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Verfahren zur Herstellung eines Antibiotikums
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue, "Chalcomycin", genannte, chemische Sub- stanz. Im besondern bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Chalcomycin durch
Fermentation mittels ausgewählter Streptomycesstämme unter künstlichen Bedingungen, auf Methoden zu seiner Isolierung aus den erhaltenen Fermentationsbrühen, auf Verfahren zu seiner Reinigung, auf seine physikalische und chemische Kennzeichnung und antibakterielle Verwendung.
Chalcomycin ist eine neutrale, weisse, kristalline Verbindung, die nur die Elemente Kohlenstoff,
Wasserstoff und Sauerstoff enthält. Es ist löslich in Alkylester niedriger Fettsäuren, wie Äthylacetat und
Amylacetat, in niedrigen Alkanolen, wie Methanol und Äthanol, in aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Toluol und Benzol, in Äthylendichlorid und in Chloroform ; schwach löslich in Tetrachlorkohlenstoff, in Wasser und in Äther ; und relativ unlöslich in Petroläther.
Chalcomycin ist optisch aktiv und besitzt eine spezifische Drehung [a] B = -43. 50 (c=l% in Äthanol.
Der Schmelzpunkt ist abhängig von der Geschwindigkeit der Erhitzung und der Art des verwendeten Appa- rates ; auf einem erhitzten Block wurde ein Wert von 121 bis 1230C ermittelt. Cha1comycin enthält unge- fähr 60% Kohlenstoff (die experimentell festgestellten Werte liegen zwischen 59,50 und 59, 97%) ; etwa 8%
Wasserstoff (die experimentell festgestellten Werte liegenzwischen 8, 08 und 8, 32%) ; und etwa 3'2fro Sauer- stoff (die experimentell festgestellten Werte liegen zwischen 31, 43 und 32, 05%). Das Molekulargewicht von Chalcomycin Ist ungefähr 600 (die experimentell festgestellten Werte liegen. zwischen 575 und 592).
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das Ultraviolett-Spektrum von Chalcomycin in 0, 00228%iger Lösung in
EMI1.1
Schulter vorhanden.
Das Infrarot-Absorptionsspektrum von Chalcomycin ist für diese Substanz besonders charakteristisch.
Fig. 2 zeigt das Infrarot-Spektrum von Chalcomycin, welches in einer Lösung von Chloroform bestimmt
EMI1.2
Hauptabsorptionsmaxima treten bei etwa 2, 83, 3, 34, 3, 40, 5, 83, 5, 89, 6, 00, 6, 13, 6, 86, 7, 23,11, 69 11 auf.
Fig. 3 zeigt das in einer Kaliumbromidscheibe bestimmte In & arot-Absorptionsspektrum von Chalcomycin.
EMI1.3
treten bei etwa 2, 84, 3, 35, 3, 40, 5, 81, 5, 89, 6, 02, 6, 12, 6, 84, 7, 20, 7, 38,Chalcomycin entfärbt wässerige Permanganatlösung bei Raumtemperatur, addiert Brom in einer Tetra- chlorkohlenstofflösung bei Raumtemperatur und gibt direkt einen positiven Hydroxamattest. Chalcomycin gibt einen negativen Tollens'-Test, eine negative Fehling'sche Probe und eine negative Jodoform-Probe.
Chalcomycin zeigt die chemischen Eigenschaften eines Lactons. Ungesättigte Bindungen und veresterbare Hydroxylgruppen sind ebenfalls vorhanden. Bei Acetylierung von Chalcomycin mit Essigsäureanhydrid in Pyridin bei Raumtemperatur wird ein kristallines Chalcomycindiacetat erhalten.
Chalcomycin absorbiert Wasserstoff in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators unter milden Bedingungen und bildet eine Reihe von Hydrierungsprodukten. Eines dieser Hydrierungsprodukte ist Tetrahydrochalcomycin ; dieses wird durch Hydrierung von Chalcomycin in äthanolischer Lösung bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck in Gegenwart eines Palladium-Katalysators gebildet. Es kann in Form des
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kristallinen Tetrahydrochalcomycindiacetates leicht charakterisiert werden.
Die antibakterielle Wirkung von Chalcomycin, von Lösungen und Zusammensetzungen, die Chalcomycin enthalten, und von Chalcomycinderivaten wird in bequemer Weise durch Messung des Hemmungeffektes solcher Zubereitungen gegenüber Sarcina lutea bestimmt. Die hohe Aktivität, welche Chalcomycin gegenüber diesem Organismus zeigt, geht durch saure Hydrolyse oder alkalische Hydrolyse verloren. Insbesondere geht diese Aktivität verloren, wenn Chalcomycin 10 min mit einer l-molaren Lösung von.
Salzsäure in wässerigem Methanol unter Rückfluss erhitzt wird oder wenn man es 24h in 0, l-molarer Na- triumhydroxydlösung in wässerigem Methanol bei Raumtemperatur stehen lässt.
Die bei saurer oder alkalischer Hydrolyse von Chalcomycin erhaltenen Sekundärprodukie sind kristalline Substanzen, die bei der weiteren Identifizierung und Charakterisierung von Chalcomycin wertvoll sind.
Die im vorstehenden erwähnten Derivate und Umwandlungsprodukte von Chalcomycin sind in den folgenden Beispielen eingehender beschrieben.
Chalcomycin wird ferner charakterisiert mit Hilfe des Spektrums seiner antibakteriellen Aktivität.
Das antibakterielle Spektrum von Chalcomycin, ausgedrückt in Werten der minimalen Hemmkonzentration (ftg/ml) gegenüber einer Vielzahl von Mikroorganismen ist in Tabelle 1 angegeben. Diemehrfache Anführung bestimmter Arten in Tabelle l gibt verschiedene Stämme des Organismus wieder ; diese Angaben bezwecken die Erläuterung der Variabilität, die für verschiedene Stämme einer einzelnen Art beobachtet wurde. Die bei diesen Versuchen verwendete Nährlösung (Sojabrühe) war"Trypticase Soy Broth", dessen Zusammensetzung in "Products for. the Microbiological Laboratory" (4. Auflage, Baltimore Biological Laboratory Inc., Baltimore, Maryland) angegeben ist.
Hohe Aktivität gegen einen Testorganismus wird durch Wachstumshemmung bei einer Chalcomycin-Konzentration von weniger als 1 g/ml angezeigt,
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
<tb>
<tb> g/mlT <SEP> e <SEP> s <SEP> t <SEP> o <SEP> r <SEP> g <SEP> a <SEP> n <SEP> i <SEP> s <SEP> m <SEP> u <SEP> s <SEP> Nährmedium <SEP> Bebrütungsdauer <SEP> Minimale <SEP> HemmkonTage <SEP> zentration
<tb> iLg/ml
<tb> Coryn-diphtheriae <SEP> SB* <SEP> + <SEP> Serum** <SEP> 2 <SEP> 50,0
<tb> Diplo. <SEP> pneumoniae <SEP> SB* <SEP> + <SEP> Serum** <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 05
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> J <SEP> - <SEP> 0. <SEP> 19 <SEP>
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Micro.pyog.aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,39
<tb> Micro. <SEP> pyog.
<SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 78
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 09
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,09
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,09
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,39
<tb> Micro. <SEP> pyog.aureus <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,19
<tb> Micro. <SEP> pyog. <SEP> aureus <SEP> C. <SEP> Williams <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 100,0
<tb> Neisseria <SEP> catarrhalis <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 100,0
<tb> Sarcina <SEP> lutea <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 09
<tb> Strep. <SEP> pyogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Strep. <SEP> pyogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 100,0
<tb> Strep. <SEP> pyogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25,0
<tb> Strep.
<SEP> pyogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,78
<tb> Strep. <SEP> pyogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Strep. <SEP> salivarius <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 0
<tb> Strep. <SEP> faecalis <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 100, <SEP> 0
<tb>
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Tabelle l (Fortsetzung)
EMI3.1
<tb>
<tb> Testorganismus <SEP> Nährmedium <SEP> Bebrütungsdauer <SEP> Minimale <SEP> HemmkonTage <SEP> zentration
<tb> g/ml
<tb> Strep. <SEP> Gruppe <SEP> C <SEP> sp. <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 0,78
<tb> Aerobacter <SEP> aerogenes <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Brucella <SEP> suis <SEP> SB <SEP> + <SEP> Serum <SEP> 2 <SEP> 25,0
<tb> Esch. <SEP> coli <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50,0
<tb> Klebs. <SEP> pneumoniae <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 12, <SEP> 5
<tb> Klebs.
<SEP> pneumoniae <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 100, <SEP> 0
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> SB <SEP> + <SEP> Serum <SEP> 1 <SEP> 50,0
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> SB <SEP> + <SEP> Serum <SEP> 1 <SEP> 25,0
<tb> Proteus <SEP> vulgaris <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25,0
<tb> Proteus <SEP> vulgaris <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 0
<tb> Pseudomonas <SEP> species <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25, <SEP> 0
<tb> Pseudomonas <SEP> aeruginosa <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 25. <SEP> 0
<tb> Salm. <SEP> typhimurium <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> Salm. <SEP> typhimurium <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> Salm. <SEP> paratyphi <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> Salm. <SEP> typhosa <SEP> SB <SEP> 100, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Serratia <SEP> marcescens <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50,0
<tb> Shigella <SEP> sonnei <SEP> SB <SEP> 1 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> Myco.
<SEP> smegmatis <SEP> synthetisch, <SEP> 7 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> Myco. <SEP> tuberculosis <SEP> synthetisch <SEP> 7 <SEP> 25,0
<tb> Myco.tubercolosis <SEP> synth. <SEP> + <SEP> Serum <SEP> 7 <SEP> 50, <SEP> 0
<tb> * <SEP> SB <SEP> = <SEP> Sojabrühe
<tb> *'10% <SEP> (V/V) <SEP>
<tb>
Chalcomycin wird gemäss der Erfindung dadurch hergestellt, dass ein wässeriges Nährmedium, welches Quellen von assimilierbarem Kohlenstoff und Stickstoff enthält, mit einem Organismus der Species Streptomyces bikiniensis, registriert unter der Bezeichnung NRRL 2737, beimpft und das beimpfte Medium unter aeroben Bedingungen bei einer Temperatur von vorzugsweise 20 bis 350C und einem pH-Wert von vorzugsweise 6 bis 8, 5 kultiviert wird, und gegebenenfalls das gebildete Antibiotikum nach an sich bekannten Methoden isoliert wird.
Der zur Produktion von Chalcomycin geeignete Stamm von Streptomyces bikiniensis wurde ursprüng- lich durch Ultraviolettbestrahlung von aus kubanischen Erden stammenden Aktinomyceten erhalten. Ein solcher Organismus wurde durch Reihenverdünnung auf Agar-Nàhrplatten aus einer in San Vicente, Kuba, in einem Kornfeld gesammelten Bodenprobe isoliert. Dieser Elternstamm der Gattung Aktinomyces zeigte eine nur geringe antibiotische Aktivität gegenüber Gram-negativen Organismen. Seine Fähigkeit zur antibiotischen Produktion wurde verbessert, indem er einer Ultraviolettbestrahlung unterworfen und die bestrahlten Nachkommen weitergezüchtet wurden.
Die Behandlung wurde in folgender Weise ausgeführt : Die Kultur des Aktinomyces'Elternstammes wurde auf einem Maltose-Schrägagar-Nährboden ausgesät und 7 Tage bebrütet. Die auf diesem Schrägagar gebildeten Sporen wurden zu 10 ml einer sterilen 0, SSigen Natriumchloridlösung zugefügt und die Suspension 30 min geschüttelt. Die Sporensuspension wurde in eine sterile Petrischale eingebracht und bei abgenommenen Deckel l min unter einer "germiciden" Ultraviolettlampe von 4 W bestrahlt, wobei das Zentrum 11, 43 cm (4 1/2 Zoll) von der Suspension entfernt war. Die bestrahlte Suspension wurde auf einem Anderson's-Maltose-Agar-Nährboden ausgestrichen und 7 Tage bei 28 C bebrütet.
Die Platten wurden 10 Tage kühl gelagert, dann wurden einzelne Kolonien ausgewählt und auf Anderson's-Maltose-Schrägagar-Nährböden übertragen. Die Nährböden wurden 8 Tage bei 280C bebrütet.
Kulturen dieses Organismus wurden im United States Department of Agriculture, Northern Utilization Research & Development Devision, Peoria (Illinois), deponiert und haben in der dortigen Dauerkultursammlung die Bezeichnung NRRL 2737 erhalten.
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Der Organismus ist ein aerober und Luftsporen bildender Stamm der Aktinomycetales-Reihe und gehört zur Gattung der Streptomyceten, wie sie in der 7. Ausgabe von Bergey's Manual of Determinative Bacteriology beschrieben ist. Die makroskopischen Kultureigenschaften auf Medien, die zur Identifizierung der Glieder dieser Gattung geeignet sind, sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Makroskopische Kultureigenschaften des Chalcomycin produzierenden Stammes von
Streptomyces bikiniensis NRRL 2737
EMI4.1
<tb>
<tb> Farbe <SEP> des
<tb> Kulturmedium <SEP> Luftmycels <SEP> Substratmycels <SEP> Substrats <SEP> andere <SEP> Merkmale
<tb> Glycerin-Asparagin- <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> gelb <SEP> bis <SEP> unverändert <SEP> Kolonien <SEP> konvex <SEP> bis <SEP> polsterartig,
<tb> Agar <SEP> grau <SEP> Rand <SEP> verbreitert, <SEP> faserartig
<tb> synthetischer <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> bräunlich <SEP> bis <SEP> unverändert <SEP> mässige <SEP> Hydrolyse
<tb> Stärke-Agar <SEP> grau
<tb> Calcium- <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> gelb <SEP> unverändert.
