０．４３（ＴＬＣ１）、Ｒ_F＝０．４３（ＴＬＣ２）、
ＴＬＣとＨＰＬＣでゼアキサンチン標品と分離不可能。Ｖｉｓλ_max ｎｍ （ ４２６）４５３および４７７（アセトン）；（４２６）４４９および４７６（ジ
エチルエーテル）、％ＩＩＩ／ＩＩ＝４５。ＭＳを行なうには量が不十分。

【００５２】 表３にＰ．ｍａｒｃｕｓｉｉ細胞中の上記カロテノイドの総含有量と分布を示
す。

【表３】 実施例６ Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉの透過型電子顕微鏡法 Ｐ．ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の細胞による成長培地へのカロテノイド排出
という現象を、透過型電子顕微鏡を使って調べた。この機構に特定の細胞構造が
関与する可能性と、そのような構造が細胞のどの発育段階で現れるかを決定した
。 図６ａは、ＯＤ₆₀₀が０．７の細胞密度の懸濁培養中の、対数増殖期中期の典 型的細胞を示す。少数の親油性小球（小胞）が分裂細胞内にはっきりと見える。
これら小球の数はその切片の位置により細胞ごとにかなり異なる。培養が加齢す
るにつれて小球の数は増加するが、細胞内にはより小さい小球も多数みえるよう
になる。これは、ＯＤ₆₀₀が１．３の細胞密度の対数増殖期後期の細胞を示す図 ６ｂで観察できる。大きい小球は細胞の周縁部に移動し、細胞周辺腔に入ること
が観察される。次にそれらの小球は細胞壁を横切って細胞外に現れる小さい円状
の小胞中に移動する。これら小球の細胞壁からの疱状突起は、最初はまだ細胞の
表面に結合したままの暗く染まった（従って親油性の）小胞の形成をもたらす。
この現象は図６ｃではっきりと識別できる。これ以降の段階では、図６ｄにみら
れるように、細胞の表面がこれらの小胞で覆われるようになり、完全に独立した
物体を形成し、ついにはそれが成長培地中に放出される。 ＯＤ₆₀₀が１．５８の細胞密度の増殖定常期の懸濁培養から採取した培地の分 析により、これらの小胞が培地中に独立した物体として存在することがわかる（
図７）。これら小胞のカロテノイド分析により、それらが主としてアドニキサン
チンを含有することが明らかになった（下記表４）。これらの小胞は簡単なサイ
ズ分離技術、例えば分画遠心法や濾過など（ただしこれらに限らない）によって
、細菌細胞から容易に分離できる。分画遠心法では、細胞をまず成長培地から第
一の速度で除去し、小胞はその後に、より高い速度での遠心分離（例えば超遠心
）によって除去される。

【００５３】 細胞培養の加齢中の細胞内でのカロテノイド蓄積は細菌細胞内に見られる暗く
染まった親油性小球の出現と完全に相関する。さらに、液体成長培地中に放出さ
れた小胞の出現は、細胞外でのカロテノイドの出現と相関する。最後に、成長培
地からの超遠心分離によって単離された精製小胞調製物には、主としてケトカロ
テノイドが認められる（表４参照）。

【表４】 Ｐ．ｍａｒｃｕｓｉｉ培養の培養中に観察される成長培地の変色の原因となる
のは、これらカロテノイド含有小胞の排出である。さらに、分泌された（すなわ
ち培地に関係する）カロテノイドの実質上全てが小胞画分内にあることが定量的
に確認された。実施例７ Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉによって産生されるアスタキサンチン のキラリティ立体配置の決定 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉによって産生されるアスタキサンチ
ンのキラリティ立体配置を、そのアスタキサンチンから誘導したジアステレオ異
性カンファン酸エステルのＨＰＬＣによって決定した［Ｒｅｎｓｔｒｏｍ Ｂ，
Ｂｏｒｃｈ Ｇ、Ｓｋｕｌｂｅｒｇ ＭおよびＬｉａａｅｎ−Ｊｅｎｓｅｎ Ｓ
（１９８１）「Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓから得られる
（３Ｓ，３Ｓ’）−アスタキサンチンの光学純度」Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ ２０：
２５６１−２５６５］。この分析により、Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓ
ｉｉは純粋な（３Ｓ，３’Ｓ）アスタキサンチンを合成することが証明された。 このように本発明は、カロテノイド類、とりわけ（３Ｓ，３’Ｓ）アスタキサ
ンチンを分泌する新規細菌種（これはカロテノイド精製工程を簡便にする）を提
供することにより、現在知られている構成の欠点にうまく対処するものである。 本発明を限られた数の態様について説明したが、数多くの変更、修正および他
の応用を施しうることは理解されるだろう。

