CS273373B1 - Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids - Google Patents
Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids Download PDFInfo
- Publication number
- CS273373B1 CS273373B1 CS458088A CS458088A CS273373B1 CS 273373 B1 CS273373 B1 CS 273373B1 CS 458088 A CS458088 A CS 458088A CS 458088 A CS458088 A CS 458088A CS 273373 B1 CS273373 B1 CS 273373B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- production
- fermentation
- alkaloids
- ergot alkaloids
- modification
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 229960003133 ergot alkaloid Drugs 0.000 title claims abstract description 25
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 241000221760 Claviceps Species 0.000 claims description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract 1
- 229930013930 alkaloid Natural products 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000013587 production medium Substances 0.000 description 13
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 10
- 241000221751 Claviceps purpurea Species 0.000 description 7
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 7
- 150000003797 alkaloid derivatives Chemical class 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- DAVNRFCJMIONPO-UHFFFAOYSA-N (7-methyl-6,6a,8,10a-tetrahydro-4h-indolo[4,3-fg]quinoline-9-yl)methanol Chemical compound C1=CC(C2C=C(CO)CN(C2C2)C)=C3C2=CNC3=C1 DAVNRFCJMIONPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 5
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 5
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- -1 4-chlorophenoxy acids Chemical class 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 4
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- RFOHRSIAXQACDB-UHFFFAOYSA-M sodium;2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl RFOHRSIAXQACDB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- XWAFIZUTHLRWBE-UHFFFAOYSA-M sodium;2-(2,4-dichlorophenoxy)propanoate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl XWAFIZUTHLRWBE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 description 3
- ZAGRKAFMISFKIO-QMTHXVAHSA-N lysergic acid Chemical compound C1=CC(C2=C[C@H](CN([C@@H]2C2)C)C(O)=O)=C3C2=CNC3=C1 ZAGRKAFMISFKIO-QMTHXVAHSA-N 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 239000005631 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid Substances 0.000 description 2
- HXKWSTRRCHTUEC-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dichlorophenoxyaceticacid Chemical compound OC(=O)C(Cl)OC1=CC=C(Cl)C=C1 HXKWSTRRCHTUEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- XJOOMMHNYOJWCZ-UHFFFAOYSA-N Agroclavine Natural products C1=CC(C2C=C(C)CN(C2C2)C)=C3C2=CNC3=C1 XJOOMMHNYOJWCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- JZNWSCPGTDBMEW-UHFFFAOYSA-N Glycerophosphorylethanolamin Natural products NCCOP(O)(=O)OCC(O)CO JZNWSCPGTDBMEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAGRKAFMISFKIO-UHFFFAOYSA-N Isolysergic acid Natural products C1=CC(C2=CC(CN(C2C2)C)C(O)=O)=C3C2=CNC3=C1 ZAGRKAFMISFKIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 229950001817 alpha-ergocryptine Drugs 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012499 inoculation medium Substances 0.000 description 2
- 229940030627 lipid modifying agent Drugs 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 229930015720 peptide alkaloid Natural products 0.000 description 2
- 150000008104 phosphatidylethanolamines Chemical class 0.000 description 2
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 2
- JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M sodium propionate Chemical compound [Na+].CCC([O-])=O JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- SODPIMGUZLOIPE-UHFFFAOYSA-N (4-chlorophenoxy)acetic acid Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1 SODPIMGUZLOIPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJNCJTROKRDRBW-TZMCWYRMSA-N (6ar,10ar)-7-methyl-4,6,6a,7,8,10a-hexahydroindolo[4,3-fg]quinoline-7-ium-9-carboxylate Chemical compound C1=CC([C@H]2C=C(CN([C@@H]2C2)C)C(O)=O)=C3C2=CNC3=C1 RJNCJTROKRDRBW-TZMCWYRMSA-N 0.000 description 1
- 229940087195 2,4-dichlorophenoxyacetate Drugs 0.000 description 1
- MZHCENGPTKEIGP-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dichlorophenoxy)propanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl MZHCENGPTKEIGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWKSKIMOESPYIA-UHFFFAOYSA-N 2-acetamido-3-sulfanylpropanoic acid Chemical compound CC(=O)NC(CS)C(O)=O PWKSKIMOESPYIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930192334 Auxin Natural products 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- DKHJWWRYTONYHB-UHFFFAOYSA-N CPP Chemical compound OC(=O)C(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 DKHJWWRYTONYHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004099 Chlortetracycline Substances 0.000 description 1
