CZ310113B6 - Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 - Google Patents

Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 Download PDF

Info

Publication number
CZ310113B6
CZ310113B6 CZ2023-105A CZ2023105A CZ310113B6 CZ 310113 B6 CZ310113 B6 CZ 310113B6 CZ 2023105 A CZ2023105 A CZ 2023105A CZ 310113 B6 CZ310113 B6 CZ 310113B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
alkaloids
strain
sclerotia
ccm9309
rye
Prior art date
Application number
CZ2023-105A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2023105A3 (cs
Inventor
Vlastimil MareÄŤek
Vlastimil Ing. Mareček
Josef ValĂ­k
Josef Rndr. Valík
Lucie Knoppová
Lucie Mgr. Knoppová
Original Assignee
Teva Czech Industries S.R.O.
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 Teva Czech Industries S.R.O. filed Critical Teva Czech Industries S.R.O.
Priority to CZ2023-105A priority Critical patent/CZ2023105A3/cs
Publication of CZ310113B6 publication Critical patent/CZ310113B6/cs
Publication of CZ2023105A3 publication Critical patent/CZ2023105A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/182Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system
    • C12P17/183Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system containing an indolo[4,3-F,G]quinoleine nucleus, e.g. compound containing the lysergic acid nucleus as well as the dimeric ergot nucleus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Botany (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Řešení se týká průmyslového produkčního kmene mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 tvořícího při parazitickém růstu na obilninách, zejména na žitě nebo triticale a na jejich sterilních analozích, sklerocia s obsahem námelových alkaloidů, zejména α-ergokryptinu. Účelem vynálezu bylo získání producenta výchozí suroviny pro výrobu námelových alkaloidů α-ergokryptinu a jejich polosyntetických derivátů s podstatně vyšší výtěžností ve srovnání s doposud známými kmeny.