<SEP> mässige <SEP> Hydrolyse
<tb> Malat-Agar
<tb> Czapek-Dox- <SEP> weiss <SEP> weiss <SEP> unverändert <SEP> schwaches <SEP> Wachstum
<tb> Agar
<tb> Nähragar <SEP> weiss <SEP> braungrau-dunkelgrau <SEP> schwaches <SEP> Lufthyphenwachstum <SEP> ; <SEP>
<tb> 'Kolonien <SEP> konvex <SEP> ; <SEP> Rand <SEP> faserartig
<tb> Glucose-Nähr- <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> gelbgrau <SEP> bis <SEP> grau <SEP> Kolonien <SEP> polsterartig <SEP> ; <SEP> einige <SEP> mit
<tb> agar <SEP> braungrau <SEP> Einsenkungen <SEP> und <SEP> radialen <SEP> Falten <SEP> ;
<SEP> Rand <SEP> wellig
<tb> Clucose-Trypton-weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> grau <SEP> bis <SEP> schwarz <SEP> wie <SEP> oben
<tb> Agar <SEP> schwarz
<tb> Anderson' <SEP> s <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> braun <SEP> bis <SEP> dunkel- <SEP> Kolonien <SEP> buckelartig <SEP> mit <SEP> EinsenSporulation-Agar-schwarz <SEP> braun <SEP> kungen <SEP> und <SEP> radialen <SEP> Falten <SEP> ; <SEP> Rand
<tb> wellig <SEP> bis <SEP> faserartig <SEP>
<tb> Kartoffelscheiben <SEP> weiss <SEP> braungrau <SEP> braun <SEP> bis <SEP> schwaches <SEP> Lufthyphenwachstum
<tb> grau
<tb> synthetischer <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> bräunlich <SEP> bis <SEP> unverändert <SEP> Kolonien <SEP> konvex <SEP> bis <SEP> polsterartig <SEP> ;
<SEP>
<tb> Glucose-Agar <SEP> grau <SEP> Rand <SEP> faserartig
<tb> Gelatine <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> braun <SEP> dunkel-verflüssigt, <SEP> etwa <SEP> 1 <SEP> cm <SEP> in
<tb> braun <SEP> 7 <SEP> Tagen
<tb> Lackmusmilch <SEP> grau <SEP> braungrauer <SEP> dunkel-schwache <SEP> Peptonisierung <SEP>
<tb> Ring <SEP> blau
<tb> Nitratbrühe- <SEP> --reduziert <SEP> zu <SEP> Nitrit
<tb>
EMI4.2
gen Tröpfchen durchsetzt. Das Substratmycel ist weiss bis gelb oder braun und wird später grau. Auf Medien, die komplexe Stickstoffquellen enthalten, wird das Substratmycel gewöhnlich braun, braungrau oder schwarz, und ein dunkelbraunes oder schwarzes, lösliches Pigment wird im Substrat gebildet.
Die Lufthyphen sind durchsichtig, gerade oder wellig, auf manchen Medien, wie Glycerin-AsparaginAgar und Glucose-Agar-Nährmedien gelegentlich am Ende spiralig gebogen. Die Lufthyphen variieren in der Länge und in ihren heterogenen Zweigen. Distale Teile der Lufthyphen sind in Sporenkettenunter-
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teilt, deren Länge ungefähr 10 - 200 Jl beträgt. Vegetative Hyphen sind durchsichtig und ungefähr 0,6 bis l, 4 u gross. Die Sporen sind gewöhnlich länglich, gelegentlich oval oder sphärisch, und ihre Grösse beträgt etwa 0, 6 - 1, 5 im Durchmesser und 0, 8 und 2, 0 in der Länge.
Bei Kohlenstoff-Verwertungs-Tests wurde ein gutes bis mittelmässiges Wachstum mit den folgenden Kohlenstoffquellen erhalten : Dextrose, Maltose, D-Mannose und Stärke. Schwaches oder gar kein Wachs- tum wurde mitL-Arabinose, Adonit, Cellulose, i-Inosit, Inulin, Lactose, D-Mannit, Melecitose, Melibiose, Raffinose, Rhamnose, D-Sorbit, Sucrose und Trehalose erhalten.
In der Färbung des Luftmycels und der Mikromorphologie der Hyphen ähnelt der Organismus Streptomyces bikiniensis, wie er von D. B. Johnstone und S. A. Waksman (J. Bact. 55 [1948], S. 317) beschrieben wurde. In gewissen andern Charakteristiken unterscheidet sich der Organismus deutlich vom Streptomyces bikiniensis, wie er von Johnstone und Waksman (Tabelle 3) beschrieben wurde, wie auch von dem von Hamada (Tabelle 4) beschriebenen dem Streptomyces bikiniensis ähnlichen Organismus. Der erfindungsgemäss erhaltene Organismus wird daher als neuer und unterschiedlicher Stamm des Streptomyces bikiniensis angesehen ; der neue Stamm wird durch die Kulturnummer NRRL 2737 repräsentiert.
Tabelle 3
Vergleich des Chalcomycin produzierenden Stammes von Streptomyces bikiniensis NRRL 2737 mit dem Streptomyces bikiniensis von Johnstone und Waksman
EMI5.1
<tb>
<tb> Eigenschaften <SEP> Streptomyces <SEP> bikiniensis <SEP> Streptomyces <SEP> bikiniensis
<tb> NRRL <SEP> 2737 <SEP> Johnstone <SEP> und <SEP> Waksman
<tb> J. <SEP> Bact., <SEP> 55 <SEP> [1948], <SEP> 5. <SEP> 317 <SEP>
<tb> Morphologie <SEP> des <SEP> Luftmycels <SEP> gelegentliche <SEP> Endschlaufen <SEP> auf <SEP> nicht <SEP> angegeben
<tb> manchen <SEP> Medien
<tb> Conidien <SEP> gewöhnlich <SEP> länglich, <SEP> gelegentlich <SEP> oval
<tb> oval <SEP> oder <SEP> sphärisch
<tb> Wachstum <SEP> auf <SEP> synthetischem <SEP> schwach, <SEP> weiss <SEP> : <SEP> Luftmycel <SEP> und <SEP> Sporen <SEP> üppig, <SEP> weiss <SEP> ;
<SEP> wird <SEP> blassgrau <SEP> mit
<tb> Czapek-Agar <SEP> dünn <SEP> ausgebildet <SEP> ; <SEP> keine <SEP> Tröpfchen, <SEP> weissen <SEP> Schattierungen <SEP> ; <SEP> Luftmycel
<tb> kein <SEP> lösliches <SEP> Pigment <SEP> Sporen <SEP> reichlich <SEP> gebildet <SEP> ; <SEP> oberflächliche <SEP> Tröpfchen, <SEP> bernsteinfärbig, <SEP> lösliches <SEP> Pigment, <SEP> hellbraun
<tb> Wachstum <SEP> auf <SEP> Nähragar <SEP> gut <SEP> mit <SEP> schwachem <SEP> Luftmycel, <SEP> üppig <SEP> mit <SEP> mässigem <SEP> Luftmycel <SEP> ;
<SEP>
<tb> lösliches <SEP> Pigment <SEP> dunkelgrau <SEP> lösliches <SEP> Pigment <SEP> dunkelbraun
<tb>
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Tabelle 4 Vergleich des Chalcomycin produzierenden Stammes von Streptomyces bikiniensis NRRL 2737 mit dem Streptomyces bikiniensis ähnlichen Organismus von Hamada
EMI6.1
<tb>
<tb> E <SEP> i <SEP> g <SEP> e <SEP> n <SEP> s <SEP> c <SEP> h <SEP> a <SEP> f <SEP> t <SEP> e <SEP> n <SEP> Streptomyces <SEP> bikiniensis <SEP> Streptomyces <SEP> bikiniensis <SEP>
<tb> NRRL <SEP> 2737 <SEP> ähnlicher <SEP> Stamm <SEP> F-300 <SEP> Masa
<tb> HamadaJ. <SEP> Antibiotics <SEP>
<tb> Reihe <SEP> A <SEP> 10, <SEP> 74 <SEP> [1957]
<tb> Conidien <SEP> gewöhnlich <SEP> länglich, <SEP> gelegent- <SEP> elliptisch <SEP>
<tb> lich <SEP> oval <SEP> oder <SEP> sphärisch
<tb> Wachstum <SEP> auf <SEP> synthetischem <SEP> schwach, <SEP> weiss <SEP> ;
<SEP> kein <SEP> lösliches <SEP> dick <SEP> erhoben, <SEP> blassgelb; <SEP> lösliches
<tb> Czapek-Agar <SEP> Pigment <SEP> Pigment <SEP> nicht <SEP> vorhanden <SEP> oder
<tb> gelblich <SEP> grau
<tb> Wachstum <SEP> auf <SEP> Calcium- <SEP> gelb; <SEP> Luftmycel <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> blassgelblichbraun <SEP> ; <SEP> Luftmycel
<tb> Malat-Agar <SEP> grau <SEP> weiss.
