CH651065A5 - Verfahren zur herstellung von 3-hydroxy-ml-236b-derivaten. - Google Patents

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CH651065A5
CH651065A5 CH6754/82A CH675482A CH651065A5 CH 651065 A5 CH651065 A5 CH 651065A5 CH 6754/82 A CH6754/82 A CH 6754/82A CH 675482 A CH675482 A CH 675482A CH 651065 A5 CH651065 A5 CH 651065A5
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ferm
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microorganism
subsp
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CH6754/82A
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Akira Terahara
Minoru Tanaka
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Sankyo Co
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gewisser 3-Hydroxy-ML-236B-Derivate, die als M-4 und M-4' bezeichnet werden, sowie der Salze und Ester dieser Verbindungen.
ML-236B, das in Form einer Säure (bekannt als «ML-236B-Carbonsäure») oder eines Lactons (bekannt als «ML-236B-Lacton») existieren kann, ist in der GB-PS Nr.
1 453 425 offenbart und hat in Form seines Lactons die Formel:
.OH
Darnach wurden in der GB-PS Nr. 1 555 831 die verschiedensten Salze und Ester von ML-236B offenbart. Es wurde gefunden, dass ML-236B und seine Salze und Ester die Biosynthese von Cholesterin hemmen, indem sie mit 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzym-A-Reductase, die das geschwindigkeitsbestimmende Enzym für die Biosynthese von Cholesterin ist, konkurrieren; es wurde ferner gefunden, dass diese Verbindungen deshalb ein sehr ausgeprägtes Vermögen zur Herabsetzung der Serumcholesterinspiegel haben.
Später wurden bestimmte 3-Hydroxy-ML-236B-Derivate als Produkte des tierischen Stoffwechsels von ML-236B-Lac-ton isoliert, und es wurde gefunden, dass ähnliche Derivate erzeugt wurden durch enzymatische Hvdroxylierung von ML-
236B-Lacton oder -Carbonsäure oder Salzen oder Estern davon, die mit Hilfe verschiedener Mikroorganismen der Gattungen Absidia, Cunninghamella, Syncephalastrum, Stre-ptomyces, Mucor, Rhizopus, Zygorinchus, Circinella, Actino-mucor, Gongronella, Phycomyces, Mortierella, Pycnoporus und Rhizoctonia bewirkt wurde. Diese Verfahren sind in der am 5. Juli 1981 von A. Terahara und M. Tanaka angemeldeten US-PS Nr. 4 346 227 offenbart, und die so hergestellten Verbindungen werden in dieser Patentschrift als M-4, M-4', IsoM-4 und IsoM-4' beschrieben. Es wurde gefunden, dass diese Verbindungen eine Fähigkeit zur Hemmung der Biosynthese von Cholesterin haben, die mindestens vergleichbar ist mit derjenigen von ML-236B selbst und diese in einigen Fällen wesentlich übersteigt.
ML-236B und seine Derivate, einschliesslich der M-4-und M-4'-Verbindungen, sind somit von therapeutischem Wert für die Behandlung von Hyperlipämie und die Prophylaxe von Arteriosklerose.
Es wurde nun gefunden, dass M-4 und M-4' auch aus ML-236B und verschiedenen Derivaten davon hergestellt werden können durch Behandlung mit einem Mikroorganismus der Gattung Nocardia oder einem zellfreien, enzymhalti-gen Extrakt davon. Die Verwendung von Mikroorganismen der Gattung Nocardia hat gegenüber der Verwendung der in der US-PS Nr. 4 346 227 offenbarten Mikroorganismen den Vorteil, dass die als Substrat verwendete ML-236B-Verbindung in dem Reaktionsmedium in einer viel höheren Konzentration vorhanden sein kann, als wenn die Mikroorganismen nach dem Stande der Technik verwendet werden. Dies ist äusserst überraschend, da gefunden wurde, dass die ML-236B-Verbindungen antifungaie und antibiotische Eigenschaften haben.
Demgemäss bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel:
.OH
HOOG
HO'
worin ~ OH für ^ OH oder 1111 iOH steht, sowie pharmazeutisch unbedenklichen Salzen und Estern davon und den entsprechenden, durch Ringschluss gebildeten Lactonen; dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine M 1-236B-Verbindung, die aus ML-236B-Carbonsäure der Formel:
deren Salzen und Estern und dem entsprechenden MI-236B-Lacton gewählt ist, mit einem Hydroxylierungsenzym in
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
651 065
4
Berührung bringt, das durch einen Mikroorganismus der Gattung Nocardia erzeugt wird. Gewünschtenfalls kann man das resultierende Produkt einer oder mehreren Reaktionen unterwerfen, die aus Hydrolyse, Salzbildung, Veresterung und Lac-tonbildung gewählt ist, und das Produkt aus dem Reaktionsgemisch isolieren.
Die Verbindung der Formel 1. worin ~ OH für OH steht, wird als M-4-Carbonsäure bezeichnet, und die entsprechenden Salze und Ester sind als M-4-Carboxylate und -Car-bonsäureester bekannt. Die Verbindung der Formel I. worin ~ OH für . ■. ■ .OH steht, wird als M-4'-Carbonsäure bezeichnet, und die entsprechenden Salze und Ester werden als M-4'-Carboxvlate und -Carbonsäureester bezeichnet.
Die durch Ringschluss gebildeten Lactone, die den Verbindungen der Formel 1 entsprechen, können durch die Formel:
o.. ^ .„.«OH
dû)
wiedergegeben werden, worin ~ OH für -4 OH oder OH steht, und werden als M-4-Lacton bzw. als M-4c-Lacton. Das durch Ringschluss gebildete Lacton. das der ML-236B-Carbonsäure der Formel 11 entspricht, kann durch die Formel:
(Ha)
Die Stämme von Nocardia autotrophica. die durch die Ordnungsnummern FERM P-6181, FERM P-6182 und FERM P-6183 gekennzeichnet werden, sind alle neue Stämme des Mikroorganismus, die neu aus der Erde isoliert 5 wurden und am 16. Oktober 1981 beim Fermentation Research Institute, Ibaraki-Ken, Japan (FRI) hinterlegt wurden.
Die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der neu isolierten Mikroorganismen wurden bestimmt unter Anwendung herkömmlicher Nährböden und der von Shirling io und Gottlieb [International Journal of Systematic Bacterio-logy 16, 313-340 (1966)] beschriebenen Methoden zusammen mit mehreren zusätzlichen Tests. Beobachtungen der Kultur wurden nach 2wöchiger Bebrütung bei 28 : C vorgenommen. Die verwendeten Farbbezeichnungen wurden entsprechend 15 dem «Guide to Colour Standard» (einem von Nippon Shiki-sai Kenkyusho, Tokyo. Japan veröffentlichten Handbuch) zugeordnet. Die Eigenschaften der Kulturen wurden mit denjenigen verschiedener bekannter Arten von Actinomyce-ten verglichen, die in «The Actinomycetes, Bd. 2» von Waks-20 man. «The ISP Report» von Shirling und Gottlieb, «Bergey's Manual of Determinative Bacteriology». 8. Auflage und anderer neuer Literatur betreffend die Taxonomie der Familie Nocardiaceae beschrieben sind. Die neuen Mikroorganismen werden durch ihre FERM-Ordnungsnummern identifi-25 ziert.
Morphologische Eigenschaften
Tabelle I
FERM P-6181
FERM P-6182
FERM P-6183
Morphologie der Sporenkette Verzweigung 35 Fragmentierung Oberflächenstruktur der segmentierten Hyphen (Sporen)
Andere Organe
40
RF
einfach ja glatt Knoten, nestartige Knäuel
RF
einfach ja glatt Knoten
RF
einfach ja glatt keine wiedergegeben werden und wird als ML-236B-Lacton bezeichnet.
