CZ307082B6 - Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen - Google Patents

Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen Download PDF

Info

Publication number
CZ307082B6
CZ307082B6 CZ2016-482A CZ2016482A CZ307082B6 CZ 307082 B6 CZ307082 B6 CZ 307082B6 CZ 2016482 A CZ2016482 A CZ 2016482A CZ 307082 B6 CZ307082 B6 CZ 307082B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
codeine
raoultella
diclofenac
ketoprofen
ibuprofen
Prior art date
Application number
CZ2016-482A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2016482A3 (en
Inventor
Andrea Palyzová
Jiří Zahradník
Eva Kyslíková
Helena Marešová
Pavel Kyslík
Original Assignee
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. filed Critical Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
Priority to CZ2016-482A priority Critical patent/CZ307082B6/en
Publication of CZ2016482A3 publication Critical patent/CZ2016482A3/en
Publication of CZ307082B6 publication Critical patent/CZ307082B6/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Mikroorganismus Raoultella je schopný degradovat morfinové deriváty nebo metabolizovat účinné látky nesteroidních antiflogistik, léčiv masivně používaných ve veterinární i klinické praxi, které představují polutanty zejména povrchových vod: diklofenak, ibuprofen, ketoprofen a kodein. Předložené řešení se dále týká použiti konkrétního kmene mikroorganismu Raoultella sp. KDF8 pro bioremediaci perzistentních polutantů životního prostředí odvozených od farmaceutických aktivních látek, způsobu přípravy biomasy kmene mikroorganismu Raoultella sp. KDF8 a jejího využití pro bioremediace povrchových vod a zdrojů pitné vodyRaoultella is able to degrade morphine derivatives or metabolize the active ingredients non-steroidal anti-inflammatory drugs, drugs massively used in veterinary and clinical practice, which are pollutants especially surface waters: diclofenac, ibuprofen, ketoprofen and codeine. The present solution is further concerned using a particular strain of Raoultella sp. KDF8 for bioremediation of persistent pollutants pharmaceuticals active substances, a method for preparing the strain biomass of the microorganism Raoultella sp. KDF8 and its use for bioremediation of surface water and drinking water sources

Description

Kmen mikroorganismu Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degradující aktivní farmaceutické látky ze skupiny: diklofenak, kodein, ibuprofen a ketoprofenMicroorganism strain Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical substances from the group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen

Oblast technikyTechnical field

Mikroorganismu Raoultella schopný degradovat morfmové deriváty nebo metabolizovat účinné látky nesteroidních antiflogistik, především kodein, diklofenak, ibuprofen a ketoprofen.Raoultella microorganism capable of degrading morphine derivatives or metabolizing the active substances of non-steroidal anti-inflammatory drugs, in particular codeine, diclofenac, ibuprofen and ketoprofen.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Léčiva masivně používaná ve veterinární i klinické praxi představují vážnou hrozbu pro životní prostředí, protože jejich aktivní látky se mohou akumulovat v životním prostředí v podobě perzistentních polutantů. Patří mezi ně např. přírodní alkaloidy jako kodein (Kod), morfin a thebain, které jsou produkovány mákem setým (Papaver somniferum), xenobiotikum diklofenak (DF), který je aktivní farmaceutickou látkou (API) v léčivech jako jsou nesteroidní antiflogistika (Voltaren, Olfen, Dolmina atd.). Dalšími účinnými látkami vyskytujícími se v prostředí jako polutanty, nejvíce v odpadních vodách, a kvůli nedostatečnému odbourávání následně i vodních tocích a půdách, jsou ibuprofen (IBU) a ketoprofen (KTP). I tyto látky patří mezi API nesteroidních antiflogistik - tedy protizánětlivých léků, a do životního prostředí se dostávají skrze léčiva. Požadavek účinné a šetrné likvidace takových polutantů ze životního prostředí je podložen zařazováním těchto látek na seznamy nežádoucích polutantů, které je nutné monitorovat. Mikrobiální transformace Kod byla popsána u plísňových i bakteriálních kmenů (Tsuda, K.,1964,1.A.M. Symposium on Microbiology No. 6, University of Tokio, Tokyo, Japan). Konverze morfinu byla popsána u mikroorganismu Arthrobacter sp. (Liras, P. a Umbreit, W.W., 1975, Appl. Microbiol. 30, 262-266), Pseudomonas testosteroni (Liras et al., 1975, Appl. Microbiol. 30, 650-656), Bacillus sp. (Madhyasta a Ready, 1994, J, Chem. Soc. Perkin Trans. 1(8),911-912) a Rhizobium radiobacter (KYSLÍKOVÁ, Eva, et al. Biotransformation of codeine to 14-OH-codeine derivatives by Rhizobium radiobacter R89-1. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2013, 87: 1-5.), který je schopen hydroxylovat kodein na 14-OH-kodein a 14-OH-kodeinon, ale pouze na komplexním LB médiu, jehož živiny využívá jako zdroj energie a uhlíku. Dochází zde tedy pouze k přeměně kodeinu na jiné farmaceuticky aktivní látky, ne k jeho degradaci a odbourávání.Drugs widely used in veterinary and clinical practice pose a serious threat to the environment because their active substances can accumulate in the environment in the form of persistent pollutants. These include, for example, natural alkaloids such as codeine (Kod), morphine and thebaine, which are produced by poppy (Papaver somniferum), xenobiotics diclofenac (DF), which is an active pharmaceutical ingredient (API) in drugs such as non-steroidal anti-inflammatory drugs (Voltaren, Olfen, Dolmina, etc.). Ibuprofen (IBU) and ketoprofen (KTP) are other active substances found in the environment as pollutants, most of all in wastewater, and due to insufficient degradation of subsequently watercourses and soils. These substances are also among the APIs of non-steroidal anti-inflammatory drugs - ie anti-inflammatory drugs, and enter the environment through drugs. The need for effective and gentle disposal of such pollutants from the environment is based on the inclusion of these pollutants in the lists of undesirable pollutants that need to be monitored. Microbial transformation Kod has been described in both fungal and bacterial strains (Tsuda, K., 1964, Symposium on Microbiology No. 6, University of Tokyo, Tokyo, Japan). Morphine conversion has been described in Arthrobacter sp. (Liras, P. and Umbreit, W. W., 1975, Appl. Microbiol. 30, 262-266), Pseudomonas testosteroni (Liras et al., 1975, Appl. Microbiol. 30, 650-656), Bacillus sp. (Madhyasta and Ready, 1994, J, Chem. Soc. Perkin Trans. 1 (8), 911-912) and Rhizobium radiobacter (KYSLÍKOVÁ, Eva, et al. Biotransformation of 14-OH-codeine derivatives by Rhizobium radiobacter R89 Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2013, 87: 1-5.), Which is capable of hydroxylating codeine to 14-OH-codeine and 14-OH-codeinone, but only on a complex LB medium whose nutrients it uses as source of energy and carbon. Thus, only the codeine is converted to other pharmaceutically active substances, not degraded and degraded.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Bylo zjištěno, že mikroorganismy rodu Raoultella mají schopnost degradovat účinné farmaceuticky aktivní látky. Přítomnost bakterií tohoto rodu byla mapována v čističkách odpadních vod a po bližším zkoumání se projevila schopnost těchto bakterií odbourávat účinné látky dostávající se do čistíren odpadních vod jako perzistentní polutanty.It has been found that microorganisms of the genus Raoultella have the ability to degrade active pharmaceutically active substances. The presence of bacteria of this genus has been mapped in sewage treatment plants and, on closer inspection, has shown the ability of these bacteria to degrade active substances entering sewage treatment plants as persistent pollutants.

