DD213691A1 - METHOD FOR PRODUCING A STIMULATOR OF CYODIUM DIFFERENTIATION - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING A STIMULATOR OF CYODIUM DIFFERENTIATION Download PDF

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DD213691A1
DD213691A1 DD24588782A DD24588782A DD213691A1 DD 213691 A1 DD213691 A1 DD 213691A1 DD 24588782 A DD24588782 A DD 24588782A DD 24588782 A DD24588782 A DD 24588782A DD 213691 A1 DD213691 A1 DD 213691A1
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stimulator
preparation
strain
zimet43683
cytodifferentiation
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Inventor
Udo Graefe
Inge Eritt
Guenther Reinhardt
Wolfgang Schade
Werner Fleck
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Adw Ddr
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stimulators der Zytodifferenzierung, der industriell bedeutsame Mikroorganismen sowohl in ihrer morphologischen Differenzierung als auch in ihrem Biosynthesevermoegen fuer krebschemotherapeutisch wertvolle Anthracyclin- Antibiotika stimuliert und daher in der pharmazeutischen Industrie bei der Produktion von Wirkstoffen von potentiellem Nutzen ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer bisher unbekannten, niedermolekularen Verbindung, die auf Grund der chemischen Konstitutionsanalyse als stereochemisch einheitliches2-(6'-Methylheptanolyl)-3-hydroxymethyl-4-butanolid bezeichnet werden kann.Herstellung des Stimulators ST43683wird der Stamm ZIMET43683der Art Streptomyces viridochromogenes verwendet.Durch aerobe Submersfermentation des Stammes ZIMET43683in Medien mitgeeigneten C-,N- Quellen und Mineralsalzen wird der Stimulator gebildet, mit Hilfe extraktiver Verfahren aus dem Kulturfiltrat isoliert und nachfolgend durch chromatografische Methoden gereinigt. Die mikrobiologische Aktivitaetsbestimmung erfolgt mit Hilfe der Indikatormutante Streptomyces griseus ZIMET 43682.The invention relates to a process for the preparation of a cytodifferentiation stimulator which stimulates industrially important microorganisms both in their morphological differentiation and in their biosynthetic properties for anthracycline antibiotics which are of interest in cancer chemotherapy and is therefore of potential use in the production of active substances in the pharmaceutical industry. In particular, the invention relates to a process for the preparation of a heretofore unknown, low-molecular compound which, based on the chemical constitution analysis, can be referred to as stereochemically uniform 2- (6'-methylheptanolyl) -3-hydroxymethyl-4-butanolide. Preparation of stimulator ST43683 becomes strain ZIMET43683 Streptomyces viridochromogenes. By aerobic submerged fermentation of strain ZIMET43683 in media containing suitable C, N sources and mineral salts, the stimulator is formed, isolated from the culture filtrate by extractive techniques, and subsequently purified by chromatographic techniques. The microbiological activity is determined using the indicator mutant Streptomyces griseus ZIMET 43682.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Stimulators der ZytodifferenzierungProcess for the preparation of a stimulator of cytodifferentiation

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fermentativen Herstellung eines Stimulators der Zytodifferenzierung bei industriell bedeutsamen Mikroorganismen, der sowohl die Ausprägung morphologischer Merkmale als auch die Bildung von Sekundärmetaboliten zu stimulieren vermag und daher in der mikrobiologischen und pharmazeutischen Industrie bei der mikrobiellen Wirkstoff-Produktion von potentiellem Nutzen ist»The invention relates to a process for the fermentative production of a stimulator of cytodifferentiation in industrially important microorganisms, which is able to stimulate both the expression of morphological features and the formation of secondary metabolites and therefore in the microbiological and pharmaceutical industries in microbial drug production of potential use »

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung eines Effektors, der die Biosynthese der in der Chemotherapie von Krebserkrankungen eingesetzten Anthracyolin-Antibiotika induziert und stimuliert«In particular, the invention relates to the production of an effector which induces and stimulates the biosynthesis of the anthracycline antibiotics used in the chemotherapy of cancers «

Charakteristik der bekannten 'technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Mikroorganismen spezifische Signalstoffe produzieren, die das Einschalten der Zytodifferenzierung einschließlich des SekundärStoffwechsels bewirken bzw· den koordinierten Ablauf dieser Vorgänge regeln» Bisher sind bei Streptorayceten, d* h« bei der für die industrielle Wirkstoffproduktion bedeutsamsten Gruppe von Mikroorganismen, folgende Effektoren im o, g. Sinne bekannt?It is known that microorganisms produce specific signal substances which bring about the activation of cytodifferentiation, including the secondary metabolism, or regulate the coordinated course of these processes. So far, the following effectors have been found in streptoraycetes, d * h, in the most important group of microorganisms for industrial active ingredient production in o, g. Senses known?