Für die Verwendung im erfindungsgemässen Verfahren bevorzugte Arten der Gattung Nocardia sind Nocardia autotrophica, Nocardia asteroides, Nocardia farcinica und Nocardia coeliaca, insbesondere Nocardia autotrophica. Von diesen Arten werden die folgenden Stämme bevorzugt: Nocardia autotrophica FERM P-6181 (SANK 62781): Nocardia autotrophica subsp. canberrica subsp. nov. FERM P-6182 (SANK 62881): Nocardia autotrophica subsp. amethystina subsp. nov. FERM P-6183 (SANK 62981 ): Nocardia autotrophica IFO 12743 (SANK 91279): Nocardia asteroides IFO 3424 (SANK 62065): Nocardia farcinica ATCC 3318 (SANK 64265) und Nocardia coeliaca ATCC 17040 (SANK 63665).
Von den obigen bevorzugten Stämmen sind Nocardia autotrophica IFO 12743, Nocardia asteroides IFO 3424, Nocardia farcinica ATCC 3318 und Nocardia coeliaca ATCC 17040 alle bekannte Stämme, die von den entsprechenden Hinterlegungsstellen, d.h. dem Institute for Fermentation, Osaka, Japan (IFO) oder der American Type Culture Collection, USA (ATCC), unter den angegebenen Ordnungsnummern frei und allgemein erhältlich.
50
RF = rectus-flexibilis
45 Wachstum auf taxonomischen Nährböden
Die neuen Stämme zeigten alle ein gutes Wachstum auf einer Vielzahl von Nährböden.
Der Stamm FERM P-6181 hatte ein weisses Luftmycel auf einem gelblichgrauen bis blass gelborangen Wachstum. In bestimmten Medien wurde ein blass gelbbraunes lösliches Pigment beobachtet, aber nur in einem geringen Ausmass.
Der Stamm FERM P-6182 hatte ein braunweisses bis blass gelboranges Luftmycel auf einem gräulich gelbbraunen Wachstum. Es wurde kein lösliches Pigment beobachtet.
Der Stamm FERM P-6183 hatte ein braunweisses bis blass gelboranges Wachstum, und beim Fortschreiten der Züchtung wurden braunviolette Flecken beobachtet. Auf allen Nährböden mit Ausnahme des Hele-Malz-Nährbodens war ein bräunlichgraues Luftmycel vorhanden.
Die Kultureigenschaften am 14. Tag der Züchtung bei 28 C in einer Vielzahl von Nährböden sind in Tabelle II wiedergegeben. In der Tabelle werden die folgenden Abkürzungen verwendet:
;G = Wachstum AM= Luftmycel R = Rückseite SP = lösliches Pigment
651 065
Tabelle II
Nähr- FERM P-6181 böden
FERM P-6182
FERM P-6183
Hefe-Malz-Agar (ISP 2)
G Sehr gut, blass Sehr gut, braun gelbbraun (6-4-1)
(6-7-9)
AM Reichlich, weiss Reichlich,
bräunlichweiss (2-9-7)
R Matt, Braun (4-4-7)
gelborange (8-8-8)
SP Gelbbraun Keines
(8-7-9)
Hafermehl-Agar (ISP 3)
G Gut, blassbraun (2-8-9)
AM Ziemlich gut,
weiss
R
SP
Gelblichbraun (4-7-9)
Blass gelbbraun (4-8-9)
Sehr gut, blass gelborange
(2-9-9)
Reichlich, blass gelbbraun
(2-9-9)
Blass gelbbraun
(4-8-9)
Keines
Stärke/anorganisches Salz-Agar (ISP 4)
AM
R
SP
Gut,
gelblichgrau (2-9-10) Ziemlich gut, weiss
Blassgelb
(3-9-10)
Keines
Glycerin/Asparagin-Agar (ISP) G Gut, blassbraun Gut, gräulich, (2-8-9)
AM Reichlich, weiss gelbbraun (4-5-7)
Reichlich,
braunweiss
(1-8-6)
Sehr gut, braunweiss (2 bis gräulich rotbraun (4-3-5) Spur, weiss
9-8)
Schlecht,
gelblichgrau
(1-9-10)
Reichlich, blass gelborange
(2-9-9)
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Braunweiss (2-9-8) bis gräulich rotbraun (4-3-5)
Keines
Sehr gut, dunkel rotbraun (4-3-4)
Ziemlich gut, blassrose (2-8-4)
Braunviolett
(3-3-2)
Keines
Sehr gut, braunviolett (3-3-2)
Gut, hell braungrau (2-8-2)
Dunkel rotbraun
(4-3-4)
Keines
Sehr gut,
blassbraun (2-9-9) bis braunviolett (3-3-2)
Reichlich, weiss
SP Blass gelbbraun Keines (6-7-9)
Saccharose-Nitrat-Agar G Gut, blass gelbbraun (2-9-9)
AM Ziemlich gut,
weiss
Tyrosin-Agar (ISP 7) G Sehr gut, blass gelborange (3-8-8)
AM Reichlich, weiss
R
Gelblichgrau (1-9-10)
Sehr gut,
gräulich gelbbraun
(4-5-7)
Reichlich,
braunweiss
(2-9-7)
Hellbraun
(6-5-7)
Gut,
gräulichbraun (4-6-6)
Spur, weiss
Blass gelborange (2-9-9)bis braunviolett (3-3-2)
R
SP
Gelblichgrau
(1-9-10)
Keines
Schlecht, blass gelbbraun
(2-9-9)
Reichlich,
braunweiss
(2-9-7)
Braunweiss
(1-9-6)
Keines
Glucose/Asparagin-Agar
AM
R
Sehr gut, blass gelborange
(2-9-9)
Ziemlich gut, weiss
Blass gelbbraun (4-8-9)
Gut, gräulich gelbbraun
(4-5-7)
Reichlich, hell braunweiss (1-7-6)
Gräulich rotbraun (4-3-6)
SP Blass, gelbbraun Keines (4-8-9)
Nähragar
30
AM
R
SP
Gut,
gelblichgrau (2-9-10) Ziemlich gut, weiss
Gelblichgrau
(4-9-10)
Keines
Wasseragar
G
AM
R
SP
Schlecht, gelblichgrau (1-9-10) Ziemlich gut, weiss
Gelblichgrau
(1-9-10)
Keines
Sehr gut, blass gelbbraun
(6-8-9)
Blass gelborange (2-9-9)
Blass gelbbraun
(6-8-9)
Keines
Schlecht, farblos
Reichlich, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Kartoff el- Karottenextrakt-Agar
R Blass gelbbraun
Braun (4-4-6)
Blass gelborange
50
(6-8-9)
(2-9-9)bis
AM
gräulich rotbraun
(4-3-6)
R
SP Blass, gelbbraun
Keines
Keines
(6-9-11)
55 SP
Schlecht, gelblichgrau (1-9-10) Ziemlich gut, weiss
Gelblichgrau
(1-9-10)
Keines
Keines
Schlecht, blass gelborange (2-9-9)
Ziemlich gut, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Sehr gut, blass gelborange (2-9-9) bis braunviolett (3-3-2)
Ziemlich gut,
weiss
Blass gelborange (2-9-9)bis gräulich rotbraun (4-3-6)
Keines
Gut, blass gelborange (2-9-9)
Spur, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Schlecht farblos
Ziemlich gut, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Schlecht, blass gelborange (2-9-9)
Ziemlich gut, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
Schlecht, blass gelborange (2-9-9)
Ziemlich gut, weiss
Blass gelborange
(2-9-9)
Keines
60
Physiologische Eigenschaften
Die physiologischen Eigenschaften der neuen Stämme sind in Tabelle III angegeben. Der Test für die Bildung von melanoidem Pigment wurde auf den folgenden drei Nährbö-65 den ausgeführt:
Nährmedium 1 : Trypton-Hefeextrakt-Brühe (ISP 1); Nährmedium 2: Pepton-Hefeextrakt-Eisen-Agar (ISP 6); Nährmedium 3 : Tyrosin-Agar (ISP 7).