Description

Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309
Oblast techniky
Vynález se obecně týká oboru biotechnologie, mikrobiologie, mykologie a farmaceutického průmyslu, konkrétně se týká průmyslového produkčního kmene mikroorganismu houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309, tvořícího při parazitickém růstu na žitě a jiných obilninách sklerocia s obsahem alkaloidů, zejména a-ergokryptinu.
Dosavadní stav techniky
Strukturu α-ergokryptinu popsali poprvé Stoll a Hofmann (Helv. Chim. Acta26, 1570, 1943):
Je významnou léčivou substancí. V humánní medicíně je α-ergokryptin používán v lékových formách buď samostatně, nebo ve směsích s jinými účinnými látkami. Lze je využít i jako výchozí látku pro přípravu polosyntetických derivátů námelových alkaloidů se specifickým spektrem účinků, jako jsou např. nicergolin, pergolid, cabergolin, bromokryptin.
α-ergokryptin může být získáván ze sklerocií houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., kultivované paraziticky v polní kultuře na žitě nebo jiných obilninách. Pro výrobu α-ergokryptinu byl v ČR dosud využíván kmen popsaný např. v patentu CZ 279533 a uložený v České sbírce mikroorganismů (Masarykova Univerzita, Přírodovědecká fakulta, Kamenice 5, 625 00 Brno) pod číslem CCM8178. Uvedený kmen při kultivaci na žitě produkoval sklerocia s průměrným obsahem 1,3 % sumy alkaloidů, vztaženo na sušinu biomasy. Průměrně 90 % sumy alkaloidů je tvořeno a-ergokryptinem, zbytek je tvořen doprovodnými alkaloidy ergometrinem a valinamidem. Celkově nízký obsah alkaloidů a relativně vysoký obsah doprovodných alkaloidů, je hlavní nevýhodou tohoto kmene i ostatních dosud známých kmenů.
Dále se ze sklerocií houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., kultivované paraziticky v polní kultuře na žitě nebo jiných obilninách, mohou standardními postupy připravit deriváty ergolenu a ergolinu, jako je např. kyselina lysergová, nicergolin, pergolid, cabergolin a další.
- 1 CZ 310113 B6
kyselina lysergová
Podstata vynálezu
Podstatou předloženého vynálezu je průmyslový kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., uložený v České sbírce mikroorganismů (Masarykova Univerzita, Přírodovědecká fakulta, Kamenice 5, 625 00 Brno) pod přístupovým číslem CCM9309 (dále označovaný jako kmen CCM9309), tvořící při parazitickém růstu na obilninách, zejména na žitě (Secale cereale) nebo triticale (křížencích žita (Secale cere ale) a pšenice (Triticum aestivum)) a jejich sterilních analozích sklerocia s obsahem alkaloidů, zejména α-ergokryptinu. Předmětný kmen umožňuje zefektivnit extrakční a izolační postupy při výrobě α-ergokryptinu a jejich polosyntetických derivátů podstatným zvýšením výtěžnosti těchto postupů. Zvýšená výtěžnost je dána vysokým obsahem α-ergokryptinu ve sklerociích předmětného kmene ve srovnání s dosud využívaným kmenem CCM8178. Obsah alkaloidů v jednotlivých sklerociích kmene CCM9309 dosahuje hodnot 1,2 % až 2,1 % hmotnostních při průměrném obsahu 1,6 % sumy alkaloidů v sušině biomasy v průměrném spektru alkaloidů: 98 % a-ergokryptinu, 0,6 % galinu a 1,4 % ostatních alkaloidů. Současně došlo u předmětného kmene ke zvýšení hektarových výnosů drogy, ve srovnání s ostatními vysokoprodukčními kmeny Claviceps purpurea (Fr.) Tul. (CCM8057, CCM8405 a CCM8178). Tyto výnosy se u předmětného kmene CCM9309 pohybují při recentně používané agrotechnice pěstování námele v průměru 1100 kg/ha.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Příprava kmene CCM9309
Průmyslový kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 byl vyšlechtěn z kmene CCM8178. V roce 2018 bylo sklerocium uvedeného kmene převedeno do saprofýtické kultury a tato byla vystavena UV záření vlnové délky 250 až 270 nm o dávce 40 J/m2. Ozářené izoláty byly injekčně naočkovány na vymetané klasy žita a narostlá sklerocia byla analyzována na kvalitativní a kvantitativní obsah námelových alkaloidů. Z nich bylo vyselektováno nejzralejší
-2CZ 310113 B6 sklerocium s maximálním obsahem sumy alkaloidů, které bylo převedeno do saprofytické kultury, která byla testována v měřítku maloparcelového pokusu v roce 2019. Z této parcelky byla sklizena největší a nejzralejší sklerocia, která byla opět analyzována na kvalitativní a kvantitativní obsah námelových alkaloidů. Nejvýše obsahové sklerocium bylo v následujícím roce 2020 pasážováno na žitě v měřítku poloprovozního pokusu (cca 1 ha). Nejvýše obsahové sklerocium s maximálním obsahem α-ergokryptinu sklizené z této plochy bylo převedeno do saprofytické kultury a použito pro výrobu námelové očkovací látky aplikované na provozních plochách v pěstitelské sezóně 2021. Nejvýše obsahové sklerocium bylo opět převedeno do saprofytické kultury a tato kultura byla uložena v České sbírce mikroorganismů (Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Kamenice 5, 625 00 Brno) pod přístupovým číslem
CCM9309. Uvedeným mutačním zásahem došlo u kmene CCM9309 k nárůstu průměrného obsahu námelových alkaloidů ve sklerociích o 20 % proti původnímu kmeni CCM8178. Současně došlo ke zkvalitnění spektra jednotlivých alkaloidů tím, že došlo ke zvýšení obsahu α-ergokryptinu z 90 % na 98 % a ke snížení obsahu nečistot. Došlo také k poklesu obsahu problematické nečistoty ergogalinu, která činí problémy ve výrobě námelových alkaloidů. Obsah ergogalinu v tomto kmeni je zastoupen v průměru 0,6 % ze sumy definovaných alkaloidů. Dále došlo ke zvýšení výnosu námelových sklerocií z 770 kg/ha na 1 100 kg/ha, tj. o 30 %.
Příklad 2
Popis vlastností kmene CCM9309
Při saprofytní kultivaci na sladinovém médiu ztuženém agarem tvoří kmen CCM9309 kolonie z typicky sfaceliového vzdušného mycelia. Mycelium je zpočátku bílé a hladké, po 28 dnech kultivace sametově zvrásněné, bílošedé. Mycelium je tvořeno rozvětvenými hyfami a konidiemi oválného tvaru délky přibližně 4 až 10 mikrometrů a šířky přibližně 3 až 6 mikrometrů.
Při parazitickém růstu na žitě tvoří houba tmavě do hněda pigmentovaná sklerocia o průměrné hmotnosti 30 mg. Jednotlivá sklerocia obsahují námelové alkaloidy v množství 1,2 % až 2,1 % hmotn. sušiny biomasy při průměrném obsahu 1,6 % hmotn. sumy alkaloidů s převahou αergokryptinu.
Příklad 3
Příklady využití kmene CCM9309
a) Z potřebného množství trvanlivé suché námeloviny kmene CCM9309, vyrobené postupem podle patentu CZ 276530, se připravila vodná suspenze konidií. Touto suspenzí konidií se pomocí očkovacího stroje naočkovaly klasy žita ve fázi metání tak, že se na plochu 1 ha použilo 5x1011 klíčivých konidií rozdělených do dvou dávek s odstupem minimálně dvou dní v průběhu metání. V době zrání žita (zasychání klasů), kdy se začínají sklerocia uvolňovat z lůžka, tj. za cca 55 dnů, se provedla sklizeň narostlých sklerocií kombajnem. Z 1 ha bylo takto získáno v průměru 1 100 kg do hněda pigmentovaných sklerocií, obsahujících v průměru 1,6 % hmotn. sumy alkaloidů a tato suma je tvořena z 98 % αergokryptinem. Získaná droga byla vyextrahována a extrakty byly použity pro výrobu substancí ergotoxinového typu a pro výrobu polosyntetických námelových alkaloidů.
b) Z potřebného množství trvanlivé suché námeloviny kmene CCM9309, vyrobené postupem podle patentu CZ 276530, se připravila vodná suspenze konidií. Touto suspenzí konidií se pomocí postřikového stroje naočkovaly klasy žita ve fázi kvetení tak, že se na plochu 1 ha použilo 5x1011 klíčivých konidií rozdělených do minimálně tří dávek během kvetení. V době zrání žita (zasychání klasů), kdy se začínají sklerocia uvolňovat z lůžka, tj. za cca 55 dnů, se provedla sklizeň narostlých sklerocií kombajnem. Z 1 ha bylo získáno 1100 kg do hněda pigmentovaných sklerocií, obsahujících v průměru 1,6 % hmotn. sumy alkaloidů a tato suma byla tvořena z 98 % α-ergokryptinem. Získaná droga byla vyextrahována, extrakty byly
- 3 CZ 310113 B6 použity pro výrobu substancí ergotoxinového typu a pro výrobu polosyntetických námelových alkaloidů.
c) Při použití triticale a sterilních analogů žita i triticale v experimentech uspořádaných shodně 5 s výše popsanými bylo dosaženo shodných výtěžků alkaloidů, konkrétně α-ergokryptinu.
d) Ze sklerocií kmene CCM9309 byly izolovány standardními postupy, které jsou odborníkovi známé, přirozené námelové alkaloidy jako je α-ergokryptin, případně další, které byly dále využity pro přípravu léčivých přípravků ergotoxinového typu, nebo k přípravě kyseliny lysergové a polosyntetických derivátů námelových alkaloidů.
Průmyslová využitelnost
Kmen houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 je využitelný ve farmaceutickém průmyslu jako nový zdroj námelových alkaloidů s vysokým obsahem α-ergokryptinu pro výrobu jak ergotoxinových substancí a lékových forem, tak pro výrobu polosyntetických derivátů.

