DD251574A1 - PROCESS FOR PREPARING ACLANITY ACID - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Aklanonsaeure auf mikrobiologischem Wege. Der zur Herstellung der Aklanonsaeure verwendete Mikroorganismus gehoert zur Art Streptomyces peucetius var. caesius und traegt die Bezeichnung F 23/135. Ziel der Erfindung ist die oekonomische Herstellung von Aklanonsaeure als Ausgangssubstanz fuer Mutasynthesen und Partialsynthesen von Anthracyclin-Antibiotika mit potentiell cancerostatischen, antiviralen, antibakteriellen, immunsuppressiven und ergotropen Eigenschaften. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass durch aerobe Submersfermentation des Stammes F 23/135 in Medien mit C-, N-Quellen und Mineralsalzen Aklanonsaeure gebildet, diese aus dem Mycel isoliert und nachfolgend gereinigt wird.The invention relates to a process for the preparation of Aklanonsaeure microbiological route. The microorganism used for the production of Aklanonsaeure belongs to the species Streptomyces peucetius var. Caesius and bears the name F 23/135. The aim of the invention is the economic production of aconylic acid as starting substance for mutase syntheses and partial syntheses of anthracycline antibiotics with potentially cancerostatic, antiviral, antibacterial, immunosuppressive and ergotropic properties. The object is achieved in that Aklanonsaeure formed by aerobic submerged fermentation of the strain F 23/135 in media with C, N sources and mineral salts, these isolated from the mycelium and subsequently purified.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Aklanonsäure auf mikrobiologischem Wege. Aklanonsäure ist eine geeignete Vorstufe zur halbsynthetischen bzw. mutasyrfthetischen HerstelIung verschiedener neuer antibiotisch wirksamer Substanzen, die bei der Chemotherapie von Tumor-, Virus- und von Bakterien hervorgerufenen Erkrankungen bei Mensch und Nutztier von potentiellem Nutzen sind.The invention relates to a process for the preparation of acyclic acid by microbiological means. Aklanonic acid is a suitable precursor for the semi-synthetic or mutasyrfthetic production of various new antibiotically active substances which are of potential use in the chemotherapy of tumor, virus and bacteria-induced diseases in humans and livestock.
Es ist bekannt, daß Aklanonsäure auf mikrobiologischem Wege hergestellt werden kann (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38, 1034-1039; DD 225714,7.8.85).It is known that aklanonic acid can be prepared by microbiological means (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38, 1034-1039; DD 225714, 7.8.85).
Der in diesem Verfahren eingesetzte Mikroorganismus (Streptomyces spec. ZIMET 43717) weist jedoch den Nachteil auf, daß er nicht fähig ist, Luftmycel und Sporen zu bilden. Deshalb ist eine Artzuordnung nicht möglich. Weiterhin werden dadurch wesentliche Arbeitsschritte eines mikrobiologischen Herstellungsverfahrens wie Stammerhaltung, Stammanzucht und genotypische Optimierung der Biosyntheseleistung erschwert.However, the microorganism used in this method (Streptomyces spec. ZIMET 43717) has the disadvantage that it is unable to form aerial mycelia and spores. Therefore, a type assignment is not possible. Furthermore, essential steps of a microbiological production process such as stammering, strain breeding and genotypic optimization of the biosynthetic performance are made more difficult.