651 065
Tabelle III
6
Tabelle V
FERM FERM FERM P-6181 P-6182 P-6183
Nitratreduktion — - —
Stärkehydrolyse — — —
Harnstoffzersetzung + - +
Lysozymbeständigkeit — + — Bildung von melanoidem Pigment
Medium 1 — — —
Medium 2 — — —
Medium 3 — Säurebildung aus
Arabinose + — +
Xylose + — +
Raffinose + — NG
— = negativ; + = positiv; NG = kein Wachstum.
Verwertung von Kohlenhydraten
Die Verwertung von Kohlenhydraten durch die neuen Stämme ist in Tabelle IV wiedergegeben. Als Nährboden wurde Pridham-Gottlieb-Agar (ISP 9) verwendet, und die Bestimmung erfolgte nach 14tägiger Züchtung bei 28 °C.
Tabelle IV
FERM
FERM
FERM
P-6181
P-6182
P-6183
D-Glucose
+
+
+
D-Arabinose
+
+
D-Xylose
+
+
D-Fructose
+
+
+
L-Rhamnose
+
+
Inosit
+
+
+
Saccharose
+
Raffinose
+
D-Mannit
+
+
+
Vergleich
-
-
-
+ = verwertet; ± = geringfügig verwertet; — = nicht verwertet.
Zellwandanalyse
Papierchromatographische Analysen wurden mit Säure-hydrolysaten jedes der drei neuen Stämme ausgeführt gemäss der Methode von B. Beckert et al. [Applied Microbiology 13, 236 (1965)] und der Methode von M.P. Lechevalier et al. [«The Actinomycetales» von H. Prauser, 311 (1970)]. meso— 2,6-DiaminopimeIIinsäure wurde in den Zellwänden gefunden, und Arabinose und Galactose wurden als Saccharidkom-ponenten der ganzen Zelle gefunden, wodurch bestätigt wurde, dass jeder der Stämme Zellkomponenten des Typs IV-A hatte.
Die Ergebnisse dieser taxonomischen Untersuchungen beweisen, dass alle Stämme zur Gattung Nocardia gehören. Unter den Eigenschaften von bekannten Arten von Nocardia sind die Eigenschaften der neuen Stämme am nächsten verwandt mit denjenigen von Nocardia autotrophica [International Journal of Systematic Bacteriology 30,337 (1980)], ausgenommen nur die Unterschiede, die in Tabelle V angegeben sind. In der Tabelle sind die Symbole und Abkürzungen gleich wie in den entsprechenden Tabellen I bis IV.
Test FERM FERM FERM Nocardia
P-6181 P-6182 P-6183 autotrophica
Farben des Wuchses
AM Weiss Weiss bis Weiss bis Weiss bis blass bräunlich- blassgelb gelborange grau
G Gelblich- gräulich- braunvio- blassgelb grau bis gelbbraun lett bis blass gelblich-
gelborange grau
Zersetzung
von
Harnstoff
+
+
Beständig
keit gegen
Lysozym
-
-
Säurebil
dung aus:
Arabinose
+
;
+
Xylose
+
+
+
Raffinose
+
NG
Verwertung
von:
Arabinose
+
+
+
Xylose
+
+
+
Rhamnose
+
+
+
Saccharose
+
+
Raffinose
+
+
Der Stamm FERM P-6181 und Nocardia autotrophica ähneln einander in ihren morphologischen, Kultur- und physiologischen Eigenschaften, und daraus wurde geschlossen, dass dieser Stamm zu der Art Nocardia autotrophica gehört.
Der Stamm FERM P-6182 ist von Nocardia autotrophica hinsichtlich der Zersetzung von Harnstoff, der Beständigkeit gegen Lysozym, der Säureerzeugung aus Kohlenhydraten und der Verwertung von Kohlenhydraten verschieden. Diese Unterschiede genügen aber nicht für den Schluss, dass der Stamm FERM P-6182 als eine neue Art angesehen werden sollte; er wird somit als eine neue Unterart von Nocardia autotrophica angesehen. Dieser Stamm wurde demgemäss Nocardia autotrophica subsp. canberrica subsp. nov. genannt.
Der Stamm FERM P-6183 ist von Nocardia autotrophica hinsichtlich der Farbe des Wachstums und der Verwertung von Rhamnose, Saccharose und Raffinose verschieden. Diese Unterschiede genügen ebenfalls nicht für den Schluss, dass dieser Stamm als eine neue Art angesehen werden sollte, und er wird daher als eine Unterart von Nocardia autotrophica betrachtet. Er wurde Nocardia autotrophica subsp. amethystina subsp. nov. genannt.
Wie alle mikrobiellen Stämme sind die neuen Stämme FERM P-6181, FERM P-6182 und FERM P-6183 hinsichtlich ihrer Eigenschaften unbeständig und erfahren leicht Mutationen durch künstliche Mutierungsmittel, wie Ultraviolettstrahlung, hochfrequente elektromagnetische Wellen, Kernstrahlung und chemische Mutierungsmittel. Alle aus diesen Stämmen erhaltenen Mutanten, die die gewünschten Aktivitäten haben, können im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden.
Von den verschiedenen Mikroorganismen der Gattung Nocardia, die im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden können, werden die drei neuen Stämme, d.h. Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 und Nocardia autotrophica
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
7
651 065
subsp. amethystina FERM P-6183, besonders bevorzugt.
Das erfindungsgemässe enzymatische Hydroxylierungs-verfahren kann ausgeführt werden, indem man die ML-236B-Verbindung mit dem gewählten Mikroorganismus der Gattung Nocardia oder mit einem zellfreien, enzvmhaltigen 5 Extrakt davon in Berührung bringt.
Dieses erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise auf eine der folgenden drei Arten ausgeführt:
a) man gibt die als Ausgangsmaterial dienende ML-236B-Verbindung während der Züchtung des umwandelnden io Mikroorganismus zu dem Kulturmedium und setzt die Züchtung dann fort;
b) man isoliert eine Kultur des umwandelnden Mikroorganismus und bringt die isolierten Zellen mit der als Ausgangsmaterial dienenden ML-236B-Verbindung in Berüh- 15 rung: oder c) man stellt einen zellfreien, enzymhaltigen Extrakt aus den Zellen des umwandelnden Mikroorganismus her und bringt diesen Extrakt mit der als Ausgangsmaterial dienenden ML-236B-Verbindung in Berührung. 20
Die Züchtung des umwandelnden Mikroorganismus der Gattung Nocardia kann mit Hilfe von herkömmlichen Vorrichtungen in einem herkömmlichen Kulturmedium ausgeführt werden, das Nährstoffe enthält, die für die Verwendung bei derartigen Mikroorganismen wohlbekannt sind. So ent- 25 halten derartige Kulturmedien, wie wohlbekannt ist, Quellen von assimilierbarem Kohlenstoff und von assimilierbarem Stickstoff und häufig auch anorganische Salze. Beispiele von Quellen von assimilierbarem Kohlenstoff sind Glucose, Saccharose, Stärke, Glycerin, Hirsegel, Melasse und Sojabohnen- 30 öl. Beispiele von Quellen von assimilierbarem Stickstoff sind Sojabohnenfeststoffe (einschliesslich grobem Sojabohnenmehl und feinem Sojabohnenmehl). Weizenkeime, Fleischextrakte, Pepton, Maisquellflüssigkeit. Trockenhefe und Ammoniumsalze, wie Ammoniumsulfat. Erforderlichen- 35 falls können auch anorganische Salze, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumcarbonat oder Phosphate, eingeschlossen werden. Gewünschtenfalls können auch andere Additive, die die Erzeugung von Hydroxylierungsenzymen zu fördern vermögen, in geeigneten Kombinationen verwendet io werden. Die spezielle Züchtungstechnik spielt für das erfindungsgemässe Verfahren keine entscheidende Rolle, und alle Techniken, die herkömmlicherweise für die Züchtung von Mikroorganismen angewandt werden, können auch erfin-dungsgemäss angewandt werden. Im allgemeinen werden die 45 angewandten Techniken natürlich unter Berücksichtigung des industriellen Wirkungsgrades gewählt. So wird die Flüssigkultur im allgemeinen bevorzugt, und vom industriellen Standpunkt aus ist eine Kultur, bei der eine tiefe Impfung erfolgt, am zweckmässigsten. 50
Die Züchtung wird normalerweise unter aeroben Bedingungen und bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 37 X, insbesondere von 26 bis 28 X, ausgeführt.