— der Induktor der Streptomycinbiosynthese und Luftmycel*» bildung bei Streptomyoes griseue (KI-EIIiEH et al«, 1976, Bioorg, Khim. (Moskau), 2, 1142-1147; KHOKHLOY et ale> 1973, Uov® Acta Leopoldina Suppl* 7, 289-298J TOVAROVA et al*, 1970, Izvest, Akad* Nauk SSSR (Ser» Biol«) 2s - the inductor of Streptomycinbiosynthese and aerial mycelium * "education griseue at Streptomyoes (AI EIIiEH et al," 1976, Bioorg Khim (Moscow), 2, 1142-1147; KHOKHLOY et al e> 1973 Uov® Acta Leopoldina Suppl *. 7, 289-298J TOVAROVA et al *, 1970, Izvest, Akad * Nauk SSSR (Ser "Biol") 2s

427-34; KHOlQiLOY et al,, 1973S Z. AlIg0 Mikrobiol. 647-655), der als sogenannter Α-Faktor (2-(6~Methyl-heptanoyi)-3~hydroxymethyl*»4~butanolid) in der Literatur beschrieben ist;427-34; KHOlQiLOY et al., 1973 S Z. Alig 0 Microbiol. 647-655) described as so-called Α-factor (2- (6-methylheptanoyi) -3-hydroxymethyl * 4-butanolide) in the literature;

- der Induktor der Staphylomyoinproduktion durch Streptomyces virglniae, ein C^-Butyrolacton-Derivat (YANAGIMOTO et al·, 1971, J· Ferment. Technol, 49j 611-614; IMAGIMOTO et al·, 1979, Hakkogogaku, 57* 6-14)jthe inducer of staphylomyoin production by Strepto myces virglniae, a C 1-5 -butyrolactone derivative (YANAGIMOTO et al., 1971, J. Ferment, Technol, 49j 611-614, IMAGIMOTO et al., 1979, Hakkogogaku, 57 * 6-14 ) j

- der C-iaktor bei Streptomyces griseus» ein Protein-Effektor der Sporenbildung (BIRO et al«, 1980, Eur· J· Biochem., 103, 359-363);the C-factor in Streptomyces griseus "is a protein effector of spore formation (BIRO et al., 1980, Eur · J · Biochem., 103 , 359-363);

- das Antibiotikum Pamamycin, ein Induktor der Luftmyce !bildung bei Streptpmype3 alboniger mit bisher unbekannter Struktur (McCMS u. POGELL, 1979, J· Äntibiot* 32, 673-678);- the antibiotic pamamycin, an inducer of air methylation in Streptopype 3 alboniger of previously unknown structure (McCMS and POGELL, 1979, J · Äntibiot * 32, 673-678);

- das Sporulationspigment von Streptomyces venezuelae (SCRIBNEIi et al·, 1973, Appl. Microbiol·, 2£, 873-879),the sporulation pigment of Streptomyces venezuelae (SCRIBNEIi et al., 1973, Appl. Microbiol., 2, 873-879),

- das fethylenomycin, ein Inhibitor der Luftmyoe!bildung in SCPI-Plasmid-Mangelmutanten (KIHBY et al», 1973, Nature, 254, 265-267)Jthe fethylenomycin, an inhibitor of air myoegen formation in SCPI plasmid-deficient mutants (KIHBY et al., 1973, Nature, 254, 265-267) J

r*·: der Oosynthesefaktor I, ein Flavinderivat mit unbekannter Struktur, wirksam als Coenzym eines "Dehydrogenaseßchrittes der Tetracyclinbiosynthese (EuLLER et al,, 1960, J. Amer«, Chem» Soc» 82, 5002) undr * ·: the oosynthesis factor I, a flavin derivative of unknown structure, effective as a coenzyme of a dehydrogenase step of tetracycline biosynthesis (EuLLER et al., 1960, J. Amer, Chem. Soc. 82, 5002) and

- die 4,5-Dihydroxydecansäure-4~laotone (L-Faktoren) als Induktoren der Leukaemomycin- und Sporenbildung bei geblockten Mutanten von Streptomyoes griseus (ERITT et al«, 1981, Ze AlIg. Mikrofciol., 22,, 91-95, GRAEE et al», 1982, J. An'tibiot. 21» 57-62, (JRAi1E et al«, 1981. DDR-WP C 12 P/ 232 491 2)·the 4,5-dihydroxydecanoic acid 4α-laotons (L-factors) as inducers of leukemomycin and sporulation in blocked mutants of Streptomyoes griseus (ERITT et al., 1981, Z e Alig. Mikrofciol., 22, 91-95 , GRAEE et al., 1982, J. An'tibiot. 21 » 57-62, (JRAi 1 E et al., 1981. DDR-WP C 12 P / 232 491 2)

Die erwähnten Wirkstoffe, auch Stimulatoren, Effektoren oder Bioregulatoren genannt, sind hinsichtlich ihrer Struktur und Wirkungsweise untersucht worden, um Möglichkeiten für ihren Einsatz bei der Steuerung von ilermentationspro.zessen sowie für ihre Nutzung als Pharmaka aufsufinden*Called the active ingredients mentioned, also stimulators, effectors or bioregulators have been studied to aufsufinden possibilities for their use in the control of i l ermentationspro.zessen and for their use as drugs in terms of their structure and mode of operation *

Aus der Gesamtheit der bei Streptomyceten. bisher bekannten Bioregulatoren sind die L-* und A-Paktoren sowie die zu ihrer Her-From the totality of streptomycetes. hitherto known bioregulators are the L- and A-factors as well as the

stellung erarbeiteten Verfahren als nächstliegender Stand der Technik anzusehen«considered to be the closest prior art

