BE600777A - - Google Patents

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BE600777A
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof

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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  Procédé de préparation d%agents antimicrobien8. ----------------------------------------------- 
La présente invention a pour objet un procédé de pré- paration de composé* nouveaux doués de propriétés antimicro- biennes. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé visant à préparer par fermentation une composition nouvelle de matière appelée ici *agent   antimicrobien   M-188", à l'isoler et à le concentrer en partant de solutions bru- tes telles que les bouillons de fermentation, et à le pu- rifier. L'agent peut être sous forme de sels d'addition d'acide. 



   L'un des buts de la présente invention est de prépa- ner un agent antimicrobien nouveau et utile qui est actif contre diverses bactéries et divers protozoaires comme l'Elmeria tenelle. Un autre but est de préparer des sels d'addition d'acide de cet agent antimicrobien. D'autres 

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 buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'homme de l'art à la lecture de la description qui suit. 



   On a trouvé qu'en cultivant dans des conditions réglées et sur des milieux de culture appropriés une souche antérieu rement inconnue du   microorganisme   Streptomyces   caeleatia,   on obtient une nouvelle composition de matière appelée ici agent antimicrobien   M-188.   La souche de   microorganisme   a été isolée d'un échantillon de sol recueilli à Capitol City   (Texas).   Par ses caractéristiques morphologiques, l'organisme semble s'apparenter le plus étroitement au Streptomyces   caelestis,   espèce connue. Ainsi qu'on l'in-   diquara   ci-après, il existe certaines différences entre les propriétés de culture de l'organisme connu et celles de la nouvelle souche.

   On a donc considéré celle-ci com- me une souche de Streptomyces caelestis. Une culture de l'organisme vivant a été déposée à la "Northern Utilisa- tion Research and Development Division*, de l'"Agricul- tural Research   Service .   au Ministère de l'Agriculture des Etats-Unis, à Peoria (Illinois), et a été inscrite sous le n  NRRL   2821.   



   Une étude approfondie de la morphologie et de la physiologie de la nouvelle souche de Streptomyces caelestis montre que   l'on   peut la distinguer du Streptomyces caelestis tel qu'il est décrit complètement dans le brevet britan- nique n    768.971.   On a trouvé que le   xylose,   l'arabinose, le rhamnose, le dextrose, le galactose, le mannose, le   fructose,   le   sucrose,   le lactose, le maltose, le cello- biosa, la dextrine, le raffinose, le glycérol et le succi- nate de sodium sont facilement utilisés par les deux orga- nismes. Le sorbose, le dulcitol, le tartrate de sodium et de   potassium   et l'amidon soluble ne sont utilisés par 

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 aucun des deux organismes.

   Par contre, le sorbitol, le citrate de sodium et la salicine sont utilisés par la souche M-188 mais non par le Streptomyces caelestis connu. 



  L'utilisation des divers composés carbonés ci-dessus par la nouvelle souche a été déterminée par le procédé de Pridham et Gottlieb, "Journal of Bacteriology" 56,   107-114     (1948).   Par comparaison directe au microscope optique, le mycélium en sporulation et les spores des deux organismes ne peuvent pas être distingués. 



   D'autres comparaisons directes de cultures sur milieu Pridham contenant diverses sources de carbone montrent que le mycélium aérien en sporulation du Streptomyces caelestis souche M-188 est de couleur bleu verdâtre, alors que celui du Streptomyces caelestis connu a une couleur bleu ciel. 



  On note les ressemblances et différences suivantes entre la souche M-188 et le Streptomyces caelestis connu : 

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 EMI4.1 
 
<tb> Milieu <SEP> de <SEP> base <SEP> Caractères <SEP> comparés <SEP> Souche <SEP> M-188 <SEP> S. <SEP> caelestis
<tb> 
 
 EMI4.2 
 --------------- ------------------- --------------- 
 EMI4.3 
 
<tb> Gélatine <SEP> Croissance <SEP> assez <SEP> bonne <SEP> bonne
<tb> Aérien <SEP> blanc <SEP> nacré <SEP> gris-bleu
<tb> Pigment <SEP> noir <SEP> brunâtre <SEP> brun
<tb> foncé
<tb> Liquéfaction <SEP> négative <SEP> jusqu'à <SEP> la <SEP> profondeur <SEP> du
<tb> pigment
<tb> 
<tb> Lait <SEP> Croissance <SEP> assez <SEP> bonne <SEP> bonne
<tb> Coagulation <SEP> aucune <SEP> aucune
<tb> Peptonisation <SEP> aucune <SEP> aucune
<tb> Réduction <SEP> aucune <SEP> aucune
<tb> 
<tb> Bouillon <SEP> nutri- <SEP> Croissance <SEP> 

  assez <SEP> bonne <SEP> à <SEP> bonne
<tb> tif <SEP> au <SEP> D-gluco- <SEP> bonne
<tb> se <SEP> Aérien <SEP> aucun <SEP> aucun
<tb> Pigment <SEP> aucun <SEP> havane
<tb> 
<tb> Agar-agar <SEP> hu- <SEP> Croissance <SEP> bonne <SEP> assez <SEP> bonne
<tb> tritif <SEP> à <SEP> bonne
<tb> Aérien <SEP> - <SEP> ivoire <SEP> ou <SEP> na- <SEP> blanc <SEP> rosé
<tb> cré
<tb> Pigment <SEP> soluble <SEP> aucun <SEP> havane
<tb> 
<tb> Agar-agar <SEP> au <SEP> Croissance <SEP> bonne <SEP> bonne
<tb> D-glucose <SEP> Aérien <SEP> aucun <SEP> gris-bleu,
<tb> .

   <SEP> blanc
<tb> Pigment <SEP> soluble <SEP> aucun <SEP> havane
<tb> 
<tb> Agar-agar <SEP> tyro- <SEP> Croissance <SEP> assez <SEP> bonne <SEP> à <SEP> bonne
<tb> sine <SEP> Waksman <SEP> bonne
<tb> Aérien <SEP> aucun <SEP> aucun
<tb> Pigment <SEP> aucun <SEP> aucun
<tb> 
<tb> Agar-agar <SEP> B <SEP> Croissance <SEP> aucune <SEP> aucune
<tb> amidon <SEP> Waksman
<tb> 
<tb> Conversion <SEP> de
<tb> nitrate <SEP> en
<tb> nitrite <SEP> négative <SEP> négative
<tb> 
 
Bien que le Streptomyces caelestis connu sporule plus facilement sur des milieux organiques que la souche   M-188,   il semble que ce soit là une différence de souche à souche. 



  Il est établi que les deux organismes produisent des agents   antimicrobiena   séparés et distincts. 



   On donne ci-dessous une étude taxonomique complète du Streptomyces caelestis souche M-188 sur divers milieux; les indications de couleur en coàe données entre parenthèses se réfèrent au   nColor   Harmony   Manual",   3ème édition, de Jacobsen, Granville et Foss,   1948,   Container Corporation of America. 

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   - Milieu n  1 - Tryptone, glucose, agar-agar à l'extrait de boeuf - 
La croissance sur ce milieu est rapide et abondante. 



  La couleur la plus foncée du substrat au 6ème jour est le brun moutarde (2 pl). Au   llème   jour, le substrat le plus clair est brun doré, brun tabac (3 pl), les zones les plus foncées et les centres de colonies très peuplées sont de cou- leur clou de girofle (3   ni).   Au 18ème jour, ces zones sont respectivement de couleur chameau, sucre d'érable, havane (3 le) et clou de girofle, brun foncé (3 pl). 



   Le mycélium aérien est abondant, couvrant la surface de colonies de 2 à 3 mm au 3ème jour et dans la portion centra- le d'autres colonies plus grandes. Il est de couleur blanc nacré (b) à gris clair (c), inchangée après 26 jours d'in- cubation. L'examen microscopique du mycélium aérien au 26ème jour ne montre pas de spores. 



   Des colonies isolées présentent des centres convexes, avec un mycélium aérien confiné sur 1-2 mm au centre. Au bout de 6 et 11 jours, une seule ride ou fissure diamétrale apparaît dans la portion centrale en relief. A mesure que la croissance progresse, les colonies s'étalent à plat avec une croissance de surface de 2-4 mm, le reste s'étalant de façon dense sous la surface d'agar-agar jusqu'à un diamètre total de   7-7,5   mm au 18ème jour. Le mycélium aérien reste confiné aux zones initiales notées au 3ème jour. 



   Pigment soluble brunâtre au 3ème jour, clou de girofle moyen (3 nl) au 6ème jour devenant chocolat, brun foncé   (4   nl) au 18ème jour. 



  - Milieu n  2 - Peptone, glucose, chlorure de sodium, agar-agar à l'extrait de boeuf - 
Croissance très rapide et abondante - substrat moutarde, vieil or (2 le) 6ème jour - portions plus foncées llème jour 

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 ambre, topaze (3 pe) - brun doré (3 Pg) 18ème jour, avec nouvelle croissance moutarde, vieil or (2 le) dans les colo- nies en extension. 



   Mycélium aérien épars à modéré seulement dans les ré- gions de croissance dense, nacré (2 ba), 6ème jour, devenant jaune (1 ba) llème jour. L'examen microscopique ne montre pas de spores au   27ème   jour. 



   Les colonies isolées, au 6ème jour, présentent des cen- tres bombés, ridés radialement. Au 18ème jour, quelques in- dentations radiales vont jusqu'à 1/2 mm du bord des colonies. 



  Des colonies isolées de 2,25 mm au 3ème jour atteignent 8-11 mm au 18ème jour. Vue d'en haut, la surface des colonies isolées est moutarde clair (2 le) excepté les centres qui sont de couleur crème (1 1/2 ca). 



   Un pigment soluble brunâtre très clair,   3-11   jours, devient brun verdâtre clair diffus au 18ème jour. 



  - Milieu n  3 - Agar-agar nutritif - 
Excellente croissance. Mycélium aérien modéré à abon- dant couvrant des colonies de 2,0 mm au 3ème jour mais n'aug- mentant pas à   mesure   que la croissance s'étend à 4-6 mm, llème jour. Le mycélium aérien est blanc nacré (b) à nacre (2 ba) ou ivoire (2 cb) à mesure que l'incubation progresse. 



  On n'observe pas de spores à l'examen microscopique aux 11ème, 18ème et 27ème jours. 



   Colonies bien isolées 6ème à   llème   jour,   4-6   mm de diamètre, avec rides radiales et une seule fissure diamé- trale plus marquée, confinée principalement à une portion centrale en relief de 2 mm portant du mycélium aérien. 



  Le reste de la croissance s'étend à plat sur la surface d'agar-agar jusqu'à un bord bien défini. La croissance ne pénètre pas dans l'agar-agar au-delà des limites de la croissance de surface. 

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   Substrat plus foncé, clou de girofle, brun foncé (3 pi) à brun foncé, café, sépia, phoque (3 pn) aux 6ème à llème jour, devemant clou de girofle (3 ni) au 18ème jour. 



  Substrat plus clair sous les portions sans mycélium aérien, brun clair, cannelle (3 1g) au llème jour, passant à érable jaune (3 ng) au 18ème jour. 



   Pigment soluble brun foncé, clou de girofle (3 pl), 6ème jour, brun foncé (4 pl)   llème   jour et brun moutarde diffus (2 pl) 18ème jour. 



  - Milieu n* 4 - Agar-agar au glucose - 
La croissance sur ce milieu est rapide et abondante. 



  Il ne se forme aucun mycélium aérien en 27 jours d'incuba- tion, et on n'observe aucun pigment soluble. 



   Des colonies ternes lisses de 2,0 mm au 3ème jour s'é- talent à plat au 6ème jour à   4-4,5   mm, avec fissures ou in- dentations radiales symétriques ridant la portion centrale en relief. A mesure que la croissance progresse, elle ne s'étale pas en dessous de la surface d'agar-agar comme dans d'autres milieux organiques contenant moins de glucose. 



   La couleur du substrat dans les centres foncés de colo- nies est moutarde, vieil or (2 le) au 6ème jour, pas de chan- gement par la suite. Substrat plus clair de nouvelle crois- sance en extension, bambou, chamois (2 gc). 



  - Milieu n  5 - Agar-agar et farine d'avone Carvajal- 
Aucune croissance ne se produit sur ce milieu en   27   jour d'incubation. 



  - Milieu n  6 - Solution de Czapek, dextrose, agar-agar - 
La croissance est lente à démarrer avec colonies en pointe d'épingle au 3ème jour, progressant à 7,0 mm. 



  Colonies isolées au 18ème jour. Mycélium aérien épars de teinte jaune (1 ba) au 6ème jour observé au centre de co- lonies de 1-1,5 mm. Au lième jour, un mycélium aérien 

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 nacré (2 bc) est placé en un anneau épars autour d'une por- tion centrale non aérienne. D'en haut, ce centre non aérien est moutarde, vieil or (2 le). Au llème jour, le substrat des centres de bande et de colonie est de couleur parchemin (1 1/2 db). Au 18ème jour, la croissance des clonies en surface est d'environ 3,0 mm, le reste s'étalant sous la surface de l'agar-agar jusqu'à 7,0 mm. 



   Il ne se forme aucun pigment soluble en 27 jours. A l'examen microscopique, on ne trouve pas de spores au bout de 27 jours. 



  - Milieu n  6c - Solution de Czapek, amidon de maïs, agar- agar - 
Au 3ème jour, croissance modérée incolore en bande. 



  Colonies isolées duveteuses, 1,5-2,0   mm.   On ne note aucune hydrolyse. Au 6ème jour, la croissance reste incolore. 



  Colonies isolées   3,0-3,5     mm.   Hydrolyse partielle d'une bande de 2,0 mm, douteuse, croissance plus ou moins dense. au 11ème jour, hydrolyse douteuse, halo trouble autour de la croissance avec petite zone de clarification partielle au-delà. Au 18ème jour, nombreuses colonies présentant un mycélium aérien abondant vert à vert-bleu - spores - colo- nies isolées s'étalant de façon dense dans l'agar-agar à 2,0 mm au-delà de la croissance superficielle. Mesure typique : diamètre de la croissance superficielle 9,0 mm, en dessous de l'agar-agar jusqu'à 11,0 mm, halo trouble jusqu'à 15 mm et hydrolyse faible à modérée jusqu'à 22,0 mm. 



  Zone de clarification appréciée en comparaison de la portion témoin de l'agar-agar, non en comparaison du halo intérieur trouble. 



  - Milieu n  7 - Dextrose, asparagine,   agar-agr -   
La croissance est modérée à bonne sur ce milieu. 



  Substrat très fortement pigmenté au 6ème jour, parchemin 

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 (1 1/2 db). Cette couleur reste la plus foncée prise par des portions centrales de colonies isolées. La croissance nouvelle présente un substrat de couleur jaune (1 ba) ou in- colore à mesure qu'on approche du bord de la croissance en extension. Mycélium aérien modéré, jaune   (ba)     à   blanc nacré (b). On ne note pas de pigment soluble ni de spores après 27 jours d'incubation. 



  - Milieu n  8 - Malate de calcium et agar-agar - 
La croissance est excellente et la digestion du malade est bonne ou marquée. Au 3ème jour, les colonies, toutes isolées même en bande très dense, sont composées de mycélium non aérien plat, lamellaire, de 2 mm, estimé à < 95% de la croissance. Le reste des colonies plus petites possèdent un mycélium aérien. Au 6ème jour, on note une légère clari- fication du malate. Toutes les colonies ont maintenant un mycélium aérien jaune (1 ba) à part quelques taches de vert amande (23 ig). On n'a pas noté si les colonies à mycélium aérien vert étaient celles apparues tout d'abord avec un mycélium aérien au 3ème jour. Au 11ème jour, la digestion est marquée à 5-6 ma du bord de la bande et le mycélium aérien précédemment vert est maintenant gris foncé à ardoise.