Nový kmen mikroorganismu Raoultella sp. KDF8, který je na rozdíl od Rhizobium radiobacter schopen využít jako zdroj uhlíku a účinně metabolizovat rozpuštěné látky kodein, diklofenak, ibuprofen a ketoprofen i v minerálním médiu. Původní kmen byl nejprve vybrán screeningem zvíce než 300 půdních izolátů získaných ze zeminy kompostu obsahující odumřelé části rostlin máku setého. Po cílené chemické mutagenezi a další selekci byl vybrán kmen s nej lepšími schopnostmi degradovat kodein (látka 1) a diklofenak (látka 2). Tato schopnost nebyla dosud u bakterií rodu Raoultella popsána.A new strain of Raoultella sp. KDF8, which, unlike Rhizobium radiobacter, is able to utilize codeine, diclofenac, ibuprofen and ketoprofen also in mineral medium as a carbon source and efficiently metabolize solutes. The original strain was initially selected by screening more than 300 soil isolates derived from compost soil containing dead parts of poppy plants. After targeted chemical mutagenesis and further selection, the strain with the best ability to degrade codeine (substance 1) and diclofenac (substance 2) was selected. This ability has not been described in Raoultella.

- 1 CZ 307082 B6- 1 GB 307082 B6

Výhodné vlastnosti kmene Raoultella sp. KDF8 spočívají v jeho schopnosti účinně metabolizovat 5 širší spektrum rozpuštěných perzistujících polutantů (API) v přítomnosti nízkých koncentrací levného, energeticky chudého substrátu nebo vody ve formě zásobního roztoku API, využít tyto polutanty jako zdroj C a energie anebo tyto látky degradovat. Mikroorganismus v tomto fyziologickém stavu, tj. metabolizující rozpuštěnou API (v etanolu, methanolu, DMSO nebo vodě) je využit pro bioremediaci API přítomné ve vodném prostředí.Advantageous properties of Raoultella sp. KDF8 lies in its ability to efficiently metabolize the 5 wider spectrum of dissolved persistent pollutants (API) in the presence of low concentrations of cheap, energy-poor substrate or water in the form of API stock solution, utilizing these pollutants as a C source and energy or degrading them. The microorganism in this physiological state, i.e. metabolizing the dissolved API (in ethanol, methanol, DMSO or water), is utilized for the bioremediation of the API present in the aqueous environment.

Kmen Raoultella sp. KDF8 byl zařazen podle morfologických, růstových a biochemických vlastností, což později potvrdila i fylogenetická analýza 16S rDNA. Tento kmen je v současné době uložen v České sbírce mikroorganismů Masarykovy University v Brně, pod označením CCM 8678. Vlastnosti kmene jsou uvedeny v tabulce 1.Raoultella sp. KDF8 was classified according to morphological, growth and biochemical properties, which was later confirmed by phylogenetic analysis of 16S rDNA. This strain is currently deposited in the Czech Collection of Microorganisms at Masaryk University in Brno, under the designation CCM 8678. The strain properties are shown in Table 1.

Tab. 1 Morfologické a biochemické vlastnosti kmene Raoultella sp. KDF8Tab. 1 Morphological and biochemical properties of Raoultella sp. KDF8

Mikroskopie Microscopy Morfologie kolonií Morphology colonies Pozitivní biochemické testy Positive biochemical tests Negativní biochemické testy Negative biochemical tests gramnegativní ovoidní koky, kokotyčky, jednotlivě, ve shlucích Gram-negative ovoid cocci, tartlets, individually, in clusters Kulaté, hladké, lesklé, ploché, krémové, okraj souvislý Round, smooth, shiny, flat, creamy, border continuous Kataláza, kyselina z glukózy oxidativně, kyselina z glukózy fermentativně, plyn z glukózy, dekarboxylace lysinu, produkce indolu, Simmons citrát, ureáza, acetoin, malonát sodný, hydrolýza ONPG a eskulinu, kyselina z mannitolu, inositolu, adonitolu, celobiózy, ramnózy, sacharózy, sorbitolu threhalózy, rafinózy a melibiózy, růst při 37 °C, metylčerveňový test Catalase, oxidative glucose acid, fermentative glucose acid, glucose gas, lysine decarboxylation, indole production, Simmons citrate, urease, acetoin, sodium malonate, ONPG and escaulin hydrolysis, mannitol, inositol, adonitol, cellobiose, rhamnose, sucrose , sorbitol threhalose, raffinose and melibiosis, growth at 37 ° C, methyl red test Oxidáza, produkce sirovodíku, dekarboxylace omitinů, arginin dihydroláza, deaminace fenylalaninu, hydrolýza Tweenu 80, želatiny a DNA, kyselina z dulcitolu, pohyblivost Oxidase, hydrogen sulfide production, decarboxylation omitins, arginine dihydrolase, deamination of phenylalanine, hydrolysis of Tween 80, gelatin and DNA, dulcitol acid, motility

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obr. 1 Strukturní vzorek látky 1 - kodeinGiant. 1 Structural sample of substance 1 - codeine

Obr. 2 Strukturní vzorec látky 2 - diklofenakGiant. 2 Structural formula of 2 - diclofenac

Obr. 3 Strukturní vzorek látky 3 - 4-hydroxydiklofenakGiant. 3 Structural sample of 3 - 4-hydroxydiclofenac

Obr. 4 Strukturní vzorek látky 4 - 2,6-dichloroanilinGiant. 4 Structural sample of 4 - 2,6-dichloroaniline

Obr. 5 Strukturní vzorec látky 5 - ibuprofenGiant. 5 Structural formula of 5 - ibuprofen

Obr. 6 Strukturní vzorek látky 6 - ketoprofenGiant. 6 Structural sample of 6 - ketoprofen

Obr. 7 Chromatogram degradace diklofenakuGiant. 7 Diclofenac degradation chromatogram

Obr. 8 Chromatogram degradace kodeinuGiant. 8 Codeine degradation chromatogram

-2CZ 307082 B6-2GB 307082 B6

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Izolace kmenů degradujících kodein.Isolation of codeine degrading strains.

Přírodní izoláty byly získány ze zeminy kompostu obsahujícího odpady z výroby máku. 5 g zeminy bylo resuspendováno ve 100 ml LB média (složení viz Přehled použitých médií) a třepáno na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 24 h. Narostlá kultura na LB médiu byla naředěna v poměru 1:3 minerálním médiem BSB doplněným TE (Mg2+, Ca2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Cu2+ dle rozpisu v Přehledu použitých médií) a kodeinem (v koncentraci 1,0 g/1) a kultivována po dobu 24 h na rotační třepačce (200 ot/min , 28 °C). Poté byla suspenze znovu naředěna čerstvým minerálním BSBTE médiem v poměru 1:3 a za stejných kultivačních podmínek byla kultivace zopakována (24 h, 200 ot/min, 28 °C). Výsledná autochtonní kultura byla naředěna fyziologickým roztokem a vyseta na pevné půdy LB nebo BSB obsahující Kod v koncentraci 1,0 g/1. Jednotlivé morfologicky odlišné kolonie narostlé po 72 h při teplotě 28 °C, byly přeneseny na čerstvé Petriho misky s LB a BSB půdou obsahující Kod (1,0 g/1)· Každá z 300 získaných kolonií byla kultivováno v tekutém BSBTE médiu (složení viz Přehled použitých médií) doplněném Kod (1,0 g/1). 20 ml média ve lOOml kultivační baňce bylo inokulováno vždy jednou kolonií a baňky byly inkubovány na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 48 až 120 h. Z 300 testovaných kolonií kultivovaných v tekuté půdě BSBTE bylo získáno 5 izolátů, které byly za těchto podmínek schopné růstu, tedy vykazujících schopnost kometabolizovat Kod. Izoláty byly taxonomicky zařazeny podle íylogenetické analýzy genu kódujícího 16S rDNA jako Pseudomonas putida (4 izoláty) a Raoultella sp.Natural isolates were obtained from compost soil containing poppy waste. 5 g of soil was resuspended in 100 ml of LB medium (composition see List of used media) and shaken on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 24 h. The grown culture on LB medium was diluted 1: 3 mineral medium BSB supplemented with TE (Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Cu 2+ as described in the List of used media) and codeine (in concentration 1.0 g / 1) and cultured for 24 h on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C). Then, the suspension was re-diluted 1: 3 with fresh mineral BSBTE medium and the culture was repeated (24 h, 200 rpm, 28 ° C) under the same culture conditions. The resulting autochthon culture was diluted with saline and sown on LB or BSB solids containing Kod at 1.0 g / L. Individual morphologically different colonies, grown for 72 h at 28 ° C, were transferred to fresh Petri dishes with LB and BSB broth containing Kod (1.0 g / L). Each of the 300 colonies obtained was cultured in liquid BSBTE medium (composition see List of used media) supplemented with Kod (1.0 g / l). 20 ml medium in a 100 ml culture flask was inoculated with one colony each and the flasks were incubated on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 48 to 120 h. Five isolates were obtained from 300 test colonies cultivated in BSBTE liquid broth. which were able to grow under these conditions, thus showing the ability to cometabolize Kod. The isolates were taxonomically ranked according to the iylogenetic analysis of the gene encoding 16S rDNA as Pseudomonas putida (4 isolates) and Raoultella sp.