- 241000124232 Claviceps fusiformis Species 0.000 description 1
- 241000124224 Claviceps paspali Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186984 Kitasatospora aureofaciens Species 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- 229930182844 L-isoleucine Natural products 0.000 description 1
- 240000006024 Lactobacillus plantarum Species 0.000 description 1
- 235000013965 Lactobacillus plantarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000192130 Leuconostoc mesenteroides Species 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 244000090689 Rumex alpinus Species 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- 239000002363 auxin Substances 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- CYDMQBQPVICBEU-UHFFFAOYSA-N chlorotetracycline Natural products C1=CC(Cl)=C2C(O)(C)C3CC4C(N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)C4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O CYDMQBQPVICBEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYDMQBQPVICBEU-XRNKAMNCSA-N chlortetracycline Chemical compound C1=CC(Cl)=C2[C@](O)(C)[C@H]3C[C@H]4[C@H](N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)[C@@]4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O CYDMQBQPVICBEU-XRNKAMNCSA-N 0.000 description 1
- 229960004475 chlortetracycline Drugs 0.000 description 1
- 235000019365 chlortetracycline Nutrition 0.000 description 1
- KNHUKKLJHYUCFP-UHFFFAOYSA-N clofibrate Chemical compound CCOC(=O)C(C)(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 KNHUKKLJHYUCFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000000093 cytochemical effect Effects 0.000 description 1
- RJNCJTROKRDRBW-UHFFFAOYSA-N d-paspalic acid Natural products C1=CC(C2C=C(CN(C2C2)C)C(O)=O)=C3C2=CNC3=C1 RJNCJTROKRDRBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 125000003963 dichloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 210000002472 endoplasmic reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000055 hyoplipidemic effect Effects 0.000 description 1
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N linoleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/C\C=C/CCCCC)(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 230000037356 lipid metabolism Effects 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000003228 microsomal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N phosphatidylcholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 210000003660 reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 108020002120 tryptophan dimethylallyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu fermentační výroby námelových alkaloidů s modifikaci buněčných lipidů u produkčních kmenů hub rodu Claviceps, užívaných k výrobě klavidových alkaloidů, kyseliny lysergové a paspalové, jednoduchých derivátů kyseliny lysergové a peptidických alkaloidů, kdy modifikabe buněčných lipidů vede ke zvýšení jejich produkční schopnosti.
Dosud je popsána celá řada postupů fermentační přípravy námelových alkaloidů /H. Kobel a J.J. Sanglier, Ing; Biotechnology, Vol. 4, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1986, p. 569, čs. autorské osvědčení1č. 199986, 202 613 a 224 532. Tyto postupy využívají vlastnosti produkčních kmenů, daných možností vyjádření genetické informace pro biosyntézu námelových alkaloidů za konkrétních kultivačních podmínek, popřípadě tyto kultivační podmínky pro biosyntézu zvýhodňují, například prekurzoraci nebo indukcí enzymů. Z toho vyplývá, že zvyšování produkce výše uvedenou optimalizaci kultivačních podmínek je omezené. Další zvyšování produkce je potom závislé na šlechtění nových produkčních kmenů, které je u producentů námelových alkaloidů dosud stále založeno na nespecifické mutagenezi, rezultujíci v neřízené mutace.. Vzhledem k náhodnosti pozitivního mutačního zásahu a jeho nízké frekvenci je tento způsob dalšího zvyšování produkce velmi náročný z časového i materiálového hlediska.
Uvedené nevýhody způsobů zvyšování produkce odstraňuje způsob fermentační výroby námelových alkaloidů s modifikací buněčných lipidů, jehož podstatou je, že v produkční a/nebo inokulnční fázi fermontnčniho procesu se no produkční kmen houby Clnviceps působí mono- n/nebo dichlorfcnoxyalkonovými kysollnnmi o/nabo jojich deriváty obecného vzorce I. >.