Die Erfindung hat zum Ziel einen neuen Mikroorganismus mit Biosynthesefähigkeit für Aklanonsäure einzusetzen, der aufgrund seiner morphologischen, biochemischen und genetischen Parameter sich günstiger für industrielle Prozesse handhaben läßt als das bisher möglich ist.The object of the invention is to use a novel microorganism with biosynthetic capacity for aklanonic acid, which, because of its morphological, biochemical and genetic parameters, is more favorably prone to industrial processes than hitherto possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Aklanonsäure als Ausgangsprodukt für Partialsynthesen bzw. Mutasynthesen von Anthracyclin-Antibiotika nach einem neuen mikrobiologischen Verfahren herzustellen, das die Nachteile der bekannten technischen Lösungen vermeidet.The invention has for its object to produce aklanonic acid as a starting material for partial syntheses or mutasyntheses of anthracycline antibiotics according to a new microbiological process, which avoids the disadvantages of the known technical solutions.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Verfahren ein Stamm eines gut sporulierenden Mikroorganismus der Art Streptomyces peucetius, vorzugsweise der Stamm Streptomyces peucetius var. caesius 601 F. I., eingesetzt wurde. Als geeignet wurde der Stamm F 23/135 gefunden, der in der ZIMET-Hinterlegungsstelle für Mikroorganismen im Zentralinstitut für Mikrobiologie und experimentelle Therapie der Akademie der Wissenschaften der DDR, 6900 Jena, Beutenbergstraße 11 unter der Registriernummer ZIMET 43810 hinterlegt wurde. Dieser Mikroorganismus, der es gestattet, Aklanonsäure aus leicht zugänglichen Rohstoffen mit guter Ausbeute herzustellen, konnte überraschenderweise nach Mutagenbehandlung aus einem Streptomyceten-Stamm, der als Bildner von ε-Rhodomycinon und Daunomycinonglykosiden bekannt war, isoliert werden. Der in der vorliegenden Erfindung benutzte Mikroorganismus F 23/135 zeigt sehr gute Sporulationsfähigkeit. Diese Eigenschaft wirkt sich vorteilhaft für Stammerhaltung, Stammanzucht und genetische Bearbeitung des Produktbildners aus.According to the invention, this object is achieved in that in the method, a strain of a good sporulating microorganism of the species Streptomyces peucetius, preferably the strain Streptomyces peucetius var. Caesius 601 F. I., was used. The strain F 23/135 which was deposited in the ZIMET depository for microorganisms in the Central Institute for Microbiology and Experimental Therapy of the Academy of Sciences of the GDR, 6900 Jena, Beutenbergstrasse 11 under the registration number ZIMET 43810 was found to be suitable. This microorganism, which makes it possible to produce aklanonic acid from readily available raw materials in good yield, was surprisingly able to be isolated after mutagen treatment from a Streptomycetes strain known as the ε-rhodomycinone and daunomycin glycoside builder. The microorganism F 23/135 used in the present invention shows very good sporulation ability. This property is beneficial for stammering, stock breeding and genetic manipulation of the product builder.
Die Kultivierung des Stammes sowie seiner Varianten erfolgt unter aeroben und sterilen Bedingungen. An Erde getrocknetes Sporenmaterial wird 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 und 340C, vorzugsweise bei 280C, über einen Zeitraum von 2 bis 6 Tagen, vorzugsweise 4 Tagen, bei einer Azidität kultiviert, die zu 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 Stickstoffquelle sowie aus organischen Salzen. Als Kohlenstoffquelle können Stärke, Glukose, Glyzerin, Dextrin, Mannit, Saccharose, Sojamehl und Sojaöl verwendet werden. Als Stickstoffquelle kommen außer den o. g. stickstoffhaltigen Substraten auch Trockenhefe, Fleischpepton und Casein in Frage. Gute Ergebnisse können bei Zusatz von Mineralsalzen erzielt werden. Letztere begünstigen den Verlauf der Fermentation in Abhängigkeit vom eingesetzten Nährmediumi.. tn komplexen Medien, die verschiedene Mehle enthalten, haben sich Zusätze von Kalziumkarbonat, Natriumphospfiat bzw. Kaliumphosphat als vorteilhaft erwiesen.The cultivation of the strain and its variants takes place under aerobic and sterile conditions. Spore material dried on soil is inoculated onto suitable agar media and subsequently into liquid, previously sterilized nutrient media and the resulting mycelium is incubated in a manner known per se at a temperature between 25 and 34 ° C., preferably at 28 ° C., for a period of 2 to 6 days, preferably 4 days, cultivated at an acidity which 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 carbon and nitrogen source as well as organic salts. Starch, glucose, glycerin, dextrin, mannitol, sucrose, soybean meal and soybean oil can be used as the carbon source. In addition to the nitrogenous substrates mentioned above, the nitrogen source also includes dry yeast, meat peptone and casein. Good results can be achieved with the addition of mineral salts. The latter favor the course of the fermentation depending on the nutrient medium used. In the case of complex media containing various flours, additions of calcium carbonate, sodium phosphate or potassium phosphate have proven to be advantageous.