Claims (9)

1. Izolovaný kmen houby Clavicepspurpurea (Fr.) Tul., uložený v České sbírce mikroorganismů Masarykovy Univerzity v Brně pod přístupovým číslem CCM9309.
2. Izolovaný kmen houby podle nároku 1, tvořící při parazitickém růstu na obilninách, zejména žitu, Secale cereale, nebo triticale, kříženci žita a pšenice, Triticum aestivum, a jejich sterilních analozích, sklerocia, která obsahují sumu alkaloidů od 1,2 % hmotnostních do 2,1 % hmotn., průměrně 1,6 % hmotn., vztaženo na sušinu biomasy sklerocia.
3. Izolovaný kmen houby podle nároku 1 nebo 2, kde je průměrně 98 % sumy alkaloidů tvořeno α-ergokryptinem.
4. Izolovaný kmen houby podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, kde je průměrně 0,6 % sumy alkaloidů tvořeno ergogalinem.
5. Kultura z kmene houby podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4 na žitu, jeho kultivarech a genetických liniích, nebo na triticale, jejich dalších křížencích, kultivarech a genetických liniích.
6. Sklerocia kmene houby podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4.
7. Použití kmene houby podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4 nebo kultury podle nároku 5 nebo sklerocií podle nároku 6 pro výrobu přirozených námelových alkaloidů a/nebo jejich polosyntetických derivátů.
8. Použití podle nároku 7, kde námelové alkaloidy jsou vybrány ze skupiny sestávající z αergokryptinu, kyseliny lysergové a z nich připravených polosyntetických derivátů.
9. Použití podle nároku 8, kde námelovým alkaloidem je α-ergokryptin.
CZ2023-105A 2023-03-15 2023-03-15 Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309 CZ2023105A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-105A CZ2023105A3 (cs) 2023-03-15 2023-03-15 Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-105A CZ2023105A3 (cs) 2023-03-15 2023-03-15 Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ310113B6 true CZ310113B6 (cs) 2024-08-21
CZ2023105A3 CZ2023105A3 (cs) 2024-08-21