<tb>
Wachstum <SEP> auf <SEP> Nähragar <SEP> schwaches <SEP> Luftmycel, <SEP> weiss <SEP> ; <SEP> kein <SEP> Luftmycel <SEP> ; <SEP> lösliches <SEP> Piglösliches <SEP> Pigment <SEP> dtmkelgrau <SEP> ment <SEP> schwarzbraun
<tb> Wachstum <SEP> auf <SEP> Gelatine <SEP> Luftmycel <SEP> weiss <SEP> bis <SEP> grau <SEP> Luftmycel <SEP> blassbraun
<tb> Verwertung <SEP> von
<tb> Rhamnose <SEP> 0 <SEP> +
<tb> Sucrose <SEP> 0'\.
<tb>
Lactose <SEP> i <SEP> +- < - <SEP>
<tb> Raffinose <SEP> 0 <SEP> ++
<tb> Inulin <SEP> 0 <SEP> t <SEP> ++,
<tb> Inosit <SEP> 0 <SEP> ++ <SEP>
<tb>
EMI6.2
medium mit einem Chalcomycin produzierenden Stamm von Streptomyces bikiniensis NRRL 2737 beimpft, eine Fermentation unter sterilen aeroben Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20 und 350C bis zu einer wesentlichen antibakteriellen Aktivität in der Fermentationsmischung durchgeführt, und das gewünschte Chalcomycin aus der Fermentationsmischung isoliert wird.
Für die Beimpfung können Sporen oder Conidien der ausgewählten Kultur des Streptomyces bikiniensis verwendet werden. Wässerige Suspensionen der Sporen oder Conidien, die eine geringe Menge an Seife oder an einem andern Netzmittel enthalten, können zweckmässig verwendet werden. Für Fermentationen im technischen Ausmass sind vorzugsweise wachstumskräftige junge, belüftete und gerührte Vorkulturen des Mikroorganismus zu verwenden.
Geeignete wässerige Nährmedien sind solche, die assimilierbare Kohlenstoff-und Stickstoffquellen enthalten und vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 6 und 8,5 aufweisen. Geeignete Kohlenstoffquellen sind reine Kohlehydrate, die vom Organismus verwertet werden können, oder handelsüblich erhältliche Kohlehydratmischungen, z. B. Glucose, Maltose, Mannose, Stärke und modifizierte Stärken, Maissirup, Malz-Liquor, Schwarzmelasse, Glycerin u. dgl. Die im Nährmedium vorhandene Kohlehydratmenge ist nicht besonders kritisch und kann zwischen etwa 0, 5 - 5 Gew. -0/0 des Mediums variieren. Mengen, die etwas ausserhalb dieses Bereiches liegen, können ebenfalls verwendet werden.
Die Stickstoffquellen in dem Nährmedium können organischer, anorganischer oder gemischt orga nisch-anorganischer Natur sein. Einige Beispiele der vielen stickstoffhaltigen Substanzen, die in dem Nährmedium verwendet werden können, sind : Aminosäuren, Peptone, hydrolysierte und nicht-hydrolysierte
EMI6.3
Erdnussmehl,mentalionsmediums.
Die Gegenwart einer gewissen Menge von Mineralsalzen und Spuren von Wuchsstoffen unbekannter
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EMI7.1
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gewaschen und zur Trockne gedampft. Der Rückstand des rohen Chalcomycins wird mit einem nicht-po- laren Lösungsmittel, wie Benzol, extrahiert und die benzolische Lösung auf eine Chromatographierkolonne, die mit Aluminiumoxyd gepackt ist, gegossen. Durch Entwicklung und Eluierung der Kolonne mit ansteigend polaren Lösungsmitteln und Lösungsmittelmischungen werden Eluate, die eine hohe Konzentration an i Chalcomycin enthalten, gewonnen.
Erwünschtenfalls wird eine weitere Reinigung durchgeführt, u. zw. durch Rechromatographie, Umkristallisation aus Lösungsmitteln, durch Verteilung zwischen Lösungsmit- teln, durch Gegenstromextraktion oder durch eine Kombination dieser und ähnlicher Mittel. Nach vor- läufiger Reinigung mittels Chromatographie auf Aluminiumoxyd oder Verteilung zwischen Lösungsmitteln kann eine weitere Reinigung vorgenommen werden durch Chromatographie auf aktivierter Kohle, insbesondere in Mischung mit Diatomeenerde. Die Entwicklung und Eluierung der Kohlenkolonne kann mit hy- droxylischen und ketonischen Lösungsmitteln, wie Methanol oder wässerigem Methanol und Aceton oder wässerigem Aceton durchgeführt werden.
Chalcomycin ist ein Antibiotikum, das bei der Behandlung bakterieller Infektionen wertvoll ist. Zum
Beispiel ist es wirksam gegen eine Vielzahl von Gram-positiven Organismen. Es ist im allgemeinen wirk- sam gegen Staphylokokken und Pneumokokken und ist wirksam gegen manche Stämme von Streptokokken.
Chalcomycin ist besonders wertvoll bei der Behandlung von vielen durch Staphylokokkenorganismen verur- sachten Infektionen, die gegen andere Antibiotika resistent sind. Als spezifisches Beispiel für die Verwendung von Chalcomycin ist hervorzuheben, dass es in Salbenform für örtliche Applikation bei lokalisierten
Staphylokokkeninfektionen verwendet werden kann.
Die Erfindung wird, jedoch ohne ihren Rahmen zu beschränken, durch folgende Beispiele erläutert : Beispiel l : Herstellung und Prüfung von antibiotischen Flí1ssigkeiten, die Chalcomycin enthalten.