Die Isolierung der Aklanonsäure erfolgt mit an sich bekannten Methoden durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, Fällung mit Petroläther und anschließende chromatographische Reinigung. Die auf diese Weise isolierte, in gelb-orange-farbene Nadeln kristallisierende Substanz wurde im Vergleich mit authentischer Aklanonsäure analysiert:The isolation of the aklanonic acid is carried out by methods known per se by extraction with organic solvents, precipitation with petroleum ether and subsequent chromatographic purification. The thus isolated, yellow-orange needles crystallizing substance was analyzed in comparison with authentic aklanonic acid:
a) Dünnschichtchromatographie auf Merck-DC-Alufolien Kieselgel 60 F254 gepuffert mit 0,5 N Oxalsäure; System: Chloroform-Aceton/10:2). Gleiches chromatographisches Verhalten wie Aklanonsäure. Rf: 0,51.a) thin-layer chromatography on Merck TLC aluminum foils silica gel 60 F 254 buffered with 0.5 N oxalic acid; System: chloroform-acetone / 10: 2). Same chromatographic behavior as aclanonic acid. Rf: 0.51.
b) Massenspektrometrie: Das Massenspektrum der Substanz ist identisch mit dem Massensprektrum, das bei Prüfung von authentischer Aklanonsäure erhalten wird. (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38,1034-1039).b) Mass Spectrometry: The mass spectrum of the substance is identical to the mass spectrum obtained upon assay of authentic aklanonic acid. (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38, 1034-1039).
c) 1H-NMR-Spektrometrie: Das^-NMR-Spektrum der Substanz wies alle Signalein charakteristischer Lage auf, die auch im Spektrum von Aklanonsäure gefunden wurden.c) 1 H-NMR spectrometry: The ^ NMR spectrum of the substance showed all the signals in a characteristic position, which were also found in the spectrum of aklanonic acid.
d) Umlagerung zu Aklanon: Die Substanz wurde in an sich bekannter Weise (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38,1034-1039) in Dimethylsulfoxid gelöst und bei Zimmertemperatur belassen. Als Umlagerungsprodukt wurde Aklanon erhalten, welches durch Chromatographie mit Standard-Material identifiziert wurde.d) Rearrangement to Aklanon: The substance was dissolved in dimethyl sulfoxide in a manner known per se (Eckardt, K. et al., 1985. J. Antibiot. 38, 1034-1039) and left at room temperature. The rearrangement product obtained was aklanone, which was identified by chromatography on standard material.
e) Infrarotspektroskopie: Die Infrarotspektren der erfindungsgemäß hergestellten Substanz und authentischer Aklanonsäure sind identisch.e) Infrared Spectroscopy: The infrared spectra of the substance prepared according to the invention and authentic aklanonic acid are identical.
Somit konnten mit den eingesetzten Methoden keine Unterschiede zwischen der erfindungsgemäß hergestellten Substanz und authentischer Aklanonsäure gefunden werden.Thus, with the methods used, no differences could be found between the substance prepared according to the invention and authentic aklanonic acid.
Durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele soll die Erfindung erläutert, jedoch nicht begrenzt werden.By the following embodiments, the invention will be explained, but not limited.