Příklad 2Example 2

Příprava kmene Raoultella sp. KDF8 pomocí cílené chemické mutagenezePreparation of Raoultella sp. KDF8 by targeted chemical mutagenesis

Kmenem Raoultella sp. KDF8 z příkladu 1 bylo inokulováno 20 ml LB média ve lOOml baňce. Kultura byla inkubována na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 48 h. V průběhu exponenciální fáze růstu (optická densita OD = 3) byla biomasa za sterilních podmínek oddělena od kultivačního média centrifugám' (10 000 x g, 15 min), buňky byly promyty fyziologickým roztokem, následně odstředěny (10 000 x g, 15 min) a resuspendovány v 0,lM fosfátovém pufru pH 7,5 v ekvivalentním objemu kultivačního média. Tato suspenze byla přidána k roztoku mutagenu N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidinu ve stejném pufru tak, aby směs obsahovala 108 buněk na ml směsi a 150 pg mutagenu na ml směsi. Směs byla při teplotě 15 °C míchána po dobu 60 minut a poté vyseta na LB agar. Po inkubaci misek při 28 °C po dobu 24 a 48 h byly získány monokoloniové izoláty mutantů. Bylo získáno 100 mutantních izolátů, které byly přeneseny na selektivní pevné půdy BSB s DF nebo Kod (1,0 g/1). Po 24 a 48 h byly jednotlivé narostlé monokoloniové izoláty zaočkovány do 20 ml BSBTE média doplněného DF nebo Kod v koncentracích 1,0 g/1. Kultury byly inkubovány při 28 °C na rotačním třepacím stroji (200 ot/min) po dobu 48 h. Poté byla ověřena degradace DF a Kod pomocí HPLC (viz příklad 3 a 4). Byl získán jediný monokoloniový izolát vykazující schopnost degradovat Kod a zároveň DF. Tento izolát byl označen jako Raoultella sp. KDF8.By Raoultella sp. KDF8 from Example 1 was inoculated with 20 ml LB medium in a 100 ml flask. The culture was incubated on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 48 h. During the exponential growth phase (OD = 3), the biomass was separated from the culture medium by centrifuges (10,000 xg) under sterile conditions, 15 min), the cells were washed with saline, then centrifuged (10,000 xg, 15 min) and resuspended in 0.1 M phosphate buffer pH 7.5 in an equivalent volume of culture medium. This suspension was added to a solution of the N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine mutagen in the same buffer so that the mixture contained 10 8 cells per ml of the mixture and 150 µg of the mutagen per ml of the mixture. The mixture was stirred at 15 ° C for 60 minutes and then plated on LB agar. After incubation of the plates at 28 ° C for 24 and 48 h, monocolonium mutant isolates were obtained. 100 mutant isolates were obtained, which were transferred to selective solid broth BSB with DF or Kod (1.0 g / L). After 24 and 48 h, the single grown monocolonate isolates were inoculated into 20 ml of BSBTE medium supplemented with DF or Kod at concentrations of 1.0 g / L. The cultures were incubated at 28 ° C on a rotary shaker (200 rpm) for 48 h. The degradation of DF and Kod by HPLC was then verified (see Examples 3 and 4). A single monocolonate isolate having both Kod and DF degradation properties was obtained. This isolate was designated Raoultella sp. KDF8.

Příklad 3Example 3

Degradace diklofenaku rostoucími buňkamiDegradation of diclofenac by growing cells

Kmen Raoultella sp. KDF8 byl kultivován ve dvou paralelách v tekutém BSBTE médiu doplněném sodnou solí DF (1,0 g/1, čistá látka 0,93 g/1). 20 ml média ve lOOml kultivační baňce byloRaoultella sp. KDF8 was cultured in two parallels in liquid BSBTE medium supplemented with DF sodium (1.0 g / L, 0.93 g / L pure). 20 ml of medium in a 100 ml culture flask was

-3CZ 307082 B6 inokulováno monokolonií z agarové misky a baňky byly inkubovány na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 72 h. Biomasa byla oddělena centrifugací a supernatant byl ze vzorků odebraných po 24 h, 48 h a 72 h kultivace zpracován následujícím způsobem: v ekvivalentním množství byl k supematantu přidán TBME (terc-butylmethylether) a směs byla extrahována po dobu 10 minut. Po odstředění (14 000 x g, 10 min) byla organická fáze použita pro kvantitativní stanovení diklofenaku (látka 2), jeho metabolitů 4-hydroxydiklofenaku (látka 3) a 2,6-dichloroanilinu (látka 4), ibuprofenu (látka 5) a ketoprofenu (látka 6) pomocí HPLC (obr. 7) za následujících podmínek:Inoculated with monocolony from an agar plate and the flasks were incubated on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 72 h. The biomass was separated by centrifugation and the supernatant was collected from the samples taken after 24 h, 48 h and 72 h. culture was treated as follows: TBME (tert-butyl methyl ether) was added to the supernatant in an equivalent amount and the mixture was extracted for 10 minutes. After centrifugation (14,000 xg, 10 min), the organic phase was used for the quantitative determination of diclofenac (compound 2), its metabolites 4-hydroxydiclofenac (compound 3) and 2,6-dichloroaniline (compound 4), ibuprofen (compound 5) and ketoprofen (compound 6) by HPLC (Fig. 7) under the following conditions:

Kolona: RPC18-Lichroprep WatersColumn: RPC18-Lichroprep Waters

Eluční směs: 70% MeOH : 30% voda MilliQ + kys. fosforečná (pH 3.0)Elution mixture: 70% MeOH: 30% water MilliQ + phosphoric acid (pH 3.0)

Průtok. 0,8 ml/minFlow. 0.8 ml / min

Nanášený objem: 0,01 mlApplication volume: 0.01 ml

Detekce při vlnové délce 214 a 275 nmDetection at 214 and 275 nm

Teplota kolony: 28 °CColumn temperature: 28 ° C

Čas analýzy: 20 minAnalysis time: 20 min

Retenční časy:Retention times:

Látka 2. diklofenak 11,2 min Látka 3. 4-hydroxydiklofenak 9,4 min Látka 4. 2,6-dichloroanilin 8,2 min Látka 5. Ibuprofen 9,8 min Látka 6. Ketoprofen 6,15 min2. diclofenac 11.2 min. 3. 4-hydroxydiclofenac 9.4 min. 4. 2,6-dichloroaniline 8.2 min. 5. Ibuprofen 9.8 min. 6. Ketoprofen 6.15 min.

látka 1substance 1

Tento kmen vykazoval v obou vzorcích 100% degradaci diklofenaku rozpuštěného v médiu bez detekce metabolitů (vzorce látky 3 a látky 4) popsaných při degradaci diklofenaku v literatuře. Zbytkovou koncentraci diklofenaku v jednotlivých vzorcích v závislosti na době kultivace dokumentuje tabulka 2.This strain showed 100% degradation of diclofenac dissolved in the medium in both samples without detection of the metabolites (Formula 3 and Formula 4) described in the literature for the degradation of diclofenac. The residual concentration of diclofenac in the individual samples as a function of culture time is documented in Table 2.