Ein Nährmedium mit folgender Zusammensetzung wird bereitet :
EMI8.1
<tb>
<tb> Glucosemonohydrat <SEP> 1 <SEP>
<tb> Glycerin <SEP> 01 <SEP> 5 <SEP>
<tb> säurehydrolysiertes <SEP> Casein <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> % <SEP>
<tb> enzymatisch <SEP> hydrolysiertes <SEP> Pepton <SEP> 0, <SEP> 25010
<tb> Bierhefe <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> % <SEP>
<tb> Com-Steep-Liquor <SEP> 0, <SEP> 25% <SEP>
<tb> Rückstände <SEP> der <SEP> Butanol-Acetongärung <SEP> 0, <SEP> 251o
<tb> mit <SEP> Lösungsmitteln <SEP> extrahiertes
<tb> Sojabohnenmehl <SEP> 0, <SEP> 25%
<tb> Natriumchlorid <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> Calciumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Rest <SEP> auf <SEP> 100% <SEP> Wasser
<tb>
2 l dieses Mediums werden in 250 ml-Portionen geteilt und in acht l 1-Weithals-Erlenmeyerkolben eingebracht ;
die Kolben werden mit Baumwollgaze verschlossen und bei 120"C 2o min sterilisiert.. Die Kolben werden dann abkühlen gelassen und jeder davon mit 0,5 ml einer Sporensuspension von Streptomyces bikiniensis NRRL 2737 beimpft. Diese Sporensuspension wird von einer sporulierenden Kultur auf Schrägagar, hergestellt aus Anderson's-Maltose-Agar, bereitet, indem die Sporen in 12 ml einer sterilen 0,1%igen Natriumheptadecylsulfatlösung suspendiert werden. Die beimpften Kolben werden 72 h bei 270C entwickelt, während welcher Zeit eine Belüftung und Bewegung mit Hilfe eines drehbaren Rührers vorgenommen wird, der 160 Umdr/min einen Kreis von 6,03 cm (2 3/8 Zoll) beschreibt.
Am Ende der Inkubationsperiode wird der Chalcomycingehalt der Flüssigkeit durch die Papierschei- ben-Agar-Diffusionsmethode bestimmt, ähnlich jener, die für die Bestimmung von Viomycin von Ehrlich, Iverson und Kohberger in "Antibiotics and Chemotherapy", 1, (3) : 211-216 (Juni 1951) beschrieben worden ist. Bei Anpassung dieser Methode auf die Bestimmung von Chalcomycin werden folgende Modifikationen vorgenommen : Der verwendete Testorganismus ist Sarcina lutea PCI 1001 W. Das Impfgut für die Keirnschicht wird hergestellt, indem die Kultur auf einem Medium wie. Penassay-Seed-Agar (Difco), in
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Broth (Difco) eingebracht.
Die Zusammensetzung des Penassay-Seed-Agar und des Penassay-Broth sind im "Difco Manual of Dehydrated Culture Media and Reagents for Microbiological and Clinical Laboratory Procedures", 9. Auflage, und in "Compilation of Tests and Methods of Assay for Antibiotic Drugs", Federal Securita Agency, Food & Drug Administration, beschrieben. Agarnährboden und flüssige Medien ähnlicher Zusammensetzung können ebenfalls verwendet werden. Die Keimsuspension wird dann mit zusätzlichem Penassay-Broth verdünnt, so dass eine weitere l : 10-Verdünnung eine 16' dge Lichttransmission in einem
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Coleman Jr.-Spektrophotometer, Modell 6A, bei einer Wellenlänge von 555 mu ergibt.
Die Keimsuspension, die vor der 1 : 10-Verdünnung zum Zwecke der spektrophotometrischen Bestimmung erhalten wird, wird für die bioanalytische Methode verwendet.
Eine 1:600-Verdünnung dieser Keimsuspension wird in Penassay-Seed-Agar hergestellt und 25 ml werden auf jede Platte gegossen. Bei diesem Test wird keine Grundschicht verwendet. Die Bebrütung wird 18 h bei 370C durchgeführt.
Die antibiotische Flüssigkeit, die in diesem Ausführungsbeispiel erhalten wird, zeigt eine Wirksamkeit von 8 Einheiten pro ml. Die Bestimmung der Wirksamkeit. beruht darauf, dass eine achtfache Verdünnung der Probe in einer Phosphatpufferlösung von pH 7,8 (endgültige Pufferkonzentration 0, 1 M) einen willkürlich gewählten durchschnittlichen Hemmzonendurchmesser von 13, 9 mm ergab, wenn die Prüfung unter den vorhergehenden Bedingungen ausgeführt wurde.
Bezogen auf die Wirksamkeitseinheiten, die in dieser Weise definiert sind, wurde reines kristallines Chalcomycin in einer Menge von 1025 Einheiten pro mg gefunden. Eine Aktivitätseinheit repräsentiert daher etwa 1 ig Chalcomycin.
Bei der Prüfung von Chalcomycin enthaltenden Flüssigkeiten werden die Bezugsstandardlösung und die Proben in Phosphatpufferlösungen mit einem PH von 7,8 verdünnt, bis zu einer Endkonzentration von 0, 1 M Pufferlösung. Wenn Körperflüssigkeiten geprüft werden, werden die Bezugsstandardlösung und die Proben in der zu prüfenden Körperflüssigkeit verdünnt.
Beispiel 2 : Herstellung und Isolierung von Chalcomycin.
Ein Nährmedium mit folgender Zusammensetzung wird bereitet :
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<tb>
<tb> - <SEP> Glucosemonohydrat <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> Glycerin <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> lo,
<tb> säurehydrolysiertes <SEP> Casein <SEP> 0,3 <SEP> %
<tb> enzymatisch <SEP> hydrolysiertes <SEP> Pepton <SEP> 0,25%
<tb> Bierhefe <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> % <SEP>
<tb> Corn-Steep-Liquor, <SEP> entwässert <SEP> 0,25tao
<tb> Rückstände <SEP> der <SEP> Butanol-Acetongärung <SEP> 0, <SEP> 25%
<tb> mit <SEP> Lösungsmittel <SEP> extrahiertes
<tb> Sojabohnenmehl <SEP> Ö, <SEP> 25%
<tb> Natriumchlorid <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> Calciumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> % <SEP>
<tb> Rest <SEP> auf <SEP> 1000/0 <SEP> Wasser
<tb>
12 l dieses Mediums werden in einen mit Rührwerk versehenen 301-Behälter eingebracht,
der mit Belüfter, Rührer, Prallblechen und einer Probeentnahme-Einrichtung versehen ist. Das Medium wird sterilisiert, indem es 90 min bei 121 C erhitzt wird. Eine Sporensuspension wird aus zwei sporulierenden Streptomyces bikiniensis NRRL 2737 Kulturen auf Schrägagar (Andersons's-Maltose-Agar), mit 20 ml einer sterilen 0, 1' tgen Natriumheptadecylsulfatlösung bereitet. Die Sporensuspension wird zur Beimpfung des gekühlten Fermentationsmediums benutzt, welches dann 46 h bei 26 C bebrütet wird. Während der Bebrütung wird das Rühren mit einer Geschwindigkeit von 210 Umdr/minfortgesetztund Luft wird mit einer Geschwindigkeit von 12 1 pro Minute zugeführt. Wenn erforderlich, wird ein Antischaummittel zugesetzt.