Das Verfahren (a) kann ausgeführt werden, indem man die als Ausgangsmaterial dienende ML-236B-Verbindung 55 dem Kulturmedium im Verlauf der Züchtung zugibt. Der genaue Zeitpunkt während der Züchtung, in dem die Ausgangsverbindung zugesetzt wird, hängt von der Züchtungseinrichtung, der Zusammensetzung des Kulturmediums, der Temperatur des Kulturmediums und anderen Faktoren ab,
aber es handelt sich vorzugsweise um den Zeitpunkt, in dem das Hydroxylierungsvermögen der Mikroorganismen zuzunehmen beginnt, und dies ist gewöhnlich zwei oder drei Tage nach Beginn der Züchtung des Mikroorganismus. Die zugesetzte Menge der ML-236B-Verbindung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 5,0 Gew.-" 11, bezogen auf das Medium, insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-"". z.B. 0,05 bis 0.1 Gew.-"». Nach Zugabe der ML-236B-Verbindung kann die Kultivierung aerob fortgesetzt werden, normalerweise bei einer Temperatur innerhalb der oben vorgeschlagenen Bereiche. Die Züchtung wird normalerweise während eines Zeitraums von drei bis fünf Tagen nach der Zugabe der ML-236B-Verbindung fortgesetzt.
Beim Verfahren (b) kann die Züchtung des Mikroorganismus zuerst unter solchen Bedingungen ausgeführt werden, dass sein maximales Hydroxylierungsvermögen erreicht wird; dieses Vermögen erreicht gewöhnlich zwischen vier und fünf Tagen nach Beginn der Züchtung ein Maximum, obgleich dieser Zeitraum in Abhängigkeit von der Art und der Temperatur des Mediums, der Art des Mikroorganismus und anderen Faktoren variabel ist. Das Hydroxylierungsvermögen der Kultur kann überwacht werden, indem man in geeigneten Abständen Proben der Kultur entnimmt, das Hydroxylierungsvermögen der Proben bestimmt, indem man sie unter Standardbedingungen mit einer ML-236B-Verbindung in Berührung bringt und die erhaltene Menge an M-4- und M-4'-Verbindung bestimmt und dieses Vermögen graphisch gegen die Zeit aufträgt. Wenn das Hydroxylierungsvermögen sein Maximum erreicht hat, kann die Züchtung abgebrochen und können die mikrobiellen Zellen isoliert werden. Dies kann erreicht werden, indem man die Kultur der Trennung durch Zentrifugieren, der Filtration oder ähnlichen bekannten Trennungsverfahren unterwirft. Die so isolierten ganzen Zellen des gezüchteten Mikroorganismus werden dann vorzugsweise mit einer geeigneten Waschflüssigkeit, wie physiologischer Kochsalzlösung oder einer entsprechenden Pufferlösung, gewaschen.
Die Berührung der isolierten Zellen des Mikroorganismus der Gattung Nocardia mit der ML-236B-Verbindung wird im allgemeinen in einem wässrigen Medium, z.B. in einer Phosphatpufferlösung mit einem pH-Wert von 5 bis 9, bewirkt. Die Reaktionstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 45 C. insbesondere von 25 bis 30 ;C. Die Konzentration der ML-236B-Verbindung in dem Reaktionsmedium liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5,0 Gew.-V Die für die Reaktion aufgewandte Zeit beträgt vorzugsweise einen bis fünf Tage, obgleich sie in Abhängigkeit von der Konzentration der ML-236B-Verbindung in dem Reaktionsgemisch, der Reaktionstemperatur, dem Hydroxylierungsvermögen des Mikroorganismus (das natürlich von Art zu Art verschieden sein kann und auch, wie oben erklärt, von der Züchtungsdauer abhängt) und anderen Faktoren variieren kann.
Der zellfreie, enzymhaltige Extrakt, der in Methode (c) verwendet wird, kann durch Abbauen der ganzen Zellen des Mikroorganismus, die wie im Zusammenhang mit Methode (b) beschrieben erhalten wurden, mittels physikalischer oder chemischer Mittel, z.B. durch Mahlen oder Ultraschallbehandlung unter Bildung einer abgebauten Zellmasse oder durch Behandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel oder einem Enzym unter Bildung einer Zell-Lösung, erhalten werden. Der resultierende zellfreie Extrakt kann dann unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben in bezug auf Methode (b) beschrieben wurden, mit der als Ausgangsmaterial dienenden ML-236B-Verbindung in Berührung gebracht werden.
Nach Beendigung der Umwandlungsreaktion mittels eines der obigen Verfahren kann die gewünschte Verbindung direkt in an sich bekannter Weise isoliert, abgetrennt oder gereinigt werden. Z.B. können die Abtrennung und Reinigung bewirkt werden, indem man das Reaktionsgemisch filtriert, das resultierende Filtrat mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel (wie Äthylsulfat) extrahiert, das Lösungsmittel aus dem Extrakt abdestilliert, die resultierende rohe Verbindung der Säulenchromatographie (z.B. auf Kieselgel oder Aluminiumoxvd) unterwirft und die Säule mit einem geeigneten Eluierungsmittel eluiert.
Wenn die M-4- oder M-4'-Verbindung, die von dem
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Mikroorganismus erzeugt wurde, nicht die gewünschte Form dieser Verbindung darstellt, dann kann das Produkt der Hydroxylierungsreaktion einer Hydrolyse, Salzbildung, Veresterung oder Lactonbildung, mittels herkömmlicher Verfahren unterworfen werden, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Derartige zusätzliche Reaktionen können vor, nach oder im Verlauf der oben beschriebenen Tren-nungs- und Reinigungsstufen ausgeführt werden, vorzugsweise im Verlauf dieser Stufen.
Das im erfindungsgemässen Verfahren aktive Hydroxylie-rungsenzym hat an sich keine Wirkung auf die Carboxyl-gruppe der ML-236B-Verbindung, und daher würde, wenn die anderen Faktoren gleich sind, ML-236B-Lacton M-4-und/oder M-4'-Lacton geben, ML-236B-Carbonsäure M-4-und/oder M-4'-Carbonsäure geben und ein Salz oder ein Ester der ML-236B-Carbonsäure das gleiche Salz oder den gleichen Ester der M-4- und/oder M-4'-Carbonsäure geben. Dies kann jedoch durch andere Faktoren, insbesondere den pH-Wert des Reaktionsgemisches, in einer Weise beeinflusst werden, die anhand der gewöhnlichen Gesetze der Chemie vorausgesagt werden kann.
Die als Ausgangsmaterial dienende ML-236B-Verbindung kann die freie ML-236B-Carbonsäure der Formel II, ihr entsprechendes Lacton der Formel IIa oder ein Salz (z.B. ein Metall-, Aminosäure- oder Aminsalz) oder ein Ester (insbesondere ein Alkylester) davon sein.