O - /li,/ - COOR.
o
Y R4 °Η3 kde R, je /-CH.-/ nebo /-CH-/ nebo /-C-/ nebo /-CH.-CH.-/ 12 , , 2 2 ch3 ch3 nebo /-/CH2/3~/
R2 je -H nebo -CgH^ nebo -NH2
R3 je -Cl nebo -H za předpokladu že R^ je Cl a
R^ je -Cl nebo -H za předpokladu, že R3 je Cl, buá samostatnými, nebo ve směsi a to v koncentraci 5 až 300 mg/L živného média.
Účinná látka je do živného média přidána na počátku a/nebo v průběhu produkční a/nebo inokulační fáze fermentačního postupu.
V produkční fázi fermentačního procesu se na produkční organismus působí látkami, způsobujícími vzrůst podílu mono a dinenasycených mastných kyselin a/nebo snižujícími celkový obsah fosfolipidů a/nebo snižujícími podíl fosfatidylethanolaminu a/nebo snižujícími obsah membránově funkčních quasiplanárních demethylsterolů /D. Berg et. al., Mykosen 29, 221, 1986/ a/nebo snižujícími viskozitu cytoplasmatické membrány. Modifikace buněčných lipidů je dosahováno, přídavkem účinné látky v koncentraci 5 až 300 mg/1 živného média v produkční fázi fermentačního postupu a účinná látka je přidána na za2
CS 273 373 Bl čátku a/nebo v průběhu kultivace produkční fáze. Modifikace buněčných lipidů je dosahováno přídavkem jedné nebo více druhů účinných látek v libovolných poměrech při celkové koncentraci všech účinných látek 5 až 300 mg/1.
Cytochemické studie /Voříšek et al., In: Námelové alkaloidy a jejich deriváty, Academia, Praha, 1983, p.75/ lokalizovaly tvorbu námelových alkaloidů houbami rodu Claviceps do membrán endoplasmatického retikula, membrán homologních vakuol a lipoproteinové náplně vakuol. Například peptidické alkaloidy /ergopeptidy/ jsou deponovány v kapénkách lipidů /Neumann et. al., Biochem,. Physiol. Pflanzen 174,' 504, 1979/. Většina enzymů syntézy námelových alkaloidů u hub Claviceps, kromě tryptofan-dimethylallyltransferasy /Heinstein et. al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 44, 1244, 1971/ a DMAT-N-raethyltransferasy /Otsuka et. al., Planta medica 40, 109» 1980/ je lokalizována na membránách převážně v endoplosmatickéra retikulu. Jejich aktivita je většinou spojena s mikrosomální frakcí buněk. Aktivita těchto enzymů je ovlivněna konformačními interakcemi a kvalitou membrán, respektive jejich lipidičkou skladbou. Podle teoretických předpokladů je tedy možno manipulaci metabolismu lipidů, respektive ovlivněním složení buněčných membrán žádoucím směrem, regulovat biosyntézu námelových alkaloidů ve smyslu zvýšení jejich produkce, popřípadě změny složení směsi produkovaných alkaloidů.