Hierzu ist einerseits anzumerken, daß die bisher bekannten L-Faktoren (^,S-Dihidroxydeoansäure-^lactoae) eine vergleichsweise niedrige Stimulationsaktivität aufweisen®It should be noted on the one hand, that the previously known L-factors (^, S-Dihidroxydeoansäure- ^ lactoae) have a comparatively low stimulation activity®

Das ursprüngliche Verfahren zur Herstellung des Α-Faktors, ein Fermentationsverfahren, liefert andererseits diesen Wirkstoff trotz aufwendiger Aufarbeitungsschritte nur in sehr geringen Ausbeuten« Inzwischen ist zwar die chemische Synthese des A-Faktors gelungen (KLEINER et al, 1977, Bioorg. Khim« (Moskau, 2» 424-426£fc jedoch fällt dieser Stimulator dabei als Raoemat an.On the other hand, the original process for the production of the Α-factor, a fermentation process, yields this compound in spite of elaborate work-up steps only in very low yields. "In the meantime, the chemical synthesis of the A-factor has been successful (KLEINER et al, 1977, Bioorg However, this stimulator falls as raoemat.

Aus dem chemisch synthetisierten, racemischen A~Faktor ist durch anschließende chemische Reduktion weiterhin ein Gemisch mehrerer stereoisoraerer Derivate mit reduzierter C6-Keto~Gruppe, d, h. ein Gemisch mehrerer 2(6l-Methylheptanolyl)-»3-hydroxymethyl-4-butanolide, erhalten werden. Dieses Derivate« Gemisch besitzt keine biologische Aktivität gegenüber Streptomycin-bildenden Stämmen von Streptomyces gyiseus (KLEINER et al·, 1977, Bioorg· Khira. (Moskau), 2, 424-426; ONOPRIENKO et al., 1979, Abstracts Int. Symp, von Antibiotics, Weimar/ GDR, May 14-18, p. C-14).From the chemically synthesized, racemic A - factor is further chemical reduction by a mixture of several stereoisoraerer derivatives with reduced C6-keto ~ group, d, h. a mixture of several 2 (6 l -methylheptanolyl) - »3-hydroxymethyl-4-butanolides. This derivative mixture has no biological activity against streptomycin-producing strains of Streptomyces gyiseus (KLEINER et al., 1977, Bioorg. Khira. (Moscow), 2, 424-426; ONOPRIENKO et al., 1979, Abstracts Int , by Antibiotics, Weimar / GDR, May 14-18, p.C-14).

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung dient der Herstellung eines neuen Stimulators der Zytodifferenzierung, insbesondere der leukaemomycin-Produktion, bei Streptomyces-Stämmen, um die Palette derartiger Bioregulatoren um einen auf mikrobiologischem Wege herstellbaren Vertreter zu erweitern, der für biotechnologische Anpassungen in der mikrobiologischen Industrie von potenteillem Nutzen ist» Der herzustellende Stimulator soll bei Zusatz zu industriell bedeutsamen Streptomyceten-Kulturen, die weder Luftmycel noch Sporen ausdifferenzieren und keine Anthracyclin-Antibiotika zu synthetisieren vermögen, sowohl die Dif~ ferenzierung als auch die Anthracyclin-Biosynthese anschalten und fördern·The invention serves to produce a novel stimulator of cytodifferentiation, in particular leukaemomycin production, in Streptomyces strains in order to expand the range of such bioregulators to a microbiologically producible representative of potent benefit for biotechnological adaptations in the microbiological industry. The stimulator to be produced, when added to industrially important Streptomycetes cultures that are unable to differentiate either aerial mycelia or spores and can not synthesize anthracycline antibiotics, is intended to activate and promote both differentiation and anthracycline biosynthesis.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, ein technologisch einfaches Verfahren zu beschreiben, mit dessen Hilfe ein neuer Stimulator der Zytodifferenzierung, der o# g„ Anforderungen genügt, aus einem Mikroorganismus durch dessen Kultivierung auf einem leicht zugänglichen Medium unter Verwendung billiger Einsatzstoffe hergestellt, mit Hilfe einer spezifischen Methode nachgewiesen (Eritt et al» 1982, Z* Allg» Mikrobiol» 2£, 91-95) sowie mit ohromatografischen Methoden isoliert und gereinigt werden kann»The invention has the object augrunde to describe a technologically simple process by means of which a new stimulator of cytodifferentiation, the o # g "meets requirements, prepared from a microorganism by cultivating it on an easily accessible medium using cheaper starting materials, with the help a specific method (Eritt et al. 1982, Z * Allg. Microbiol. 2 £, 91-95) and can be isolated and purified by means of oxy-chromatographic methods. "