   Au 18ème jour la masse du mycélium aérien est   blanc nacré   (b) à   ivoire     clair,     coquille     d'oeuf   (2 ca), et au 27ème jour il y a des colonies nouvelles abondantes à mycélium aérien vert dans la bande. 



   Examen microscopique du mycélium aérien vert : sporula- tion profuse. 



  - Milieu n  9 - cultures inclinées d'agar-agar à la L-tyrosine 
Aucun pigment soluble n'est formé par les nombreuses colonies isolées qui se développent lentement d'abord mais convenablement   à   mesure que l'incubation progresse, en 27 jours. 

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   - Milieu n  10a- agar-agar n  1 à l'amidon de mais - 
3ème jour : aucune croissance visible 
6ème jour : une colonie llème jour : une colonie 
18ème jour : colonie de 9,0 mm avec 5 indentations radiales. Zone d'hydrolyse de 13,0 mm de diamètre. 



     27ème   jour : colonie de 19,0 mm, hydrolyse 34 mm. 



   - Milieu n  11 - Tryptose, agar-agar et sang - 
Croissance non aérienne abondante, terne, sèche, pas d'hymolyse en 18 jours d'incubation. En 3 jours il se pro- duit une forte coloration foncée presque noire du milieu   environnant   au voisinage de la croissance. On peut trouver des globules rouges intacts par exemen de près. 



   - Milieu n  13 - Tampon de gélatine - 
La croissance n'est pas visible au 3ème jour mais elle est bonne au 6ème jour avec mycélium aérien épars, blanc nacré (b) et pigment soluble modéré   à   abondant, couleur ébè- ne, teck (3 po) en dessous de la pellicule superficielle. 



   Au 18ème jour, la pellicule est grosse et le pigment soluble brun foncé. La gélatine n'est pas liquéfiée au bout de 27 jours d'incubation. 



  -   Milieu   n  14- Coin de pomme de   terre -   
La croissance est bonne   à   excellente après un démarrage lent. Au 6ème jour, la majorité est formée de nombreuses colonies sèches, entassées, sans mycélium aérien. Un mycé- lium aérien rare est présent sur une portion supérieure min- ce de la culture inclinée. Les   colonies     sont     ridées   au 11ème jour par de nombreuses fissures ou indentations radiales fines. Croissance non aérienne brun adobe, canelle, brun clair (3 lg) au 6ème jour, devenant brun doré, brun tabac (3 pl) à brun foncé, clou de girofle (3 pl) au llème jour. 

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   Le mycélium aérien rare en haut de la culture est ivoire (2 db). La pomme de terre n'est foncée que modérément au bout de 27 jours d'incubation. 



   - Milieu n  T5 - Bouillon au glucose - 
Avec l'inoculum utilisé, toute la croissance sur ce milieu est formée de colonies séparées, placées sous la sur- face, s'accrochant aux côtés et au fond du tube. Au llème jour les colonies des côtés présentent des portions lourdes et légères rayonnant d'un centre dense, typique des rides radiales sur milieux solides favorables. Toute la croissan- ce au fond du tube au 18ème jour. Aucune formation de pel- licule, donc aucun mycélium aérien ni trace de pigment substratal. La croissance est incolore. On n'observe au- cun pigment soluble. 



  - Milieu n  16 - Solution de Czapek avec dextrose - 
Aucune croissance ne se produit en 27 jours d'incubàtion.. 



  - Milieu n  17 - Lait de tournesol - 
La croissance est formée d'une pellicule partielle. 



  Au llème jour, on la note sous la forme de deux grandes colonies ridées. On agite le tube soigneusement pour dis- tribuer la croissance. Au 18ème jour, aucun changement visible ne s'est produit. Au bout de 27 jours, il n'y a pas de coagulation ni de peptonisation. Au 27ème jour le pH final est de 5,7. 



  - Milieu n  18 - Extrait de levure, maltose et agar-agar - 
Croissance abondante et rapide sur ce milieu. Colonies isolées non aériennes. Mycélium aérien modéré dans les ré- gions de croissance dense, blanc nacré (b). On n'observe pas de spores à l'examen microscopique du mycélium aérien aux llème, 18ème et 27ème jours. 



   Couleur du substrat bambou, chamois (2 gc) au 6ème jour devenant miel, or clair (2 lc) au llème jour et brun 

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 -doré approximativement (3 pg) au llème jour. Colonies bien isolées, non aériennes,   4-5   mm au 6ème jour, con- vexes avec nombreuses fissures ou rides radiales symétri- ques. Elles atteignent 8,0 mm au llème jour avec portion extérieure s'étalant à plat. Portion centrale en relief fissurée radialement, convergeant vers une petite dépres- sion centrale. La croissance aux bords des colonies ne pénètre pas dans l'agar-agar au-delà de la croissance su- perficielle. On n'observe pas de pigment soluble. 



   - Milieu n  19 - Purée de tomate, farine d'avoine et agar-agar. - 
Croissance rapide et abondante. Mycélium aérien blanc nacré (b) abondant dans les régions de croissance dense au 
3ème jour. Colonies isolées typiques de celles décrites pour d'autres milieux organiques. Au 18ème jour, un mycélium aérien apparaît sur des colonies isolées, par ta- ches ou en anneau mince autour d'un centre non aérien en relief, ridé radialement et contourné. Dans les régions de croissance dense, un mycélium aérien apparaît au cen- -tre des colonies dans les portions les plus peuplées. On n'observe aucun changement dans la couleur du milieu en- vironnant. Le mycélium aérien ne prend pas de couleur verte pendant 27 jours d'incubation. L'examen microsco- pique du mycélium aérien après 27 jours ne montre pas de spores.

   Grandeur maximale des colonies isolées au 27ème jour : 21,0 mm. 



  - Morphologie des spores - Milieu de base Pridham et 
Gottlieb avec dextrine comme source de carbone - 
Des spores mesurant environ 0,8 x 1,0 micron se dé- veloppent en chaînes individuelles qui sont sinueuses, en boucles, enroulements et spirales primitives. On n'observe pas de spirales véritables. Les chaînes appa- 

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 raissent généralement sous la forme de touffes aux extré- mités de filaments mycéliens ou branches courtes de mycélium, mais occasionnellement sous forme de chaînes in- dividuelles partant d'une branche primaire. Les touffes sont produites par plusieurs chaînée formées par ramifi- cation serrée et sous-ramification du mycélium plutôt qu'en pinceau d'une seule origine. 



   Les micrographies électroniques montrent que les spores mûrs sont couverte de nombreuses crêtes   et   épines   émoussées.   Les jeunes spores sont relativement lisses. 



  Certains de ceux-ci apparaissent binucléés. La morpholo- gie ovoïde à bascillaire décrite par les mesures données plus haut est confirmée par des micrographies électroni- ques. 



   Ainsi qu'on l'a dit plus haut, la présente invention comprend encore un procédé visant à cultiver le Strepto- myces caelestis, souche M-188, dans des conditions réglées qui comprennent une température de 24-32 C, en fermentation immergée avec agitation et aération appropriées, sur des milieux constitués par une source d'hydrates de carbone comme le glycérol, l'amidon, la dextrine ou les sucres, glucose, lactose ou sucrose, ou des mélanges de ces sour- ces ; une source d'azote organique telle que l'huile de soja, la liqueur de macération de mais ou la peptone, une source de facteurs de croissance comme la levure, les produits solubles de distillerie ou la mélasse;

   des sels minéraux tels que le chlorure de sodium, un tam- pon insoluble pour empêcher l'accumulation d'acide, par exemple le carbonate de calcium, et un agent antimousse non toxique tel qu'une huile végétale. Quand la croissan- ce de l'organisme a donné une quantité satisfaisante de substance antimicrobienne, comme l'indique le titrage 

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 à l'aide de Bacillus subtilis, on traite toute la culture pour isoler le produit antimicrobien désiré. La quantité de substance active présente dans la phase liquide dépend du pH car le produit antimicrobien est une base faible peu soluble dans l'eau. Aussi, des titrages antibacté- riens effectués sur la liqueur de fermentation filtrée ou centrifugée ne peuvent pas mesurer toute l'activité produite. Il est nécessaire de traiter toute la culture par un acide avant d'effectuer un titrage.

   La majorité du produit antimicrobien, dans une bonne fermentation, se retrouvera dans lea solides. Aussi, il est plus effi- cace d'extraire la substance antimicrobienne de toute la culture et non du filtrat ni de la portion liquide. On applique un procédé d'extraction par solvant en tirant parti de la faible solubilité de la substance dans l'eau en milieu alcalin et de la forte solubilité de la substan- ce dans l'eau en milieu acide. Les opérations sont décri- tes plus complètement dans les exemples. Une subatance particulière obtenue de cette façon possède des proprié- tés remarquables et précieuses. Elle possède des carac- téristiques qui la distinguent de substances antimicro- biennes connues et décrites antérieurement. 



   Pour obtenir un   inoculum   propre à servir dans des flacons de secoueuse, on peut utiliser la végétation obtenue avec des cultures inclinées sur agar-agar à la tryptone. On peut aussi utiliser ce milieu pour mainte- nir par transfert d'une culture à l'autre des cultures viables appropriées qui donnent le produit antimicrobien. 



  Toutefois, dans la pratique générale, il est apparu qu'un procédé plus sûr consistait à entretenir la cultu- re de   M=188   dans le sol ou avec lyophilisation. On uti- lise la croissance sur   cultures   inclinées pour inoculer 

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 des flacons de secoueuse qui peuvent servir à leur tour à inoculer des cuves de fermentation à l'échelle du la- boratoire. Un autre procédé consiste à utiliser les fla- cons de secoueuse pour inoculer des récipients métalliques appropriés, de préférence en aluminium, contenant un mi- lieu approprié qui sert à inoculer des cuves de fermenta- tion à l'échelle de l'usine pilote ou bien les bacs d'en- semencement de-cuves de fermentation à l'échelle   commer-   ciale.

   En général, la croissance de l'organisme dans des cuves de fermentation variant de 23 litres à 38.000 litres atteint son maximum en 3 à   4   jours, bien qu'aux fins d'ob- tention d'un inoculua l'incubation puisse être de   24   heu- res seulement. On maintient des conditions aérobies dans les cuves de fermentation en refoulant de l'air stérile au fond de la cuve à l'aide d'un dispositif de dispersion. 



  Le débit d'air refoulé dans le milieu de culture dépend plus ou moins de la grandeur et de la forme de la cuve de fermentation. Un taux d'aération de 0,8-1 volume d'air par volume de culture par minute s'est révélé   satisfai sant.   Si le milieu de culture mousse d'une fa- çon gênante pendant la fermentation, on peut ajouter des huiles végétales   antinousse   non toxiques en quantité suf- fisante pour abattre la mousse. Pendant toute la durée de la fermentation, on agite le milieu de culture. Tou- tefois, dans une phase de la préparation de l'inoculum   où   le rendement d'agent antimicrobien dans l'inoculum lui-même n'a pas une importance essentielle, on réalise une agitation suffisante en   faisant}barboter   de' l'air à travers le liquide.

   Par contre, quand le rendement d'agent antimicrobien est important, on effectue l'agi- tation au moyen de dispositifs agitateurs qui font par- tie des appareils de fermentation. Le degré d'agitation 

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 dépend de la structure des récipients de fermentation de est diverse grandeur car il/bien connu que les cuves de fermen- tation à l'échelle de l'usine pilote et à l'échelle com- merciale sont conçues pour l'usage général et non pour un processus de fermentation déterminé. L'organisme 
Streptomyces caelestis souche   M-188   peut produire l'agent antimicrobien désiré en ,quantités satisfaisantes dans di- vers milieux de culture sur un intervalle de température d'au moins 24-32 C et il n'est pas nécessaire de mainte- nir un taux d'aération exact ni un degré précis d'agita- tion mécanique. 



   Les exemples suivants illustrent la formation, la récupération, la concentration, la purification et l'iden- tification de l'agent antimicrobien M-188 et de ses sels d'addition d'acide. Ces exemples servent simplement d'il- lustration et ne doivent pas être considérés comme limita- tifs. 



   Exemple 1 Fabrication dans des cuves de fermentation de 23 litres avec un milieu mélasse/peptone 
Dans un flacon Erlenmeyer de 500 cm3, on met 150 cm3 d'un milieu d'ensemencement contenant les ingrédients suivants, aux concentrations indiquées : 
 EMI16.1 
 
<tb> grammes <SEP> par <SEP> litre
<tb> 
<tb> glucose <SEP> monohydraté <SEP> 15
<tb> 
<tb> farine <SEP> de <SEP> flocons <SEP> de <SEP> soja <SEP> (soja <SEP> finement <SEP> moulu <SEP> et <SEP> dégraissé) <SEP> 15
<tb> 
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5
<tb> 
   eau du robinet :

   pourfaire un litre   
On stérilise le flacon et son contenu en le passant à l'autoclave pendant 25-30 minutes à une température de   120 C.   Après refroidissement, on inocule le flacon avec 

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 un morceau de la surface d'une culture sur agar-agar à la   tryptone   où l'on a cultivé le Streptomyces caelestis souche   M-188   pendant au moins 6 jours. On agite le flacon inoculé à 28 C sur une secouause rotative qui a une course de 57 mm et fonctionnel à environ 230 t/mn pendant 48 heures. 



  On utilise la culture ci-dessus pour inoculer des flacons supplémentaires préparés et stérilisés comme ci-dessus. On inocule chaque flacon avec environ 3 cm3 de la culture de 48 heures. On fait incuber les flacons d'ensemencement et on les agite comme ci-dessus pendant 48 heures. 



   Dans une petite cuve de fermentation d'une capacité de 23 litres, on met 12 litres d'un milieu comprenant : g/1 glucose monohydraté 10 mélasse 20 peptone 5 huile antimousse 5   eau du     robinet !     pour   faire un   litre.   



   On stérilise la cuve de fermentation et son contenu en les passant à l'autoclave pendant 75 minutes à   121 C.   



  Après refroidissement, on inocule aseptiquement la cuve de fermentation avec le contenu de trois des flacons de culture d'ensemencement de deuxième passage décrite ci- dessus. On conduit la culture dans la cuve à 24 C pendant   4   jours et pendant ce temps on agite mécaniquement le bouillon et on fait arriver de   l'air   stérile dans le fond de la cuve à raison d'environ 0,8 volume d'air par volu- me de bouillon et par minute. Pendant la fermentation, le pH s'abaisse d'environ 6,0 à environ 5,0 et s'élève ensuite à environ 5,5. L'activité biologique maximale est atteinte au bout de 4 jours environ. La présence du produit antimicrobien dans la liqueur est indiquée par 

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 une zone d'inhibition de   24   mm sur un plateau ensemencé en Bacillus subtilis. 



   Exemple 2 
Fabrication dans des cuves de fermentation de 23 litres   aval   un milieu .formé de farine de soja et de produits solubles de distillerie séchés. 



   Dans une cuve de fermentation d'une capacité de 23 litres, on place 12 litres d'un milieu de fermentation qui a la composition suivante : g/1 glucose   monohydraté   15 farine de soja 12 chlorure de sodium 5 produits solubles de distillerie séchés, provenant de la fermentation de la mélasse 5 glycérol 2,5 carbonate de calcium 1 eau du robinet : pour faire 1 litre      
On ajoute dans la cuve environ 300 cm3 d'huile végétale transestérifiée et on passe la cuve et son con- tenu à l'autoclave à 121 C pendant   75   minutes. Après refroidissement, on inocule aseptiquement la cuve de fer- mentation avec trois flacons de culture d'ensemencement de deuxième passage du type décrit à l'exemple 1.

   On conduit la culture pendant   4   jours à 28 C; pendant ce temps, on agite mécaniquement et on fait arriver de .l'air stérile au fond de la cuve à raison d'environ 10 1/mn. Pendant ce temps de croissance, le   pH   du bouil- lon   s'élève lentement   d'environ 6,2 à environ 7,4. 