Family

ID=92301230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2023-105A CZ2023105A3 (cs) 2023-03-15 2023-03-15 Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2023105A3 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ279533B6 (cs) * 1994-03-31 1995-05-17 Galena A.S. Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea /Fr./ Tul.
RU2118661C1 (ru) * 1997-05-19 1998-09-10 Научно производственное объединение "Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений" Штамм гриба claviceps purpurea (fr.) tul. - продуцент эргокриптинов
US20070117198A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Josef Valik Industrial producing strain of the fungus Claviceps purpurea (Fr.) Tul.
CZ304709B6 (cs) * 2013-07-25 2014-09-03 Teva Czech Industries S.R.O. Izolovaný kmen houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM 8404
CZ309511B6 (cs) * 2019-12-19 2023-03-15 Teva Czech Industries S.R.O. Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM8865

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ279533B6 (cs) * 1994-03-31 1995-05-17 Galena A.S. Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea /Fr./ Tul.
RU2118661C1 (ru) * 1997-05-19 1998-09-10 Научно производственное объединение "Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений" Штамм гриба claviceps purpurea (fr.) tul. - продуцент эргокриптинов
US20070117198A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Josef Valik Industrial producing strain of the fungus Claviceps purpurea (Fr.) Tul.
CZ304709B6 (cs) * 2013-07-25 2014-09-03 Teva Czech Industries S.R.O. Izolovaný kmen houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM 8404
CZ309511B6 (cs) * 2019-12-19 2023-03-15 Teva Czech Industries S.R.O. Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM8865

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2023105A3 (cs) 2024-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Horn et al. Sexual reproduction in Aspergillus flavus sclerotia naturally produced in corn
US5834260A (en) Antiparasitic agents
DK162099B (da) Antibiotika, fremgangsmaade til fremstilling deraf samt mikroorganismer til anvendelse ved fremgangsmaaden
CN107058128B (zh) 一种桑黄菌株及其应用
US5681738A (en) Use of 10-oxo-trans-8-decenoic acid in mushroom cultivation
CZ309511B6 (cs) Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM8865
CZ310113B6 (cs) Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM9309
CN101238208A (zh) 真菌麦角菌(Fr.)Tul.的工业生产菌株
Ashfaq et al. Ergot alkaloids from Claviceps: Production and pharmacological properties
Pradhan et al. Seeds endophytic fungi of some plant species and their potential for producing indole acetic acid (IAA)
Weissenberg et al. Distribution of calcitriol activity in Solanum glaucophyllum plants and cell cultures
CZ304710B6 (cs) Izolovaný kmen houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM 8405
CZ287130B6 (cs) Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) Tul.
CN110272345B (zh) 一类来源于植物病原真菌的5-15环二倍半萜化合物及其制备方法与应用
CZ279533B6 (cs) Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea /Fr./ Tul.
CZ283773B6 (cs) Průmyslový produkční kmen mikroorganismu Claviceps purpurea /Fr./ Tul.
Pomper Isolation of triploid Saccharomyces cerevisiae
CS225272B1 (cs) Nový průmyslový kmen mikroorganismu Claviceps purpurea (Fr.) TUL, CCM F-721
Malinka Saprophytic cultivation of Claviceps
CZ279877B6 (cs) Nový průmyslový kmen mikroorganismu druhu Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM 8058
CS239883B1 (cs) Nový průmyslový kmen mikroorganismů druhu Claviceps purpurea (Fr) TUL. CCM F-745
Elliott Effects of kinetin and related compounds on growth and sexual reproduction of Saprolegnia australis
Wang et al. First Report of Fusarium meridionale Causing Stalk Rot of Ryegrass in China
CZ2013590A3 (cs) Izolovaný kmen houby Claviceps purpurea (Fr.) Tul., CCM 8404
CS239884B1 (cs) Nový průmyslový kmen mikroorganismu druhu Claviceps purpurea (Fr.) TUL. CCM F-734