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter aeroben und sterilen Kulturbedingungen in einem flüssigen Währmedium mit entsprechenden Kohlenstoff« und Stickstoffquellen sowie Mineralsalzen ein Mikroorganismus oder seine Mutanten und Varianten gezüchtet werden· Der Mikroorganismus, der in diesem Verfahren Verwendung finde*, ist aus einer Population der Art Streptomyoes viridoohromogenea isoliert und unter der Registriernummer ZIMST 43683 in der Hinterlegungsstelle des Zentralinstituts für Mikrobiologie und experimentelle Therapie der Akademie der Wissenschaften der DDR, 6900 Jena, Beutenbergstr» 11, hinterlegt worden«According to the invention, the object is achieved by culturing a microorganism or its mutants and variants under aerobic and sterile culture conditions in a liquid currency medium with appropriate carbon and nitrogen sources and mineral salts. The microorganism which is used in this process is from a population the species Streptomyoes viridoohromogenea isolated and under the registration number ZIMST 43683 in the depository center of the Central Institute for Microbiology and Experimental Therapy of the Academy of Sciences of the GDR, 6900 Jena, Beutenbergstr »11, has been deposited

Die Kultivierung des Stammes ZIMET 43683 sowie seiner Mutanten und Varianten erfolgt unter aeroben Bedingungen. An Erde lyo-» phil getrocknetes Sporenmaterial bzw« an Glucose/Gelatine (5 #ig) lyophilisierte Mycelfragmente werden auf geeignete Agarnährböden und nachfolgend in flüssige, vorher sterilisierte Nährmedien geimpft und das entstehende Mycel wird in an sich bekannter Weise bei einer Temperatur zwischen 25 0C und 37 0O, vorzugsweise 28 0C, über einen Zeitraum von 2 bis 6 Tagen, vorzugsweise 4 Tagen, bei einer Acidität kultiviert, die au Beginn des Fermentationsprozesses zwischen pH 6,2 und pH 7,0 und am Ende des Prozesses zwischen pH 7,5 und pH 8,3 liegt* Das Nährmedium besteht aus kohlenstoff- und Stiokstoffquellen sowie aus anorganischen Salzen. Als Kohlenstoff- und Stickstoffquellen können die in der Antibiotika-Industrie üblichen Einsatzstoffe verwendet werden. Die Fermentation des Bildners; ZIMET 43683 kann in Steilbrustflaschen und Rundkolben verschiedenen Inhalts, in Glasfermentern sowie in V2A-Stahltanks durch-The cultivation of the strain ZIMET 43683 and its mutants and variants takes place under aerobic conditions. Lyophilizates to earth "phil dried spore material or"(#ig 5) lyophilized mycelium fragments are inoculated onto appropriate nutrient agar and subsequently in liquid, previously sterilized culture media, and the resulting mycelium is of glucose / gelatin in a known manner at a temperature between 25 0 C and 37 0 O, preferably 28 0 C, over a period of 2 to 6 days, preferably 4 days, cultured at an acidity at the beginning of the fermentation process between pH 6.2 and pH 7.0 and at the end of the process between pH 7.5 and pH 8.3 * The nutrient medium consists of sources of carbon and phosphorus as well as inorganic salts. As sources of carbon and nitrogen it is possible to use the starting materials customary in the antibiotics industry. The fermentation of the artist; ZIMET 43683 can be used in steep-breasted bottles and round-bottomed flasks of various contents, in glass fermenters and in V2A steel tanks.

geführt werden.be guided.

Die in der Fermentation gewonnene Kulturlösung wird mit Hilfe eines Separators in Mycel und Kulturfiltrat getrennt« Vorzugsweise letzteres wird bei einer Azidität von pH 5 bis pH 7 für die Extraktion mit organischen lösungsmitteln, insbesondere Butylacetat, versetzt. Durch Einengen der Butylaoetatextrakte wird ein Rohprodukt erhalten, das an trockenem Zellulosepulver adsorbiert, nachfolgend duroh Elution mit Wasser wieder in Lösung gebracht sowie durch Reextraktion mit Ether weiter angereichert wird. Das dabei anfallende Produkt wird durch präparative Dünnschichtchromatografie bis zur gasohromatografisehen Homogenität gereinigt. Die so erhaltene hochreine Substanz stellt bei Raumtemperatur ein farbloses Öl dar· Im Massenspektrum (hochauflösendes Massenspektrometer JEOI JMS-D-100, Direkteinlaßsystem, 120 0C, 75 ev Elektronenstrom) treten die in Abb. 1 angeführten charakteristischen Fragmente auf» Die charakteristischen Maxima im IR-Spektrum (Hicolet Fourier transform instrument) sind: (GDCl3) (οπΓ1): 1010,1036,1080,1125,1172,1240,1260,1390,1470, max· 1520,1767, (gesätt· 5-Ringlacton), 3625 (zusammen mit 1036s primäre 0H~Gruppe) und 3440 (zusammen mit 1080: intramolekulare Η-Bindung, sekundäre 0H-Gruppe)» Eine für den Α-Faktor charakteristische C0-Bande bei 1720 cnT1 (Mort, 1981, Tetrahedron Lett», 22., 3431-32) fehlt bei gleichzeitiger Anwesenheit einer Co-OH-Gruppe. Das TJV-Spelstfcrum zeigt eine schwache Absorption bei 215 mn (£ - 120)«The culture solution obtained in the fermentation is separated by means of a separator into mycelium and culture filtrate. Preferably, the latter is mixed at an acidity of pH 5 to pH 7 for the extraction with organic solvents, in particular butyl acetate. Concentration of the Butylaoetatextrakte a crude product is obtained, which adsorbs on dry cellulose powder, subsequently brought back into solution by elution with water and further enriched by reextraction with ether. The resulting product is purified by preparative thin-layer chromatography until gas-chromatographic homogeneity. The high-purity material so obtained presents at room temperature, a colorless oil is · in the mass spectrum (high resolution mass spectrometer JEOI JMS-D-100, direct inlet system, 120 0 C, 75 ev electron current) occur as listed in Fig. 1 characteristic fragments "The characteristic maxima in the IR spectrum (Hicolet Fourier transform instrument) are: (GDCl 3 ) (οπΓ 1 ): 1010, 1036, 10, 10, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 13, 13, 14, 17, max · 1520, 1767, (saturated 5-ring lactone ), 3625 (together with 1036s primary 0H ~ group) and 3440 (together with 1080: intramolecular Η bond, secondary 0H group) »A C0 band characteristic of the Α factor at 1720 cnT 1 (Mort, 1981, Tetrahedron Lett., 22, 3431-32) is absent in the co-presence of a Co-OH group. The TJV-Spelstfcrum shows a weak absorption at 215 mn (£ - 120) «