Bevorzugte Metallsalze sind Salze mit Alkalimetallen, wie Natrium oder Kalium, Salze mit Erdalkalimetallen, wie Calcium, oder Salze mit anderen Metallen, wie Magnesium, Aluminium, Eisen, Zink, Kupfer, Nickel oder Kobalt, von denen die Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Magnesium- und Aluminiumsalze bevorzugt werden, wobei die Natrium-, Calcium-und Aluminiumsalze am meisten bevorzugt werden.
Bevorzugte Aminosäuren für die Bildung von Aminosäuresalzen sind basische Aminosäuren, wie Arginin, Lysin, Histidin, a,ß-Diaminobuttersäure oder Ornithin.
Bevorzugte Amine für die Bildung von Aminsalzen sind tert.-Octylamin, Dibenzylamin, Dichlorhexylamin, Morpho-lin, Alkylester von D-Phenylglycin und D-Glucosamin.
Die ML-236B-Carbonsäureester sind vorzugsweise die Alkylester, wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl- oder Pentylester, von denen der Methylester bevorzugt wird. Gewünschtenfalls können jedoch auch andere Ester verwendet werden.
Von den als Ausgangsmaterial dienenden ML-236B-Ver-bindungen werden die Alkalimetallsalze, z.B. die Natriumoder Kaliumsalze, besonders bevorzugt, wobei das Natriumsalz am meisten bevorzugt wird, da festgestellt wurde, dass dieses die beste Umwandlung der ML-236B-Verbindung in die gewünschte M-4- oder M-4'-Verbindung ergibt.
Wenn das durch das erfindungsgemässe enzymatische Hydroxylierungsverfahren erhaltene Produkt ein Salz der Carbonsäure der Formel I ist, kann die freie Carbonsäure selbst erhalten werden, indem man den pH-Wert des Filtrâtes auf einen Wert von 4 oder weniger, vorzugsweise auf einen Wert von 3 bis 4, einstellt. Es kann jede beliebige organische Säure oder Mineralsäure verwendet werden, sofern sie keine nachteilige Wirkung auf die gewünschte Verbindung hat. Beispiele der vielen Säuren, die sich für diesen Zweck eignen, sind Trifluoressigsäure, Essigsäure, Salzsäure und Schwefelsäure. Diese Carbonsäure kann selbst das gewünschte Produkt sein oder kann anschliessenden Reaktionen, wie sie weiter unten beschrieben werden, gegebenenfalls nach Behandlungen, wie Extraktion, Waschen und Entwässerung, unterworfen werden und wird diesen Reaktionen vorzugsweise auch unterworfen.
Metallsalze der Carbonsäuren der Formel I können erhalten werden, indem man ein Hydroxyd, ein Carbonat oder eine ähnliche reaktionsfähige Verbindung des gewählten Metalles in einem wässrigen Lösungsmittel mit der Carbonsäure der Formel I in Berührung bringt. Das verwendete wässrige Lösungsmittel ist vorzugsweise Wasser, es kann aber auch ein Gemisch von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise einem Alkohol (wie Methanol oder Äthanol), einem Keton (wie Aceton), einem aliphatischen Kohlenwasserstoff (wie Hexan) oder einem Ester (wie Äthylacetat), sein. Es wird besonders bevorzugt, ein Gemisch aus einem hydrophilen organischen Lösungsmittel und Wasser zu verwenden. Derartige Reaktionen werden normalerweise bei Umgebungstemperatur ausgeführt, aber sie können gewünschtenfalls auch unter Erhitzen ausgeführt werden.
Aminsalze der Carbonsäuren der Formel I können erhalten werden, indem man ein Amin in einem wässrigen Lösungsmittel mit der Carbonsäure der Formel I in Berührung bringt. Geeignete wässrige Lösungsmittel sind Wasser und Gemische von Wasser mit Alkoholen (wie Methanol oder Äthanol), Äthern (wie Tetrahydrofuran), Nitrilen (wie Aceto-nitril) oder Ketonen (wie Aceton); es wird besonders bevorzugt, wässriges Aceton als Lösungsmittel für diese Reaktion zu verwenden. Die Reaktion wird vorzugsweise bei einem pH-Wert von 7 bis 8,5 und vorzugsweise bei einer Temperatur von Umgebungstemperatur oder darunter, insbesondere bei einer Temperatur von 5 bis 10 CC, ausgeführt. Die Reaktion verläuft sofort bis zum Ende. Man kann aber auch ein Metallsalz der Carbonsäure der Formel I (das wie oben beschrieben erhalten worden sein kann) in einem wässrigen Lösungsmittel lösen, wonach ein Mineralsäuresalz (z.B. das Hydrochlorid) des gewünschten Amins zugesetzt wird, wobei man die gleichen Reaktionsbedingungen anwenden kann, wie wenn das Amin selbst mit der Carbonsäure der Formel I umgesetzt wird, und das gewünschte Produkt kann dann durch eine Salzaustauschreaktion erhalten werden.
Aminosäuresalze der Carbonsäure der Formel I können erhalten werden, indem man eine Aminosäure in wässriger Lösung mit der Carbonsäure der Formel I in Berührung bringt. Geeignete wässrige Lösungsmittel sind Wasser und Gemische von Wasser mit Alkoholen (wie Methanol oder Äthanol) oder Äthern (wie Tetrahydrofuran). Die Reaktion wird vorzugsweise unter Erhitzen, z.B. bei einer Temperatur von 50 bis 60 "C, ausgeführt.
Ester, vorzugsweise Alkylester, der Carbonsäure der Formel I können erhalten werden, indem man die Carbonsäure der Formel I mit einem geeigneten Alkohol in Berührung bringt. Diese Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines sauren Katalysators, z.B. einer Mineralsäure (wie Salzsäure oder Schwefelsäure), einer Lewis-Säure (z.B. Bortrifluorid) oder eines Ionenaustauscherharzes, ausgeführt. Das für diese Reaktion verwendete Lösungsmittel spielt keine entscheidende Rolle, sofern es die Reaktion nicht nachteilig beeinflusst; geeignete Lösungsmittel sind Benzol, Chloroform und Äther. Alternativ kann das gewünschte Produkt erhalten werden, indem man die Carbonsäure der Formel I mit einem Diazoalkan in Berührung bringt, bei dem der Alkanrest substituiert oder unsubstituiert sein kann. Diese Reaktion wird gewöhnlich ausgeführt, indem man die Säure mit einer ätherischen Lösung des Diazoalkans in Berührung bringt. Eine weitere Alternative besteht darin, dass der Ester erhalten werden kann, indem man ein Metallsalz der Carbonsäure der Formel I mit einem Halogenid, vorzugsweise einem Alkylhalogenid, in einem geeigneten Lösungsmittel in Berührung bringt: bevorzugte Lösungsmittel sind Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Dimethylsulfoxvd und Aceton. Alle Reaktionen für die Herstellung von Estern werden vorzugsweise bei Umgebungstemperatur ausgeführt, obgleich die Reaktionen unter Erhitzen ausgeführt werden können, wenn es die Art des Reaktionssystems erfordert.
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Lactone der Carbonsäuren der Formel I können erhalten werden, indem man die Carbonsäure der Formel I mit einer katalytischen Menge einer Säure, die organisch oder anorganisch sein kann, in Berührung bringt. Vorzugsweise werden organische und Mineralsäuren, wie Trifluoressigsäure, Salzsäure und Schwefelsäure, verwendet. Diese Reaktion wird vorzugsweise bei ungefähr Umgebungstemperatur ausgeführt.
Beispiele für die mittels der erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Salze und Ester von M-4- und M-4'-Verbindun-gen sind die oben gegebenen Beispiele für Salze und Ester von ML-236B, die sich für die Verwendung als Ausgangsmaterial eignen.