【配列表】

（２）配列番号１の情報： （ｉ）配列の特徴： （Ａ）長さ： １４３０塩基対 （Ｂ）型： 核酸 （Ｃ）鎖の数： 二本鎖 （Ｄ）トポロジー：直鎖状 （ｘｉ）配列： 配列番号１：

【図面の簡単な説明】

【図１】 β−カロテン生合成の一般（ｇｅｎｅｒａｌ）生化学経路を示す図である。こ
の経路では全ての分子が全トランス配置で描かれている。図中、ＩＰＰはイソペ
ンテニルピロリン酸、ＤＭＡＰＰはジメチルアリルピロリン酸、ＧＰＰはゲラニ
ルピロリン酸、ＦＰＰはファルネシルピロリン酸、ＧＧＰＰはゲラニルゲラニル
ピロリン酸、ＰＰＰＰはプレフィトエンピロリン酸である。

【図２】 アスタキサンチンの生合成経路を示す図である。

【図３】 新種Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株によって産生される
いくつかのカロテノイドを示す図である。

【図４】 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の位相差顕微鏡写真であ
る。線分は１０μｍに相当する。

【図５】 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ属の代表種とプロテオバクテリアのα−分岐内の関連種
のなかでのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の位置を示す樹
状図である。目盛線は１００ヌクレオチドあたり１０ヌクレオチド置換を示す。

【図６】 ａ〜ｄはそれぞれ対数増殖期中期、対数増殖期後期、増殖定常期初期、増殖定
常期後期におけるＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株の電子顕
微鏡写真である（倍率×４０，０００）。

【図７】 Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株によって分泌される単離
された小胞の電子顕微鏡写真である（倍率×２００，０００）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4B064 AH01 CA02 DA10 4B065 AA01X AC14 BA22 CA03 CA05 CA09 CA41 CA43