Die Bruttozusammensetzung der erfindungsgemäß erhaltenen Substanz, die die Bezeichnung ST 43683 erhielt, wurde zu C13H24O^ bestimmt, und ihr Molekulargewicht beträgt 244. Diese Parameter wie auch die relative Konfiguration werden durch die 200 MHz 1H-KMR-Angaben (Bruker ViIP 200/SY) bestätigt (^f0001S ppm: H2, 8.65, J23 * 9.4; J26 = 4·6; H3, 2.76; J343 » 8.1; 8·6? J35a = 5"8; J3,5b = 6·2» H4a> 4e42i J4a4b * "8^ 3,97; H5a, 3.75; J5^513 » -10.6; H6, 4.03; -J6 y* 6*7; HT, H8, H9, H10, 1.1-1.75; H11, 1.49; J11 12 = 6*8; H12,H13, 0*87j Kopp lung s konstant en in Hz) .Der relativ hohe Viert der Kopplungs«·The gross composition of the substance obtained according to the invention, which was designated ST 43683, was determined to be C 13 H 24 O 3 and its molecular weight is 244. These parameters, as well as the relative configuration, are indicated by the 200 MHz 1 H NMR data (Bruker ViIP 200 / SY) confirms (^ f 0001 S ppm: H2, 8.65, J 23 * 9.4; J 26 = 4 · 6; H3, 2.76; J 343 »8.1; 8 · 6 ? J 35a = 5 "8; J 3,5b = 6 × 2 "H4a> 4e42i J 4a4b *" 8 ^ 3.97; H5a, 3.75; J 5 ^ 513 '-10.6; H6, 4:03; -J y 6 * 6 * 7; HT, H8, H9, H10, 1.1-1.75, H11, 1.49, J 11 12 = 6 * 8, H12, H13, 0 * 87j coupling s constant in Hz) .The relatively high fourth of the coupling «·

konstanten J23 = 9·4 Hz steht in Übereinstimmung mit der trans-Anordnung der Substituenten, entsprechend einer 2S, 3S- bzwf 2R,3R-Konfiguration der chiralen Zentren am Butyrolacton-Ring (Sevastionoff u· Pfau, 1967,. Bull. Soc. Chinu Prance ig62, 4162-71).constant J 23 = 9 x 4 Hz is consistent with the trans arrangement of the substituents, corresponding to a 2S, 3S or f 2R, 3R configuration of the chiral centers on the butyrolactone ring (Sevastionoff u. Pfau, 1967, Bull. Soc., Chinu Prance ig62, 4162-71).

Die Zuordnung der Struktur wird zusätzlich durch die 1 ^-Angaben (25.16 MHz Varian XL-100/15) unterstützt! C^CDC13 Ppm: C1, 177,79 (0)02, 49.46 (d); C3, 40.34 (d); C4, 68,82 (t); C5, 62.88 (t); C6, 71.14 (d); 07, 34.25 (t)j C8, 26,72 (t); C9, 27.62 (t); 010., 39.24 (t); 011, 28.22 (d); C12, 22.73 CO; C13, 22.73 (q).The assignment of the structure is additionally supported by the 1 ^ values (25.16 MHz Varian XL-100/15)! C ^ CDCl 3 Ppm: Cl , 177.79 (0) 02, 49.46 (d); C3, 40.34 (d); C4, 68.82 (t); C5, 62.88 (t); C6, 71.14 (d); 07, 34.25 (t) j C8, 26.72 (t); C9, 27.62 (t); 010., 39.24 (t); 011, 28.22 (d); C12, 22.73 CO; C13, 22.73 (q).