Dochází ke zvýšení produkce námelových alkaloidů, ke změně složení produkovaných alkaloidů, ke stabilizaci jejich produkce a modifikaci ve složení buněčných lipidů. K tomu je možno podle vynálezu použít například 4-chlorfenoxy kyseliny, 2,4-óichlorfenoxy kyseliny a jejich de'riváty, například kyselinu DL-2-/4-chlorfenoxy/propionovou nebo
2,4-dichlorfenoxyoctovou. Tyto látky jsou známé svými auxinovýrai účinky na rostliny. Například kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová· se používá jako herbicid a dále některé z těchto látek mají hypolipemické účinky na vyšší živočichy, například ethyl ester kyseliny 2-/4-chlorfenoxy/2-methyl propionové pKlofibrat). 0 působení těchto látek na mikroorganismy je známo relativně málo - p-chlorfenoxypropionát /0,1 - 2 mg/L/ zvyšuje výtěžky kyseliny glutamové o 30 % v kulturách Lactobacilluá arabinosus a Leuconostoc mesenteroides a může substituovat biotin vyžadovaný kulturami k růstu /Kinoshita K. a spol.: Nippon Nogei Kagahu Koishi 36, 760-763, 1962/. p-Chlorfenoxyacetát /0,2 mM/ zvyšuje produkci chlortetracyklinu u nízkoprodukčního kmene. Streptomyces aureofaciens z 38 na 150 mg/L /Vaněk Z.: Folia Biol. 4 100-106 (1958)/. Kyseliny se přidávají ve formě roztoků solí s výhodou sodných, které se sterilizují filtrací. Při tepelné sterilizaci se účinek látek poněkud snižuje, pravděpodobně hydrolýzou atomů chloru na aromatickém systému. Tuto nevýhodu lze odstranit zvýšením koncentrace látky nebo použitím dichlorderivátu, s výhodou např, 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionátu. Sterilizaci je možno provést také rozpuštěním chlorfenoxy kyselin v 2 N NaOH, který je autosterilní. Potom se roztok z za sterilních podmínek neutralizuje konc. HC1 na cca pH 8 a popřípadě zředí sterilní vodou. Tak je možno se vyhnout negativně působící sterilizaci teplem a náročné sterilizaci filtrací. Při kultivaci v a/nebo na médiích s obsahem látek modifikujících složení buněčných lipidů dochází ke vzrůstu podílů mono- a dinenasycených kyselin, především kyseliny olejové a linolové, klesá obsah kyseliny palmitové. Následně stoupne index nenasycenosti mastných kyselin. Celkový obsah fosfolipidů (stanoveno metodou TLC-FID) se snižuje asi na 50 % kontroly, což souvisí .s celkovým poklesem obsahu lipidů v myceliu. Silně klesá zastoupení fosfatidylethanolatninu a podstatně se zvyšuje index fosfatidylcholin fosfatidylethanolamin.
’ Změna lipidického složení buněčných membrán při fermentaci námelových alkaloidů se následně projeví i na produkci námelových alkaloidů, a to jak na celkovém obsahu sumy alkaloidů jejím zvýšením, tak i na zastoupení jednotlivých alkaloidů (spektru) v celkové sumě. Optimální koncentrace lipidy modifikujících látek, které maximálně zvyšují produkci sumy alkaloidů jsou kmenově specifiůké a je třeba tuto koncentraci stanovit pro daný použitý produkční kmen a konkrétní kultivační podmínky.
CS 273 373 Bl ’ϋ
Hlavní výhodou způsobu podle vynálezu je efektivní možnost podstatně zvýšit (až o 100 %) produkci námelových alkaloidů u používaných fermentačních technologií , kde jsou vyčerpáni' možnosti dalšího zvyšováni produkce dosud známými způsoby. Další výhodou je možnost použití stávajících vyšlechtěných produkčních kmenů při eliminaci nutnosti volrai náročného dalšího šlechtění bez jistoty dosažení podobně zvýšené produkce.
Další výhodou je možnost dosáhnout podstatného zvýšení produkce námelových alkaloidů bez jakýchkoli úprav technického výrobního zařízení. Další výhodou způsobu podle vynálezu je možnost podstatného zkrácení.kultivačního procesu na dobu optimální z hlediska ekonomiky výroby námelových alkaloidů. Další výhodou, vyplývající ze zvýšeného množství námelových alkaloidů v konečném produktu fermentace, je intenzifikace extrakČních a isolačních procesů, která se projeví dalším snížením nákladů na výrobu konečného produktu. Další výhodou je možnost využití změn spektra alkaloidů k získání potřebného množství těch alkaloidů, které jsou stávajícími produkčními kmeny, produkovány pouze v minoritním množství, popřípadě využiti těchto změn k optimalizaci spektra alkaloidů z hlediska finálního produktu (produktů). Další výhodou je stabilizující vliv přídavku látek modifikujících buněčné lipidy na výtěžnost fermentace s nestandardním průběhem (například nízká životaschopnost nebo suboptimální množství inokula a podobně).