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）１６ＳリボソームＲＮＡ遺伝子相同性によって決定さ
   れるところのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属の細菌種を炭素源、窒素源および無機物質
   源を含む栄養培地中で培養し、（ｂ）個々のカロテノイド色素またはカロテノイ
   ド色素の混合物を回収する各段階を含む、少なくとも一つのカロテノイド色素の
   生産方法。
2. 【請求項２】 該少なくとも一つのカロテノイド色素がβ−カロテン、エチ
   ネノン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−ア
   ドニキサンチン、アドニキサンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチンか
   らなる群より選択される請求項１の方法。
3. 【請求項３】 該種がその生活環中に該少なくとも一つのカロテノイド色素
   を分泌し、したがって該回収が該培地から行なわれる請求項１の方法。
4. 【請求項４】 該種がその生活環中に該少なくとも一つのカロテノイドの少
   なくとも一部を蓄積し、したがって該回収が該種の細胞から行なわれる請求項１
   の方法。
5. 【請求項５】 該種がＤＳＭＺ（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｓａｍｍｌｕｎｇ ｖ
   ｏｎ Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ ｕｎｄ Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ）
   にＤＳＭ１１５７４^Tとして寄託されているＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕ ｓｉｉ ＭＨ１株である請求項１の方法。
6. 【請求項６】 少なくとも一つのカロテノイド色素の生産方法であって、（
   ａ）１６ＳリボソームＲＮＡ遺伝子相同性によって決定されるところのＰａｒａ
   ｃｏｃｃｕｓ属の細菌種を用意し、（ｂ）該細菌種に該少なくとも一つのカロテ
   ノイド色素生産用の生育条件を与え、（ｃ）カロテノイド色素の少なくとも一つ
   またはカロテノイド色素の混合物を抽出する各段階を含む方法。
7. 【請求項７】 該少なくとも一つのカロテノイドがβ−カロテン、エチネノ
   ン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アドニ
   キサンチン、アドニキサンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチンからな
   る群より選択される請求項６の方法。
8. 【請求項８】 該種がその生活環中に該少なくとも一つのカロテノイドを分
   泌し、したがって該抽出が該培地から行なわれる請求項６の方法。
9. 【請求項９】 該種がその生活環中に該少なくとも一つのカロテノイドの少
   なくとも一部を蓄積し、したがって該抽出が該種の細胞から行なわれる請求項６
   の方法。
10. 【請求項１０】 該種がＤＳＭＺにＤＳＭ１１５７４^Tとして寄託されてい るＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株である請求項６の方法。
11. 【請求項１１】 ＤＳＭＺにＤＳＭ１１５７４^Tとして寄託されている下記 明細書中に記載の新規細菌種。
12. 【請求項１２】 その生活環中に少なくとも一つのカロテノイドを分泌する
    細菌種。
13. 【請求項１３】 該少なくとも一つのカロテノイドがβ−カロテン、エチネ
    ノン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アド
    ニキサンチン、アドニキサンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチンから
    なる群より選択される請求項１２の細菌種。
14. 【請求項１４】 １６ＳリボソームＲＮＡ遺伝子相同性によって決定される
    ところのＰａｒａｃｏｃｃｕｓ属の細菌種であって、少なくとも一つのカロテノ
    イドを産生するもの。
15. 【請求項１５】 該少なくとも一つのカロテノイドがβ−カロテン、エチネ
    ノン、β−クリプトキサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、シス−アド
    ニキサンチン、アドニキサンチン、アスタキサンチンおよびゼアキサンチンから
    なる群より選択される請求項１４の細菌種。
16. 【請求項１６】 （ａ）カロテノイド含有小胞を分泌する細菌種を炭素源、
    窒素源および無機物質源を含む栄養培地中で培養し、（ｂ）個々のカロテノイド
    色素またはカロテノイド色素の混合物を回収する段階を含む、少なくとも一つの
    カロテノイド色素の生産方法。
17. 【請求項１７】 該回収が該小胞から行なわれる請求項１６の方法。
18. 【請求項１８】 該種がＤＳＭＺにＤＳＭ１１５７４^Tとして寄託されてい るＰａｒａｃｏｃｃｕｓ ｍａｒｃｕｓｉｉ ＭＨ１株である請求項１６の方法
    。
19. 【請求項１９】 細菌種から分泌されるカロテノイド含有小胞を含む調製物
    。
20. 【請求項２０】 カロテノイド含有小胞を含む成長培地。
21. 【請求項２１】 該小胞が細菌種から分泌される請求項２０の成長培地。
22. 【請求項２２】 少なくとも一つのカロテノイドを含む親油性物体からなる
    実質上球状の物体。
23. 【請求項２３】 該親油性物体が細菌種から分泌される請求項２２の物体。
24. 【請求項２４】 請求項１の方法によって生産される少なくとも一つのカロ
    テノイドを含む調製物。
25. 【請求項２５】 請求項６の方法によって生産される少なくとも一つのカロ
    テノイドを含む調製物。
26. 【請求項２６】 請求項１６の方法によって生産される少なくとも一つのカ
    ロテノイドを含む調製物。
27. 【請求項２７】 細菌種から分泌されるカロテノイド含有小胞を、液体培地
    中のその種の細胞から分離する方法であって、（ａ）その種の細胞をペレット化
    するのに足りる第一の速度でその液体培地を遠心分離し、（ｂ）カロテノイド含
    有小胞を含む上清を収集し、（ｃ）そのカロテノイド含有小胞をペレット化する
    のに足りる第二の速度で該上清を遠心分離する各段階を含む方法。
28. 【請求項２８】 さらに（ｃ）そのカロテノイド含有小胞をペレット化する
    のに足りる第二の速度で該上清を遠心分離し、該小胞のペレットを収集する段階
    を含む請求項２７の方法。
29. 【請求項２９】 細菌種から分泌されるカロテノイド含有小胞を、液体培地
    中の該種の細胞から分離する方法であって、サイズ分離技術を使用して該種の細
    胞からカロテノイド含有小胞を分離する段階を含む方法。
30. 【請求項３０】 該サイズ分離技術が分画遠心法と濾過からなる群より選択
    される請求項２９の方法。