  L'activité antibactérienne telle qu'on la mesure par un essai sur plateau avec le Bacillus subtilis, atteint un 

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 maximum au bout de 3 à   4   jours environ. On obtient une zone d'inhibition de 25   mm.   Au bout de 4 jours, on re- tire de la cuve le liquide de culture et on le filtre à la trompe en utilisant un adjuvant de filtration. Etant donné la faible solubilité de la substance antibactérien- ne dans l'eau, spécialement aux pH neutres ou légèrement alcalins, il faut traiter aussi bien le tourteau que la phase liquide pour récupérer la matière désirée, de la façon décrite à l'exemple 9. 



   Exemple 3 Fabrication dans des cuves de fermentation de 23 litres sur un milieu formé de farine de soja et de produite solu- bles de distillerie séchés, avec divers composés utilisés comme source de carbone. 



   On utilise pour une série de cuves de fermentation de 23 litres le même milieu que dans l'exemple 2, à l'excep- tion de la source d'hydrate de carbone. On prépare deux cuves dont chacune contient 12 litres de milieu, avec chacun des hydrates de carbone suivants :glucose mono- hydraté, sucrose, lactose, amidon, dextrine et glycérol. 



  On prépare ces 12 cuves de la façon décrite à l'exemple 2, chaque jeu de deux cuves contenant 17,5 g/1 de l'hydra- te de carbone désiré à la place des 15 g de glucose mono- hydraté et des   2,5   g de glycérol. Pour chaque cuve, le processus de fermentation est conduit exactement de la façon indiquée à l'exemple 2. 



   On prépare le produit antimicrobien avec lea six milieux de culture. L'activité antibactérienne mesurée par un titrage sur plateau avec le Bacillus subtilis, indique qu'aucun milieu n'est nettement supérieur aux au- tres. Les-six milieux donnent das zones d'inhibition variant de 24 à   27   mm, les deux derniers jours de la fer- mentation de   4   jours. 

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   A l'achèvement de la fermentation de   4   jours, on ré- unit tout le contenu de 11 des 12 cuves et on les filtre à la trompe en utilisant un adjuvant de filtration. 



   Etant donné la faiule solubilité de la substance   antibac-   térienne dans l'eau spécialement en milieu légèrement al- calin, il faut traiter aussi bien le tourteau que la phase liquide pour récupérer la matière antimicrobienne active,, de la façon décrite à l'exemple 9. 



   Exemple   4   
Fabrication dans des cuves de 23 litres avec un milieu formé de farine de soja et de liqueur de macération-de mais. 



   On place dans une cuve de fermentation d'une capaci- té de 23 litres, 12 litres d'un milieu de fermentation de la composition suivante : g/1 glucose monohydraté 30 farine de soja 20 liqueur de macération de mais (poids humide) 10 chlorure de sodium 5 carbonate de calcium 2 huile végétale   trnsestérifiée   5 pH ajusté à   6,6-6,8   à l'aide de Na2CO3 
On passe la cuve et son contenu à l'autoclave à 121 C pendant 75 minutes. Après refroidissement, on ino- cule aseptiquement la cuve de fermentation avec trois fla- cons de culture d'ensemencement de deuxième passage, de la façon décrite à l'exemple 1.

   On cultive   l'organisme   pendant 4 jours à 28 C et pendant ce temps on agite la culture mécaniquement et on fait arriver de l'air stéri- le dans le fond de chaque cuve à raison d'environ 10   1/un.   



  Pendant le temps de croissance, le pH du milieu s'élève 

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 lentement à environ 7,6 lors de la récolte après une baisse initiale à   6,2-6,4.   L'activité antibactérienne telle qu'on la mesure par le titrage sur plateau avec le Bacillus subtllia, atteint son maximum le 3ème ou le   4ème   jour de   ferment ation.   Etant donné qu'il n'y a pas de baisse apparente de rendement une fois que le maximum est atteint, on opère la récolte le 4ème jour pour assu- rer une production maximale. Sur le plateau de titrage avec Bacillus subtilis, on obtient des zones d'inhibition de 26 mm. 



   Exemple 5 Fabrication en cuves de 190 litres avec un milieu de fa- rine de soja, liqueur de macération de mais et levure. 



   On cultive l'organisme Streptomyces caelestis souche   M-188   en culture inclinée sur agar-agar à la tryptone pendant 6 jours à 28 C. On met en suspension la végéta- tion d'une culture dans quelques centimètres cubes d'eau et on inocule deux flacons Erlenmeyer de 500 cm3 conte- nant chacun 150 cm3du milieu d'ensemencement suivant : g/1 glucose monohydraté 15 farine de flocons de soja 15 chlorure de sodium 5 carbonate de calcium 1 
On stérilise les flacons contenant 150 cm3 de ce milieu en les passant à l'autoclave pendant 25-30 minu- tes à 120 C. Après refroidissement, on inocule les fla- cons avec la végétation tirée des cultures sur agar-agar ci-dessus. On agite les flacons inoculés pendant 48 heures   à   28 C sur une secoueuse rotative qui a une   excen-   tricité de 57 mm.

   Avec tout le contenu de ces flacons, on inocule une bonbonne métallique aérée d'une capacité 

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 d'environ 12 litres contenant 10 litres du milieu suivant : g/1 farine de soja 10 glucose monohydraté 10 carbonate de calcium 1 huile végétale transestérifiée 5 
On stérilise préalablement le récipient et son con- tenu à 120 C pendant 80 Minutes et on refroidit à 28 C. 



   On fait incuber les bonbonnes aérées pendant 48 heures à 28 C. On fait barboter de l'air à travers le milieu de culture, par un tube placé au fond, à raison d'environ 10 1/mn. On utilise alors tout le contenu de la bonbonne pour inoculer une cuve de fermentation d'une capacité de 190 litres contenant 115 litres du milieu suivant que l'on a préalablement stérilisé à   124*C   pen- dant 1 heure et refroidi à 32 C: g/1 amidon 10 farine de soja 20 liqueur de macération de mais (poids humide) 10 levure de bière entière séchée 5 carbonate de calcium 3 huile végétale transestérifiée 30 
On maintient sous agitation vigoureuse le milieu inoculé de la cuve de fermentation, à une température de 32 C pendant   4   jours tout en aérant à raison d'un vo- lume par volume de milieu par minute.

   A la fin de la fer- mentation, la croissance est souvent si forte qu'il est nécessaire de diluer la culture avec de l'eau pour la re- tirer de la cuve de fermentation. 



   Les titrages sur culture non traitée n'ont que peu ou pas de valeur pour déterminer   l'activité   de la culture 

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 lors de la récolte étant donné l'insolubilité du produit antimicrobien. Quand on traite les cultures de la façon suivante, les titrages deviennent plus utiles. On ajuste 
50 cm3 de   culture   complète au pH 2,0 avec de l'acide chlor- hydrique puis on place cette culture acidifiée sur la se- coueuse rotative pendant 30 minutes. On filtre ensuite sous vide à travers trois couches de papier filtre. Après ajustement au pH   4,0   à l'aide de soude, le filtrat est prêt au titrage. Le titre de la fermentation décrite dans cet exemple est de 225 unités/cm3. 



   Exemple 6 Fabrication dans des cuves de fermentation de 1900 litres sur un milieu de farine de soja, liqueur de macération de mais et levure. 



   On prépare un inoculum destiné à la cuve   dtensemen-   cement par le procédé de la bonbonne aérée décrit à l'exem- ple 5. On utilise tout le contenu de l'une des bonbonnes métalliques de culture pour inoculer une cuve de fermen- tation d' ensemencement d'une capacité de 190 litres con- tenant 115 litres du milieu suivant que l'on a stérilisé à 124 C pendant 1 heure et refroidi à 32 C. g/1 amidon 10 farine de soja 20 liqueur de macération de mais (poids humide) 10 levure de bière entière séchée 5 carbonnate de calcium 3 huile végétale transestérifiée 30 pH à 6,7 à l'aide de Na2CO3 
On maintient la cuve d'ensemencement à 32 C pendant 24 heures avec vigoureuse agitation mécanique et en aérant à raison d'un volume d'air par volume de milieu de culture 

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 par minute.

   Au bout de ces 24 heures, on utilise tout le contenu de la cuve de fermentation pour inoculer 1150 litres du même milieu dans une cuve de fermentation d'une capacité de 1900 litres, On maintient le milieu inoculé de la cuve de fermentation sous une vigoureuse agitation mécanique à une température de 32 C pendant 4 jours. 



  On introduit de   l'air   stérile pour l'aération du milieu de cult ure à raison de 1 volume par volume de milieu par minute. A la fin du cycle de fermentation, on dilue la culture avec suffisamment d'eau pour qu'elle soit as- sez fluide et puisse être retirée de la cuve par pompage, ce qui permet de commencer l'opération de récupération. 



  Avant de diluer la culture, on prélève un échantillon pour le titrage et on le traite de la façon décrite à l'exemple 5. Le titre de la matière, dans cette fermen- tation de 1150 litres, est de 375 unités/cm3. 



   Exemple 7 Fabrication dans des cuves de fermentation   de   36.000 litres sur un milieu de farine de soja, liqueur de macéra- tion de mais et levure. 



   On prépare un inoculum destiné à la cuve de fermen- tation d'ensemencement par le procédé de la bonbonne aérée décrit à l'exemple 5. On utilise tout le contenu de l'une des bonbonnes métalliques de culture pour ino- culer une cuve de fermentation d'ensemencement d'une capacité de 3150 litres contenant 1285 litres du milieu suivant, que l'on a stérilisé à 124 C pendant 1 heure et refroidi à 32 C : g/1 amidon 10 farine de soja 20 liqueur de macération de mais (poids humide) 10 

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 trois reprises par le chloroforme en utilisant 1,5 litre de chloroforme pour chaque extraction. Après chaque extrac- tion, on laisse reposer le mélange jusqu'à ce que les phases se séparent et on soutire la phase chloroforme.

   On réu- nit les trois portions de chloroforme et on les fait pas- ser sur une colonne garnie d'un excès d'adsorbant formé de silicate de magnésium synthétique. Après avoir lavé la colonne avec du chloroforme frais, on élue la substance désirée en faisant passer sur la colonne un mélange à 10% d'éthanol et   90%   de chloroforme. En opérant un titrage sur plateau avec le Bacillus subtilis, on voit que 30% de l'activité antimicrobienne sont tirés des 936 mg de solides que l'on obtient en évaporant la solution d'étha- nol et de chloroforme. 



   La croissance du Staphylococcus aureus dans un bouil- lon est entravée par   2 # g/cm3   de la matière ci-dessus. 



  Quand on la dissout dans du méthanol acidifié ou dans de l'acide chlorhydrique aqueux O,ln, son spectre d'absorp- tion d'ultra-violet présente un maximum à 279   millimicrons,   de grandeur E 1 % cm = 240. 



   Exemple 9 Récupération de l'agent antimicrobien de la liqueur de fer- mentation et du tourteau de filtration. 



   On réunit la liqueur de fermentation provenant de 11 cuves de 23 litres et obtenue essentiellement comme dans l'exemple 3 avec six hydrates de carbone différents, on la filtre à la trompe en utilisant un adjuvant de filtra- tion pour obtenir 60 litres de filtrat limpide. On ex- trait le filtrat à trois reprises par le chloroforme en utilisant pour chaque extraction un volume de chloroforme égal à environ 1/10 du volume de la phase aqueuse. Après chaque extraction, on laisse les phases se séparer, on 

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 levure de bière entière séchée 5 carhonate de calcium 3 huile végétale transestérifiée 10 pH à 6,7 à l'aide de Na2CO3 
On maintient la cuve de fermentation d'ensemencement à 32 C pendant 28 heures avec vigoureuse agitation mécani- que et en aérant à raison d'un volume d'air par volume de milieu de culture par minute.

   Au bout de ces 28 heures, on utilise tout le contenu de la cuve de fermentation pour ino- culer 22.000 litres du même milieu dans une cuve de   fermen-   tation d'une capacité de   38.000   litres. On maintient le milieu inoculé de la cuve de fermentation sous agitation mécanique vigoureuse à une température de 32 C pendant   4   jours. On introduit de l'air stérile pour aérer le milieu de culture à raison d'un volume par volume de milieu par minute. A la fin du cycle de fermentation, on dilue la culture avec suffisamment d'eau pour qu'elle soit assez fluide et que l'on   puisse   la   retirer     de la     cuve   par pom- page pour commencer l'opération de récupération.

   Avant de diluer la culture, on prélève un échantillon pour le titrage et on le traite de la façon décrite à l'exemple 5. 



  Le titre de la matière dans cette fermentation de 22.000 litres est de 360   unités/ca3.   



   Exemple 8 Récupération de l'agent antimicrobien tiré d'une fermen- tation de 12 litres, par un procédé d'extraction au chloro- forme. -   On agite   avec un adjuvant de filtration la liqueur fermentée tirée d'une cuve de fermentation de 23 litres et préparée essentiellement comme dans l'exemple 1 et en la sépare des solides par filtration à la trompe pour obtenir 7,6 litres de filtrat limpide. On extrait celui-ci à 

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 conserva la phase chloroforme et s'il existe une couche d'émulsion on la centrifuge pour récupérer le chloroforme. 



   Les extraits réunis contiennent plus de 80% de l'activité antimicrobienne du filtrat. On extrait le tourteau à deux reprises par des portions de 10 litres d'acétone aqueuse à 50% pour récupérer la majeure partie de l'activité anti- microbienne. 



   De la même façon, on filtre la liqueur de fermenta- tion globale provenant de six cuves de 23 litres et obte- nue comme dans l'exemple 2, pour obtenir   42   litres de fil- trat limpide que l'on extrait à trois reprises par le chloroforme de la façon décrite plus haut. On extrait à deux reprises le tourteau par des portions   de   10 litres d'acétone aqueuse à 50%, de la façon décrite plus haut. 



   On réunit les extraits au chloroforme des filtrats et on les évapore sous vide   jusqu'à   siccité. On met le    d'eau résidu séché en suspension dans 50 cm3/ et es l'extrait   à plusieurs reprises par des portions de 50 cm3 d'éther éthylique. On réunit les extraits à l'éther et on les évapore pour obtenir   4,37   g de solides. 



   On réunit les extraits à l'acétone aqueuse des tour- teaux et on les concentre jusqu'à   14   litres pour élimi-   fier   l'acétone. On extrait à trois reprises la solution aqueuse avec 3 ou   4   litres de chloroforme. On réunit les extraits et on les évapore jusqutà obtention d'une poudre sèche que l'on remet en suspension dans 50 cm3 d'eau, puis on extrait à plusieurs reprises par des por- tions d'éther de 50 cm3.

   Les extraits à l'éther donnent 
6,90 g de   solides. -   
Etant donné que les titrages effectués sur les deux préparations séchées montrent qu'elles ont des activités similaires, 200-250 unités/mg, et que les   chromatogram-   

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 mes sur papier et les toxicités sont similaires, on réu- nit les deux matières pour les purifier ensuite. On   di s-   sout chaque préparation dans du méthanol, on mélange les solutions et on les sèche pour obtenir 10 g de solides. 



   On extrait 4 g de cette matière globale avec plusieurs portions d'eau acidifiée tout au plus jusqu'au pH 2,0. 



   On réunit les extraits à l'eau acidifiée, soit 180 cm3, on les extrait à l'éther et on jette la phase éther. 



   On ajuste la phase aqueuse à un pH légèrement alcalin et on l'extrait à l'éther. On évapore l'extrait jusqu'à obtenir 2,0 g de résidu sec titrant 320   unitês/mg.   



   Exemple 10 Récupération de l'agent antimicrobien tiré de fermenta- tions de 115 litres par un procédé d'extraction au chloro- forme. 