1. Zwei öOOml-Steilbrustflaschen enthalten je 80 ml des folgenden Vorzucht-Mediums:1. Two oOOml bottles each containing 80 ml of the following pre-breeding medium:
Glukose 1,5%Glucose 1.5%
Sojamehl . 1,5%Soy flour. 1.5%
Natriumchlorid 0,5%Sodium chloride 0.5%
Kalziumkarbonat 0,1 %Calcium carbonate 0.1%
Kaliumhydrogenphosphat 0,3%Potassium hydrogen phosphate 0.3%
in Leitungswasserin tap water
Sterilisierung: 35 Min bei 110°C. Nach der Sterilisierung liegt die Azidität bei pH 6,3.Sterilization: 35 min at 110 ° C. After sterilization, the acidity is at pH 6.3.
Jede Steilbrustflasche wird mit einer Sporensuspension beimpft, welche mit steriler, isotonischer Kochsalzlösung von einer im Reagenzglas auf folgendem Anzucht-Nährboden gezüchteten 10 bis 14 Tage alten Kultur des Stammes F 23/135 hergestellt wird:Each steep-flask is inoculated with a spore suspension prepared with sterile isotonic saline from a 10 to 14-day culture of strain F 23/135 grown in a test tube on the following culture medium:
Hafermehl 2%Oatmeal 2%
Agar-Agar 2% Agar-agar 2%
in Leitungswasserin tap water
Sterilisierung: 40min bei 12O0C. Nach der Sterilisierung wird die Azidität auf pH 7,0 eingestellt.Sterilization: 40 min at 12O 0 C. After sterilization, the acidity is adjusted to pH 7.0.
Die beimpften Vorzucht-Kulturen werden 48 Stunden bei 280C auf einem Schütteltisch mit einer Frequenz von 180 U/min bebrütet. 8 ml einer so bebrüteten Vorzucht-Kultur dienen zur Beimpfung von 500ml-Steilbrustflaschen, die je 80 ml des folgenden Produktionsmediums enthalten:The inoculated Vorzucht-cultures are incubated on a shaker at a frequency of 180 rev / min for 48 hours at 28 0 C. 8 ml of pre-culture incubated in this way are used to inoculate 500 ml steep-breasted bottles, each containing 80 ml of the following production medium:
Glukose 2,0%Glucose 2.0%
Sojamehl 2,0%Soybean meal 2.0%
Natriumchlorid 0,5%Sodium chloride 0.5%
Kalziumkarbonat 0,3%Calcium carbonate 0.3%
in Leitungswasserin tap water
Sterilisierung: 35min bei 11O0C. Die Azidität beträgt nach der Sterilisation pH 6,3.Sterilization: 35min at 11O 0 C. The acidity after sterilization is pH 6.3.
Die Temperatur während der Fermentation liegt bei 280C und die Schüttelfrequenz bei 180 U/min. Nach 72 bis96stündiger Fermentation wird die höchste Ausbeute an Aklanonsäure erreicht. Von der so gewonnenen Kulturlösung wird ohne vorherige Veränderung des pH-Wertes das Mycel abgetrennt und mit organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise Aceton, extrahiert. Der Extrakt wird nach dem Konzentrieren mit Wasser versetzt und bis zum Farbumschlag nach gelb angesäuert. Nunmehr wird die Substanz durch Zugabe von organischen mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln erneut extrahiert und aus den Extraktkonzentraten durch Zugabe von Petroläther ausgefällt. Durch Abfiltrieren und Waschen mit Petroläther w]rd Aklanonsäure als gelbbraunes Pulver erhalten, das durch Säulenchromatographie weiter gereinigt werden kann.The temperature during the fermentation is 28 0 C and the shaking frequency at 180 U / min. After 72 to 96 hours of fermentation, the highest yield of aclanoic acid is achieved. From the culture solution thus obtained, the mycelium is separated without prior change of the pH and extracted with organic solvents, preferably acetone. After concentration, the extract is mixed with water and acidified to yellow until the color changes. Now, the substance is re-extracted by the addition of organic solvents immiscible with water and precipitated from the extract concentrates by the addition of petroleum ether. By filtering off and washing with petroleum ether, aklanonic acid was obtained as a yellow-brown powder, which can be further purified by column chromatography.