64 l des Nährmediums mit einer Zusammensetzung, wie am Beginn dieses Beispieles angegeben, werden zu gleichen Teilen in vier 30 1-Fermentationskessel, die mit Rühreinrichtungen versehen sind, eingebracht. Nach Sterilisierung und Kühlung wird jeder Kessel mit 800 ml der Fermentationsmischung beimpft, die nach der 46stündigen Fermentation gerade erhalten wurde. Die Entwicklung wird 24 h unter Rühren mit 200 Umdr/min und einer Belüftung von 161 Luft pro Minute bei einer Temperatur von 26 C durchgeführt. Je nach Erfordernis wird ein Antischaummittel zugesetzt. Die Fermentationsmischungen werden vereinigt und filtriert, wobei etwa 57,5 1 Flüssigkeit anfallen. Diese Flüssigkeit wird zweimal mit
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: Portionenwässerigem Natriumcarbonat, 0, 01-Salzsäure und dann mit Wasser gewaschen, worauf das Lösungsmittel verdampft und der Rückstand mit Benzol extrahiert wird. Die filtrierte benzolische Lösung wird auf eine Chromatographierkolonne. gepackt mit 350 g Aluminiumoxyd (PH 6, 9), gegossen, wobei das Aluminiumoxyd mit Benzol zu einem Brei angerührt wurde. Nach Entwicklung der Kolonne mit 250 ml Äthylacetat wird mit Methanol eluiert. Einzelne Methanoleluate werden gesammelt und der Rückstand jedes Eluats auf seine antibiotische Wirksamkeit geprüft. Die aktiven Eluate werden vereinigt und zur Trockne konzentriert. Eine Lösung des Rückstandes in 30 ml 18% igem wasserigem Aceton wird auf eine aus 5,5 g ak-
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tivierter Kohle hergestellte Chromatographierkolonne gegossen.
Darco G-60 kann verwendet werde, 1. Die
Kolonne wird mit 18%obigem wässerigem Aceton entwickelt und das Produkt durch Eluierung mit Aceton ge- sammelt. Die Acetoneluate, die antibiotische Wirksamkeit zeigen, werden vereinigt und zur Trockne verdampft, wobei das gewünschte Chalcomycin erhalten wird. [ K.] . =-43, 5 (c = l% in Äthanol). Durch I Mikroanalyse dieser Substanz wird ein Gehalt von 59, 84% Kohlenstoff und 8, 3% Wasserstoff gefunden.
Beispiel 3 : Herstellung, Reinigung und Charakterisierung von Chalcomycin.
Ein Nährmedium (bezeichnet als Medium C) wird in folgender Weise hergestellt :
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<tb>
<tb> säurehydrolysiertes <SEP> Casein <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> ale
<tb> Bierhefe <SEP> 0; <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Natriumchlorid <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Calciumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 25%
<tb> Maltose <SEP> 1, <SEP> %
<tb> Rest <SEP> auf <SEP> 1000/0 <SEP> Wasser
<tb> 10n-Natriumhydroxydlösung <SEP> bis <SEP> pH <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
37, 851 Medium C werden in einem 113, 55 1-Fermenter aus rostfreiem Stahl eingebracht.
Nach Zugabe von 175 ml eines Antischaummittels, bestehend aus einer Mischung von rohem Talg und Mineralölen mit einem Gehalt an Mono- und Diglyceriden, wird das Medium l h bei 1210C sterilisiert, gekühlt und dann mit 30 ml einer Sporensuspension beimpft.Die Sporensuspension wird aus drei sporulieren den Streptomyces bikiniensis --Kulturen - entsprechend NRRL 2737 - auf Schrägagar bereitet, indem die Sporen jedes Nährbodens in 10 ml steriler 0, llciger Natriumheptadecylsulfatlösung suspendiert werden. Die Fermentationsmischung wird 32 h bei 260C unter Belüftung und Rühren entwickelt, wobei ein rascher Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von 184, 06 dd pro Minute eingeführt wird.
Wenn erforderlich, werden weitere Mengen an Antischaummittel zugegeben.
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<tb>
<tb> Glucosemonohydrat <SEP> 2,0 <SEP> 0 <SEP> ; <SEP> 0 <SEP>
<tb> säurehydrolysiertes <SEP> Casein <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> ; <SEP> 0' <SEP>
<tb> Bierhefe <SEP> 0, <SEP> 5%
<tb> Natriumchlorid <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Calciumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 25% <SEP>
<tb> Rest <SEP> auf <SEP> 100% <SEP> Wasser
<tb> 1On-Natriumhydroxydlösung <SEP> bis <SEP> PH <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
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mit 37, 85 l der nach der 32stündigen Fermentation erhaltenen Mischung beimpft, und dann 24 h bei 260C entwickelt. Mit Hilfe eines Rührers, der mit 84 Umdr/min arbeitet, wird gerührt, und Luft wird in die Fermentationsmischung mit einer Geschwindigkeit von 1274 dm3 (45 Kubikfuss) pro Minute eingeführt.
Im Masse, als es erforderlich ist, wird zusätzliches Antischaummittel zugegeben.
Etwa 4542 1 Medium D und 101 Antischaummittel werden in einen 7570 1-Fermenter aus rostfreiem Stahl eingebracht und die Mischung 1 h bei 1210C sterilisiert. Sie wird dann gekühlt und mit 567, 75 1 der aus dem 1892,5 1-Fermenter nach 24stündiger Fermentation erhaltenen Mischung beimpft. Die Inkubation bzw. die Entwicklung wird 40 h bei 260C durchgeführt, wobei eine Belüftung mit 3398 dry pro Minute Luft erfolgt, und eine zusätzliche Rührung mit einem mit 125 Umdr/min arbeitenden Rührer vorgenommen wird. Eine zusätzliche Menge von 8, 21 Antischaummittel (bzw. die notwendige Menge) wird in dem Mass, als es erforderlich ist, zugefügt, um Schaumbildung herabzusetzen.
Nach der Inkubationsperiode wird die Fermentationsmischung (etwa 5072 I) gesammelt und filtriert.
Das Filtrat wird mit Äthylacetat in einem Zentrifugal-Gegenstromextraktor (wie einem Podbielniak-Extraktor) bei einem Verhältnis von 1 Teil Lösungsmittel zu4Teilen des wässerigen Filtrates extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit in gleicher Weise aus drei ähnlichen Fermentationen gewonnenen Äthylacetatextrakten, zusammen 14 231, 6 1 Flüssigkeit, vereinigt. Die vereinigte Äthylacctatlösung wird mit Wasser gut gewaschen ; dann wird das Äthylacetat durch Verflüchtigung entfernt und mit 24, 1 1 Äthylendichlorid ersetzt. Eine Chromatographierkolonne von 15, 24 cm Durchmesser wird mit 18 kg Aluminiumoxyd (pH 4), das mit Äthylendichlorid zu einem Brei angerührt ist, gepackt.
Eine Menge von 13, 91 der Äthylendi-
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l l Äthylendichlorid)wird entwickelt und eluiert durch aufeinanderfolgende Zugabe von (a) 4,5 1 l : l Äthylacetat : Äthylendichlorid (b) 18, 251 Äthylacetat (c) 20 1 1:9 Methanol: Äthylacetat (d) 6,4 l l : l Methanol : Äthylacetat und schliesslich (e) 8 11 : 1 Wasser : Äthanol.
