Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Hydroxamat-Siderophoren, dadurch gekennzeichnet, daß Mikroorganismen unter definierten Eisenmangelbedingungen angezüchtet werden, die sich nach Abtrennen der Mikroorganismen in der verbleibenden Lösung befindlichen Hydroxamat-Siderophore durch Filtration der Lösung über Anionenaustauscher von weiter ausgeschiedenen Substanzen einschließlich mitgebildeter Phenolat-Siderophore gereinigt und nach Konzentrieren des Filtrats zur Trockene die Hydroxamat-Siderophore in organischen Lösungsmitteln gelöst erhalten werden.1. A process for the preparation of hydroxamate siderophores, characterized in that microorganisms are grown under defined iron deficiency conditions, which after removal of the microorganisms in the remaining solution hydroxamate siderophores by filtration of the solution via anion exchanger of further excreted substances including mitgebildeter phenolate siderophores and after concentrating the filtrate to dryness, the hydroxamate siderophores are dissolved in organic solvents.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Anzüchtung von Bakterien unter Eisenmangelbedingungen zusätzlich gebildeten Phenolat-Siderophore — wie das Enterobactin — mit einem Salzgradienten vom Anionenaustauscher eluieren und nachfolgend isolieren kann.2. The method according to claim 1, characterized in that one elutes in the cultivation of bacteria under iron deficiency conditions additionally formed phenolate siderophores - such as enterobactin - with a salt gradient from the anion exchanger and can subsequently isolate.
Anwendungsgebiet dur ErfindungField of application by invention
Siderophore sind von Mikroorganismen erzeugte mikrobielle Eisenchelatoren vom Hydroxamat- oder Phenolat-Typ. Sie versorgen die Mikroorganismen unter Eisenmangelbedingungen, wie sie z. B. in Körperflüssigkeiten oder bei aeroben Umweltbedingungen bsi pH-Werten ä 7,0 aufgrund des Löslichkeitsprodukts der Fe(lll)-oxidhydrate oder der Eisentransportproteine vorliegen, mit dem zum Wachstum notwendigen Eisen. Unter den genannter Bedingungen können Mikroorganismen nur wachsen, wenn sie entweder Siderophore als Wachstumsfaktoren selbst herstellen oder ihnen geeignete Siderophore zugefügt werden. Anwendungsgebiete der Siderophore sind biotechnologische Prozesse unter Eisenmangelbedingungen, Wachstumsbeschleunigung in mikrobiologischen Nährmedien durch Reduktion der lag-Phase, Untersuchung von Stoffwechselleistungen mit Hilfe der Siderophore, diagnostische und epidemiologische Untersuchungsmethoden; weiterhin dienen sie als Ausgangssubstanzen für die Herstellung von M Jtanten einschließlich gentechnischer Methoden.Siderophores are microbial hydroxamate or phenolate type iron chelators produced by microorganisms. They supply the microorganisms under iron deficiency conditions, as z. In bodily fluids or in aerobic environmental conditions of pH 7.0, due to the solubility product of the Fe (III) oxide hydrates or iron transport proteins, with the iron necessary for growth. Under the conditions mentioned, microorganisms can only grow if they themselves either produce siderophores as growth factors themselves or if suitable siderophores are added to them. Fields of application of siderophores are biotechnological processes under iron deficiency conditions, acceleration of growth in microbiological nutrient media by reduction of the lag phase, investigation of metabolic performances with the aid of siderophores, diagnostic and epidemiological investigation methods; furthermore, they serve as starting materials for the production of maltides, including genetic engineering methods.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die bekannten Hydroxamat-Siderophore werden bisher nach aufwendigen Verfahren unter Verwendung von komplizierten Reinigungsoperationen hergestellt. Die Präparate sind nach bisherigen Verfahren nur in Größenordnungen zu gewinnen, die eine allgemeine oder technische Anwendung weitgehend ausschließen. Die neuen Hydroxamat-Siderophore Colibactin aus E.coli und Hafnin aus Hafnia alvei, sind bisher noch nicht beschrieben.The known hydroxamate siderophores have hitherto been prepared by complex processes using complicated purification operations. The preparations are to win according to previous methods only in orders of magnitude, which exclude a general or technical application largely. The new hydroxamate siderophore colibactin from E. coli and hafnin from Hafnia alvei have not yet been described.