   On réunit les cultures entières fermentées obtenues dans quatre cuves de 190 litres   de{La   même façon que dans l'exemple 5, pour obtenir 435 litres. On ajuste la cultu- re globale au pH 2,0 à l'aide d'acide chlorhydrique à 10% et on agite pendant 30 minutes.- On filtre la matière pour obtenir 390 litres de filtrat. On ajuste le filtrat au pH 4,0 avec 10% de solution de soude. On conduit trois extractions avec 1/10 de volume de chloroforme chaque fois. On sépare les deux phases liquides dans une centri- fugeuse. On concentre l'extrait sous pression réduite jusqu'à 2200 cm3. On ajoute au concentré de chloroforme 3 volumes de pentane et on extrait le mélange à trois reprises par 1/8 de volume d'acide acétique aqueux à 5%. On jette la couche de solvant.

   On concentre la couche aqueuse acide sous pression réduite jusqu'à envi- ron 1/8 de son volume primitif. On précipite les impu- retés en agitant et en ajustant lentement le pH à 5,3 

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 à l'aide d'une solution de soude à   10%.   Il se forme un résidu gommeux, on le sépare par filtration et on le jet- te. On ajuste le pH de la solution clarifiée à 11 à l'ai- de de soude à 10% pour précipiter l'agent antimicrobien; on recueille celui-ci par filtration et on le lave soigneu- sement avec de l'eau distillée ajustée au pH 9,0. On sè- che la poudre sous vide à 45 C. On récupère 75 g d'agent antimicrobien M-188 qui a un titre de 300   unitéa/ng.   



   Exemple 11 Récupération de l'agent antimicrobien de fermentations de 115 litres par extraction à l'acétate d'amyle au pH 8,4. 



   On réunit les cultures entières fermentées obtenues dans des cuves de 190 litres, essentiellement de la façon décrite à l'exemple 5, pour obtenir 225 litres. On ajuste au pH 8,4 la culture globale en utilisant une solution de soude à 10%. On extrait la culture ajustée par 1/5 de volume d'acétate d'amyle. Après séparation de la couche d'acétate   d'allyle,   on l'extrait avec environ 1/2 volume d'eau distillée, maintenue au pH 2,5 à l'aide d'acide sul- furique. On sépare la phase aqueuse et on l'ajuste au pH 5,5 à l'aide de soude à   10%.   On concentre jusqu'à 3 litres sous pression réduite cette solution qui contient le produit antimicrobien. On ajuste le pH du concentré à   8,5-9,0   à l'aide de soude, qui précipita le produit antimicrobien.

   On retire le précipité par filtration et on le lave soigneusement   à   l'eau distillée ajustée au pH 9,0. On sèche le précipité sous vide à 45 C. On ré- cupère 26 g d'agent antimicrobien M-188 qui a un titre de   435   unités/mg. 

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   Exemple 12 Récupération de l'agent antimicrobien d'une fermentation de 115 litres par un traitement acide avant l'extraction à l'acétate   d'amyle     à   un pH alcalin. 



   On prend 78 litres de culture entière fermentée obte- nue dans une cuve de 190 litres essentiellement de la façon décrite à l'exemple 5, et on ajuste le pH à 2,0 avec de l'acide sulfurique. Après avoir maintenu la culture au pH 2,0 et l'avoir agitée pendant 3 heures, on filtre pour éliminer le mycélium. On ajuste le filtrat au pH 8,3 avec une solution de soude à 10%. On ajoute 1/6 de volu- me d'acétate d'amyle et on agite le mélange pendant 30 minutes. On sépare les deux phases dans une centrifugeu- se. On jette la phase aqueuse qui ne présente pratique- ment aucune activité antimicrobienne. On extrait l'acé- tate d'amyle par environ   1/40   de volume d'eau maintenue au pH 2,5 à l'aide d'acide sulfurique et on sépare les 
 EMI30.1 
 #:aass . i aju8te alôr8 la solution aqueuse au pti 9,5 à l'aide de soude tout en agitant vigoureusement.

   On filtre la bouillie et on lave soigneusement le tourteau à l'eau distillée au pH 9,0 environ. On sèche les soli- des sous vide à 45 C pour obtenir 10,5 g de produit ti- trant 474   unités/mg.   



   Exemple 13 Récupération de   l'agent   antimicrobien d'une fermentation de 1150 litres par extraction à l'acétate d'amyle au pH 8,4. 



   On réunit les cultures entières fermentées obtenues dans quatre cuves de 1900 litres, essentiellement de la façon décrite à l'exemple 6, pour obtenir 6200 litres de liqueur de fermentation. Le volume total de la culture comprend l'eau nécessaire à la dilution permettant de re- tirer le milieu de la cuve par pompage. On ajuste la cul- 

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 ture globale au pH 8,4 à l'aide d'une solution de soude à   10%   et on extrait avec 1/5 de volume d'acétate d'amyle. 



   On sépare le s phases et on jette la phase aqueuse. On extrait la phase acétate d'amyle avec environ 1/40 de vo- lume d'eau distillee maintenue au pH 2,5   à   l'aide d'acide sulfurique. On sépare la solution aqueuse du produit anti- microbien et on l'ajuste au pH 9,5, ce qui précipite le produit antimicrobien. On sépare le précipité par filtra- tion et on le lave soigneusement avec de l'eau distillée ajustée au pH 9,0 environ. On sèche le précipité à l'air à 50 C. Le produit antimicrobien obtenu pèse 563 g et il a un titre de   325   unités/mg. 



   Exemple   14     Récupération   de l'agent antimicrobien d'une fermentation de 22.000 litre* par un traitement acide avant l'extrac- tion par l'acétate d'amyle à un pH alcalin. 



   On ajuste au pH 2,0 à l'aide d'acide sulfurique une culture entière fermentée obtenue de la façon décrite à l'exemple 7, et on agite pendant 3 heures pour retirer le produit   antiaicrobien   du mycélium. On filtre la culture et on ajuste le pH du filtrat à 8,4 à l'aide de soude à 10%. A ce stade, on obtient 26.190 litres de filtrat. 



  On extrait ce filtrat par 1/8 de volume d'acétate d'amy- le dans un extracteur liquide/liquide, à raison de   114   litres par minute. On extrait la solution d'acétate d'a- myle avec   1/40   de volume d'eau maintenue au pH 2,0 à l'ai- de d'acide sulfurique. On ajuste cet e xtrait aqueux au pH 9,5 pour précipiter le produit antimicrobien. On sépare le produit par filtration et on lave soigneusement à l'eau distillée ajustée au pH 9,0 environ. On sèche le précipité à l'air à 50 C. Le produit antimicrobien obtenu pèse 7,38kg et il a un titre de 482 unités/mg. 

 <Desc/Clms Page number 32> 

 



   Exemple 15 Purification plus poussée de l'agent antimicrobien par chromatographique sur silicate de magnésium. 



   On dissout dans 100 cm3 de chloroforme   17   g du produit antimicrobien titrant 395   unités/mg   (E1%1 cm pointe 278   m@   236) obtenu par le procédé de l'exemple 11. On applique cet- te solution à une colonne contenant 500 g de silicate de ma- gnésium comme adsorbant et on commence le développement avec de   l'éthanol   à 1% dans le chloroforme.

   On recueille- des frac- tions de 15cm3 et on les classe comme suit d'après les pointes d'ultra-violet : 
 EMI32.1 
 
<tb> Fraction, <SEP> cm3 <SEP> Solution <SEP> de <SEP> Absorption <SEP> Titre <SEP> en <SEP> Poids <SEP> de <SEP> la
<tb> 
 
 EMI32.2 
 développement d'U.V. unités/ma préparation.g 
 EMI32.3 
 
<tb> Q5 <SEP> cm <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1-5  <SEP> ml <SEP> 1% <SEP> d'éthanol
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> dans <SEP> le <SEP> chloro-
<tb> 
<tb> 
<tb> forme <SEP> 196 <SEP> 382 <SEP> 0,302
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 60-75 <SEP> ml <SEP> " <SEP> 217 <SEP> 470 <SEP> 3,1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 76-90 <SEP> ml <SEP> " <SEP> 258 <SEP> 532 <SEP> 2,6
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 91-105 <SEP> ml <SEP> " <SEP> 254 <SEP> 550 <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 106-122 <SEP> ml <SEP> " <SEP> 254 <SEP> 550 <SEP> 1,

  3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 122-132 <SEP> ml <SEP> " <SEP> 212 <SEP> 430 <SEP> 0,60
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> produit <SEP> d'élu- <SEP> éthanol <SEP> à <SEP> 100%
<tb> 
<tb> 
<tb> tion <SEP> de <SEP> la <SEP> co-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> lonne, <SEP> bas <SEP> 234 <SEP> 380 <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> produit <SEP> d'élu-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tion <SEP> de <SEP> la <SEP> co-
<tb> 
<tb> 
<tb> lonne <SEP> (*) <SEP> haut <SEP> " <SEP> 189 <SEP> 269 <SEP> 0,96
<tb> 
   (*) Les   impuretés pigmentées sont largement retenues dans ia portion supérieure de la colonne. 



   Exemple 16 Purification plus poussée de l'agent antimicrobien sur une colon- ne de silicate de magnésium. 



   On dissout dans 200 cm3 de chloroforme 60 g du produit antimicrobien titrant 395 unités/mg (E1% cm pointe à 278 m  
236) obtenu par le procédé de l'exemple 11, et on l'applique 

 <Desc/Clms Page number 33> 

 à une colonne de 120 g de silicate de magnésium. On lave la colonne avec 1% de méthanol dans du chloroforme et on recueil- le les deux fractions suivantes : 
 EMI33.1 
 
<tb> Fraction <SEP> E1%1 <SEP> cm <SEP> à <SEP> 280 <SEP> m@ <SEP> Titre <SEP> en <SEP> unités/mg <SEP> Poids <SEP> de <SEP> la <SEP> frac,
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> cm <SEP> @ <SEP> tion, <SEP> g
<tb> 
<tb> 
<tb> A <SEP> 237 <SEP> 560 <SEP> 43,6
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B <SEP> 225 <SEP> 450 <SEP> 2,2
<tb> 
 
Exemple 17 Formation du chlorhydrate du M-188 
On dissout dans de l'éther diéthylique sec un échantil- lon de la base libre obtenue dans l'exemple 12.

   On fait bar- boter de l'acide chlorhydrique gazeux dans l'éther et le chlor- hydrate précipite. 



   Afin de pouvoir évaluer l'activité de diverses prépara- tions d'agent antimicrobien M-188, on utilise un titrage sur plateau d'agar-agar avec le Bacillus subtilis   ATGC-10707   com- me organisme d'essai, et une préparation de M-188 contenant 320 unités/mg. Le procédé de titrage est basé sur celui de D.C. Grove et W.A. Randall, "Assay Methods of Antibiotics and a Laboratory Manuel", édité par Médical Encyclopedia, New York 1955, pages 34, 35 et 38. On utilise un milieu d'agar-agar à l'extrait de levure pour titrages de streptomycine, à raison de 10 cm3par plateau. On dilue la solution d'essai dans un tampon phosphate à   1%   au pH 6,0 et on l'ajoute aux plateaux d'acier que l'on fait incuber à 37 C pendant 16-17 heures. 



  L'intervalle de la courbe de titrage est de 2, 4, 6, 8 et 16 unités/cm3, le chiffre de   4     unités/cm3   servant d'étalon de référence. A un échantillon de 2 g préparé suivant l'exemple 9, on attribue arbitrairement un titre de 320 unités/mg. Tous les titres indiqués aux exemples précédents sont obtenus sur cette base. A ce point de vue, des échantillons de M-188 qui titrent 600 unités/mg sont très purifiés et approchent du titre maximal. 



   Après avoir cultivé l'organisme pendant   4   jours environ 

 <Desc/Clms Page number 34> 

 et avoir atteint dans la liqueur de fermentation une concen- tration appropriée du produit antimicrobien,   on   peut séparer la produit des cultures par plusieurs méthodes. Etant donné que le produit est presque   insoluble   dans l'eau neutre ou al- caline, la majeure partie est en phase solide. Si on le dé- sire, on peut séparer la culture par filtration et traiter le liquide de la façon décrite ci-après, tandis que l'on ex- trait la phase solide par un solvant organique tel que l'acé- tone ou un alcool dans lequel la base est soluble. Ou encore on peut acidifier la liqueur de fermentation et l'agiter jus- qu'à ce que la substance   antimicrobienne   soit dissoute.

   On filtre alors la culture et on traite la phase liquide pour récupérer le produit désiré. 



   Pour récupérer le M-188 d'une solution aqueuse obtenue comme ci-dessus, il est avantageux d'alcaliniser la solution et d'extraire la substance active par un solvant non miscible à l'eau. Divers solvants sont utiles pour l'extraction mais il faut préférer le chloroforme ou l'acétate d'éthyle ou d' amyle. Pour récupérer le M-188 d'une solution dans un solvant organique, on peut évaporer la solution jusqu'à siccité mais il est avantageux d'extraire la substance antimicrobienne dans un acide aqueux dilué en utilisant assez d'acide pour neutraliser la base libre contenue dans le solvant organique et la faire passer en solution dans un volume d'eau relati- vement petit, 'environ 1% du volume initial de la culture. Quand on ajoute un alcali tel qu'une solution de soude à la solution ainsi obtenue, la substance désirée précipite sous forme de base libre.

   On peut encore purifier la base libre par chro- matographie bien qu'il soit impossible d'obtenir ainsi une substance complètement homogène. En faisant passer une solu- tion de base   M-188   dans le chloroforme sur une colonne de si- licate de magnésium et en éluant la substance active avec du chloroforme contenant environ 1% d'éthanol, on obtient un fractionnement de la matière que l'on peut suivre en observant 

 <Desc/Clms Page number 35> 

 la densité optique à 280 millimicrons. 



   Le Streptomyces caelestis souche M-188 produit un mélan- ge de substances antibiotiques. Les meilleures préparations contiennent plus d'une matière biologiquement active, comme le révèlent les chromatogrammes sur papier. Deux des substan- ces biologiquement actives qui sont présentes comme impuretés dans les meilleures préparations d'agent antimicrobien   M-188   ont été obtenues sous forme de préparations purifiées et on a trouvé que leurs propriétés antibactériennes étaient essentiel- lement identiques à celles du constituant principal. Ainsi, il doit être bien entendu que l'agent antimicrobien ici dé- crit n'a pas besoin d'être pur à 100% pour être actif à 100%. 



   L'agent antimicrobien   M-188   à   l'état   purifié est une pou- dre blanche amorphe qui est soluble dans l'eau à 25 C à raison de 2,5 mg/cm3 seulement. Elle est très soluble dans la plu- part des solvants organiques tels que le méthanol,   l'éthanol,   le chloroforme, l'acétate d'éthyle et le benzène. Elle est insoluble dans les hydrocarbures saturés. Elle est facilement soluble dans les acides minéraux aqueux dilués. Le titrage électrométrique dans   l'éthanol   aqueux à 50% indique un groupe titrable dans lequel pKa - 6,7. Le spectre d'absorption d' ultra-violet de la base libre dans le chloroforme présente un maximum à 279 millimicrons, E1% = 280 et un minimum à 232 Millimicrons, E1% = 29.

   Le spectre d'absorption d'infra- rouge du M-188 purifié est indiqué sur le dessin ci-joint. 