Die so erhaltenen M-4- und M-4'-Derivate können mittels herkömmlicher Verfahren isoliert, abgetrennt oder gereinigt werden, z.B. durch Adsorption auf einem Träger (wie Aktivkohle und Kieselgel) oder Ionenaustauschchromatographie oder Gelfiltration mit einer Sephadex-Säule (Sephadex ist eine Marke) oder durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, wie einem Äther, Äthylacetat oder Chloroform; gewünschtenfalls kann eine Kombination dieser Methoden angewandt werden, und dies wird normalerweise bevorzugt.
Die M-4- und M-4'-Isomeren können entweder nach Beendigung der Umwandlungsreaktion oder in einem beliebigen geeigneten Zeitpunkt während der Reaktionen oder während der oben beschriebenen Abtrennungs- oder Reinigungsverfahren voneinander getrennt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Zellen von Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P.-6183 wurden aus einer Schrägkultur mit Hilfe einer Platinöse übergeimpft in jeden einzelnen von zwanzig 500-ml-Erlenmeyerkolben, die je 100 ml eines Kulturmediums enthielten, das die folgende Zusammensetzung hatte:
Glucose 1,0% (Gew./Vol.)
Pepton 0,2% (Gew./Vol.)
Fleischextrakt 0,1% (Gew./Vol.)
Hefeextrakt 0,1% (Gew./Vol.)
Maisquellflüssigkeit 0,3% (Gew./Vol.)
Leitungswasser Rest (pH nicht eingestellt)
Die Schüttelkultur wurde dann bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute zwei Tage lang ausgeführt, worauf Natrium-ML-236B-Carboxylat bis zu einer Endkonzentration von 0,05% (Gew./Vol.) zugesetzt wurde. Die Bebrütung wurde bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute weitere fünf Tage lang fortgesetzt.
Nach Beendigung der Züchtung wurde das Reaktionsgemisch filtriert und der pH-Wert des Filtrâtes durch Zugabe von Trifluoresigsäure auf einen Wert von 3 eingestellt. Das angesäuerte Filtrat wurde dann dreimal mit je 1 Liter Äthylacetat extrahiert, wobei Extrakte erhalten wurden, die ein Gemisch von M-4-Carbonsäure und M-4'-Carbonsäure enthielten. Proben dieser Extrakte wurden entnommen und der Dünnschichtchromatographie auf einer Kieselgelplatte Art 5715 (hergestellt von Merck & Co. Inc.) unterworfen, wobei mit einem Gemisch von Benzol, Aceton und Essigsäure im Volumenverhältnis 50:50:3 entwickelt wurde. Der Rf-Wert von M-4-Carbonsäure betrug 0,45, und der Rf-Wert von M-4'-Carbonsäure betrug 0,46.
Der gesamte Rest des Extraktes wurde mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, worauf eine äquimo-lare Menge einer ätherischen Lösung von Diazomethan bei Umgebungstemperatur zugesetzt wurde. Man liess das Gemisch 30 Minuten lang stehen, worauf es unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft wurde. Der Rückstand wurde auf eine Lobar-Säule (Si 60, hergestellt von Merck & Co. Inc., Grösse A) aufgebracht, die dann mit einem Gemisch aus Benzol und Äthylacetat im Volumenverhältnis 1:1 eluiert wurde. Es wurden getrennte Fraktionen erhalten, die M-4-Carbonsäuremethylester und M-4'-Carbonsäuremethylester enthielten. Diese Fraktionen wurden durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt, wobei 320 mg M-4-Car-bonsäuremethylester und 11 mg M-4'-CarbonsäuremethyI-ester erhalten wurden, beide in Form von farblosen Ölen.
Wenn man das Diazomethan in dem oben beschriebenen Verfahren durch andere geeignete Diazoalkane ersetzt, können andere Ester der M-4-Carbonsäue und der M-4'-Carbon-säure erhalten werden.
Physikalische Eigenschaften von M-4-Carbonsäuremethyl-ester
Magnetisches Kernresonanzspektrum (in Deuterochloroform unter Verwendung von Tetramethylsilan als innerem Standard bei 200 MHz), 8, ppm:
0,88 (3H, Triplett, J = 7,3 Hz);
0,89 (3H, Dublett, J = 6,5 Hz);
1,12 (3H, Dublett, J = 6,8 Hz);
1,1-1,7 (10H, Multiplett);
2,34 (1H, Sextett, J = 7 Hz);
2,3-2,5 (2H, Multiplett);
2.49 (2H, Dublett, J = 6,4 Hz);
2,58 (1H, Multiplett);
3,72 (3H, Singulett);
3,78 (1H, Multiplett);
4,25 ( 1H, Quintett, J = 7 Hz);
4,40(IH, Multiplett);
5,42 (IH, Multiplett);
5,56 (1H, Multiplett);
5,90 ( 1H, Dublett von Dubletts, J = 9,8 und 5,6 Hz) ;
5,99 ( 1H, Dublett, J = 9,8 Hz).
Massenspektrum: Nach Silylierung mit N,0-Bis-(trime-thylsilyl)-trifluoracetamid erfolgt die Messung unter Verwendung eines Instrumentes vom Typ D-300, hergestellt von der Firma Nihon Electronic Co.
M/e: 654 (M+), 552, 462,372,290, 272, 233,231.
Ultraviolettabsorptionsspektrum (Äthanol) A.mas, nm: 230,1,237,3, 246,4.
Infrarotabsorptionsspektrum (dünner Film) vmax, cm-' : 3400,2950,1730.
Dünnschichtchromatographie auf einer Kieselgelplatte Art. 5715, hergestellt von Merck & Co. Inc., unter Verwendung eines Gemisches von Benzol und Aceton im Volumenverhältnis 1:1 als Entwicklungslösungsmittel: Rf-Wert: 0,88.
Physikalische Eigenschaften von M-4'-CarbonsäuremethyI-ester
Magnetisches Kernresonanzspektrum (in Deuterochloroform unter Verwendung von Tetramethylsilan als inneren Standard bei 60 MHz) 8, ppm:
3,70 (3H, Singulett);
5.50 (1H, breites Singulett);
5,75 (1H, breites Singulett);
5,90 ( 1H, Quertett) ;
6,01 (1H, Dublett).
Ultraviolettabsorptionsspektrum (Methanol) A.max, nm: 230, 238, 246.
Infrarotabsorptionsspektrum (dünner Film) vmax, cm-1: 3400, 1730.
Massenspektrum: Nach Silylierung mit N,0-Bis-(trime-thylsiIyI)-trifluoracetamid erfolgte die Messung unter Verwendung eines Instrumentes vom Typ D-300, hergestellt von der Firma Nihon Electronic Co.
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M/e: 654 (M+).
Elementaranalyse für C24H38O7:
Berechnet: C 65,73% H 8,73%
Gefunden: C 65,66% H 8,79%
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei 1,9 Liter eines Umwandlungsreaktionsgemi-sches erhalten wurden. Der pH-Wert dieses Gemisches wurde dann durch Zugabe von Trifluoressigsäure auf einen Wert von 3,0 eingestellt, wonach das Gemisch dreimal mit je 1 Liter Äthylacetat extrahiert wurde; dabei wurde eine Fraktion erhalten, die sowohl M-4-Carbonsäure als auch M-4'-Carbon-säure enthielt.
Dieser Extrakt wurde dann mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, worauf er über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet wurde. Eine katalytische Menge Trifluoressigsäure wurde dann zugegeben, um die Lactonbil-dung zu bewirken. Das resultierende Gemisch wurde hierauf mit einer 5%igen (Gew.-/VoI.) wässrigen Lösung von Natri-umhydrogencarbonat gewaschen, wonach es über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann zur Trockene eingedampft wurde, wobei eine Lactonfraktion erhalten wurde.