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Eine allgemeine oder technische Anwendung der Siderophore im unter Punkt 2. Anwendungsgebiet der Erfindung genannten Sinne war bisher nicht möglich, da der Aufwand zur Herstellung dieser Substanzen dies nicht zuließ. Ziel der Erfindung ist ein ökonomiscii günstiges Verfahren zur Herstellung von Hydroxamat-Siderophoren. Zusätzlich kann nach bekannten Verfahren das bei einigen Enterobacteriaceae gleichzeitig gebildete Phenolat-Siderophore Enterobactin abgetrennt und zusätzlich gewonnen werden.A general or technical application of the siderophore in the sense mentioned in point 2. Field of the invention was previously not possible because the effort to produce these substances did not allow. The aim of the invention is an economical process for the preparation of hydroxamate siderophores. In addition, according to known methods, the phenolate siderophore enterobactin which is formed simultaneously in some Enterobacteriaceae can be separated off and additionally recovered.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Erfindiingsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Eisenrnangelbedingungen in mikrowellen Nährmedien bestimmt und festgelegt werden, bei denen die höchsten Ausbeuten an Hydroxamat-Siderophoren erhalten werden. Aus nach der Anzüchtung unter diesen Bedingungen erhaltenen Bakteriensuspensionen warden mit geeigneten Methoden (z. B. Zentrifugieren, Filterieren) die Mikroorganismen abgetrennt. Der die Hydroxamat-Siderophore enthaltende Überstand wird bei pH 7,0 über einen geeigneten Anionenaustauscher (z.B. DF.AE-Cellulose, Dowex 1-8) filtriert. Dabei werden die meisten der bei der Anzüchtung zusätzlich ausgeschiedenen Begleitsubstanzen sowie bei einigen Bakterien die mit entstehenden Phenolat-Siderophre (z.B. Enterobactin) am Anionenaustausch zurückgehalten. Das die Hydroxamat-Siderophore enthaltende Filtrat wird zur Trockene gebracht, der Rückstand mit organischen Lösungsmitteln wie z. B. Methanol, Methanol-Chloroform, Benzylalkohol ο. ä. ausgelaugt. Nach Abtrennung der hier unlöslichen Begleitsubstanzen (z. B. Salze, Proteine, Nukleinsäuren) erhält man eine Hydroxamat-Siderophore-Lösung. Hieraus können die Hydroxamat-Siderophore mit einfachen Mitteln gewonnen werden. Sie sind sehr effektive, schon im Nanogramni-Bereich wirksame Wachstumsfaktoren. Nach bekannten Verfahren kann zusätzlich das bei einigen Enterobacteriaceas rnitgebildete Enterobactin mit einem Salzgradienten, z. B. 2 m NH4CI vom Anionenaustauscher eluiert und durch Essigester-Extraktion bei pH 1,0-2,0 gewonnen werden. Bei der Aufarbeitung von Enterobacteriaceae können t'amit sowohl Hydroxamat- als auch Fhenolat-Siderophore ökonomisch günstig gewonnen werden.According to the invention, the object is achieved by determining and determining the iron manganese conditions in microwave nutrient media in which the highest yields of hydroxamate siderophores are obtained. From bacterial suspensions obtained after cultivation under these conditions, the microorganisms are separated by suitable methods (eg centrifuging, filtering). The supernatant containing the hydroxamate siderophores is filtered at pH 7.0 over a suitable anion exchanger (eg DF.AE-cellulose, Dowex 1-8). In the process, most of the accompanying substances which have additionally been eliminated during cultivation are retained in the anion exchange with the resulting phenolate siderophages (eg enterobactin) in the case of some bacteria. The filtrate containing the hydroxamate siderophores is brought to dryness, the residue with organic solvents such. As methanol, methanol-chloroform, benzyl alcohol o. Ä. Leached. After separation of the insoluble accompanying substances (eg salts, proteins, nucleic acids), a hydroxamate-siderophore solution is obtained. From this, the hydroxamate siderophores can be obtained by simple means. They are very effective growth factors that are already effective in the nanogram range. In addition, by known methods enterobactin formed with some Enterobacteriaceas may be treated with a salt gradient, e.g. B. 2 m NH 4 Cl are eluted from the anion exchanger and recovered by ethyl acetate extraction at pH 1.0-2.0. In the workup of Enterobacteriaceae t'amit both hydroxamate and fhenolate siderophores can be obtained economically favorable.