  Quand on détermine un spectre infra-rouge.de l'agent antimicro- bien M-188 sous forme de base libre à l'aide d'une solution à   7%   dans le chloroforme en utilisant un spectrophotomètre à double faisceau, on voit les bandes d'absorption suivantes : 

 <Desc/Clms Page number 36> 

 
 EMI36.1 
 
<tb> Longueur <SEP> d'onde, <SEP> microns <SEP> Fréquence, <SEP> cm-1 <SEP> Intensité
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2,88 <SEP> 3472 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3,41 <SEP> 2933 <SEP> S
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 5,79 <SEP> 1727 <SEP> S
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 5,94 <SEP> 1684 <SEP> W
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 6,12 <SEP> 1634 <SEP> W
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 6,26 <SEP> 1597 <SEP> s
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 6,89 <SEP> 1451 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7,11 <SEP> 1406 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7,36 <SEP> 1359 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7,

  46 <SEP> 1340 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7,73 <SEP> 1294
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7,85 <SEP> 1274 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8,00 <SEP> 1250 <SEP> W
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8,60 <SEP> 1163 <SEP> s
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8,95 <SEP> 1117 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9,25 <SEP> 1081
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9,52 <SEP> 1050
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9,75 <SEP> 1026 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9,85 <SEP> 1015 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9,98 <SEP> 1002 <SEP> M
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 10,22 <SEP> 978
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 10,9 <SEP> 917 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Il,12 <SEP> 899 <SEP> W
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 11,53 <SEP> 868 <SEP> w
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 11,94 <SEP> 838 <SEP> @ <SEP> M
<tb> 
 S - forte ; M   @   moyenne ;   W -   faible. 



   La rotation spécifique d'une solution à 1% de la base libre dans le chloroforme est   [[alpha]]   25D =   -40.   



   L'analyse élémentaire d'un échantillon représentative de la base libre   M-188   montre qu'il contient   60,37%   de carbone,   8,21%   d'hydrogène, 1,91% d'azote et 29,51% d'oxygène par diffé- rence, ce qui correspond à une formule empirique C38H61NO14 

 <Desc/Clms Page number 37> 

 qui donne théoriquement 60,38% de carbone, 8,13% d'hydrogène,   1,85%   d'azote et   29,63%   d'oxygène. Ainsi, le poids moléculai- re calculé est 756. 



   On peut obtenir les sels d'addition d'acide de l'agent antimicrobien M-188 en traitant une solution de la base libre dans l'eau ou dans un solvant organique comme le méthanol, l'acétate d'éthyle ou le chlorure de méthylène, par une quantité équivalente d'une solution aqueuse d'un acide tel que l'acide chlorhydrique, l'acide oxalique, l'acide salicylique ou l'aci- de citrique et en évaporant la solution jusqu'à siccité. Ou encore, on peut traiter une solution d'agent antimicrobien M-188 dans un solvant organique par un acide choisi ou une so- lution de celui-ci et précipiter directement de la solution le sel d'addition d'acide correspondant. Comme exemples de ces sels, on citera le chlorhydrate, l'oxalate, le salicylate, le citrate, le benzoate et le sulfate. Pour les usages thé- rapeutiques, le sel choisi doit évidemment être non toxique. 



   L'invention n'est pas limitée à la préparation de l'a- gent antimicrobien   M-188   au moyen de la souche décrite de Streptomyces   caelestie.   Il est entendu que le procédé de fer- mentation de la présente invention peut aussi porter sur d' autres souches de Streptomyces caelestis productrices de M-188 que l'on obtient en exposant l'organisme indiqué à des agents modificateurs tels que les rayons X, les rayons ultra- violets et des agents chimiques comme la chloréthazine. 



   L'agent antimicrobien M-188 et ses sels d'addition d'a- cide sont caractérisés par un large spectre antibactérien. 



  L'activité de cet agent contre des organismes typiques est in- diquée par le tableau suivant : 

 <Desc/Clms Page number 38> 

 
 EMI38.1 
 
<tb> Spectre <SEP> antimicrobien
<tb> 
<tb> Concentration <SEP> minimale
<tb> Organisme <SEP> d'inhibition <SEP> après <SEP> 48
<tb> heures. <SEP> g/cm3
<tb> 
 
 EMI38.2 
 Staphylococcun aurs'* 209-P 0,5 
 EMI38.3 
 
<tb> Staphylococcus <SEP> aureus <SEP> Treaster <SEP> 0,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Staphylococcus <SEP> aureus <SEP> Wise <SEP> 391 <SEP> 1,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Staphylococcus <SEP> albus <SEP> 0,75
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Streptococcus <SEP> pyogènes <SEP> 0,25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Streptococcus <SEP> faecalis <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Streptococcus <SEP> agalaciae <SEP> 0,13
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Streptococcus <SEP> dysgalactlae <SEP> 0,

  25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Enterococcus <SEP> 89 <SEP> 2,0 <SEP> @
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Enterococcus <SEP> 93 <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Enterococcus <SEP> Blaschke <SEP> 1,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Clostridium <SEP> sporogenes <SEP> 48,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cloatridium <SEP> perfringens <SEP> 64,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Corynebacterium <SEP> species <SEP> 0,25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sarcina <SEP> lutea <SEP> 0,06
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Diplococcus <SEP> pneumoniae <SEP> il,25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Lactobacillus <SEP> casei <SEP> 0,

  5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Salmonella <SEP> enteritidis <SEP> >256
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Aerobacter <SEP> aerogenes <SEP> >256
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Escherichla <SEP> coli <SEP> 128
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Klebsiella <SEP> pneumonia <SEP> 4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> ATCC <SEP> 10544 <SEP> 4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> (poule)

   <SEP> 4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Shigella <SEP> sonnei <SEP> 95
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Neisseria <SEP> catarrhalls <SEP> 2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Actinomyces <SEP> bovis <SEP> 5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Aspergillus <SEP> niger <SEP> >512
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Chaetomlum <SEP> globosum <SEP> >512
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Saccharomyces <SEP> cerevisiae <SEP> < <SEP> 32
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Candida <SEP> albicans <SEP> >512
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 39> 

 
On a trouvé que l'agent antimicrobien M-188 était extrê- mement utile dans la lutte contre la sinusite du dindon et la coccidiose. Dans des opérations   représentative.:),   on a ob- tenu un bon résultat contre la sinusite infectieuse du dindon en injectant directement dans les sinus des dindons infectés 25-50 mg d'agent antimicrobien M-188.

   De la même façon, on a trouvé que l'on obtenait un bon résultat contre la cocci- diose en incorporant l'agent antimicrobien   M-188 à   l'alimen- tation des poules à raison de   0,05-0,10%   en poids sur le to- tal de l'alimentation donnée à des poules fortement atteintes par là coccidiose par suite de la présence du protozoaire Elméria tenella.



   <Desc / Clms Page number 1>
 
 EMI1.1
 



  Process for the preparation of antimicrobial agents8. -----------------------------------------------
The present invention relates to a process for the preparation of novel compound * endowed with antimicrobial properties. More particularly, the invention relates to a process aiming to prepare by fermentation a novel composition of matter called here * antimicrobial agent M-188 ", to isolate it and to concentrate it starting from crude solutions such as broths. fermentation, and to purify it.The agent may be in the form of acid addition salts.



   One of the objects of the present invention is to prepare a new and useful antimicrobial agent which is active against various bacteria and various protozoa such as Elmeria tenelle. Another object is to prepare acid addition salts of this antimicrobial agent. Others

 <Desc / Clms Page number 2>

 Aims and characteristics of the invention will become apparent to those skilled in the art on reading the following description.



   It has been found that by culturing under controlled conditions and on suitable culture media a previously unknown strain of the microorganism Streptomyces caeleatia, a new composition of matter is obtained herein referred to as antimicrobial agent M-188. The microorganism strain was isolated from a soil sample collected in Capitol City, Texas. In its morphological characteristics, the organism appears to be most closely related to Streptomyces caelestis, a known species. As discussed below, there are certain differences between the cultivation properties of the known organism and those of the new strain.

   This was therefore considered to be a strain of Streptomyces caelestis. A culture of the living organism has been deposited with the Northern Use Research and Development Division *, of the Agricultural Research Service. at the United States Department of Agriculture, Peoria, Illinois, and was listed under NRRL 2821.



   A careful study of the morphology and physiology of the new strain of Streptomyces caelestis shows that it can be distinguished from Streptomyces caelestis as fully described in British Patent No. 768,971. It has been found that xylose, arabinose, rhamnose, dextrose, galactose, mannose, fructose, sucrose, lactose, maltose, cellobiosa, dextrin, raffinose, glycerol and Sodium succinate are readily used by both organizations. Sorbose, dulcitol, sodium and potassium tartrate and soluble starch are not used by

 <Desc / Clms Page number 3>

 neither of the two organizations.

   On the other hand, sorbitol, sodium citrate and salicin are used by the strain M-188 but not by the known Streptomyces caelestis.



  The use of the above various carbon compounds by the new strain was determined by the method of Pridham and Gottlieb, "Journal of Bacteriology" 56, 107-114 (1948). By direct comparison with a light microscope, the sporulating mycelium and the spores of the two organisms cannot be distinguished.



   Further direct comparisons of cultures on Pridham medium containing various carbon sources show that the aerial sporulating mycelium of Streptomyces caelestis strain M-188 is greenish blue in color, while that of known Streptomyces caelestis is sky blue in color.



  The following similarities and differences are noted between strain M-188 and the known Streptomyces caelestis:

 <Desc / Clms Page number 4>

 
 EMI4.1
 
<tb> Medium <SEP> of <SEP> base <SEP> Compared <SEP> characters <SEP> Strain <SEP> M-188 <SEP> S. <SEP> caelestis
<tb>
 
 EMI4.2
 --------------- ------------------- ---------------
 EMI4.3
 
<tb> Gelatin <SEP> Growth <SEP> fairly <SEP> good <SEP> good
<tb> Aerial <SEP> white <SEP> pearly <SEP> gray-blue
<tb> Pigment <SEP> black <SEP> brownish <SEP> brown
<tb> dark
<tb> Liquefaction <SEP> negative <SEP> up to <SEP> the <SEP> depth <SEP> of the
<tb> pigment
<tb>
<tb> Milk <SEP> Growth <SEP> fairly <SEP> good <SEP> good
<tb> Coagulation <SEP> none <SEP> none
<tb> Peptonization <SEP> none <SEP> none
<tb> Reduction <SEP> none <SEP> none
<tb>
<tb> Broth <SEP> nutri- <SEP> Growth <SEP>

  fairly <SEP> good <SEP> to <SEP> good
<tb> tif <SEP> to <SEP> D-gluco- <SEP> good
<tb> se <SEP> Air <SEP> none <SEP> none
<tb> Pigment <SEP> none <SEP> havana
<tb>
<tb> Agar-agar <SEP> hu- <SEP> Growth <SEP> good <SEP> fairly <SEP> good
<tb> tritif <SEP> to <SEP> good
<tb> Aerial <SEP> - <SEP> ivory <SEP> or <SEP> na- <SEP> white <SEP> rosé
<tb> created
<tb> Pigment <SEP> soluble <SEP> none <SEP> havana
<tb>
<tb> Agar-agar <SEP> at <SEP> Growth <SEP> good <SEP> good
<tb> D-glucose <SEP> Aerial <SEP> none <SEP> gray-blue,
<tb>.

   <SEP> white
<tb> Pigment <SEP> soluble <SEP> none <SEP> havana
<tb>
<tb> Agar-agar <SEP> tyro- <SEP> Growth <SEP> fairly <SEP> good <SEP> to <SEP> good
<tb> sine <SEP> Waksman <SEP> good
<tb> Air <SEP> none <SEP> none
<tb> Pigment <SEP> none <SEP> none
<tb>
<tb> Agar-agar <SEP> B <SEP> Growth <SEP> none <SEP> none
<tb> starch <SEP> Waksman
<tb>
<tb> Conversion <SEP> from
<tb> nitrate <SEP> en
<tb> nitrite <SEP> negative <SEP> negative
<tb>
 
Although the known Streptomyces caelestis sporulates more readily on organic media than strain M-188, this appears to be a strain-to-strain difference.



  The two organisms have been shown to produce separate and distinct antimicrobial agents.



   A complete taxonomic study of Streptomyces caelestis strain M-188 on various media is given below; co-color indications given in parentheses refer to the "Color Harmony Manual", 3rd Edition, by Jacobsen, Granville and Foss, 1948, Container Corporation of America.

 <Desc / Clms Page number 5>

 



   - Medium No. 1 - Tryptone, glucose, agar-agar with beef extract -
Growth on this medium is rapid and abundant.



  The darkest color of the substrate on the 6th day is mustard brown (2 pl). By the 11th day, the lightest substrate is golden brown, tobacco brown (3 µl), the darker areas and the centers of densely populated colonies are clove colored (3 µl). On the 18th day, these areas are respectively camel, maple sugar, tan (3 le) and clove, dark brown (3 pl).



   Aerial mycelium is abundant, covering the surface of colonies by 2-3 mm by day 3 and in the central portion of other larger colonies. It is pearly white (b) to light gray (c), unchanged after 26 days of incubation. Microscopic examination of the aerial mycelium on day 26 does not show any spores.



   Isolated colonies have convex centers, with aerial mycelium confined to 1-2 mm in the center. After 6 and 11 days, a single diametral wrinkle or crack appears in the central raised portion. As growth progresses the colonies spread out flat with a surface growth of 2-4 mm, the remainder spreading densely below the agar surface to a total diameter of 7- 7.5 mm on the 18th day. The aerial mycelium remains confined to the initial zones noted on the 3rd day.



   Soluble pigment brownish on the 3rd day, medium clove (3 nl) on the 6th day becoming chocolate, dark brown (4 nl) on the 18th day.



  - Medium No. 2 - Peptone, glucose, sodium chloride, beef extract agar-agar -
Very fast and abundant growth - mustard substrate, old gold (2 on) 6th day - darker portions 11th day

 <Desc / Clms Page number 6>

 amber, topaz (3 pe) - golden brown (3 Pg) 18th day, with new growth mustard, old gold (2 le) in expanding colonies.



   Scattered to moderate aerial mycelium only in dense growing areas, pearly (2 ba), day 6, turning yellow (1 ba) day 11. Microscopic examination does not show spores on the 27th day.



   The isolated colonies, on the 6th day, show domed centers, wrinkled radially. On the 18th day, a few radial indentations go up to 1/2 mm from the edge of the colonies.



  Isolated colonies of 2.25 mm on the 3rd day reach 8-11 mm on the 18th day. Viewed from above, the surface of isolated colonies is light mustard (2 le) except the centers which are cream colored (1 1/2 ca).



   A very light brownish soluble pigment, 3-11 days, becomes diffuse light greenish brown by the 18th day.



  - Medium # 3 - Nutrient Agar -
Excellent growth. Moderate to abundant aerial mycelium covering colonies of 2.0 mm on day 3 but not increasing as growth expands to 4-6 mm on day 11. The aerial mycelium is pearly white (b) to nacre (2 ba) or ivory (2 cb) as incubation progresses.



  Spores are not observed on microscopic examination on days 11, 18 and 27.



   Well isolated colonies 6th to 11th day, 4-6 mm in diameter, with radial wrinkles and a single more marked diametric fissure, confined mainly to a raised central portion of 2 mm bearing aerial mycelium.



  The rest of the growth extends flat on the agar surface to a well-defined edge. Growth does not penetrate the agar beyond the limits of surface growth.

 <Desc / Clms Page number 7>

 



   Darker substrate, clove, dark brown (3 ft) to dark brown, coffee, sepia, seal (3 pn) on days 6 to 11, becoming cloves (3 nl) on day 18.



  Substrate lighter in portions without aerial mycelium, light brown, cinnamon (3 1g) on the 11th day, passing to yellow maple (3 ng) on the 18th day.



   Dark brown soluble pigment, clove (3 pl), day 6, dark brown (4 pl) day 11 and diffuse mustard brown (2 pl) day 18.



  - Medium n * 4 - Glucose agar -
Growth on this medium is rapid and abundant.



  No aerial mycelium formed within 27 days of incubation, and no soluble pigment was observed.



   Smooth dull colonies of 2.0 mm on day 3 flatten out flat on day 6 at 4-4.5 mm, with symmetrical radial fissures or indentations wrinkling the raised central portion. As growth progresses, it does not spread below the agar surface as in other organic media containing less glucose.



   Substrate color in dark colony centers is mustard, old gold (2 le) by day 6, no change thereafter. Lighter substrate of new extension growth, bamboo, buff (2 gc).