Die angegebenen Lösungsmittelverhältnisse sind Volumteile. Das Eluat aus der Kolonne wird in Frak- tionen, in welchen bei biochemischer Testung eine deutliche antibiotische Wirksamkeit gefunden wird, werden vereinigt und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in Aceton gelöst, wobei man eine Lö-
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trübe Suspension wird auf eine Chromatographierkolonne gegossen, die mit 1, 6 kg aktivierter Kohle und 1, 6 kg Diatomeenerde gepackt ist. Materialien wie Darco G-60 und Celite 545 können verwendet werden. Die Kolonne wird mit wässerigem Aceton, das steigende Konzentrationen von Aceton enthält, und schliesslich mit Aceton entwickelt und eluiert. Das Eluat wird in Fraktionen gesammelt und die Fraktionen, die antibiotische Wirksamkeit zeigen, werden vereinigt und zur Trockne eingedampft. Eine Lösung des
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und eine Schulter etwa bei 240 mu.
In Chloroformlösung zeigt Chalcomycin Infrarot-Absorptionsmaxima bei etwa 2,83, 3,34, 3,40, 5,83, 5,89,6,00,6,13,6,86,7,23,7,40,7,53,7,78,8,00,8,54,8,70,9,00,9,22,9,41,9,67,
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Ein Nährmedium wird in folgender'Weise hergestellt :
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<tb>
<tb> Glucosemonohydrat <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Ufo <SEP>
<tb> säurehydrolysiertes <SEP> Casein <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Bierhefe <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Natriumchlorid <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> Calciumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 25%
<tb> Rest <SEP> auf <SEP> 100% <SEP> Wasser <SEP> (heiss, <SEP> de-ionisiert)
<tb>
Etwa 1200 ml dieses Mediums werden durch Zugabe von 10n-Natriumhydroxydlösung auf einen pHWert von 7,5 eingestellt und 600 ml werden zu gleichen Teilen in zwei 2 l-Erlenmeyerkolben eingebracht.
Nach Sterilisation bei 1210C während 15 min werden zu jedem Kolben 5 ml einerSporensuspensionzuge- fügt. Die Sporensuspension wurde durch Abschwemmen von Sporen aus einer sporulierenden Streptomyces bikiniensis-NRRL 2737-Kultur auf Schrägagar (Anderson's-Maltose-Agar) mit 10 ml steriler 0, lUftiger Natriumheptadecylsulfatlösung bereitet. Die Inkubation wird unter Rühren und Belüftung bei 270C während 32 h durchgeführt.
75, 7 1 eines Mediums der vorhergehenden Zusammensetzung werden mit 175 ml Antischaummittel gemischt und 62 min bei 1210C in einem 189 1-Fermenter aus rostfreiem Stahl sterilisiert. Die gekühlte Mischung wird dann mit 200 ml des nach der 32stündigen Fermentation erhaltenen Produktes beimpft und 40 h bei 260C unter wirksamem Rühren und bei einer Belüftungsgeschwindigkeit von 275 dm1 pro Minute entwickelt.
1135,5 l eines Mediums mit der Zusammensetzung, wie zu Beginn dieses Beispieles angegeben, wird mit 1 1 Antischaummittel gemischt und 65 minbei 1210C in einem 1892, 51-Fermenter aus rostfreiem Stahl sterilisiert. Die gekühlte Mischung wird mit 75, 7 l des aus der 40stündigen Fermentationsperiode aus dem 189 1-Fermenter erhaltenen Produktes beimpft und die Fermentation wird bei 26 C 24 h durchgeführt,
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wobei mit 91 Umdr/min gerührt und Luft in einer Menge von 1274 dms pro Minute zugeführt wird. Im
Mass, als es erforderlich ist, wird ein Antischaummittel zugefügt. Ungefähr 300 ml werden benötigt.
Etwa 13626 l eines Mediums mit der Zusammensetzung, wie zu Beginn des Beispieles angegeben, werden 66 min bei 1210C in einem 18 925 1-Fermenter aus rostfreiem Stahl sterilisiert, wobei erforderli- i ebenfalls ein Antischaummittel zugefügt wird. Die gekühlte Mischung wird mit 1135,5 l des aus der
24stündigen Fermentationsperiode aus dem 1892, 5 l-Fermenter erhaltenen Produkt beimpft. Die Fermen- tation wird 40 h bei 260C durchgeführt, wobei mit 112 Umdr/min gerührt und Luft in einer Menge von
6230 dm3 pro Minute zugefügt wird. Im erforderlichen Mass wird ein Antischaummittel zugefügt.
Die Fermentationsmischung (etwa 14365 1) die ans diesem Fermenter gewonnen wird, wird auf zwei
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Trommel und 181, 2 - 226. 5 kg Diatomeenerde als Filterhilfe filtriert. Ein Produkt, wie Celite 545, kann verwendet werden. Die filtrierte Flüssigkeit wird mit der Hälfte ihres Volumens Äthylendichlorid extrahiert. Dieser Extrakt wird mit in gleicher Weise aus zusätzlichen 390 517, 4 1 einer ähnlichen Fermentationsmischung erhaltenen Äthylendichloridextrakten vereinigt. Der vereinigte Äthylendichloridextrakt wird bei 35 C oder niedriger und bei vermindertem Druck zu einem Sirup konzentriert. Der Sirup wird in
169 l Methanol gelöst und die Lösung wird in einem Zentrifugal-Gegenstromextraktor mit 6737,31 Heptan, welches mit Methanol gesättigt ist, extrahiert.
Der Heptanextrakt, der eine geringe antibiotische Wirksamkeit aufweist, wird verworfen.
Die methanolische Phase wird unter vermindertem Druckbei weniger als 200C eingeengt und auf ein Volumen von 37, 85 1 gebracht. Eine 30,48 cm Chromatograhpierkolonne wird mit 37,4 kg Aktivkohle und 37 kg Diatomeenerde. die mit Methanol zu einem Brei verrührt sind, gepackt. Bei Verwendung von Darco G-60 und Celite 545 erhält man zufriedenstellende Resultate. Die 37, 851 der methanolischen Lösung werden auf diese Chromatographierkolonne gegossen, welche dann mit einer Gesamtmenge von 2089 1 Methanol und einer Gesamtmenge von 1117 l Aceton entwickelt und eluiert wird. Die methanoli- schen Eluate werden in elf Fraktionen gesammelt und die acetonischen Eluaiewerdeninsiebpn Fraktionen gesammelt.
Jede der achtzehn Eluatfraktionen wird zur Feststellung der antibiotischen Aktivität einer biologischen Prüfung unterworfen und die Fraktionen, die eine hohe Aktivität zeigen, werden unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von weniger als 250C getrennt zur Trockne eingedampft. Die Rückstände aus diesen Fraktionen werden in tertiärem Butanol gelöst, und die Lösungen werden dann lyophilisiert. Das vereinigte feste Produkt wird aus tertiärem Butanol umkristallisiert. Das kristalline Produkt wird auf einem Filter gesammelt, mit tertiärem Butanol gewaschen-und dann im Vakuum 56 h getrocknet. Das durch diese Methode erhaltene Produkt ist Chalcomycin, welches aus der Kristallisation noch tertiäres Butanol enthält. Dieses tertiäre Butanol kann durch Trocknen bei Raumtemperatur unter einem Druck von 100 Mikron während einer weiteren Woche nicht entfernt werden.