-4CZ 307082 B6-4GB 307082 B6

Tab. 2 Stanovení zbytkové koncentrace diklofenaku u izolátu Raoultella sp. KDF8 na HPLCTab. 2 Determination of residual diclofenac concentration in Raoultella sp. KDF8 on HPLC

Doba kultivace Time of cultivation 24 hodin 24 hours 48 hodin 48 hours 72 hodin 72 hours Zbytková koncentrace DF Residual DF concentration 50 mg/1 50 mg / l 0 0 0 0

Příklad 4Example 4

Degradace kodeinu rostoucími buňkamiDegradation of codeine by growing cells

Kmen Raoultella sp. KDF8 byl kultivován ve dvou paralelách v tekutém BSBTE médiu doplněío ném kodein sulfátem (čistá látka - Kod 1,0 g/1). 20 ml média ve lOOml kultivační baňce bylo inokulováno monokolonií z agarové misky a baňky byly inkubovány na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 72 h. Biomasa byla oddělena centrifugací a supematant byl ze vzorků odebraných po 24 h, 48 h a 72 h kultivace zpracován následujícím způsobem: v ekvivalentním množství byl k supernatantu přidán TBME a 0,1 ml NH4OH a směs byla extrahována třepáním po dobu 20 minut při laboratorní teplotě. Po odstředění (12 000 x g, 10 min) byla organická fáze použita pro kvantitativní stanovení Kodeinu (látka 1) a jeho metabolitů pomocí HPLC (obr. 8) za následujících podmínek:Raoultella sp. KDF8 was cultured in two parallel in liquid BSBTE medium supplemented with codeine sulfate (pure - Kod 1.0 g / L). 20 ml of medium in a 100 ml culture flask was inoculated with monocolonium from an agar plate and the flasks were incubated on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 72 h. 48 h and 72 h of culture were treated as follows: TBME and 0.1 ml NH 4 OH were added to the supernatant in an equivalent amount and the mixture was extracted by shaking for 20 minutes at room temperature. After centrifugation (12,000 xg, 10 min), the organic phase was used for quantitative determination of Codeine (Compound 1) and its metabolites by HPLC (Figure 8) under the following conditions:

Kolona: RPC 18-Lichroprep WatersColumn: RPC 18-Lichroprep Waters

Eluční směs: voda MilliQ + 0,1% TFA : MeOH (4:1 V/V), pH 3,0 (úprava 25% NH4OH)Elution mixture: MilliQ water + 0.1% TFA: MeOH (4: 1 V / V), pH 3.0 (25% NH 4 OH adjustment)

Průtok: 1,0 ml/minFlow rate: 1.0 mL / min

Nanášený objem: 0,05 ml Detekce při vlnové délce 220 a 214 nm Teplota kolony: 40 °C Čas analýzy: 10 minApplication volume: 0.05 ml Detection at 220 and 214 nm Column temperature: 40 ° C Analysis time: 10 min

Retenční časy: Látka 1. Kodein 4,7 minRetention times: Fabric 1. Codeine 4.7 min

Tento kmen vykazoval v testovaných vzorcích 22 až 30% degradaci kodeinu. Zbytkovou koncentraci kodeinu v jednotlivých vzorcích dokumentuje tabulka 3.This strain showed 22-30% degradation of codeine in the samples tested. The residual codeine concentration in each sample is documented in Table 3.

Tab. 3 Stanovení zbytkové koncentrace kodeinu u izolátu Raoultella sp. KDF8 na HPLCTab. 3 Determination of residual codeine concentration in Raoultella sp. KDF8 on HPLC

Doba kultivace Time of cultivation 24 hodin 24 hours 48 hodin 48 hours 72 hodin 72 hours Zbytková koncentrace Kod Residual concentration Kod 780 mg 780 mg 750 mg 750 mg 700 mg 700 mg

Příklad 5Example 5

Růstové vlastnosti kmene Raoultella KDF8 na komplexním médiu LB a definovaných médiích BSB a M9 doplněných různými zdroji uhlíku a energieGrowth properties of Raoultella KDF8 strain on complex LB medium and defined BSB and M9 mediums supplemented by various carbon and energy sources

Výběr média vhodného pro růst i degradaci probíhal v třepaných jednorázových kultivacích v objemu 20 ml ve lOOml baňkách. Složení jednotlivých médií je ukázáno v Přehledu použitých médií. Narostlý izolát kmene Raoultella sp. KDF8 na LB médiu byl použit pro přípravu inokulační kultury, která byla kultivována ve 100 ml LB v 500ml baňkách po dobu 24 h, při teplotěThe selection of medium suitable for growth and degradation was carried out in shaking, single-shot cultures in a volume of 20 ml in 100 ml flasks. The composition of each media is shown in the Media Overview. Overgrown isolate of Raoultella sp. KDF8 on LB medium was used to prepare an inoculation culture that was cultured in 100 ml LB in 500 ml flasks for 24 h at temperature

-5CZ 307082 B6 °C a 200 ot/min. Takto připravenou inokulační kulturou byly 2 % zaočkována testovaná média (20 ml) ve lOOml baňkách. Kultury byly inkubovány na třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 48 h. Tabulka 4 dokumentuje vliv jednotlivých médií na růst kultury Raoultella sp. KDF8.-5 ° 307082 B6 ° C and 200 rpm. The inoculation culture thus prepared was seeded with 2% test media (20 ml) in 100 ml flasks. The cultures were incubated on a shaker (200 rpm, 28 ° C) for 48 h. Table 4 illustrates the effect of individual media on the growth of Raoultella sp. KDF8.

Tab. 4 Vliv typu média doplněného různými zdroji uhlíku na nárůst (OD6oo) kultury Raoultella sp. KDF8 (28 °C, 48 h, 200 ot/min)Tab. 4 Effect of media type supplemented by different carbon sources on the growth (OD 6 oo) of Raoultella sp. KDF8 (28 ° C, 48h, 200rpm)

Typ média Media type Substrát Substrate Koncentrace substrátu (g/1) Substrate concentration (g / l) ODgoo ODgoo Konečné pH Final pH Růstová rychlost (h’1)Growth rate (h ' 1 ) M9 M9 diklofenak diclofenac 0,93 0.93 3,07 3.07 5,2 5.2 0,06 0.06 M9 M9 kodein codeine 1,0 1.0 0,238 0.238 6,8 6.8 0,003 0.003 BSBTE BSBTE diklofenak diclofenac 0,93 0.93 4,42 4.42 4,7 4.7 0,09 0.09 BSBTE BSBTE kodein codeine 1,0 1.0 0,333 0.333 6,6 6.6 0,005 0.005 BSBTE’ BSBTE ’ glycerol glycerol 2,0 2.0 1,86 1.86 3,89 3.89 0,34 0.34 kodein codeine 1,0 1.0 2,4 2.4 3,8 3.8 0,03 0.03 BSBTE BSBTE glycerol glycerol 2,0 2.0 1,9 1.9 3,5 3.5 0,31 0.31 BSBTE BSBTE kvasničný extrakt yeast extract 10,0 10.0 5,5 5.5 7,8 7.8 0,41 0.41 BSBTE BSBTE kaseinový hydrolyzát casein hydrolyzate 10,0 10.0 5,6 5.6 7,6 7.6 0,35 0.35 LB LB kvasničný extrakt yeast extract 5,0 5.0 6,8 6.8 8,1 8.1 1,0 1.0 trypton trypton 10,0 10.0

ío dvoufázová kultivace: kodein (1,0 g/1) byl přidán do kultury po utilizaci glycerolu (2,0 g/1).biphasic culture: codeine (1.0 g / l) was added to the culture after glycerol utilization (2.0 g / l).