Způsob fermentační výroby námelových alkaloidů s modifikací buněčných lipidů je doložen následujícími příklady provedeni, aniž by jimi byl předmět vynálezu jakkoli omezen.
Příklad 1
Produkční kmen Claviceps purpurea 59 (čs. autorské osvědčení č. 252 603) se naočkuje do inokulačního média obsahujícího v 1 litru 100 g sacharosy, 10 g asparaginu,
0,1 g L-cysteinu, 0,1 g kvasničného extraktu, 0,25 g KHgPO^, 0,03 g MgS0^.7H20, 0,02 g ZnS0^.7H20, 1 g Ca(N0.j)2.4H20, rozpuštěných ve vodě, o pH 5i5, rozplněného po 60 ml ve 300 ml Erlenmayerových baňkách. Každá baňka se naočkuje množstvím 5x10? konidií uvedeného kmene. Baňky se inkubují 10 dnů. při 26 °C na rotační třepačce (4 ot./s., excetr 55 mm). Roztok 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionátu sodného se připraví rozpuštěním volné kyseliny v ekvivalentním množství 2N NaOH a úpravou pH roztoku pomocí HC1 na hodnotu 8,0. Tento roztok se vysterilizuje filtrací přes sterilní sintrový filtr S5 a přidá se v množství 20 mg účinné látky na 1 litr k produkčnímu médiu, obsahujícími v 1 litru 100 g sacharosy, 16,8 g kyseliny citrónové, 10 g (NH^ÍgSO^, 0,25 g KHgPO^, 0,25 g MgSO^. .7H2O, 0,15 g ZnS04.7H20, 0,02 g FeS04.7H20, 0,12 g KC1, 1,2 g CaCl2 o pH 5,5. Takto připravené médium, rozplněné po 60 ml ve 300 ml Erlenmayerových baňkách se zaočkuje 8 % obj. submersních inokula a kultivuje se za shodných podmínek jako inokulum po dobu 21 dnů. V produkčním médiu bez přídavku 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionátu sodného probíhá paralelní kultivace jako kontrola. Během kultivace se mění složení buněčných lipidů (stanoveni podle V. Křen et al., FEMS Microbiol. Lett. 22, 359, 1985) a dochází k podstatnému zvýšení produkce klavinových alkaloidů a změnám jejich spektra oproti kontrole. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.
Příklad 2
Produkční kmen Claviceps purpurea 59 se kultivuje postupem podle příkladu 1 s tím rozdílem, že do média se přidá DL 2-,(4-chlorfenoxy)propionát sodný v koncentraci 100 mg/1. Výsledné změny ve složení buněčných lipidů a v produkci alkaloidů jsou uvedeny v tab. 2.
Příklad 3
Produkční kmen Claviceps purpurea EK 10 byl kultivován za podmínek shodných s příkladem 1 s tou výjimkou, že k produkčnímu médiu je 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionát sodný přidán do finální koncentrace 25 mg/1. Oproti kontrole došlo po 16 denní kultivaci ke zvýšení obsahu sumy alkaloidů ze 2 240 na 3 218 mg/1, po 20 denní kultivaci ke zvýšení
CSj'273 373 Bl ze 3 218 na 3900 mg/1 a ke změně poměru agroklavinu ku elymoklavinu z 19:81 na 30 : 68.
1··
Příklad 4
Produkční kmen Claviceps purpurea EK 10 byl kultivován za podmínek shodných s příkladem 1 o tou výjimkou, že k produkčnímu médiu byl 2-(2,4-dlchlorfenoxy)propionát sodný přidán do finální koncentrace 100 mg/1. Oproti kontrole došlo po 16 denní kultivaci ke zvýšení obsahu sumy alkaloidů z 2 240 na 2 902 mg/1, po 20 denní kultivaci ke zvýšení ze 3 218 na 3 401 mg/1 bez změny % zastoupení elymoklavinu.