Auf Kieselgelfolien zeigt St 43683 folgende Rf-Werte: 0.26 (CHCWMeOH, 95:5, v/v) und 0,18 (Benzen/Ether, 1:1,On silica gel films, St 43683 shows the following R f values: 0.26 (CHCWMeOH, 95: 5, v / v) and 0.18 (benzene / ether, 1: 1,

Ihrer physikochemischen Charakterisierung nach stellt die neue Substanz ST 43683 ein 2-(6l-Methylheptanolyl)-3-hydroxymethyl-4-butanolid dar. Die Neuheit dieser Substanz wird darin gesehen, daß im Ergebnis des beschriebenen Verfahrens, über den Stand der Technik hinausgehend, ein 2-(6'-Methylheptanolyl)-3-hydroxymethyl-4-butanolid mit sehr hoher stereochemiecher Reinheit in bezug auf die Konfigurationen am 02 und 03 anfällt.According to its physicochemical characterization, the new substance ST 43683 represents a 2- (6 l -methylheptanolyl) -3-hydroxymethyl-4-butanolide. The novelty of this substance is seen in the fact that as a result of the described process, going beyond the prior art , a 2- (6'-methylheptanolyl) -3-hydroxymethyl-4-butanolide of very high stereochemical purity is obtained with respect to the 02 and 03 configurations.

Die Substanz ST 43683 ist, wie überraschend gefunden wurde, biologisch aktiv. Sie vermag bei Stämmen des Leukaemomycin-' Bildners Streptomyoes griseus sowohl die biochemische als auch die morphologische Differenzierung anzuschalten und zu stimulieren. Wird nach der bei Eritt et al., 1982, Z. AlIg. Mikrobiol., 22_ (2), 91^-95 angegebenen Nachweismethode (siehe unten) vorgegangen, so weist der Stimulator ST 43683 eine im Vergleioh zu den bekannten L-Faktoren (4,5-Dihydroxydecansäure-4«lactonen) eine 5fach stärkere Stimulationsaktivität in bezug auf die Biosynthese wie auf die morphologische Differenzierung auf. Damit wird mit vorliegendem Verfahren erstmals ein A-Faktorähnliches Molekül auf mikrobiologischem Wege herstellbar, welches biologische Aktivität bei Stämmen des Leukaemomyoin-Bildners Streptomyoes griseus zeigt. .The substance ST 43683 is, as surprisingly found, biologically active. It is capable of activating and stimulating both biochemical and morphological differentiation in strains of the leucaemomycin producer Streptomyoes griseus . According to the in Eritt et al., 1982, Z. AlIg. Microbiol., 22 ^ (2), 91 ^ -95 (see below), the stimulator ST 43683 has a 5-fold stronger stimulation activity in comparison with the known L-factors (4,5-dihydroxydecanoic acid-4-lactones) in terms of biosynthesis as well as morphological differentiation. Thus, with the present method for the first time an A-factor-like molecule can be produced by microbiological means, which shows biological activity in strains of the Leukaemomyoin-forming agent Streptomyoes griseus . ,

Der nachweis der Wirkung des Stimulators der Zytodifferenzie-Evidence of the effect of the stimulator of cytodifferentiation

rung ST 43683 erfolgt mit Hilfe einer speziellen Methode, die sowohl die Stimulierung der Luftmycel- und Sporenbildung als auch die der Leukaemomycin-Biosynthese nachzuweisen gestattet» Details der mikrobiologischen Analytik sind bei Eritt et al«, 1982, Z. AlIg. Mikrobiol,, 22j 91-95 beschrieben. Als Indikator-Stamm wird eine Mutante von Streptomyces griseus verwendet, die sowohl in der Differenzierung des Luftmycels und der Sporen wie auch in der Anthraeyclin-Biosynthese genetisch geblockt ist. Der für die Durchführung der mikrobiologischen Analytik des Stimulators ST 43683 notwendige Indikatorstamm ist unter der Registriernummer ZIMET 43682 in der Hinterlegungsstelle des Zentralinstituts für Mikrobiologie und experimentelle Therapie der Akademie der Wissenschaften der DDR, 6900 Jena, Beutenberg« aitraße 11, hinterlegt worden«ST 43683 is carried out with the aid of a special method which allows to detect both the stimulation of aerial mycelium and sporulation as well as that of leukemomycin biosynthesis. "Details of the microbiological analysis are described by Eritt et al., 1982, Z. Al. Microbiol, 22j 91-95. The indicator strain used is a mutant of Streptomyces griseus that is genetically blocked both in the differentiation of the aerial mycelium and the spores, as well as in anthraeycline biosynthesis. The indicator strain necessary for carrying out the microbiological analysis of the stimulator ST 43683 has been deposited under the registration number ZIMET 43682 in the depository of the Central Institute for Microbiology and Experimental Therapy of the Academy of Sciences of the GDR, 6900 Jena, Beutenberg 11, Aitraße 11.

Ausführungsbeispieleembodiments

An nachstehenden Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden«In the following embodiments, the invention will be explained in more detail «

1· Mycelfragmente bzw· Sporen des Stimulator-Bildners ZIMBT 43683, der 10 Tage auf dem für Streptomyceten Üblichen Hafermehl-Agar amers angezüchtet wurde, werden als Impfmaterial für Vorzucht-Kulturen in folgendem Submers-Medium einge— setzt:1 × mycelium fragments or spores of the stimulator-forming agent ZIMBT 43683, which had been cultivated for 10 days on Streptomyces normal oatmeal agar, are used as inoculum for pre-culture cultures in the following submerser medium:

0,6 % Bacto-Pepton; 0,3 # Hefeextrakt; 0,05 # CaCO-; Leitungswasser ad 100 #; pH 7,2; Sterilisation; 120 0C, 30 Mn, Die Vorzuohtkulturen befinden sich in lOO-ml-Steiltrustflaschen ä* 20 ml Füllung und werden 48 Std, bei 28 0C auf einem Schütteltisch (180 U/min) bebrütet. Durch stufenweise Maßstabsvergrößerung wird das auf diese Weise gewonnene Submers-Mycel zur Beimpfung von 400 l-Permentoren mit Submers-Medium folgender Zusammensetzung verwendet: 3 % Glucose; 1 ch Sojamehl; 0,3 # WaCl; 0,3 % CaCO3; pH 7,0 nach Sterilisation (125 0C, 60 Min·)· Während der Fermentation bei 27 0C bis 2$ 0C, die mit einer Rührgeschwindigkeit von 260 U/min und einer Luftzufuhr von 400 l/min durchgeführt wird, kann die Schaumbildung durch Zusatz kleiner Mengen silikonhaltiger Schaumschutzmittel0.6 % Bacto-peptone; 0.3 # yeast extract; 0.05 # CaCO-; Tap water ad 100 #; pH 7.2; Sterilization; 120 0 C, 30 Mn, The vorzuohtkulturen are in 100 ml Steiltrustflaschen ä * 20 ml filling and are incubated for 48 hours, at 28 0 C on a shaker (180 U / min). The submerged mycelium obtained in this way is used by incremental scale enlargement to inoculate 400 l-type perforators with submersible medium of the following composition: 3 % glucose; 1 c h soy flour; 0.3 # WaCl; 0.3% CaCO 3 ; pH 7.0 after sterilization (125 0 C, 60 min ·) · During the fermentation at 27 0 C to 2 $ 0 C, which is carried out with a stirring speed of 260 rev / min and an air supply of 400 l / min, can the foaming by addition of small amounts of silicone-containing foam protection agent

kontrolliert werden· Each lOOstündiger Fermentationsdauer wird der höchste Gehalt an ST 43683 bestimmt»Each fermentation period of 100 hours determines the highest content of ST 43683 »

300 1 einer nach Beispiel 1 gewonnenen lOO-'Std.-Kulturlösung des Stammes ZIMET 43683 werden auf pH 5,0 bzw· pH 7,0 eingestellt, mit Hilfe eines Separators in Myeel und KuI-turfiltrat getrennt und entsprechend dem in Abb* 2 dargestellten Schema aufgearbeitet,300 l of a 100% solution of strain ZIMET 43683, obtained according to example 1, are adjusted to pH 5.0 or pH 7.0, separated by a separator into myeel and potassium turfiltrate and corresponding to the one in FIG processed schema,

Nach Extraktion der Kulturlösung mit 0,2 Vol. Butylacetat und Einengen der Lösung werden 80 g Rückstand erhalten» der in 300 ml Diethylether gelöst und mit 200 g Cellulosepulver für die Säulenchromatographie versetzt wird. Nach Entfernen des Ether© im Vakuum wird das Gelluloseadsorbat in eine Säule gefüllt und mit 4 1 Wasser eluiert. Die wäßrige Lösung wird dann 3 mal mit je 2 1 Ether extrahiert, Nach Trocknen der lösung und Abdampfen des Lösungsmittels verbleiben ca» 5 g Rückstand, aus dem durch präparative DünnschichtChromatographie an Silufol-Kieselgel unter Verwendung von Ben« zen/Bther (1:1, v/v, zweifacher Lauf des Chromatogramms) eine angereicherte Fraktion von ST 43683 erhalten wird. Die Ausbeute beträgt 280 mg· Die zweite Feinreinigung erfolgt durch präparative Dünnschichtohromatographie auf Silufol-Kieselge^Folien unter Verwendung von CHCl^/Methanol (95:5, v/v)· Ausbeutet 60 mg. In einer dritten dünnephichtohroma« tographischen Stufe (Silufol, Benzen/Ether, 1:1, v/v) werden 17 mg des reinen Stimulators ST 43683 erhalten. Die 98 #ig© Reinheit des Produktes wurde durch gasohromatpgraphisohe Analyse (OV 101, uaschrom Q, 140 ° Säulentemperatur) bewiesen. Das sp erhaltene Produkt wurde für die Untersuchung der biolpgischen Wirkung eingesetzt·After extraction of the culture solution with 0.2 vol. Butylacetat and concentration of the solution 80 g of residue are obtained », which is dissolved in 300 ml of diethyl ether and treated with 200 g of cellulose powder for column chromatography. After removal of the ether © in vacuo, the Gelluloseadsorbat is filled into a column and eluted with 4 1 of water. The aqueous solution is then extracted 3 times with 2 1 of ether, After drying the solution and evaporation of the solvent remain about »5 g of residue, from which by preparative thin-layer chromatography on Silufol-silica gel using Benzen / Bther (1: 1 , v / v, two-fold run of the chromatogram), an enriched fraction of ST 43683 is obtained. The yield is 280 mg. The second fine purification is carried out by preparative thin-layer chromatography on Silufol-Kieselge. Films using CHCl.sub.3 / methanol (95: 5, v / v). Yields 60 mg. In a third phase of thin-phase radiography (silufol, benzene / ether, 1: 1, v / v), 17 mg of the pure stimulator ST 43683 are obtained. The purity of the product was demonstrated by gas-chromatographic analysis (OV 101, uaschrom Q, 140 ° column temperature). The product obtained was used for the investigation of the biolgic effect.