Příklad 6Example 6

Vliv počáteční koncentrace kodeinu na jeho utilizaci rostoucí kulturou Raoultella sp. KDF8Effect of initial codeine concentration on its utilization by growing culture of Raoultella sp. KDF8

Na základě výsledků uvedených v tab. 4 bylo pro další optimalizaci vybráno minerální médium BSBTE. Kultivace probíhaly v třepaných jednorázových kultivacích - 20 ml média ve 1 OOml baňkách. Inokulační kultura kmene Raoultella sp. KDF8, narostlého na LB agaru, byla připrave20 na ve 100 ml LB média při teplotě 28 °C a 200 ot/min, po dobu 24 h. Vliv počáteční koncentrace kodeinu na růst kmene byl testován ve 20 ml BSBTE média doplněném různými koncentracemi kodeinu, inokulovanými 2 % kulturou narostlou v LB médiu. Kultivace probíhala při třepání 200 ot/min, 28 °C po dobu 120 hodin. Výsledky kultivačních analýz jsou uvedeny v tab. 5.Based on the results shown in Tab. 4, the BSBTE mineral medium was selected for further optimization. Cultivations were carried out in shaken, single cultures - 20 ml medium in 10 ml flasks. Inoculation culture of Raoultella sp. KDF8, grown on LB agar, was prepared 20 in 100 ml LB medium at 28 ° C and 200 rpm for 24 h. The effect of initial codeine concentration on strain growth was tested in 20 ml BSBTE medium supplemented with different codeine concentrations, inoculated 2% culture grown in LB medium. Cultivation was performed with shaking at 200 rpm, 28 ° C for 120 hours. The results of the culture analyzes are shown in Tab. 5.

Tab. 5 Koncentrační efekt kodeinu na nárůst biomasy v kulturách Raoultella sp. KDF8 (200 ot/min, 28 °C, 120 h)Tab. 5 Concentration effect of codeine on biomass growth in cultures of Raoultella sp. KDF8 (200 rpm, 28 ° C, 120h)

Zdroj uhlíku Carbon source Koncentrace (g/1) Concentration (g / 1) θθόοο θθόοο pH pH Kodein Codeine 0,5 0.5 0,150 0.150 6,9 6.9 1,0 1.0 0,369 0.369 6,6 6.6 1,5 1.5 0,289 0.289 6,8 6.8 2,0 2.0 0,125 0.125 7,0 7.0

-6CZ 307082 B6-6GB 307082 B6

Příklad 7Example 7

Vliv počáteční koncentrace diklofenaku na jeho utilizaci rostoucí kulturou Raoultella sp. KDF8Effect of initial concentration of diclofenac on its utilization by growing culture of Raoultella sp. KDF8

Koncentrační efekt diklofenaku byl sledován za stejných podmínek jako v příkladu 6. Jednorázová kultivace - 20 ml média ve lOOml baňkách. Inokulační kultura kmene Raoultella sp. KDF8, narostlého na LB agaru, byla připravena ve 100 ml LB média pri teplotě 28 °C a 200 ot/min, po dobu 24 h. Vliv počáteční koncentrace diklofenaku na růst kmene byl testován ve 20 ml BSBTE médiu doplněném různými koncentracemi sodné soli DF, inokulovanými 2% kulturou narostlou v LB médiu. Kultivace probíhala pri třepání 200 ot/min, 28 °C po dobu 48 hodin, Vliv počáteční koncentrace diklofenaku na růst kmene je uveden v tab. 6.The concentration effect of diclofenac was monitored under the same conditions as in Example 6. Single culture - 20 ml medium in 100 ml flasks. Inoculation culture of Raoultella sp. KDF8, grown on LB agar, was prepared in 100 ml LB medium at 28 ° C and 200 rpm for 24 h. The effect of initial diclofenac concentration on strain growth was tested in 20 ml BSBTE medium supplemented with various concentrations of DF sodium salt , inoculated with a 2% culture grown in LB medium. The cultivation was carried out with shaking at 200 rpm, 28 ° C for 48 hours. 6.

Tab. 6 Koncentrační efekt diklofenaku na nárůst biomasy v kulturách Raoultella sp. KDF8 (200 ot/min, 28 °C, 48 h)Tab. 6 Concentration effect of diclofenac on biomass growth in cultures of Raoultella sp. KDF8 (200 rpm, 28 ° C, 48h)

Zdroj uhlíku Carbon source Koncentrace (g/1) Concentration (g / 1) ODůoo ODůoo PH PH Cdw* (mg/ml) Cdw * (mg / ml) DF DF 0,47 0.47 1,98 1.98 4,97 4.97 0,8 0.8 0,93 0.93 4,40 4.40 4,8 4.8 1,9 1.9 1,40 1.40 2,80 2.80 4,7 4.7 1,4 1.4 1,86 1.86 1,16 1.16 4,6 4.6 0,6 0.6

* hmotnost suché biomasy* dry biomass weight

Příklad 8Example 8

Vliv počáteční koncentrace diklofenaku na jeho biodegradací celobuněčným katalyzátorem Raoultella sp. KDF8Effect of initial concentration of diclofenac on its biodegradation by whole-cell catalyst Raoultella sp. KDF8

Biomasa z narostlé kultivace na LB médiu dle příkladu 5 byla oddělena centrifugací (12 000 x g, 10 min, 4 °C), promyta fyziologickým roztokem a resuspendována do BSBTE média tak, aby její výsledná koncentrace (vlhká hmotnost) byla 10 hmotn. %. Biodegradace DF probíhala ve lOOml kultivačních baňkách s 2,836 g vlhké biomasy a 25,524 ml BSBTE na rotačním stroji (200 ot/min a 28 °C) po dobu 72 h. Sodná sůl DF byla do reakční směsi přidána v čase t = 0 a její výchozí koncentrace byla 1,0 až 6,0 g/1. Procento degradace vypočítané a zprůměrované po měření odebraných vzorků supernatantu a biomasy pomocí HPLC dokumentuje tabulka 7. Procento degradace vypočítané po měření odebíraných vzorků supernatantu pomocí HPLC dokumentuje tabulka 8. Tabulky ukazují rozdíl v degradaci mezi vzorky supernatantu a směsnými vzorky supernatant + biomasa. V supernatantu, kde je diklofenak rozpuštěn, dochází ke 100% odbourávání.The grown culture on LB medium of Example 5 was collected by centrifugation (12,000 x g, 10 min, 4 ° C), washed with saline, and resuspended in BSBTE medium to a final concentration (wet weight) of 10 wt. %. Biodegradation of DF was performed in 100 ml culture flasks with 2.836 g wet biomass and 25.524 ml BSBTE on a rotary machine (200 rpm and 28 ° C) for 72 h. DF sodium salt was added to the reaction mixture at t = 0 and its starting point. the concentration was 1.0 to 6.0 g / L. The degradation percentage calculated and averaged after the measurement of the supernatant and biomass samples by HPLC is shown in Table 7. The degradation percentage calculated after the supernatant samples were measured by HPLC is shown in Table 8. The tables show the difference in degradation between the supernatant samples and the supernatant + biomass pooled samples. In the supernatant, where diclofenac is dissolved, 100% degradation occurs.