Příklad 5
Inokulura produkčního kmeno Claviceps fusiformis W 1 se připraví postupem podle příkladu 1, V produkční fázi se jako kontrola použije produkční médium, připravené podle příkladu 1, bez přídavku účinné látky, zainokulované 8 % obj. inokula. Další varianty představuje produkční médium podle přikladu 1 s přídavkem 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionátu sodného v množství 0,20,50,100,150,200 a 300 mg/1, zainokulované 3,2 % obj. inokula, jako simulace nestandardního průběhu kultivace s oslabeným inokulem. Výsledná produkce alkaloidů po 19 denní kultivaci je uvedena v tabulce 3·
Příklad 6
Produkční kmen C. purpurea 59 se kultivuje za podmínek shodných s příkladem 1.
V produkční fázi se jako kontrola použije produkční médium bez přídavku účinných látek, modifikujících buněčné lipidy. Další varianty představuje produkční médium s přídavkem sodné soli 2,4-dichlorfenoxyoctové kyseliny v koncentraci 10, 25 a 50 mg/1 a s přídavkem sodné soli 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionové kyseliny v koncentraci 10, 25 a 50 mg/1. Výsledná produkce alkaloidů po 5, 11 a 20 denní kultivaci je uvedena v tabulce 4.
Příklod 7
Produkční kmen Claviceps paspali FA čs. autorské osvědčení č. 224 532 se kultivuje na povrchu ztuženého živného média, obsahujícího v 1 litru 10 g peptonu, 40 g glukosy, g sladového extraktu, 20 g agaru, rozpuštěných ve vodě, po dobu 28 dnů při 24 °C. Narostlé myoelium se setře <Jo 90 ml sterilního média shodného složení s výjimkou agaru, ve varné baňce 500 ml, a kultivuje se 4 dny při 24 °C na rotační třepačce /3,7 ot/s, excentr 70 mm/. Mycelium z baňky se za sterilních podmínek zbaví fermentační tekutiny odsátím na porcelánovém filtru s filtrační vložkou Sohleicher Schuell č. 5393 a promyje se 100 ml destilované vody. Mycelium se suspenduje v 80 ml destilované vody a homogenizuje se přístrojem Ultra-Turrax po dobu 5 s. 6 % obj. této suspenze se naočkuje produkční ní médium, obsahující v 1 litru 30 g raanitolu, 30 g kyseliny jantarové, 30 g propylengiykolu, I g K2HP04, 0,5 g MgS04<7H20, 0,03 g Cb/N03/2.4H20, 0,01 g MnS04.4H20, a 0,1 g NnNOp o hodnotě pH 5,2. Postupem dle příkladu 1 se připraví roztok sodné soli řié-dlchloi-fonoxyoctové kyseliny a přidá se k produkčnímu médiu do konečné koncontrnco 45 mg/1. Produkční médium je rozplněno po 80 ml v 500 ml varných baňkách. Kultivace produkční fáze probíhá při 23 °C na rotační třepačce /4 ot./s , excentr 55 min/ po dobu 16 dnů. V produkčním médiu bez přídavku 2,4-diehlorfenoxyoctunu sodného proběhla.paralelní kultivace jako kontrola. Oproti kontrole došlo ke zvýšení obsahu isomerů hydroxycthylamidu kyseliny lysergovó z 1 008 na 1 300 rag.l-'.
Příklad 8
Produkční kmen Claviceps purpurea CCM F-725 /čs. autorské osvědčení č. 202 613,
Č3? autorské osvědčení č. 22 2391/ se kultivuje na povrchu ztuženého živného média o
Q složení podle příkladu 1. Narostlé konidie se v množství 2.10 přenesou do 80 ml inokulačního média ve 300 ml Erlenmayerově baňce. Inokulační médium obsahuje v 1 litru 50 g sacharózy, 20 g kukuřičného extraktu a 1 g KH2P04, rozpuštěných ve vodě, hodnota pH 6,2. Naočkované baňky se inkubují 48 hodin při 24 °C na rotační třepačce /4 ot./s , excentr 55 mm/. Množstvím 0,5 % obj. tohoto submersního inokula se naočkuje produkční
CS 273 373 Bl živné médium, obsahující v 1 1 300 g sacharozy, 4 g kvasničného extraktu, 10 g terč.