2. Mit einer Kultur des Stammes F 23/135 von einem halbfesten Nährboden, wie in Beispiel 1 beschrieben, beimpft man 400 ml des im Beispiel 1 angeführten flüssigen Vorzucht-Mediums, welches in einem 2I-Glaskolben enthalten ist. Man bebrütet 48 Stunden bei 280C auf einem Schüttelgerät mit einer Frequenz von 180 U/min. Die so erhaltenen 400 ml Kulturbrühe dienen zur Beimpfung von 2Ol des im Beispiel 1 beschriebenen Produktionsmediums, dar in einem 321-Glasfermentor enthalten ist. Während der Fermentation, die mit einer Rührgeschwindigkeit von 400 U/min und einer Luftzufuhr von 15 l/min ausgeführt werden kann, wird die Schaumbildung durch Zusatz kleiner Mengen von Sonnenblumenöl oder silikonhaltiger Schaumschutzmittel kontrolliert. Die Aufarbeitung wird wie im Beispiel 1 angegeben durchgeführt. 2. With a culture of the strain F 23/135 from a semi-solid medium, as described in Example 1, 400 ml of the liquid pre-emergence medium mentioned in Example 1, which is contained in a 2I glass flask. It is incubated for 48 hours at 28 0 C on a shaker with a frequency of 180 U / min. The thus obtained 400 ml of culture broth serve to inoculate 2Ol of the production medium described in Example 1, which is contained in a 321 glass fermentor. During the fermentation, which can be carried out with a stirring speed of 400 rpm and an air supply of 15 l / min, foaming is controlled by the addition of small amounts of sunflower oil or silicone-containing antifoaming agent. The work-up is carried out as indicated in Example 1.
3. Mit den im Beispiel 1 beschriebenen Medien wird die Vorzucht zunächst für 24 Stunden in einer 500 ml-Steilbrustflasche mit 80 ml Inhalt und daran anschließend für weitere 24 Stunden im gleichen Medium in einem 2I-Glaskolben mit 400 ml Inhalt durchgeführt, ehe ein 4001-V2A-Stahl-Tank beimpft werden kann, der das im Beispiel 1 beschriebene Produktionsmedium enthält. Die Rührgeschwindigkeit beträgt 280U/min und die Luftzufuhr 400l/min. Die reine Aklanonsäure wird aus der Fermentationsbrühe durch die im Beispiel 1 und 2 angegebenen Verfahrensschritte gewonnen.3. With the media described in Example 1, the pre-breeding is first carried out for 24 hours in a 500 ml Steilbrustflasche with 80 ml and then for another 24 hours in the same medium in a 2I glass flask with 400 ml content, before a 4001 V 2 A steel tank can be inoculated containing the production medium described in Example 1. The stirring speed is 280rpm and the air supply is 400l / min. The pure aklanonic acid is recovered from the fermentation broth by the process steps indicated in Examples 1 and 2.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD29323786A DD251574A1 (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | PROCESS FOR PREPARING ACLANITY ACID |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD29323786A DD251574A1 (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | PROCESS FOR PREPARING ACLANITY ACID |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD251574A1 true DD251574A1 (en) | 1987-11-18 |
Family
ID=5581504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD29323786A DD251574A1 (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | PROCESS FOR PREPARING ACLANITY ACID |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD251574A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10065606A1 (en) * | 2000-12-26 | 2002-06-27 | Knoell Hans Forschung Ev | New antibiotic altamiramycin, showing strong activity against Gram positive bacteria, obtained by culturing Streptomyces sp. HKI 0179 (DSM 13059) |
WO2006111561A1 (en) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Dsm Ip Assets B.V. | Improved microbial production of anthracyclins |
-
1986
- 1986-07-31 DD DD29323786A patent/DD251574A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10065606A1 (en) * | 2000-12-26 | 2002-06-27 | Knoell Hans Forschung Ev | New antibiotic altamiramycin, showing strong activity against Gram positive bacteria, obtained by culturing Streptomyces sp. HKI 0179 (DSM 13059) |
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