  - Medium n 5 - Agar-agar and oatmeal Carvajal-
No growth occurs on this medium within 27 days of incubation.



  - Medium n 6 - Czapek's solution, dextrose, agar-agar -
Growth is slow to start with pinpoint colonies on day 3, progressing to 7.0 mm.



  Isolated colonies on the 18th day. Scattered aerial mycelium of yellow tint (1 ba) on the 6th day observed in the center of 1-1.5 mm colonies. On the lth day, an aerial mycelium

 <Desc / Clms Page number 8>

 pearly (2 bc) is placed in a scattered ring around a central non-aerial portion. From above, this non-aerial center is mustard, old gold (2 le). On the 11th day, the substrate of the band and colony centers is parchment colored (1 1/2 db). On the 18th day, the growth of the clonies on the surface is about 3.0 mm, the rest spreading below the surface of the agar-agar up to 7.0 mm.



   No soluble pigment is formed in 27 days. On microscopic examination, no spores are found after 27 days.



  - Medium No. 6c - Czapek's solution, corn starch, agar- agar -
On the 3rd day, moderate colorless growth in bands.



  Isolated colonies fluffy, 1.5-2.0 mm. No hydrolysis is noted. On the 6th day, the growth remains colorless.



  Isolated colonies 3.0-3.5 mm. Partial hydrolysis of a 2.0 mm band, doubtful, more or less dense growth. on the 11th day, dubious hydrolysis, cloudy halo around the growth with a small zone of partial clarification beyond. On the 18th day, numerous colonies showing abundant green to green-blue aerial mycelium - spores - isolated colonies spreading densely in the agar-agar 2.0 mm beyond the superficial growth. Typical measurement: diameter of superficial growth 9.0 mm, below agar-agar up to 11.0 mm, cloudy halo up to 15 mm, and weak to moderate hydrolysis up to 22.0 mm.



  Clear area appreciated in comparison to the control portion of the agar agar, not in comparison to the cloudy interior halo.



  - Medium No. 7 - Dextrose, asparagine, agar-agr -
Growth is moderate to good on this medium.



  Substrate very strongly pigmented on the 6th day, parchment

 <Desc / Clms Page number 9>

 (1 1/2 db). This color remains the darkest taken by central portions of isolated colonies. New growth exhibits a yellow (1 ba) or colorless substrate as one approaches the edge of the expanding growth. Moderate aerial mycelium, yellow (ba) to pearly white (b). There is no soluble pigment or spores after 27 days of incubation.



  - Medium No. 8 - Calcium malate and agar-agar -
Growth is excellent and the patient's digestion is good or marked. On the 3rd day, the colonies, all isolated even in a very dense band, are composed of flat, lamellar, non-aerial mycelium of 2 mm, estimated at <95% of the growth. The rest of the smaller colonies have aerial mycelium. On the 6th day, a slight clarification of the malate is noted. All colonies now have yellow aerial mycelium (1 ba) apart from a few almond green spots (23 ig). It was not noted whether colonies with green aerial mycelium were those that first appeared with aerial mycelium on day 3. By day 11, digestion is marked at 5-6 m from the edge of the strip and the previously green aerial mycelium is now dark gray to slate.

   On the 18th day the mass of the aerial mycelium is pearly white (b) to light ivory, eggshell (2 ca), and on the 27th day there are abundant new colonies with green aerial mycelium in the strip.



   Microscopic examination of the green aerial mycelium: profuse sporula- tion.



  - Medium # 9 - L-tyrosine agar slant cultures
No soluble pigment is formed by the many isolated colonies which grow slowly at first but well as incubation progresses, over 27 days.

 <Desc / Clms Page number 10>

 



   - Medium n 10a-agar-agar n 1 with corn starch -
3rd day: no visible growth
6th day: a colony 11th day: a colony
18th day: colony of 9.0 mm with 5 radial indentations. Hydrolysis zone 13.0 mm in diameter.



     27th day: colony of 19.0 mm, hydrolysis 34 mm.



   - Medium No. 11 - Tryptose, agar-agar and blood -
Abundant non-aerial growth, dull, dry, no hymolysis in 18 days of incubation. Within 3 days a strong dark almost black colouration of the surrounding environment occurs in the vicinity of the growth. One can find intact red blood cells for example up close.



   - Medium No. 13 - Gelatin buffer -
Growth is not visible by day 3 but is good by day 6 with sparse aerial mycelium, pearly white (b) and moderate to abundant soluble pigment, ebony color, teak (3 in) below the surface film .



   On the 18th day, the film is coarse and the soluble pigment dark brown. Gelatin is not liquefied after 27 days of incubation.



  - Middle n 14- Potato wedge -
Growth is good to excellent after a slow start. On the 6th day, the majority is formed of numerous dry, crowded colonies without aerial mycelium. A rare aerial mycelium is present on a thin upper portion of the slant culture. The colonies are wrinkled on the 11th day by numerous cracks or fine radial indentations. Non-aerial growth adobe brown, cinnamon, light brown (3 µg) by day 6, becoming golden brown, tobacco brown (3 µl) to dark brown, cloves (3 µl) by day 11.

 <Desc / Clms Page number 11>

 



   The rare aerial mycelium at the top of the culture is ivory (2 db). The potato is only moderately dark after 27 days of incubation.



   - Medium n T5 - Glucose broth -
With the inoculum used, all growth on this medium is formed as separate colonies, placed under the surface, clinging to the sides and bottom of the tube. On the 11th day, the colonies on the sides present heavy and light portions radiating from a dense center, typical of radial wrinkles on favorable solid media. All the growth at the bottom of the tube on the 18th day. No film formation, therefore no aerial mycelium or trace of substrate pigment. The growth is colorless. No soluble pigment is observed.



  - Medium No. 16 - Czapek's solution with dextrose -
No growth occurs within 27 days of incubation.



  - Medium No. 17 - Sunflower milk -
The growth is formed by a partial film.



  On the 11th day, it is noted in the form of two large wrinkled colonies. The tube is shaken carefully to distribute the growth. On the 18th day, no visible change occurred. After 27 days, there is no coagulation or peptonization. On the 27th day, the final pH is 5.7.



  - Medium No. 18 - Yeast extract, maltose and agar-agar -
Abundant and rapid growth in this environment. Isolated non-aerial colonies. Aerial mycelium moderate in areas of dense growth, pearly white (b). No spores were observed on microscopic examination of the aerial mycelium on days 11, 18 and 27.



   Color of the substrate bamboo, buff (2 gc) on the 6th day becoming honey, light gold (2 lc) on the 11th day and brown

 <Desc / Clms Page number 12>

 - approximately golden (3 pg) on the 11th day. Colonies well isolated, non-aerial, 4-5 mm by 6th day, convex with numerous cracks or symmetrical radial wrinkles. They reach 8.0 mm on the 11th day with the outer portion spreading out flat. Raised central portion radially fissured, converging to a small central depression. Growth at the edges of the colonies does not penetrate the agar beyond the surface growth. Soluble pigment is not observed.



   - Medium n 19 - Tomato puree, oatmeal and agar-agar. -
Rapid and abundant growth. Pearly white aerial mycelium (b) abundant in areas of dense growth in
3rd day. Isolated colonies typical of those described for other organic media. By day 18, aerial mycelium appears on isolated colonies, in spots or in a thin ring around a raised non-aerial center, radially wrinkled and rounded. In areas of dense growth, an aerial mycelium appears in the center of the colonies in the most populated portions. No change in the color of the surrounding medium is observed. The aerial mycelium does not turn green during 27 days of incubation. Microscopic examination of the aerial mycelium after 27 days did not show any spores.

   Maximum size of the colonies isolated on the 27th day: 21.0 mm.



  - Spore morphology - Pridham base medium and
Gottlieb with dextrin as carbon source -
Spores measuring about 0.8 x 1.0 microns grow into individual chains which are sinuous, curls, coils and primitive spirals. We do not observe real spirals. The channels appear

 <Desc / Clms Page number 13>

 Usually grow as tufts at the ends of mycelial filaments or short branches of mycelium, but occasionally as individual chains starting from a primary branch. The tufts are produced by several chains formed by tight branching and subbranching of the mycelium rather than a brush of a single origin.



   Electron micrographs show that the mature spores are covered with numerous blunt ridges and spines. The young spores are relatively smooth.



  Some of these appear binucleated. The ovoid to bascillary morphology described by the measurements given above is confirmed by electron micrographs.



   As stated above, the present invention further comprises a method for culturing Streptomyces caelestis, strain M-188, under controlled conditions which include a temperature of 24-32 C, in submerged fermentation with appropriate agitation and aeration, on media consisting of a source of carbohydrates such as glycerol, starch, dextrin or sugars, glucose, lactose or sucrose, or mixtures of these sources; a source of organic nitrogen such as soybean oil, corn maceration liquor or peptone, a source of growth factors such as yeast, soluble distillery products or molasses;

   mineral salts such as sodium chloride, an insoluble buffer to prevent acid build-up, for example calcium carbonate, and a non-toxic defoamer such as vegetable oil. When the growth of the organism has given a satisfactory amount of antimicrobial substance, as indicated by the titration

 <Desc / Clms Page number 14>

 using Bacillus subtilis, the entire culture is processed to isolate the desired antimicrobial product. The amount of active substance present in the liquid phase depends on the pH because the antimicrobial product is a weak base which is poorly soluble in water. Also, antibacterial assays performed on the filtered or centrifuged fermentation liquor cannot measure all of the activity produced. It is necessary to treat the entire culture with acid before performing a titration.

   Most of the antimicrobial product, in a good fermentation, will end up in the solids. Also, it is more efficient to extract the antimicrobial substance from the whole culture and not from the filtrate or the liquid portion. A solvent extraction process is applied taking advantage of the low solubility of the substance in water in alkaline medium and the high solubility of the substance in water in acidic medium. The operations are described more fully in the examples. A particular subatance obtained in this way has remarkable and valuable properties. It has characteristics which distinguish it from antimicrobial substances known and previously described.



   To obtain an inoculum suitable for use in shaker flasks, the vegetation obtained with cultures slanted on tryptone agar can be used. This medium can also be used to maintain by transfer from one culture to another suitable viable cultures which yield the antimicrobial product.



  However, in general practice it has been found that a safer method has been to maintain the culture of M = 188 in soil or with freeze drying. Growth on slant cultures is used to inoculate

 <Desc / Clms Page number 15>

 shaker flasks which can in turn be used to inoculate laboratory scale fermentation tanks. Another method is to use the shaker flasks to inoculate suitable metal containers, preferably aluminum, containing a suitable medium which serves to inoculate pilot plant scale fermentation vessels or well the seed tanks of fermentation tanks on a commercial scale.

   In general, the growth of the organism in fermentation tanks varying from 23 liters to 38,000 liters reaches its maximum in 3 to 4 days, although for the purpose of obtaining an inocula the incubation may be of 24 hours only. Aerobic conditions are maintained in the fermentation tanks by pushing sterile air to the bottom of the tank using a dispersing device.



  The flow of air discharged into the culture medium depends more or less on the size and shape of the fermentation tank. An aeration rate of 0.8-1 volume of air per volume of culture per minute has been found to be satisfactory. If the culture medium foams inconveniently during fermentation, sufficient non-toxic anti-foam vegetable oils can be added to suppress the foam. Throughout the fermentation, the culture medium is stirred. However, in a phase of inoculum preparation where the yield of antimicrobial agent in the inoculum itself is not of critical importance, sufficient agitation is achieved by bubbling air. through the liquid.

   On the other hand, when the yield of antimicrobial agent is high, the agitation is carried out by means of agitating devices which form part of the fermentation apparatus. The degree of agitation

 <Desc / Clms Page number 16>

 depends on the structure of the fermentation vessels of various sizes as it / well known that pilot plant scale and commercial scale fermentation vessels are designed for general use and not for a specific fermentation process. The body
Streptomyces caelestis strain M-188 can produce the desired antimicrobial agent in satisfactory amounts in various culture media over a temperature range of at least 24-32 C and it is not necessary to maintain a level. exact aeration or a precise degree of mechanical agitation.



   The following examples illustrate the formation, recovery, concentration, purification and identification of the antimicrobial agent M-188 and its acid addition salts. These examples are merely illustrative and should not be construed as limiting.



   Example 1 Manufacture in 23 liter fermentation tanks with molasses / peptone medium
In a 500 cm3 Erlenmeyer flask, 150 cm3 of a seed medium containing the following ingredients are placed at the concentrations indicated:
 EMI16.1
 
<tb> grams <SEP> per <SEP> liter
<tb>
<tb> glucose <SEP> monohydrate <SEP> 15
<tb>
<tb> flour <SEP> from <SEP> flakes <SEP> from <SEP> soybean <SEP> (soybean <SEP> finely ground <SEP> <SEP> and <SEP> defatted) <SEP> 15
<tb>
<tb> <SEP> sodium <SEP> chloride <SEP> 5
<tb>
   tap water :

   to make a liter
The vial and its contents are sterilized by autoclaving for 25-30 minutes at a temperature of 120 C. After cooling, the vial is inoculated with

 <Desc / Clms Page number 17>

 a piece of the surface of a tryptone agar culture in which Streptomyces caelestis strain M-188 has been grown for at least 6 days. The inoculated vial is shaken at 28 ° C. on a rotary shaker which has a stroke of 57 mm and operates at about 230 rpm for 48 hours.



  The above culture is used to inoculate additional vials prepared and sterilized as above. Each flask is inoculated with approximately 3 cc of the 48 hour culture. Seed flasks are incubated and shaken as above for 48 hours.



   In a small fermentation tank with a capacity of 23 liters, we put 12 liters of a medium comprising: g / 1 glucose monohydrate 10 molasses 20 peptone 5 antifoam oil 5 tap water! to make a liter.



   The fermentation vessel and its contents are sterilized by autoclaving for 75 minutes at 121 ° C.



  After cooling, the fermentation vessel is aseptically inoculated with the contents of three of the second pass seed culture flasks described above. The culture is carried out in the tank at 24 ° C. for 4 days and during this time the broth is mechanically stirred and sterile air is blown into the bottom of the tank at a rate of approximately 0.8 volume of air per volume of broth per minute. During fermentation the pH drops from about 6.0 to about 5.0 and then rises to about 5.5. Maximum biological activity is reached after about 4 days. The presence of the antimicrobial product in the liquor is indicated by

 <Desc / Clms Page number 18>

 a 24 mm zone of inhibition on a tray seeded with Bacillus subtilis.



   Example 2
Manufacture in 23 liter downstream fermentation tanks a medium formed from soybean flour and soluble dried distillery products.



   In a fermentation tank with a capacity of 23 liters are placed 12 liters of a fermentation medium which has the following composition: g / 1 glucose monohydrate 15 soybean flour 12 sodium chloride 5 soluble dried distillers products, obtained from from the fermentation of molasses 5 glycerol 2.5 calcium carbonate 1 tap water: to make 1 liter
About 300 cc of transesterified vegetable oil are added to the vessel and the vessel and its contents are autoclaved at 121 ° C. for 75 minutes. After cooling, the fermentation vessel is aseptically inoculated with three flasks of second pass seed culture of the type described in Example 1.

   The culture is carried out for 4 days at 28 C; during this time, it is mechanically stirred and sterile air is blown to the bottom of the tank at a rate of about 10 l / min. During this growth time, the pH of the broth slowly rises from about 6.2 to about 7.4.



  Antibacterial activity, as measured by a tray test with Bacillus subtilis, reaches a

 <Desc / Clms Page number 19>

 maximum after about 3 to 4 days. A 25 mm inhibition zone is obtained. After 4 days, the culture liquid is removed from the tank and filtered with suction using filter aid. Due to the low solubility of the antibacterial substance in water, especially at neutral or slightly alkaline pHs, both the cake and the liquid phase must be treated to recover the desired material, as described in Example 9. .