citronnnu amonného, 1 g MgS0^.7H20, 1,44 g Ca /NOy2.4HgO, 0,4 g KHgPO^, 0,2 g L-isoleucinu, 0,045 g 2-/2,4-dichlorfenoxy/propionátu sodného a 0,06 g 2,4-dichlorfenoxyoctnnu sodného, rozpuštěných ve vodě, hodnota pK 6,2. Produkční médium bylo rozplnčno « po 40 ml do 200 ml Blackeových · baněk. Kultivace probíhala stacionárně po dobu 2, dnů při 24 °C. V produkčním médiu bez přídavku lipidy modifikujících látek probíhala paralelní kultivace jako kontrola. Narostlé mycelium u kontroly obsahuje po ukončení kultivace sumu peptidlckých alkaloidů 0,86 % hmot., poměr ergokryptinů ku'.érflOkornlnu 2:1, poměrοζ /2) -ergokryptinu =1:1. Při přídavku uvedených množství 2-/2,4-dichlorfunoxy/propionátu sodného a 2,4-dlchlorfonoxyoclnnu sodného oboohujo tnycoliuin sumu pop lidických alkaloidů 1,08 o hmot., poinčr ergokryptlrlyiergokornin * 2,7;1, poměr C< :/3 -ergokryptinu = 1:3,5·
Tabulka 1 a 2
Vliv DL 2-(4-chlorfenoxy)propionátu na.složení buněčných mastných kyselin a produkci námelových alkaloidů kmenem Claviceps purpurea 59 θ H
Varianta I Mastné kyseliny Index nenasycenosti Anisotropie Biomasa (% celk.mast.kys.) mast. kys. membrán (g/1)
16:0 18:2 18:1 18:0
Kontrola 26.3 35.8 28.0 9.7 1,006 0.200 22,7
Přídavek mg/1 úč. látky 22,9 44.8 20.0 7.1 1.105 0.182 15.3
Varianta 2 alkaloidy0 celkové A E C CA (mg/1) - .(%)
Kontrola 3 728 18 24 24 33
Přídavek mg/1 úč. látky 6 500 .10 16 55 21 astanoveny jako methylestery z celkového zmýdelnitelného podílu buněčných lipidů ^měřeno pomocí fluorescenční sondy trimethylamonium 1,3,6-difenylhexatrien CA - agroklavin, E - elymoklavin, C - chanoklavín-I, CA - chanoklavin-I-aldehyd
Tabulka 3
Vliv 2-(4-chlorfenoxy)propionátu sodného na produkci alkaloidů v nestandardní (oslabené) kultivaci C. fusioformis W1 po 19 dnech Varianta Produkce alkaloidů ’ (mg/1)
Kontrola s 8 % inokula 2 358
Kontrola s
3-2 % inokula (oslabená) 1.685
CS 273 373 B1
| Přídavek účinné látky (rag/1) k oslabené kultuře | ||
| 20 | 2 | no |
| 50 | 2 | Π5 |
| 100 | 2 | 673 |
| 1 50 | 2 | 411 |
| 200 | 2 | 347 |
| 300 | 2 | 037 |
Tabulka 4
Vliv 2,4-dichlorfenoxyacetátu sodného (DCA) a 2-(2,4-dichlorfenoxy)propionátu sodného (DCP) na produkci námelových alkaloidů kmenem C, purpurea 59 .
Varianta produkce námelových alkaloidů (mg/i)
| 5. den | 11. den | 20. den | |
| Kontrola | 728 | 2 654 | 7 030 |
| Přídavek DCA | |||
| 10 mg/1 | 841 | 4 246 | 10 246 |
| 25 mg/1 | 813 | 4 506 | 9 797 |
| 50 mg/1 | 852 | 4 499 | 11 176 |
| Přídavek DCP | |||
| 10 mg/1 | 865 | 4 010 | 9 601 |
| 25 mg/1 | nestanoveno | 3 946 | 9 715 |
| 50 mg/1 | 924 | 3 901 | 9 397 |
| PŘEDMĚT | VYNÁLEZU |
Claims (2)
1. Způsob fermentoční výroby námelových alkaloidů s modifikací buněčných lipidů, vyznačující se tím, že v produkční a/nebo inokulační fázi fermentačního procesu se nu produkční kmen houbyClaviceps působí mono- a/nebo dichlorfenoxyalkanovými kyselinami n/ncbo jejich deriváty obecného vzorce I.