pH 7,5 und pH 8,3 liegt, kultiviert wird undpH 7.5 and pH 8.3, is cultured and

- der hierbei gebildete neue, stereoohemisch einheitliche Stimulator ST 43683« der durch die Summenfor» mel C-]3H2Zl°4 sowie durch die Struktur eines 2-(6'-Methylheptanolyl)-3—hydroxymethyl-4-butanolides; charakterisiert ist und im Einklang mit einer 2S, 3S- bzw, 2RjSS-AnOrdnung eine trans-Konfiguration der Substituenten an C2 und G3 aufweist, aus dem KuI-turfiltrat bei einer Azidität von pH 5 bis pH 7 mittels üblicher organischer Lösungsmittel extrahiert, nachfolgend mit an sich bekannten chromatographischen Methoden gereinigt wird*- the new, stereoohemically uniform stimulator ST 43683 formed by the sum formula C- 3 H 2ZI 4 as well as the structure of a 2- (6'-methylheptanolyl) -3-hydroxymethyl-4-butanolide; in accordance with a 2S, 3S or 2RjSS order, has a trans configuration of the substituents on C2 and G3, extracted from the potassium turfiltrate at an acidity of pH 5 to pH 7 using conventional organic solvents, hereinafter referred to as purified per se known chromatographic methods *

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet daduroh, daß die Kultivierung des Stammes ZIMET 43683 in 400 1-Fermentoren bei 28 0G während eines Zeitraumes von 4 Tagen und unter einer Luftzufuhr von 400 l/min erfolgt.2. The method according to item 1, characterized daduroh that the cultivation of the strain ZIMET 43683 in 400 1-fermentors at 28 0 G over a period of 4 days and under an air supply of 400 l / min.

Hierzu 2 Seiten Abbildungen.For this 2 pages illustrations.

2261^02261 ^ 0

m/z .19&1377m / z .19 & 1377

m/z 145.0494m / z 145.0494

m/zm / z

m/z 1160471 (oder die enantiomere (2R,3R}-form) ICsH&Og*m / z 1160471 (or the enantiomeric (2R, 3R) form) ICsH & Og *

Abb, 2 AufarbeitungsschemaFig. 2 Processing scheme

100 Std,-»Kultur Streptpmvces yiridpohrpmo^enes 100 hours, - »Cultures Streptpmvces yiridpohrpmo ^ enes

I yO2 I yO2

Kulturflüssiftkeit 300 1Culture fluidity 300 1 Myzelmycelium

Extraktion mit 0«2 Vol» ButylacetatExtraction with 0 «2 vol» butyl acetate

I flückstand (80 g) I residue (80 g)

lösen, in E-fc&er (300 ml) Misohen mit 200 g Cellulose'· pulver für die Säule&ffiliromato·"· graphieDissolve in E-fc & er (300 ml) Misohen with 200 g of cellulose 'powder for the column & filtrate

Verdampfen des LösungsmittelsEvaporation of the solvent

Elution des Zellaloseadsorbates mitElution of Zellaloseadsorbates with

4: 1 Wasser4: 1 water

Wäßrige Lb'aunp Aqueous Lb'aun p

Extraktion mitExtraction with

3x2 1 Ether3x2 1 ether

IHüokstand (5 g) I Hüokstand (5 g)

Preparative DC, Silufol φenzien/Ether> 1:1, v/v}Preparative TLC, Silufol φenzien / Ether > 1: 1, v / v}

Aktive Fraktion C280 mg; 2maliger Lauf)Active fraction C280 mg; 2 times run)

Präparative DC, Silufol CHCWMeOH, 95s5, v/vPreparative TLC, Silufol CHCWMeOH, 95s5, v / v

ΊAktive Fraktion C60 Active fraction C60

Präparative DC, Silufol Benzene/Aoeton, 1:1, v/v,3maliger LaufPreparative DC, Silufol Benzene / Aoeton, 1: 1, v / v, 3-fold run

% reines Produkt (17 % pure product (17

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim 1· Verfahren zur Herstellung eines Stimulators der Zytodifferenzierung auf mikrobiοlogiaehern Wege, gekennzeichnet dadurch, daßA method of producing a cytodifferentiation stimulator in microbiological ways, characterized in that - der Mikroorganismus Streptomyoes viridoohromoffenes ZIMET 43683 unter aeroben und sterilen Bedingungen in flüssigen Nährmedien, die eine Kohlenstoff- und eine Stickstoffquelle sowie Mineralsalze enthalten, bei einer Temperatur von 25 0C bis: 37 0C während eines Zeitraumes von 2 Tagen bis 6 Tagen bei einer Azidität, die zu Fermentationsbeginn zwischen pH 6,2 und pH 7,0 und am Ende dieses Prozesses zwischen- The microorganism Streptomyoes viridoohromoffenes ZIMET 43683 under aerobic and sterile conditions in liquid nutrient media containing a carbon and a nitrogen source and mineral salts, at a temperature of 25 0 C to: 37 0 C for a period of 2 days to 6 days in a Acidity, the beginning of fermentation between pH 6.2 and pH 7.0 and at the end of this process between
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