Tab. 7 Časový průběh degradace diklofenaku 10% suspenzí Raoultella sp. KDF8Tab. 7 Time course of diclofenac degradation with 10% suspension of Raoultella sp. KDF8

počáteční koncentrace DF (g/1) initial concentration of DF (g / l) biodegradace (%) biodegradation (%) 24 h 24 h 48 h 48 h 72 h 72 h 0,93 0.93 91 91 94 94 95 95 1,86 1.86 87 87 93 93 98 98 2,79 2.79 67 67 71 71 75 75 3,72 3.72 47 47 65 65 75 75 5,58 5.58 55 55 63 63 70 70

-7CZ 307082 B6-7EN 307082 B6

Tab. 8 Časový průběh degradace diklofenaku v supernatantu 10% suspenzí Raoultella sp. KDF8Tab. 8 Time course of diclofenac degradation in the supernatant of a 10% suspension of Raoultella sp. KDF8

počáteční koncentrace DF (g/1) initial concentration of DF (g / l) biodegradace (%) biodegradation (%) 24 h 24 h 48 h 48 h 72 h 72 h 1,0 1.0 99 99 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 2,0 2.0 99 99 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 3,0 3.0 99 99 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! 4,0 4.0 97 97 99 99 100 100 ALIGN! 6,0 6.0 11 11 41 41 67 67

Příklad 9Example 9

Vliv počáteční koncentrace kodeinu na jeho biodegradací celobuněčným katalyzátorem Raoultella sp. K.DF8Effect of initial codeine concentration on its biodegradation by whole-cell catalyst Raoultella sp. K.DF8

Biomasa z narostlé kultivace na LB médiu dle příkladu 5 byla oddělena centrifugací (12 000 x g, 10 min), promyta fyziologickým roztokem a resuspendována do BSBTE média tak, aby její výsledná koncentrace (vlhká hmotnost) byla 10 hmotn. %. Biodegradace Kod probíhala ve lOOml kultivačních baňkách s lg vlhké biomasy as 10 ml BSBTE média na rotačním stroji (200 ot/min a 28 °C) po dobu 72 h. Kodein sulfát byl do média přidán v čase t = 0 a výchozí koncentrace byla 0,2 a 1,0 g/1 čisté látky. Procento degradace vypočítané a zprůměrované po měření odebraných vzorků supernatantu a biomasy pomocí HPLC dokumentuje tabulka 9.The grown biomass from LB medium of Example 5 was separated by centrifugation (12,000 x g, 10 min), washed with saline and resuspended in BSBTE medium to a final concentration (wet weight) of 10 wt. %. Biodegradation The Kod was run in 100 ml culture flasks with 1 g of wet biomass and 10 ml BSBTE medium on a rotary machine (200 rpm and 28 ° C) for 72 h. Codeine sulfate was added to the medium at t = 0 and the initial concentration was 0 , 2 and 1.0 g / l of pure substance. The percentage of degradation calculated and averaged after measurement of the supernatant and biomass samples taken by HPLC is shown in Table 9.

Tab. 9 Časový průběh degradace kodeinu 10% suspenzí Raoultella sp. KDF8Tab. 9 Time course of codeine degradation by 10% suspension of Raoultella sp. KDF8

počáteční koncentrace Kod (g/1) initial concentration Kod (g / 1) biodegradace (%) biodegradation (%) 24 h 24 h 48 h 48 h 72 h 72 h 0,2 0.2 30 30 45 45 49 49 1,0 1.0 22 22nd 27 27 Mar: 31 31

Příklad 10Example 10

Optimalizace koncentrace biomasy celobuněčného katalyzátoru pro degradaci diklofenakuOptimization of biomass concentration of whole cell catalyst for diclofenac degradation

Biomasa z narostlé kultivace na LB médiu dle příkladu 5 byla oddělena centrifugací (12 000 x g, 10 min), promyta fyziologickým roztokem a resuspendována do BSBTE média tak, aby její výsledná koncentrace (vlhká hmotnost) byla 5 a 20 hmotn. %. Biodegradace DF probíhala ve lOOml kultivačních baňkách s 1,38 g vlhké biomasy a 26,22 ml BSBTE (pro 5 hmotn. %) nebo 8,6 g vlhké biomasy a 35,1 ml BSBTE (pro 20 hmotn. %). Kultury byly třepány na rotačním stroji (200 ot/min a 28 °C) po dobu 72 h. Sodná sůl DF byla do média přidána v čase t = 0 a její výchozí koncentrace byla 1,0 až 3,0 g/1 (čistá látka 0,93 až 2,79 g/1 pro 5 hmotn. %) nebo 2,0 až 6,0 g/1 (čistá látka 1,86 až 5,58 g/1 pro 20 hmotn. %). Procento degradace vypočítané po měření odebraných vzorků pomocí HPLC dokumentuje tabulka 10.Biomass from the grown culture on LB medium according to Example 5 was collected by centrifugation (12,000 x g, 10 min), washed with saline and resuspended in BSBTE medium to give a final concentration (wet weight) of 5 and 20 wt. %. Biodegradation of DF was performed in 100 ml culture flasks with 1.38 g wet biomass and 26.22 ml BSBTE (for 5 wt%) or 8.6 g wet biomass and 35.1 ml BSBTE (for 20 wt%). The cultures were shaken on a rotary machine (200 rpm and 28 ° C) for 72 h. DF sodium was added to the medium at t = 0 and its initial concentration was 1.0 to 3.0 g / l (pure 0.93 to 2.79 g / l for 5 wt%) or 2.0 to 6.0 g / l (pure 1.86 to 5.58 g / l for 20 wt%). The percent degradation calculated after HPLC sampling of the samples was documented in Table 10.

-8CZ 307082 B6-8EN 307082 B6

Tab. 10 Časový průběh degradace DF 5% a 20% suspenzí Raoultella sp. KDF8Tab. 10 Time course of DF degradation with 5% and 20% Raoultella sp. KDF8

Suspenze biomasy Suspension biomass počáteční koncentrace DF (g/1) initial concentration of DF (g / l) biodegradace (%) biodegradation (%) 24 h 24 h 48 h 48 h 72 h 72 h 5% 5% 0,93 0.93 10 10 25 25 25 25 1,86 1.86 25 25 37 37 53 53 2,79 2.79 45 45 50 50 55 55 20% 20% 1,86 1.86 49 49 57 57 65 65 3,72 3.72 28 28 55 55 62 62 5,58 5.58 25 25 43 43 70 70

Příklad 11Example 11

Degradace ibuprofenu a ketoprofenu celobuněčným katalyzátorem Raoultella sp. KDF8Degradation of ibuprofen and ketoprofen with whole cell catalyst Raoultella sp. KDF8

Biomasa z narostlé kultivace na LB médiu dle příkladu 5 byla oddělena centrifugací (12 000 x g, ío 10 min), promyta fyziologickým roztokem a resuspendována do BSBTE média tak, aby její výsledná koncentrace (vlhká hmotnost) byla 10 hmotn. %. Biodegradace ibuprofenu nebo ketoprofenu probíhala ve lOOml kultivačních baňkách s lg vlhké biomasy a 10 ml BSBTE média na rotačním stroji (200 ot/min a 28 °C) po dobu 72 h. Látka 5 (IBU) nebo látka 6 (KTP) byly do média přidány v čase t = 0 a výchozí koncentrace byla 1,0 g/1. Procento degradace vypočítané poBiomass from the grown culture on LB medium according to Example 5 was collected by centrifugation (12,000 x g, 10 min), washed with saline and resuspended in BSBTE medium to a final concentration (wet weight) of 10 wt. %. Biodegradation of ibuprofen or ketoprofen was carried out in 100 ml culture flasks with 1 g of wet biomass and 10 ml of BSBTE medium on a rotary machine (200 rpm and 28 ° C) for 72 h. added at time t = 0 and the initial concentration was 1.0 g / l. Percentage of degradation calculated after

15 měření odebraných vzorků pomocí HPLC dokumentuje tabulka 11. 15 measurements of the samples taken by HPLC are shown in Table 11. ch3 ch 3 O O ch3 ch 3 CH3 iCH 3 i /kz0H / kz 0H 1 1 1 1 O O ' 0 '0 látka 5 substance 5 látka 6 substance 6

Tab. 11 Časový průběh degradace IBU a KTP 10% suspenzí Raoultella sp. KDF8Tab. 11 Time course of degradation of IBU and KTP with 10% suspension of Raoultella sp. KDF8

látka substance počáteční končentrace (g/1) initial concentration (g / 1) degradace (%) degradation (%) 24 h 24 h 48 h 48 h 72 h 72 h IBU IBU 1,0 1.0 34 34 40 40 52 52 KTP KTP 1,0 1.0 31 31 48 48 50 50

Příklad 12Example 12

Vliv teploty na degradaci diklofenaku celobuněčným katalyzátorem Raoultella sp. KDF8Effect of temperature on diclofenac degradation by whole-cell catalyst Raoultella sp. KDF8

Teplotní efekt na biodegradaci DF byl sledován za stejných kultivačních podmínek jako 30 v příkladu 5 (jednorázové kultivace, kultivace s přídavkem DF, třepání 200 ot/min) při teplotách °C a 37 °C po dobu 140 h. Vliv teploty na degradaci diklofenaku kmenem Raoultella sp. KDF8 je uveden v tab. 12.The temperature effect on DF biodegradation was observed under the same culture conditions as 30 in Example 5 (single cultivation, DF addition, shaking 200 rpm) at ° C and 37 ° C for 140 h. Temperature effect on diclofenac degradation by strain Raoultella sp. KDF8 is shown in Tab. 12.