Diese Lactonfraktion wurde auf eine Lobar-Säule (Si 60, hergestellt von Merck & Co. Inc., Grösse A) aufgebracht und mit einem Gemisch von Benzol und Aceton im Volumenverhältnis 7:3 eluiert, wobei getrennte Fraktionen erhalten wurden, die M-4-Lacton und M-4'-Lacton enthielten. Diese Fraktionen wurden getrennt aus Äthylacetat umkristallisiert und ergaben 270 mg M-4-Lacton sowie 8 mg M-4'-Lacton.
Physikalische Eigenschaften von M-4-Lacton
Magnetisches Kernresonanzspektrum (in Deuterochloroform unter Verwendung von Tetramethylsilan als innerem Standard bei 100 MHz) 5, ppm:
4,38 (1H, Multiplett);
4,41 (1H, Multiplett);
4,62 (1H, Multiplett);
5,41 (1H, Multiplett);
5,58 (1H, Multiplett);
5,90 ( 1H, Quartett) ;
6,01 (1H, Dublett).
Ultraviolettabsorptionsspektrum (Methanol) À.max, nm: 230, 236,7, 244,6.
Infrarotabsorptionsspektrum (dünner Film) vmax, cm -1 : 3400, 2950, 1725.
Dünnschichtchromatographie auf einer Kieselgelplatte Art. 5715, hergestellt von Merck & Co. Inc., unter Verwendung eines Gemisches von Benzol, Aceton und Essigsäure im Volumenverhältnis 50:50:3 als Entwicklungslösungsmittel: Rf-Wert: 0,62.
Physikalische Eigenschaften von M-4'-Lacton
Magnetisches Kernresonanzspektrum (in Deuterochloroform unter Verwendung von Tetramethylsilan als innerem Standard bei 100 MHz) 8, ppm:
4,25 (1H, Multiplett);
4,60 (1H, Multiplett);
5,50 (1H, Multiplett);
5,75 (1H, Multiplett);
5,90 (1H, Quartett);
6,01 (1H, Dublett).
Ultraviolettabsorptionsspektrum (Methanol) ?imax, nm: 230, 237, 245.
Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) vmax, cm-1: 3500,
1720.
Massenspektrum: M/e: 406 (M+), 304, 286.
Optische Drehung: [a]f);= +310,9° (c = 0,66, Methanol).
Schmelzpunkt: 141-143 °C.
Elementaranalyse für CîjHmOô:
Berechnet: C 67,95% H 8,43%
Gefunden: C 68,05% H 8,37% 5 Dünnschichtchromatographie auf einer Kieselgelplatte Art. 5715, hergestellt von Merck & Co. Inc., unter Verwendung eines Gemisches von Benzol und Aceton im Volumenverhältnis 1:1 als Entwicklungslösungsmittel: Rf-Wert: 0,64.
10 Beispiel 3
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wurde bis zu und einschliesslich der Extraktion mit 3 Portionen Äthylacetat wiederholt, wobei ein Extrakt erhalten wurde, der sowohl M-4-Carbonsäure als auch M-4'-Carbonsäure ent-15 hielt.
Diese Extrakt wurde dann sofort in eine 5%ige (Gew./Vol.) wässrige Lösung von Natriumhydrogencarbonat übergeführt, und der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zugabe von 2normaler Salzsäure auf einen Wert von 7,0 eingestellt. Das Gemisch wurde dann auf einer Diaion HP-20-Säule (hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries) adsorbiert. Die Säule wurde mit Wasser gewaschen und dann mit 50volumenprozentigem wässrigen Aceton eluiert, wobei eine Fraktion erhalten wurde, die Natrium-M-4-Carboxylat enthielt. Diese wurde gefriergetrocknet, wobei 200 mg Natrium-M-4-Carboxylat erhalten wurden.
Physikalische Eigenschaften von Natrium-M-4-Carboxylat
Magnetisches Kernresonanzspektrum (in Deuteromethanol unter Verwendung von Tetramethylsilan als innerem Standard bei 200 MHz) 8, ppm:
0,91 (3H, Triplett, J = 7,5 Hz);
0,92 (3H, Dublett, J = 7 Hz);
1,12 (3H, Dublett, J = 7 Hz);
1.1-1,8 (10H, Multiplett);
2,25 ( 1H, Dublett von Dubletts, J = 15 und 7,6 Hz) ;
2,34 (1H, Dublett von Dubletts, J= 15 und 5,5 Hz);
2.2-2,4 (3H, Multiplett);
2,48 (1H, Multiplett);
3,68 (1H, Multiplett):
4,07 (1H, Multiplett);
4,28 (1H, Multiplett);
5,36 (1H, Multiplett);
5,48 ( 1H, Dublett von Dubletts, J = 3 und 2 Hz) ;
5,88 (IH, Dublett von Dubletts, J = 9,6 und 5,3 Hz);
5,98 (1H, Dublett, J = 9,8 Hz).
Ultraviolettabsorptionsspektrum (Methanol) A.max, nm: 230,0, 237,2, 245,0.
Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) vmax, cm-1:3400, 2900, 1725, 1580.
Dünnschichtchromatographie auf einer Kieselgelplatte Art. 5715, hergestellt von Merck & Co. Inc., unter Verwendung eines Gemisches von Benzol, Aceton und Äthylacetat im Volumenverhältnis 50:50:3 als Entwicklungslösungsmittel: Rf-Wert: 0,45.
Beispiel 4
Die in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Verfahrens-60 weisen wurden wiederholt, wobei aber der Stamm Nocardia autotrophica FERM P-6181 anstelle von Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183 verwendet wurde; es wurden erhalten: 150 mg M-4-Carbonsäuremethylester; 37 mg M-4'-Carbonsäuremethylester; 140 mg M-4-Lacton; 30 65 mg M-4'-Lacton und 110 mg Natrium-M-4-Carboxylat. In jedem Falle hatten die Produkte die gleichen Eigenschaften wie die in den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen betreffenden Verbindungen.
Il
651 065
Beispiel 5
Je eine Öse voll einer Kultur von Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 wurden übergeimpft in zwanzig 500-ml-Erlenmeyerkolben, die je 100 ml eines Nährmediums mit der folgenden Zusammensetzung enthielten:
Glycerin Saccharose
Feines Sojabohnenmehl Presshefe
Maisquellflüssigkeit
Kobaltchlorid
Leitungswasser
0,5% (Gew./Vol.) 2,0% (Gew./Vol.) 1,0% (Gew./Vol.) 1,0% (Gew./Vol.) 0,5% (Gew./Vol.) 0,001% (Gew./Vol.) Rest (pH 7,0)
Die Schüttelkultur wurde bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute 2 Tage lang fortgesetzt, worauf Natrium-ML-236B-Carboxylat bis zu einer Endkonzentration von 0,05% (Gew./Vol.) zugegeben wurde. Die Züchtung wurde dann weitere 5 Tage lang bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Das Umwandlungsreaktionsgemisch wurde dann filtriert und der pH-Wert des Filtrâtes durch Zugabe von Salzsäure auf einen Wert von 3,0 eingestellt. Das Gemisch wurde dann dreimal mit je 1 Liter Äthylacetat extrahiert, wobei ein Extrakt erhalten wurde, der sowohl M-4-Car-bonsäure als auch M-4'-Carbonsäure enthielt; durch Dünnschichtchromatographie wurde bewiesen, dass diese Produkte mit den betreffenden Produkten von Beispiel 1 identisch waren.
Dieser Extrakt wurde dann wie in Beispiel 1 beschrieben weiter behandelt, wobei 180 mg M-4-Carbonsäuremethylester und 110 mg M-4'-Carbonsäuremethylester erhalten wurden.
Beispiel 6
Die in Beispiel 5 beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt bis zu und einschliesslich der Herstellung des Extraktes, der M-4-Carbonsäure und M-4'-Carbonsäure enthielt. Dieser Extrakt wurde dann wie in Beispiel 2 beschrieben behandelt, wobei 170 mg M-4-Lacton und 90 mg M-4'-Lacton erhalten wurden.