Das in dieser Weise
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: T' instimmung, nach Verlust von 12, 77% durch Verflüchtigung, ergaben sich folgende Werte : 59, 50 bzw.
59, 78% Kohlenstoff ; 8. 15 bzw. 8, 14% Wasserstoff ; 31, 43% Sauerstoff ; 0, 32% Asche.
Chalcomycin, welches von der Kristallisation her tertiäres Butanol enthält, zeigt bei biologischer Prüfung gegenüber Sarcina lutea PCI 1001 W ungefähr 85% der Aktivität von reinem Chalcomycin.
Um reines Chalcomycin zu erhalten, wird eine Menge von 1445 g kristallinem Chalcomycin, wel-
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Wasser (11 560 ml) wird uniersammelt, mit Eiswasser gewaschen und dann im Vakuum getrocknet. Das so erhaltene Produkt ist Chalcomycin, welches auf einem erhitzten Block bei etwa 121 - 1230C schmilzt ; es ist im wesentlichen identisch in der Zusammensetzung und in den physikalischen Eigenschaften mit dem gereinigten Chalcomycin, wie es nach den vorhergehenden Beispielen erhalten wird.
Beispiel 5 : Herstellung einer antibakteriellen Salbe mit einem Gehalt an Chalcomycin.
Chalcomycin (2 g) wird in einer kleinen Menge einer aus Erdöl gewonnenen Salbengrundlage (Vaselin) inkorporiert. Bei Verwendung eines hochviskosen Erdölgrundstoffes, wie Jelene 50-W, erhält man zu-. friedenstellende Resultate. Zusätzliche Salbengrundlage oder Jelene 50-W wird zu der Dispersion in getrennten Teilen zugegeben, bis unter Rühren eine Gesamtmenge von 1000 g erreicht ist. Die in dieser Weise hergestellte Salbe enthält eine Konzentration von 0, e Chalcomycin in dem Erdölgrundstoff. Die Salbe wird dann durch eine Salbenmühle getrieben, wobei der Walzensitz genügend eng ist, um eine gute
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beilicher Anwendung wertvoll.
Beispiel 6 : Herstellung von Chalcomycindiacetat.
5 Eine Lösung von 200 mg Chalcomycin in 3 ml Pyridin und 2 ml Essigsäureanhydrid wird bei etwa 250 C
48 h stehen gelassen und dann im Vakuum zur Trockne gebracht. Der Rückstand wird aus wässerigem Me- thÅanol auskristallisiert, wobei Chalcomycindiacetat mit einem Schmelzpunkt von 148, 5 bis 150 C erhal-
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;tretende Infrarot-Absorptionsmaximabei 2, 83, 3, 30, 3, 37, 5, 74, 5, 84, 5, 92, 6, 04, 6, 14, 6, 85, 7, 25,
7,38, 7,50, 7,80, 8,00, 8, 51, 8,90, 9, 17, 09, 37, 9, 50,9, 68, 10, 19, 10, 35,11, 20,11, 53 und-11, 68 u beobachtet. Diese Verbindung ist inaktiv gegenüber Sarcina lute a bei einer Konzentration von 500 g/ml.
Beispiel 7 : Herstellung von Tetrahydrochalcomycindiacetat.
Chalcomycin (0,896 g), gelöst in 20 ml Äthanol, wird in Kontakt mit einer Wasserstoffatmosphäre bei
Raumtemperatur und atmosphärischem Druck in Gegenwart eines 5% Palladium-auf-Calciumcarbonat-
Katalysators geschüttelt. Ein Katalysator aus 50/0 Palladium-auf-Kohle kann ebenfalls verwendet werden.
Nach Aufnahme von etwa 2 Molen Wasserstoff pro Mol Chalcomycin wird der Katalysator durch Filtration entfernt und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockne verdampft. Der Rückstand ist rohes Tetra- hydrochalcomycin, das weniger als 5% der Aktivität von Chalcomycin gegenüber Sarcina lutea besitzt.
Eine Menge von 250 mg dieser Substanz wird in einer Mischung von 3 ml Pyridin und 3 ml Essigsäurean- hydrid gelöst. Die Lösung wird 48 h bei Raumtemperatur stehen gelassen und dann unter vermindertem
Druck zur Trockne verdampft. Durch Kristallisation des Rückstandes aus wässerigem Methanol erhält man
Tetrahydrochalcomycindiacetat mit einem Schmelzpunkt von 178 bis 1790C. Die festgestellten mikroana-
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79 bzw. 58, 70% Kohlenstoff : 8, 43 bzw. 8, 17% Wasser ; Beirotspektrums in einer Kaliumbromidscheibe treten Maxima bei 2,87, 3,40, 5,72, 5,84, 6,85, 7,24, 8, 05,8, 28,8, 53,8, 87, 9, 10, 9,34, 9,53, 9,96 und 10, 36 u auf. In äthanolischer Lösung wird ein
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tiv gegenüber Sarcina lutea bei einer Konzentration von 1 g/ml.
Beispiel 8 : Saure Hydrolyse von Chalcomycin.
Eine Lösung von 908 mg Chalcomycin in 40 ml 50%igem wässerigem Methanol, die in bezug auf Salzsäure 1-molar gemacht ist, wird 10 min unter Rückfluss erhitzt. Das Methanol wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt und der wässerige Rückstand wird mit drei Portionen Chloroform extrahiert. Der vereinigte Chloroformextrakt wird zur Trockne verdampft und der Rückstand aus einer Mischung von Isopropyläther und Aceton auskristallisiert. Das durch sauren Abbau von Chalcomycin erhaltene kristalline Produkt schmilzt bei etwa 187 - 189 C; nach mikroanalytischer Untersuchung wird ein Gehalt von 60,35 bzw. 60, 19% Kohlenstoff und 7,95 bzw. 8, 08% Wasserstoff gefunden. Ein Ultraviolett-Absorptions-
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Eine Lösung von 1, 03 g Chalcomycin in 100 ml 50% igem wässerigem Methanol, die mit Natriumhydroxyd. 0, l-molar gemacht ist, wird 24 h bei Raumtemperatur stehen gelassen. Das Methanol wird durch Verdampfung entfernt und die zurückbleibende wässerige Mischung mit drei Portionen Chloroform gewaschen, welche dann verworfen werden. Der wässerige Rückstand wird dann auf PH 2 angesäuert, und mit drei Portionen Chloroform extrahiert. Die durch Extraktion des sauren Mediums erhaltene, vereinigte Chloroformlösung wird im Vakuum zur Trockne gebracht. Der Rückstand wird aus einer Mischung von Iso- propyl'zither und Methanol auskristallisiert.
Dieses durch alkalischen Abbau von Chalcomycin erhaltene kristalline Produkt schmilzt bei 273 - 2760C und zeigt kein deutliches Ultraviolett-Absorptionsmaximum zwischen 220 und 300 mu. Die mikroanalytische Untersuchung ergibt 59, 13% Kohlenstoff ; 8, 19% Wasser-
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