-9CZ 307082 B6-9EN 307082 B6

Tab. 12 Časový průběh degradace diklofenaku 10% suspenzí Raoultella sp. KDF8 při různých teplotáchTab. 12 Time course of diclofenac degradation with 10% suspension of Raoultella sp. KDF8 at different temperatures

teplota temperature počáteční koncentrace diklofenaku (g/1) initial concentration of diclofenac (g / l) biodegradace (%) biodegradation (%) 48 h 48 h 72 h 72 h 140 h 140 h 20 °C Deň: 18 ° C 1,0 1.0 16 16 36 36 43 43 37 °C Deň: 32 ° C 1,0 1.0 35 35 41 41 70 70

Příklad 13Example 13

Růstové vlastnosti bakterií rodu Raoultella na minerálním médiu BSBTE doplněných různými zdroji uhlíku a energieGrowth properties of Raoultella bacteria on BSBTE mineral medium supplemented with various sources of carbon and energy

Bakterie rodu Raoultella byly kultivovány ve dvou paralelách v tekutém BSBTE médiu doplněném sodnou solí DF (1,0 g/1, čistá látka 0,93 g/1), kodein sulfátem (čistá látka 1,0 g/1), ibuprofenem (1,0 g/1) a ketoprofenem (1,0 g/1). Inokulační kultura bakterie rodu Raoultella , narostlá na LB agaru, byla připravena ve 100 ml LB média při teplotě 28 °C a 200 ot/min, po dobu 24 h. 20 ml BSBTE média ve lOOml kultivační baňce bylo ze 2 % inokulováno kulturou bakterie rodu Raoultella z tekutého LB média a kultury byly inkubovány na rotačním třepacím stroji (200 ot/min, 28 °C) po dobu 72 h. Biomasa byla oddělena centrifugací a supernatant i biomasa byly analyzovány ze vzorků odebraných po 24 h, 48 h a 72 h kultivace. Procento degradace vypočítané po měření odebraných vzorků pomocí HPLC dokumentuje tabulka 13.Bacteria of the genus Raoultella were cultured in two parallel in liquid BSBTE medium supplemented with sodium salt DF (1.0 g / l, 0.93 g / l pure), codeine sulphate (1.0 g / l pure), ibuprofen (1). , 0 g / l) and ketoprofen (1.0 g / l). An inoculation culture of Raoultella grown on LB agar was prepared in 100 ml LB medium at 28 ° C and 200 rpm for 24 h. 20 ml BSBTE medium in a 100 ml culture flask was inoculated with 2% culture of the genus Raoultella from liquid LB medium and cultures were incubated on a rotary shaker (200 rpm, 28 ° C) for 72 h. The biomass was separated by centrifugation and the supernatant and biomass were analyzed from samples taken after 24 h, 48 h and 72 h culture. . The percentage of degradation calculated after measurement of the samples by HPLC is shown in Table 13.

Tab. 13 Průběh degradace Kod, DF, 1BU a KTP rostoucí kulturou RaoultellaTab. 13 Progress of degradation of Kod, DF, 1BU and KTP by growing culture of Raoultella

látka substance počáteční koncen; trace (g/1) initial concen- tration; trace (g / 2) 24 h 24 h degradace (%) 48 h degradation (%) 48 h 72 h 72 h Kod Code 1,0 1.0 20 20 May 24 24 28 28 DF DF 0.93 0.93 90 90 98 98 100 100 ALIGN! IBU IBU 1.0 1.0 54 54 63 63 78 78 KTP KTP 1.0 1.0 36 36 60 60 60 60

Přehled použitých médií a roztokůOverview of used media and solutions

Komplexní médium Luria-Bertani (LB):Luria-Bertani Complex Medium (LB):

Trypton 10 g/1 kvasničný extrakt 5 g/1Trypton 10 g / l yeast extract 5 g / l

NaCl 10 g/1 destilovaná voda 1000 ml počáteční pH: 7,2 až 7,5NaCl 10 g / l distilled water 1000 ml initial pH: 7.2 to 7.5

Minerální médium (BSB):Mineral medium (BSB):

K2HPO4 1,0 g/1K 2 HPO 4 1.0 g / L

KH2PO4 1,0 g/1 (pro příklady 1 -4)KH 2 PO 4 1.0 g / l (for examples 1-4)

NaCl 0,1 g/1NaCl 0.1 g / l

NH4C1 1,0 g/1NH 4 Cl 1.0 g / L

0,75 g/1 (pro příklad 5) destilovaná voda 1000 ml počáteční pH: 6,9 až 7,20.75 g / l (for Example 5) distilled water 1000 ml initial pH: 6.9 to 7.2

-10CZ 307082 B6-10GB 307082 B6

Stopové prvky (TE):Trace Elements (TE):

MgSO4.7 H2O 200 mg/1MgSO 4 .7H 2 O 200 mg / l

CaCl2.2H2O 50 mg/1CaCl 2 .2H 2 O 50 mg / 1

FeSO4.7H2O 10 mg/1FeSO 4 .7H 2 O 10 mg / l

ZnSO4.7H2O 67 mg/1ZnSO 4 .7H 2 O 67 mg / l

MnSO4.H2O 1,7 mg/1MnSO 4 .H 2 O 1.7 mg / l

CoCl2.6H2O 48 mg/1CoCl 2 .6H 2 O 48 mg / 1

CuSO4. 5H2O 47 mg/1CuSO 4 . 5H 2 O 47 mg / 1

Na2MoO4.2H2O 45 mg/1Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 45 mg / l

Minerální médium M9 Na2HPO4 14,6 g/1Mineral medium M9 Na 2 HPO 4 14.6 g / l

KH2PO4 3,0 g/1KH 2 PO 4 3.0 g / l

NaCl 0,5 g/1NaCl 0.5 g / l

NH4C1 1,0 g/1NH 4 Cl 1.0 g / L

MgSO4.7H2O 0,2 g/1 destilovaná voda 1000 ml počáteční pH: 6,9 až 7,2MgSO 4 .7H 2 O 0.2 g / l distilled water 1000 ml initial pH: 6.9 to 7.2

Zdroje uhlíku a energie:Carbon and energy sources:

Glycerol 2,0 g/1Glycerol 2.0 g / l

DF 1,0 g/1DF 1.0 g / L

Kod 1,0 g/1 kvasničný extrakt 10 g/1 kaseinový hydrolyzát 10 g/1Code 1.0 g / l yeast extract 10 g / l casein hydrolyzate 10 g / l