kde R. je /-CH0-/ nebo /-CH-/ nebo /-C-/ nebo /-CH„-CHO-/ , 1 2 i i 22 CH3 ?.H3 nebo /-/CHg/^-/
Rj je -H nebo -CgH^ nebo -NH,,
CS 273 373 B1
Rj je -Cl nebo -H za předpokladu, že R^ je Cl a
R^ je -Cl nebo -H za předpokladu, že R^ je Cl, buá samostatnými, nebo ve směsi a to v koncentraci 5 až 300 mg/1 Živného média.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že účinná látka a/nebo účinné látky jsou do živného média přidány na počátku a/nebo v průběhu produkční a/nebo inokulační fáze fermentačního postupu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS458088A CS273373B1 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS458088A CS273373B1 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS458088A1 CS458088A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273373B1 true CS273373B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5388903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS458088A CS273373B1 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273373B1 (cs) |
-
1988
- 1988-06-28 CS CS458088A patent/CS273373B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS458088A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0521104B1 (en) | method for the production of eicosapentaenoic acids | |
| EP2559753B1 (en) | Microorganism having enhanced L-valine productivity and method for producing L-valine using the same | |
| US20090263889A1 (en) | Method For Increasing Yield of Biomass of and/or Components of Biomass From Marine Microorganisms | |
| CA2163278A1 (en) | Method for production of arachidonic acid | |
| US20250230475A1 (en) | Microbial oil containing dha at sn-2 position and use thereof | |
| WO2014200126A1 (ko) | Ｌ-이소루신을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 ｌ-이소루신 제조방법 | |
| WO2017034343A1 (ko) | Ｌ-류신 생산능을 가지는 미생물 및 이를 이용한 ｌ-류신의 제조방법 | |
| KR100653107B1 (ko) | 불포화 지방산 또는 이를 함유하는 지질의 제조방법 | |
| KR101875502B1 (ko) | ｐＨ－스탯 방식의 유가식 배양을 이용한 바실러스 서브틸리스 균주로부터 비타민 Ｋ２의 생산방법 | |
| Hiruta et al. | Optimization and scale-up of γ-linolenic acid production by Mortierella ramanniana MM 15-1, a high γ-linolenic acid producing mutant | |
| CN113508866A (zh) | 一种灵芝功能性饲料添加剂的生产方法 | |
| CN109112122B (zh) | 一种酪氨酸酚裂解酶发酵过程中的诱导表达方法 | |
| JPS603830B2 (ja) | インビトロでの植物細胞の培養法 | |
| NO316517B1 (no) | Forbindelser med inhiberende aktivitet for lipidmetabolisme samt fremgangsmåte ved fremstilling derav | |
| US4004978A (en) | Microbiological reduction of zearalenone and related compounds | |
| CS273373B1 (en) | Method of ergot alkaloids' fermentation production with modification of cellular lipids | |
| Marero et al. | Effect of fungal elicitation on indirubin production from a suspension culture of Polygonum tinctorium | |
| CN117327747B (zh) | 采用微生物发酵生产d-泛酸的方法 | |
| CZ283141B6 (cs) | Způsob výroby převážně jednoho z enanciomerů opticky aktivních arylalkanových kyselin | |
| CN118028406A (zh) | 一种变温发酵提高纳他霉素产量的方法 | |
| CA1141313A (en) | Process for the selective side chain degradation of steroid compounds and for the preparation of defective mutants of microorganisms suitable therefor and also new strains of microorganisms (ii) | |
| RU2322491C1 (ru) | Штамм lecanicillium sp. 347а - продуцент комплекса биологически активных соединений | |
| Inoue et al. | Role of glutathione peroxidase against oxidative stress in yeast: phenotypic character of lipid hydroperoxide-sensitive mutants derived from Hansenula mrakii | |
| EP3937931B1 (en) | Macrocycles with antioxidant and neuroprotective activities | |
| JP2002159290A (ja) | 新規リパーゼおよびその製造方法 |