   Example 3 Manufacture in 23 liter fermentation tanks on a medium formed from soybean meal and dried distillery soluble product, with various compounds used as carbon source.



   The same medium as in Example 2 was used for a series of 23 liter fermentation tanks with the exception of the carbohydrate source. Two tanks are prepared, each of which contains 12 liters of medium, with each of the following carbohydrates: glucose monohydro, sucrose, lactose, starch, dextrin and glycerol.



  These 12 cuvettes are prepared as described in Example 2, each set of two cuvettes containing 17.5 g / l of the desired carbon hydrate in place of the 15 g of monohydric glucose and the 2 cuvettes. , 5 g of glycerol. For each vat, the fermentation process is carried out exactly as indicated in example 2.



   The antimicrobial product is prepared with the six culture media. The antibacterial activity, measured by a plate titration with Bacillus subtilis, indicates that no medium is clearly superior to the others. The six media give zones of inhibition varying from 24 to 27 mm on the last two days of the 4-day fermentation.

 <Desc / Clms Page number 20>

 



   On completion of the 4 day fermentation, the entire contents of 11 of the 12 tanks are combined and suction filtered using filter aid.



   Due to the low solubility of the antibacterial substance in water, especially in a slightly alkaline medium, both the cake and the liquid phase must be treated to recover the active antimicrobial material, as described in Example. 9.



   Example 4
Manufactured in 23-liter tanks with a medium formed from soy flour and maceration-corn liquor.



   12 liters of a fermentation medium of the following composition are placed in a fermentation tank with a capacity of 23 liters: g / 1 glucose monohydrate 30 soybean flour 20 corn maceration liquor (wet weight) 10 sodium chloride 5 calcium carbonate 2 trnsesterified vegetable oil 5 pH adjusted to 6.6-6.8 using Na2CO3
The tank and its contents are autoclaved at 121 ° C. for 75 minutes. After cooling, the fermentation vessel is aseptically inoculated with three flasks of second pass seed culture, as described in Example 1.

   The organism is cultured for 4 days at 28 ° C. during this time the culture is shaken mechanically and sterilized air is blown into the bottom of each tank at a rate of about 10 l / one.



  During the growth time, the pH of the medium rises

 <Desc / Clms Page number 21>

 slowly to around 7.6 when harvested after an initial drop to 6.2-6.4. Antibacterial activity as measured by tray titration with Bacillus subtllia reaches its maximum on the 3rd or 4th day of fermentation. Since there is no apparent drop in yield once the maximum is reached, harvesting is done on the 4th day to ensure maximum production. On the titration tray with Bacillus subtilis, inhibition zones of 26 mm are obtained.



   Example 5 Manufacture in 190 liter tanks with a medium of soy flour, corn maceration liquor and yeast.



   The organism Streptomyces caelestis strain M-188 is cultivated in slant culture on tryptone agar for 6 days at 28 C. The vegetation of a culture is suspended in a few cubic centimeters of water and inoculated. two 500 cm3 Erlenmeyer flasks each containing 150 cm3 of the following inoculating medium: g / 1 glucose monohydrate 15 soy flake flour 15 sodium chloride 5 calcium carbonate 1
The vials containing 150 cc of this medium are sterilized by autoclaving them for 25-30 minutes at 120 C. After cooling, the vials are inoculated with the vegetation taken from the above agar cultures. . The inoculated vials were shaken for 48 hours at 28 ° C. on a rotary shaker which had an eccentricity of 57 mm.

   With all the contents of these vials, an aerated metal cylinder with a capacity

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 approximately 12 liters containing 10 liters of the following medium: g / 1 soybean flour 10 glucose monohydrate 10 calcium carbonate 1 transesterified vegetable oil 5
The container and its contents are pre-sterilized at 120 C for 80 minutes and cooled to 28 C.



   The aerated cylinders are incubated for 48 hours at 28 ° C. Air is bubbled through the culture medium, through a tube placed at the bottom, at a rate of approximately 10 l / min. The entire contents of the carboy are then used to inoculate a fermentation tank with a capacity of 190 liters containing 115 liters of the following medium which has previously been sterilized at 124 ° C for 1 hour and cooled to 32 C: g / 1 starch 10 soy flour 20 corn maceration liquor (wet weight) 10 whole dried brewer's yeast 5 calcium carbonate 3 transesterified vegetable oil 30
The inoculated medium from the fermentation tank is kept under vigorous stirring at a temperature of 32 ° C. for 4 days while aerating at a rate of one volume per volume of medium per minute.

   At the end of fermentation, growth is often so strong that it is necessary to dilute the culture with water to remove it from the fermentation tank.



   Untreated culture assays have little or no value in determining culture activity

 <Desc / Clms Page number 23>

 during harvest given the insolubility of the antimicrobial product. When the cultures are treated in the following way, the titrations become more useful. We adjust
50 cm3 of complete culture at pH 2.0 with hydrochloric acid and then this acidified culture is placed on the rotary sewer for 30 minutes. Then vacuum filtered through three layers of filter paper. After adjustment to pH 4.0 with sodium hydroxide, the filtrate is ready for titration. The titer of the fermentation described in this example is 225 units / cm3.



   Example 6 Manufacture in 1900 liter fermentation tanks on a medium of soy flour, corn maceration liquor and yeast.



   An inoculum for the density vessel is prepared by the aerated cylinder method described in Example 5. The entire contents of one of the metal culture cylinders are used to inoculate a fermentation vessel. seeding with a capacity of 190 liters containing 115 liters of the following medium which was sterilized at 124 C for 1 hour and cooled to 32 C. g / 1 starch 10 soybean meal 20 corn maceration liquor ( wet weight) 10 whole dried brewer's yeast 5 calcium carbonnate 3 transesterified vegetable oil 30 pH to 6.7 using Na2CO3
The seed tank is maintained at 32 ° C. for 24 hours with vigorous mechanical agitation and aerating at the rate of one volume of air per volume of culture medium.

 <Desc / Clms Page number 24>

 per minute.

   At the end of these 24 hours, the entire contents of the fermentation tank are used to inoculate 1150 liters of the same medium in a fermentation tank with a capacity of 1900 liters, The inoculated medium of the fermentation tank is kept under a vigorous mechanical stirring at a temperature of 32 C for 4 days.



  Sterile air is introduced for aeration of the culture medium at a rate of 1 volume per volume of medium per minute. At the end of the fermentation cycle, the culture is diluted with enough water so that it is sufficiently fluid and can be pumped out of the tank, allowing the recovery operation to begin.



  Prior to diluting the culture, a sample was taken for titration and processed as described in Example 5. The titer of the material in this 1150 liter fermentation was 375 units / cm3.



   Example 7 Manufacture in 36,000 liter fermentation tanks on a medium of soy flour, corn maceration liquor and yeast.



   An inoculum for the inoculation fermentation vessel is prepared by the aerated cylinder method described in Example 5. The entire contents of one of the metal culture cylinders are used to inoculate a fermentation vessel. seed fermentation with a capacity of 3150 liters containing 1285 liters of the following medium, which was sterilized at 124 C for 1 hour and cooled to 32 C: g / 1 starch 10 soy flour 20 corn maceration liquor (wet weight) 10

 <Desc / Clms Page number 25>

 three times with chloroform using 1.5 liters of chloroform for each extraction. After each extraction, the mixture is allowed to stand until the phases separate and the chloroform phase is withdrawn.

   The three portions of chloroform are combined and passed through a column packed with excess adsorbent formed from synthetic magnesium silicate. After washing the column with fresh chloroform, the desired substance is eluted by passing a mixture of 10% ethanol and 90% chloroform through the column. By performing a tray titration with Bacillus subtilis, it is seen that 30% of the antimicrobial activity is derived from the 936 mg of solids which is obtained by evaporating the solution of ethanol and chloroform.



   Growth of Staphylococcus aureus in a broth is hindered by 2 # g / cm3 of the above material.



  When dissolved in acidified methanol or in 0.1n aqueous hydrochloric acid, its ultraviolet absorption spectrum shows a maximum at 279 millimicrons, of magnitude E 1% cm = 240.



   Example 9 Recovery of antimicrobial agent from fermentation liquor and filter cake.



   The fermentation liquor from 11 23-liter tanks obtained essentially as in Example 3 is combined with six different carbohydrates, filtered with suction using a filter aid to obtain 60 liters of clear filtrate. . The filtrate is extracted three times with chloroform, using for each extraction a volume of chloroform equal to about 1/10 of the volume of the aqueous phase. After each extraction, the phases are allowed to separate, we

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 whole dried brewer's yeast 5 calcium carhonate 3 transesterified vegetable oil 10 pH to 6.7 using Na2CO3
The seeding fermentation vessel was maintained at 32 ° C. for 28 hours with vigorous mechanical agitation and aeration at the rate of one volume of air per volume of culture medium per minute.

   At the end of these 28 hours, the entire contents of the fermentation tank are used to inoculate 22,000 liters of the same medium into a fermentation tank with a capacity of 38,000 liters. The inoculated medium is kept from the fermentation tank under vigorous mechanical stirring at a temperature of 32 ° C. for 4 days. Sterile air is introduced to aerate the culture medium at a rate of one volume per volume of medium per minute. At the end of the fermentation cycle, the culture is diluted with enough water so that it is sufficiently fluid and can be pumped out of the tank to begin the recovery operation.

   Before diluting the culture, a sample is taken for titration and processed as described in Example 5.



  The titer of the material in this 22,000 liter fermentation is 360 units / cubic.



   Example 8 Recovery of the antimicrobial agent obtained from a 12 liter fermentation, by a chloroform extraction process. - The fermented liquor taken from a 23 liter fermentation tank and prepared essentially as in Example 1 is stirred with a filter aid and separated from the solids by suction filtration to obtain 7.6 liters of clear filtrate . We extract this to

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 retained the chloroform phase and if there is an emulsion layer it is centrifuged to recover the chloroform.



   The combined extracts contain more than 80% of the antimicrobial activity of the filtrate. The cake was extracted twice with 10 liter portions of 50% aqueous acetone to recover most of the antimicrobial activity.



   In the same way, the whole fermentation liquor from six 23 liter tanks and obtained as in Example 2 is filtered to obtain 42 liters of clear filtrate which is extracted three times with chloroform as described above. The cake is extracted twice with 10 liter portions of 50% aqueous acetone, as described above.



   The chloroform extracts of the filtrates are combined and evaporated in vacuo to dryness. The dried residue water is suspended in 50 cm3 / and the extract is repeatedly extracted with 50 cm3 portions of ethyl ether. The ether extracts were combined and evaporated to give 4.37 g of solids.



   The aqueous acetone extracts of the cake are combined and concentrated to 14 liters to remove acetone. The aqueous solution is extracted three times with 3 or 4 liters of chloroform. The extracts are combined and evaporated until a dry powder is obtained which is resuspended in 50 cm3 of water, then extracted several times with portions of 50 cm3 of ether.

   Ether extracts give
6.90 g of solids. -
Since the titrations carried out on the two dried preparations show that they have similar activities, 200-250 units / mg, and that the chromatograms

 <Desc / Clms Page number 28>

 mes on paper and the toxicities are similar, the two materials are combined for subsequent purification. Each preparation was dissolved in methanol, the solutions mixed and dried to obtain 10 g of solids.



   4 g of this aggregate material is extracted with several portions of water acidified at most to pH 2.0.



   The extracts are combined with acidified water, ie 180 cm 3, they are extracted with ether and the ether phase is discarded.



   The aqueous phase is adjusted to a slightly alkaline pH and extracted with ether. The extract is evaporated to obtain 2.0 g of dry residue assaying 320 units / mg.



   Example 10 Recovery of antimicrobial agent from 115 liter fermentations by a chloroform extraction process.



   The obtained whole fermented cultures were combined in four 190 liter tanks in the same way as in Example 5, to obtain 435 liters. The overall culture was adjusted to pH 2.0 with 10% hydrochloric acid and stirred for 30 minutes. The material was filtered to give 390 liters of filtrate. The filtrate is adjusted to pH 4.0 with 10% sodium hydroxide solution. Three extractions are carried out with 1/10 volume of chloroform each time. The two liquid phases are separated in a centrifuge. The extract is concentrated under reduced pressure to 2200 cm3. 3 volumes of pentane are added to the chloroform concentrate and the mixture is extracted three times with 1/8 volume of 5% aqueous acetic acid. The solvent layer is discarded.

   The acidic aqueous layer is concentrated under reduced pressure to about 1/8 of its original volume. The impurities are precipitated by stirring and slowly adjusting the pH to 5.3.

 <Desc / Clms Page number 29>

 using a 10% sodium hydroxide solution. A gummy residue forms, is filtered off and discarded. The pH of the clarified solution is adjusted to 11 with 10% sodium hydroxide to precipitate the antimicrobial agent; this is collected by filtration and washed thoroughly with distilled water adjusted to pH 9.0. The powder is dried under vacuum at 45 ° C. 75 g of antimicrobial agent M-188 are recovered which has a titer of 300 unita / ng.



   Example 11 Recovery of the antimicrobial agent from 115 liter fermentations by extraction with amyl acetate at pH 8.4.



   The fermented whole cultures obtained are combined in 190 liter tanks, essentially as described in Example 5, to obtain 225 liters. The overall culture is adjusted to pH 8.4 using a 10% sodium hydroxide solution. The adjusted culture is extracted with 1/5 volume of amyl acetate. After separation of the allyl acetate layer, it is extracted with about 1/2 volume of distilled water, maintained at pH 2.5 with sulfuric acid. The aqueous phase is separated and adjusted to pH 5.5 using 10% sodium hydroxide. This solution which contains the antimicrobial product is concentrated up to 3 liters under reduced pressure. The pH of the concentrate is adjusted to 8.5-9.0 with sodium hydroxide, which precipitates the antimicrobial product.

   The precipitate is removed by filtration and washed thoroughly with distilled water adjusted to pH 9.0. The precipitate was dried in vacuo at 45 ° C. 26 g of antimicrobial agent M-188 was recovered which had a titer of 435 units / mg.

 <Desc / Clms Page number 30>

 



   Example 12 Recovery of antimicrobial agent from a 115 liter fermentation by acid treatment prior to extraction with amyl acetate at alkaline pH.



   78 liters of whole fermented culture obtained in a 190 liter tank were taken essentially as described in Example 5, and the pH was adjusted to 2.0 with sulfuric acid. After maintaining the culture at pH 2.0 and shaking it for 3 hours, it is filtered to remove the mycelium. The filtrate is adjusted to pH 8.3 with a 10% sodium hydroxide solution. 1/6 volume of amyl acetate is added and the mixture is stirred for 30 minutes. The two phases are separated in a centrifuge. The aqueous phase is discarded which exhibits virtually no antimicrobial activity. The amyl acetate is extracted with about 1/40 volume of water maintained at pH 2.5 with sulfuric acid and the particles are separated.
 EMI30.1
 #: aass. I adju8te alôr8 the aqueous solution to the pti 9.5 using sodium hydroxide while stirring vigorously.

   The slurry is filtered and the cake washed thoroughly with distilled water at pH 9.0 approximately. The solids were dried in vacuo at 45 ° C. to give 10.5 g of product titrating 474 units / mg.



   Example 13 Recovery of the antimicrobial agent from a 1150 liter fermentation by extraction with amyl acetate at pH 8.4.



   The fermented whole cultures obtained are combined in four 1900 liter tanks, essentially as described in Example 6, to obtain 6200 liters of fermentation liquor. The total volume of the culture includes the water necessary for the dilution allowing the medium to be withdrawn from the tank by pumping. We adjust the ass-

 <Desc / Clms Page number 31>

 Overall ture to pH 8.4 using a 10% sodium hydroxide solution and extraction is carried out with 1/5 volume of amyl acetate.