Účinné látky: DF, Kod, IBU, KTP zásobní roztok DF: zásobní roztok Kod:Active Substances: DF, Kod, IBU, KTP Stock DF: Stock Code:

zásobní roztok IBU: zásobní roztok KTP:IBU stock solution: KTP stock solution:

g sodné soli DF v 10 ml etanolu (EtOH) 0,23 g kodein sulfátu v 10 ml dest. H2O 0,23 g kodein sulfátu v 10 ml DMSO 1 gIBU v lOml EtOH g KTP v 10 ml EtOHg of DF sodium salt in 10 ml of ethanol (EtOH) 0.23 g of codeine sulfate in 10 ml of dist. H 2 O 0.23 g codeine sulfate in 10 ml DMSO 1 gIBU in 10 ml EtOH g KTP in 10 ml EtOH

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Kmen mikroorganismu Raoultella sp. KDF8 uložený v České sbírce mikroorganismů pod číslem 8678 degradující aktivní farmaceutické látky ze skupiny: diklofenak, kodein, ibuprofen a ketoprofen.1. A strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 deposited in the Czech Collection of Microorganisms under number 8678 degrading active pharmaceutical substances from the group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen. 2. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, vyznačující se tím, že se mikroorganismus Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 kultivuje v médiu, s obsahem aktivní farmaceutické látky nebo jejich směsi při teplotě 20 až 40 °C, při pH v rozsahu 4 až 7 a za stálého míchání.A process for degrading an active pharmaceutical substance, namely diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, characterized in that the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 is cultured in a medium containing the active pharmaceutical ingredient or a mixture thereof at a temperature of 20 to 40 ° C, at a pH in the range of 4 to 7 and with stirring. 3. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, podle nároku 2, vyznačující se tím, že kultivace probíhá alespoň 20 hodin.A process for degrading an active pharmaceutical substance, diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, according to claim 2, characterized in that the cultivation takes place for at least 20 hours. - 11 CZ 307082 B6- 11 GB 307082 B6 4. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, podle nároku 3, vyznačující se tím, že kultivace probíhá 20 až 72 hodin.A process for the degradation of an active pharmaceutical substance, diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, according to claim 3, characterized in that the cultivation takes place for 20 to 72 hours. 5. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo 5 ketoprofenu, podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se tím, že kultivace probíhá při 28 °C.A process for the degradation of an active pharmaceutical ingredient, diclofenac, codeine, ibuprofen or 5 ketoprofen, according to claim 2, characterized in that the cultivation takes place at 28 ° C. 6. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, podle nároku 2, vyznačující se tím, že kultivace probíhá při počáteční koncentraci aktivní farmaceutické látky 0,5 až 6 g/1.A process for degrading an active pharmaceutical agent, namely diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, according to claim 2, characterized in that the cultivation takes place at an initial concentration of active pharmaceutical agent of 0.5 to 6 g / l. 7. Způsob degradace aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, podle nároku 2, vyznačující se tím, že médium obsahuje další zdroj C vybraný ze skupiny: etanol, dimethylsulfoxid, metanol.A process for degrading an active pharmaceutical ingredient, diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, according to claim 2, wherein the medium comprises an additional source C selected from the group: ethanol, dimethylsulfoxide, methanol. 15 8. Použití mikroorganismu Raoultella sp. K.DF8 CCM 8678 pro degradaci aktivní farmaceutické látky, a to diklofenaku, kodeinu, ibuprofenu nebo ketoprofenu, z vodného prostředí.15 8. Use of Raoultella sp. K.DF8 CCM 8678 for the degradation of an active pharmaceutical substance, namely diclofenac, codeine, ibuprofen or ketoprofen, from an aqueous medium.
CZ2016-482A 2016-08-08 2016-08-08 Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen CZ307082B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-482A CZ307082B6 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-482A CZ307082B6 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2016482A3 CZ2016482A3 (en) 2018-01-03
CZ307082B6 true CZ307082B6 (en) 2018-01-03

Family

ID=60937193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-482A CZ307082B6 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ307082B6 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112058263B (en) * 2020-08-27 2022-09-09 中山大学 Preparation method of hydrothermal carbon/copper photocatalyst and application of hydrothermal carbon/copper photocatalyst in degradation of ibuprofen drugs

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012105635A (en) * 2010-10-27 2012-06-07 Matsumoto Biseibutsu Kenkyusho:Kk Microorganism preparation and method for treating waste liquid
KR20130026769A (en) * 2011-09-06 2013-03-14 경북대학교 산학협력단 Cement brick for purifying water using microorganism and zeolite, and method for preparing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012105635A (en) * 2010-10-27 2012-06-07 Matsumoto Biseibutsu Kenkyusho:Kk Microorganism preparation and method for treating waste liquid
KR20130026769A (en) * 2011-09-06 2013-03-14 경북대학교 산학협력단 Cement brick for purifying water using microorganism and zeolite, and method for preparing the same

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOMARADZKA D. et al.: „Toxicity of Diclofenac and its Biotransformation by Raoultella sp. DD4", Polish Journal of Environmental Studies, vol. 25, no. 5, květen 2016, str. 2211 – 2216 *
HÖRSING M. et al.: „Determination of sorption of seventy-five pharmaceuticals in sewaga sludge", Water Research, vol. 45, no. 15, 2011, str. 4470 – 4482 *
SWISSA N. et al.: „Atrazine biodegradation by a monoculture of Raoultella planticola isolated from a herbicides wastewater treatment facility", International Biodeterioration & Biodegradation, vol. 92, srpen 2014, str. 6 - 11 *
ZAHRADNÍK J.: „Bakteriální metabolismus morfinových alkaloidů", diplomová práce, Přírodovědecká fakulta Karlovy Univerzity v Praze, 14.9.2016 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2016482A3 (en) 2018-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111304106B (en) Bacillus clausii and method for producing tetrahydropyrimidine by using same
Janarthine et al. Plant growth promoting of endophytic Sporosarcina aquimarina SjAM16103 isolated from the pneumatophores of Avicennia marina L.
CN111154673B (en) Prodigiosin producing strain and production method and application thereof
Cui et al. Mucilaginibacter composti sp. nov., with ginsenoside converting activity, isolated from compost
Mohan et al. Selective screening, isolation and characterization of antimicrobial agents from marine actinomycetes
CN105168260B (en) Applications of the amycolatosis WP1 in preparing gram- bacteria activity inhibitor
Alam et al. Psychrophilic Planococcus maitriensis sp. nov. from Antarctica
CN113862199B (en) Degrading strain of benzonitrile herbicide and microbial inoculum produced by degrading strain
Peela et al. Isolation and screening of novel Streptomyces from sediments of Bay of Bengal near Srikakulam coast
CN106133131B (en) Novel streptomyces filamentous variants and methods of producing daptomycin using same
KR20080014242A (en) Antibiotics-producing paenibacillus polymyxa dy1 and the antibiotics
CN106834177B (en) One plant of cud bacterium and its application
CN110423709B (en) High-concentration phenol and aniline degrading bacterium and application thereof
CZ307082B6 (en) Strain of the microorganism Raoultella sp. KDF8 CCM 8678 degrading active pharmaceutical ingredients from the following group: diclofenac, codeine, ibuprofen and ketoprofen
CN108004271B (en) Streptomyces with algae-lysing activity and application thereof
CN110564649A (en) Strain for producing lipase and application thereof
Chistyakova et al. A novel EDTA-degrading Pseudomonas sp.
CZ303607B6 (en) Codeine-hydrolyzing strain of Rhizobium radiobacter R89-1 CCM 7947 microorganism to 14-OH-codeine and 14-OH-codeinone
CN106635873B (en) One plant of pseudomonas aeruginosa for being bonded to dioxin degradative plasmid and its cultural method and application
CN114574409B (en) Pseudobacillus, fermentation product thereof and application thereof in algae solubilization
CN109022329A (en) A kind of double end bacteria strain of biosurfactant production
CN113913343B (en) Burkholderia thailand, application and fermentation method thereof
CN108441437A (en) A kind of composite bacteria agent and its application
Phankhajon et al. Isolation and Characterization of Algicidal Bacterium against the Toxic Cyanobacterium Microcystis Aeruginosa
JP2005270028A (en) Indigo-reducing microorganism and method for reducing indigo by using the same