Beispiel 7
Je eine Öse voll einer Kultur von Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183 wurde übergeimpft in zehn 500-ml-Erlenmeyerkolben, die je 100 ml eines Nährmediums mit der folgenden Zusammensetzung enthielten:
Glucose Pepton
Fleischextrakt
Hefeextrakt
Leitungswasser
1,0% (Gew./Vol.) 0,2% (Gew./Vol.) 0,1% (Gew./Vol.) 0,1% (Gew./Vol.)
Rest (pH nicht eingestellt)
Die Schüttelkultur wurde dann bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute 5 Tage lang ausgeführt, wonach ganze mikrobielle Zellen durch Trennung durch Zentrifugieren isoliert wurden. Die isolierten Zellen wurden mit einer 0,lmola-5 ren Phosphatpufferlösung (pH = 7,0) gewaschen und dann wieder isoliert und in 900 ml 0,1 molarer Phosphatpufferlösung suspendiert. Zu dieser Suspension wurde Natrium-ML-236B-Carboxylat bis zu einer Konzentration von 0,5 g/100 ml zugegeben, und das Gemisch wurde bei 26 °C und 220 io Umdrehungen pro Minute 5 Tage lang bebrütet. Am Ende dieser Zeit wurde das Umwandlungsgemisch filtriert und sein pH-Wert durch Zugabe von Salzsäure auf einen Wert von 3,0 eingestellt. Das Gemisch wurde dann dreimal mit je 1 Liter Äthylacetat extrahiert, wobei ein Extrakt erhalten wurde, der 15 M-4-Carbonsäure und M-4'-Carbonsäure enthielt; diese wurden durch Dünnschichtchromatographie identifiziert, wobei sich zeigte, dass sie mit den entsprechenden Produkten von Beispiel 1 identisch waren.
20 Beispiel 8
Die in Beispiel 2 beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt, wobei aber die in Tabelle VI angegebenen Mikroorganismen verwendet wurden; die erhaltene Menge M-4-Lacton ist in der Tabelle wiedergegeben.
Tabelle VI
35
Mikroorganismus
Menge (mg)
an M-4-Lacton
Nocardia farcinica ATCC 3318
7
Nocardia coelìaca ATCC 17040
5
Nocardia autotrophica IFO 12743
10
Nocardia asteroides IFO 3424
15
Beispiel 9
Zellen von Nocardia autotrophica subsp. amethystina 40 FERM P-6183 wurden aus einer Schrägkultur mit Hilfe einer Platinöse übergeimpft in jeden von zwanzig 500-ml-Erlen-meyerkolben, die je 100 ml eines Kulturmediums mit der in Beispiel 7 angegebenen Zusammensetzung enthielten. Die Schüttelkultur wurde dann bei 26 "C und 220 Umdrehungen 45 pro Minute 2 Tage lang ausgeführt, worauf Natrium-ML-236B-Carboxylat bis zu einer Endkonzentration von 0,4% (Gew./Vol.) zugegeben wurde. Die Bebrütung wurde weitere 5 Tage lang bei 26 °C und 220 Umdrehungen pro Minute fortgesetzt. Dann wurde die in Beispiel 2 beschriebene Verso fahrensweise wiederholt, wobei 2,9 g M-4-Lacton erhalten wurden.
G

Claims (25)

  1. 651 065
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die ML-236B-Verbindung mit dem Enzym in Berührung bringt, indem man einen Mikroorganismus der Gattung Nocardia in einem die ML-236B-Verbindung enthaltenden Nährboden züchtet.
    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren der Formel:
    ,OH
    HOOC-
    CHs
    HO'
    worin ~ OH für < OH oder 11 m iOH steht, sowie der pharmazeutisch unbedenklichen Salze und Ester derselben und der entsprechenden Lactone, dadurch gekennzeichnet, dass man die ML-236B-Carbonsäure der Formel:
    HOOG
    CH:
    CH3
    oder ein Salz oder einen Ester derselben oder das entsprechende ML-236B-Lacton mit einem Hydroxylierungsenzym in Berührung bringt, das durch einen Mikroorganismus der Gattung Nocardia erzeugt wird, worauf man das resultierende Produkt aus dem Reaktionsgemisch isoliert und gewünschtenfalls der Salzbildung unterwirft.
  3. 3
    651 065
    Hydroxylgruppe die a-Konfiguration aufweist.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Mikroorganismus eine Art verwendet, die aus Nocardia autotrophica, Nocardia asteroides, Nocardia farcinica und Nocardia coeliaca gewählt ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus verwendet, der gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743, Nocardia asteroides IFO 3424, Nocardia farcinica ATCC 3318 und Nocardia coeliaca ATCC 17040.
  5. 5
    5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus verwendet, der gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743 und Nocardia asteroides IFO 3424.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus verwendet, der gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 und Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die ML-236B-Verbindung mit dem Enzym in
    Berührung bringt, indem man ganze Zellen eines Mikroorganismus der Gattung Nocardia mit der ML-236B-Verbindung in Berührung bringt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Mikroorganismus eine Art verwendet, die aus Nocardia autotrophica, Nocardia asteroides, Nocardia farcinica und Nocardia coeliaca gewählt ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743, Nocardia asteroides IFO 3424, Nocardia farcinica ATCC 3318 und Nocardia coeliaca ATCC 17040.
  10. 10
    10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743 und Nocardia asteroides IFO 3424.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 und Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die ML-236B-Verbindung mit dem Enzym in Berührung bringt, indem man die Verbindung mit einem zellfreien, enzymhaltigen Extrakt eines Mikroorganismus der Gattung Nocardia in Berührung bringt.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man als Mikroorganismus eine Art verwendet, die aus Nocardia autotrophica, Nocardia asteroides, Nocardia farcinica und Nocardia coeliaca gewählt ist.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743, Nocardia asteroides IFO 3424, Nocardia farcinica ATCC 3318 und Nocardia coeliaca ATCC 17040.
  15. 15
    15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182, Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183, Nocardia autotrophica IFO 12743 und Nocardia asteroides IFO 3424.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 und Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus gewählt ist aus Nocardia autotrophica FERM P-6181, Nocardia autotrophica subsp. canberrica FERM P-6182 und Nocardia autotrophica subsp. amethystina FERM P-6183.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung erzeugt, in welcher die von der Hydroxylierungsreaktion resultierende Hydroxylgruppe die ß-Konfiguration aufweist.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung erzeugt, in welcher die von der Hydroxylierungsreaktion resultierende Hydroxylgruppe die ß-Konfiguration aufweist.
  20. 20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung erzeugt, in welcher die von der Hydroxylierungsreaktion resultierende
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung erzeugt, in welcher die von der Hydroxylierungsreaktion resultierende Hydroxylgruppe die «-Konfiguration aufweist.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet, dass man das Natriumsalz einer Verbindung der Formel I erzeugt.
  23. 23. Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren der im Anspruch 1 wiedergegebenen Formel 1 und ihrer pharmazeutischen unbedenklichen Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 einen Ester der bereits erwähnten Carbonsäure oder das entsprechende Lac-ton herstellt, das resultierende Produkt aus dem Reaktionsgemisch isoliert und der Hydrolyse unterwirft und das Produkt gewünschtenfalls der Salzbildung unterwirft.
  24. 24. Verfahren zur Herstellung von Estern der Carbonsäuren der im Anspruch 1 wiedergegebenen Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 die bereits erwähnte Carbonsäure oder ein Salz derselben herstellt und das resultierende Produkt aus dem Reaktionsgemisch isoliert und der Veresterung unterwirft.
  25. 25. Verfahren zur Herstellung des Lactons der Carbonsäuren der im Anspruch 1 wiedergegebenen Formel 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 die bereits erwähnte C'arbonsäure herstellt und das resultierende Produkt aus dem Reaktionsgemisch isoliert und der Lactonbildung unterwirft.
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