   The phases are separated and the aqueous phase is discarded. The amyl acetate phase is extracted with about 1/40 volume of distilled water maintained at pH 2.5 with sulfuric acid. The aqueous solution is separated from the antimicrobial product and adjusted to pH 9.5, which precipitates the antimicrobial product. The precipitate is filtered off and washed well with distilled water adjusted to about pH 9.0. The precipitate was dried in air at 50 ° C. The antimicrobial product obtained weighed 563 g and had a titer of 325 units / mg.



   Example 14 Recovery of the antimicrobial agent from a 22,000 liter * fermentation by acid treatment before extraction with amyl acetate at alkaline pH.



   A fermented whole culture obtained as described in Example 7 was adjusted to pH 2.0 with sulfuric acid, and stirred for 3 hours to remove the antiaicrobial product from the mycelium. The culture is filtered and the pH of the filtrate is adjusted to 8.4 using 10% sodium hydroxide. At this stage, 26,190 liters of filtrate are obtained.



  This filtrate is extracted with 1/8 volume of amyl acetate in a liquid / liquid extractor at a rate of 114 liters per minute. The amyl acetate solution was extracted with 1/40 volume of water maintained at pH 2.0 using sulfuric acid. This aqueous extract is adjusted to pH 9.5 to precipitate the antimicrobial product. The product is filtered off and washed thoroughly with distilled water adjusted to approximately pH 9.0. The precipitate is dried in air at 50 ° C. The antimicrobial product obtained weighs 7.38 kg and has a titer of 482 units / mg.

 <Desc / Clms Page number 32>

 



   Example 15 Further purification of the antimicrobial agent by chromatography on magnesium silicate.



   17 g of the antimicrobial product titrating 395 units / mg (E1% 1 cm point 278 m @ 236) obtained by the process of example 11 are dissolved in 100 cm3 of chloroform. This solution is applied to a column containing 500 g. of magnesium silicate as adsorbent and development is started with 1% ethanol in chloroform.

   Fractions of 15cm3 are collected and classified as follows according to the ultraviolet peaks:
 EMI32.1
 
<tb> Fraction, <SEP> cm3 <SEP> Solution <SEP> of <SEP> Absorption <SEP> Title <SEP> in <SEP> Weight <SEP> of <SEP> the
<tb>
 
 EMI32.2
 development of UV. units / my preparation.g
 EMI32.3
 
<tb> Q5 <SEP> cm <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1-5 <SEP> ml <SEP> 1% <SEP> ethanol
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> the <SEP> chloro-
<tb>
<tb>
<tb> form <SEP> 196 <SEP> 382 <SEP> 0.302
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 60-75 <SEP> ml <SEP> "<SEP> 217 <SEP> 470 <SEP> 3.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 76-90 <SEP> ml <SEP> "<SEP> 258 <SEP> 532 <SEP> 2.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 91-105 <SEP> ml <SEP> "<SEP> 254 <SEP> 550 <SEP> 2.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 106-122 <SEP> ml <SEP> "<SEP> 254 <SEP> 550 <SEP> 1,

  3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 122-132 <SEP> ml <SEP> "<SEP> 212 <SEP> 430 <SEP> 0.60
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> product <SEP> of elu- <SEP> ethanol <SEP> at <SEP> 100%
<tb>
<tb>
<tb> tion <SEP> of <SEP> the <SEP> co-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lonne, <SEP> low <SEP> 234 <SEP> 380 <SEP> 2.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> product <SEP> of elu-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tion <SEP> of <SEP> the <SEP> co-
<tb>
<tb>
<tb> length <SEP> (*) <SEP> top <SEP> "<SEP> 189 <SEP> 269 <SEP> 0.96
<tb>
   (*) The pigmented impurities are largely retained in the upper portion of the column.



   Example 16 Further purification of the antimicrobial agent on a column of magnesium silicate.



   60 g of the antimicrobial product containing 395 units / mg are dissolved in 200 cm3 of chloroform (E1% cm point at 278 m
236) obtained by the process of Example 11, and it is applied

 <Desc / Clms Page number 33>

 to a column of 120 g of magnesium silicate. The column is washed with 1% methanol in chloroform and the following two fractions are collected:
 EMI33.1
 
<tb> Fraction <SEP> E1% 1 <SEP> cm <SEP> to <SEP> 280 <SEP> m @ <SEP> Title <SEP> in <SEP> units / mg <SEP> Weight <SEP> of < SEP> the <SEP> frac,
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> cm <SEP> @ <SEP> tion, <SEP> g
<tb>
<tb>
<tb> A <SEP> 237 <SEP> 560 <SEP> 43.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B <SEP> 225 <SEP> 450 <SEP> 2.2
<tb>
 
Example 17 Formation of M-188 hydrochloride
A sample of the free base obtained in Example 12 is dissolved in dry diethyl ether.

   Hydrochloric acid gas is bubbled through ether and the hydrochloride precipitates.



   In order to be able to evaluate the activity of various preparations of antimicrobial agent M-188, an agar-tray titration with Bacillus subtilis ATGC-10707 as the test organism was used, and a preparation of M-188 containing 320 units / mg. The titration method is based on that of DC Grove and WA Randall, "Assay Methods of Antibiotics and a Laboratory Manual", edited by Medical Encyclopedia, New York 1955, pages 34, 35 and 38. Agar medium is used. yeast extract agar for streptomycin titrations, 10 cm3 per tray. The test solution is diluted in 1% phosphate buffer, pH 6.0 and added to the steel trays which are incubated at 37 ° C for 16-17 hours.



  The interval of the titration curve is 2, 4, 6, 8 and 16 units / cm3, the figure of 4 units / cm3 serving as the reference standard. A 2 g sample prepared according to Example 9 is arbitrarily assigned a titer of 320 units / mg. All the titers indicated in the preceding examples are obtained on this basis. From this point of view, samples of M-188 which assay 600 units / mg are very purified and approach the maximum titre.



   After cultivating the organism for about 4 days

 <Desc / Clms Page number 34>

 and having reached an appropriate concentration of the antimicrobial product in the fermentation liquor, the product can be separated from the cultures by several methods. Since the product is almost insoluble in neutral or alkaline water, most of it is in the solid phase. If desired, the culture can be separated by filtration and the liquid treated as described below, while the solid phase is extracted with an organic solvent such as acetone or an organic solvent. alcohol in which the base is soluble. Alternatively, the fermentation liquor can be acidified and stirred until the antimicrobial substance is dissolved.

   The culture is then filtered and the liquid phase is treated to recover the desired product.



   In order to recover the M-188 from an aqueous solution obtained as above, it is advantageous to make the solution alkaline and to extract the active substance with a solvent immiscible with water. A variety of solvents are useful for the extraction, but chloroform or ethyl or amyl acetate is preferred. To recover M-188 from a solution in an organic solvent, the solution can be evaporated to dryness but it is advantageous to extract the antimicrobial substance into a dilute aqueous acid using enough acid to neutralize the free base. contained in the organic solvent and dissolve it in a relatively small volume of water, about 1% of the initial volume of the culture. When an alkali such as sodium hydroxide solution is added to the solution thus obtained, the desired substance precipitates in the form of the free base.

   The free base can still be purified by chromatography although it is impossible to obtain a completely homogeneous substance thereby. By passing a solution of base M-188 in chloroform over a column of magnesium silicate and eluting the active substance with chloroform containing about 1% ethanol, a fractionation of the material is obtained. 'we can follow by observing

 <Desc / Clms Page number 35>

 optical density to 280 millimicrons.



   Streptomyces caelestis strain M-188 produces a mixture of antibiotic substances. The best preparations contain more than one biologically active material, as shown by the chromatograms on paper. Two of the biologically active substances which are present as impurities in the best preparations of M-188 antimicrobial agent were obtained as purified preparations and their antibacterial properties were found to be essentially the same as those of the main constituent. Thus, it should be understood that the antimicrobial agent described herein does not have to be 100% pure to be 100% active.



   The purified antimicrobial agent M-188 is an amorphous white powder which is soluble in water at 25 ° C. at only 2.5 mg / cm3. It is very soluble in most organic solvents such as methanol, ethanol, chloroform, ethyl acetate and benzene. It is insoluble in saturated hydrocarbons. It is easily soluble in dilute aqueous mineral acids. Electrometric titration in 50% aqueous ethanol indicates a titratable group in which pKa - 6.7. The ultraviolet absorption spectrum of the free base in chloroform shows a maximum at 279 millimicrons, E1% = 280 and a minimum at 232 millimicrons, E1% = 29.

   The infrared absorption spectrum of purified M-188 is shown in the accompanying drawing.



  When determining an infrared spectrum of the antimicrobial agent M-188 as free base using a 7% solution in chloroform using a double beam spectrophotometer, the bands are seen absorption following:

 <Desc / Clms Page number 36>

 
 EMI36.1
 
<tb> Wave length <SEP>, <SEP> microns <SEP> Frequency, <SEP> cm-1 <SEP> Intensity
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2.88 <SEP> 3472 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3.41 <SEP> 2933 <SEP> S
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5.79 <SEP> 1727 <SEP> S
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5.94 <SEP> 1684 <SEP> W
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6.12 <SEP> 1634 <SEP> W
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6.26 <SEP> 1597 <SEP> s
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6.89 <SEP> 1451 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7.11 <SEP> 1406 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7.36 <SEP> 1359 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7,

  46 <SEP> 1340 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7.73 <SEP> 1294
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7.85 <SEP> 1274 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.00 <SEP> 1250 <SEP> W
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.60 <SEP> 1163 <SEP> s
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.95 <SEP> 1117 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.25 <SEP> 1081
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.52 <SEP> 1050
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.75 <SEP> 1026 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.85 <SEP> 1015 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.98 <SEP> 1002 <SEP> M
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10.22 <SEP> 978
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10.9 <SEP> 917 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Il, 12 <SEP> 899 <SEP> W
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11.53 <SEP> 868 <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11.94 <SEP> 838 <SEP> @ <SEP> M
<tb>
 S - strong; M @ medium; W - weak.



   The specific rotation of a 1% solution of the free base in chloroform is [[alpha]] 25D = -40.



   Elemental analysis of a representative sample of the free base M-188 shows that it contains 60.37% carbon, 8.21% hydrogen, 1.91% nitrogen and 29.51% oxygen by difference, which corresponds to an empirical formula C38H61NO14

 <Desc / Clms Page number 37>

 which theoretically gives 60.38% carbon, 8.13% hydrogen, 1.85% nitrogen and 29.63% oxygen. Thus, the calculated molecular weight is 756.



   Acid addition salts of M-188 antimicrobial agent can be obtained by treating a solution of the free base in water or in an organic solvent such as methanol, ethyl acetate or chloride. methylene, by an equivalent amount of an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid, oxalic acid, salicylic acid or citric acid and evaporating the solution to dryness. Alternatively, a solution of M-188 antimicrobial agent in an organic solvent can be treated with a selected acid or a solution thereof and the corresponding acid addition salt precipitated directly from the solution. Examples of such salts are the hydrochloride, oxalate, salicylate, citrate, benzoate and sulfate. For therapeutic uses, the salt chosen must obviously be non-toxic.



   The invention is not limited to the preparation of the antimicrobial agent M-188 using the described strain of Streptomyces caelestia. It is understood that the fermentation process of the present invention can also relate to other strains of Streptomyces caelestis producing M-188 which are obtained by exposing the indicated organism to modifying agents such as X-rays. , ultraviolet rays and chemicals such as chlorethazine.



   The antimicrobial agent M-188 and its acid addition salts are characterized by a broad antibacterial spectrum.



  The activity of this agent against typical organisms is indicated by the following table:

 <Desc / Clms Page number 38>

 
 EMI38.1
 
<tb> Antimicrobial <SEP> spectrum
<tb>
<tb> Minimum <SEP> concentration
<tb> Inhibition <SEP> organism <SEP> after <SEP> 48
<tb> hours. <SEP> g / cm3
<tb>
 
 EMI38.2
 Staphylococcus aurs' * 209-P 0.5
 EMI38.3
 
<tb> Staphylococcus <SEP> aureus <SEP> Treaster <SEP> 0.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Staphylococcus <SEP> aureus <SEP> Wise <SEP> 391 <SEP> 1.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Staphylococcus <SEP> albus <SEP> 0.75
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Streptococcus <SEP> pyogenic <SEP> 0.25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Streptococcus <SEP> faecalis <SEP> 2,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Streptococcus <SEP> agalaciae <SEP> 0.13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Streptococcus <SEP> dysgalactlae <SEP> 0,

  25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Enterococcus <SEP> 89 <SEP> 2,0 <SEP> @
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Enterococcus <SEP> 93 <SEP> 2.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Enterococcus <SEP> Blaschke <SEP> 1.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Clostridium <SEP> sporogenes <SEP> 48.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cloatridium <SEP> perfringens <SEP> 64.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Corynebacterium <SEP> species <SEP> 0.25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sarcina <SEP> lutea <SEP> 0.06
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diplococcus <SEP> pneumoniae <SEP> il, 25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lactobacillus <SEP> casei <SEP> 0,

  5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Salmonella <SEP> enteritidis <SEP>> 256
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aerobacter <SEP> aerogenes <SEP>> 256
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Escherichla <SEP> coli <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Klebsiella <SEP> pneumonia <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> ATCC <SEP> 10544 <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pasteurella <SEP> multocida <SEP> (hen)

   <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Shigella <SEP> sonnei <SEP> 95
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Neisseria <SEP> catarrhalls <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Actinomyces <SEP> bovis <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aspergillus <SEP> niger <SEP>> 512
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chaetomlum <SEP> globosum <SEP>> 512
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Saccharomyces <SEP> cerevisiae <SEP> <<SEP> 32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Candida <SEP> albicans <SEP>> 512
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 39>

 
The antimicrobial agent M-188 has been found to be extremely useful in the control of turkey sinusitis and coccidiosis. In representative operations :), a good result against infectious sinusitis in turkeys has been obtained by injecting directly into the sinuses of infected turkeys 25-50 mg of antimicrobial agent M-188.

   Likewise, it has been found that a good result against coccidiosis is obtained by incorporating the antimicrobial agent M-188 into the feed of the hens at a rate of 0.05-0.10% in. weight on the total diet given to hens severely affected by coccidiosis due to the presence of the protozoan Elmeria tenella.


    

Claims (1)

RESUME L'invention a pour objet : I - Un procédé de préparation d'une substance antibiotique appelée "agent antibactérien M-188.", procédé caractérisé par les points suivants, considérés isolément ou en combinaisons diverses : 1) on cultive en milieu aérobie une souche de Streptomyces caelestis productrice d'agent antimierobien M-188, dans un milieu contenant des sources assimilables d'hydrate-de cabone. d'azote et de sels inorganiquea, jusqu'à obtention d'une ac- tivité antimicrobienne appréciable; 2) on conduit une culture aérobie immergée; 3) la souche est le Streptomyces caelestis NRRL 2821; 4) on extrait le bouillon, à un pH compris entre 3 et 10 environ, par un solvant organique polaire non miscible à l'eau; ABSTRACT The subject of the invention is: I - A process for preparing an antibiotic substance called “antibacterial agent M-188.”, A process characterized by the following points, considered individually or in various combinations: 1) a strain of Streptomyces caelestis producing antimierobial agent M-188 is cultivated in an aerobic medium, in a medium containing assimilable sources of cabone hydrate. nitrogen and inorganic saltsa until appreciable antimicrobial activity is obtained; 2) an aerobic submerged culture is carried out; 3) the strain is Streptomyces caelestis NRRL 2821; 4) the broth is extracted, at a pH of between 3 and 10 approximately, with a polar organic solvent immiscible with water; 5) on maintient le milieu de culture entre 20 et 32 C environ et on cultive l'organisme pendant 2 à 6 jours. 5) the culture medium is maintained between 20 and 32 C approximately and the organism is cultivated for 2 to 6 days. II - Le produit obtenu par le procédé suivant I, sous forme de base libre ou de sels d'addition d'acide. II - The product obtained by the following process I, in the form of the free base or of acid addition salts.
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