DE1180890B - Process for the production of a new growth substance - Google Patents

Process for the production of a new growth substance

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DE1180890B
DE1180890B DEC25538A DEC0025538A DE1180890B DE 1180890 B DE1180890 B DE 1180890B DE C25538 A DEC25538 A DE C25538A DE C0025538 A DEC0025538 A DE C0025538A DE 1180890 B DE1180890 B DE 1180890B
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ferrioxamine
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growth
brown
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Dr Ernst Gaeumann
Dr Vladimir Prelog
Dr Ernst Vischer
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/64Cyclic peptides containing only normal peptide links

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Description

Verfahren zur Herstellung eines neuen Wuchsstoffes Im Patent 1 123 436 sind neue Wuchsstoffe, die Ferrioxamine, beschrieben. Sie werden unter anderem durch Fermentation von Actinomyceten gewonnen. Dabei wird gewöhnlich ein Gemisch verschiedener Komponenten erhalten, beispielsweise aus Streptomyces pilosus Ettlinger et a1. NRRL 2857 (ETH 21748) die Ferrioxamine A, B, C, Dl, D2, E, F und G.Process for the production of a new growth substance in patent 1 123 436 new growth substances, the ferrioxamines, are described. You will, among other things obtained by fermentation of actinomycetes. This is usually a mixture obtained from various components, for example from Streptomyces pilosus Ettlinger et a1. NRRL 2857 (ETH 21748) the ferrioxamines A, B, C, Dl, D2, E, F and G.

Es wurden nun überraschenderweise neue Actinomycetenstämme gefunden, die ausschließlich Ferrioxamin E produzieren. Darin liegt ein großer Vorteil, denn wegen ihrer nahen Verwandtschaft sind die Ferrioxamine relativ schwer voneinander zu trennen. Aus Gründen der genauen Dosierung und der Wiederholbarkeit ist es aber wünschenswert, für die Herstellung von Heilmitteln eine einheitliche Verbindung zur Verfügung zu haben.Surprisingly, new strains of actinomycetes have now been found, which only produce ferrioxamine E. This is a big advantage, because because of their close relationship, the ferrioxamines are relatively heavy from one another to separate. For the sake of exact dosage and repeatability, however, it is desirable for the manufacture of remedies a single compound available.

Ferrioxamin E ist eine Verbindung der Formel Bei der Papierelektrophorese in 0,33 n-Essigsäure bei 220 V wandert sie innerhalb 41/2 Stunden 3,9 cm (Fruktose ebenfalls 3,9 cm). Das Papierchromatogramm im System n-Butanol-Eisessig-Wasser (4: 1 : 5) weist einen Rf-Wert von 0,68 auf, im System tert.-Butanol-Wasser-gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung-0,1 n-Salzsäure (50: 25: 25: 1), Papier imprägniert mit Aceton-Wasser-gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung (6: 3: 1) einen Rf-Wert von 0,59. Der Verteilungskoeffizient im System n-Butanol-Benzylalkohol-Wasser-gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung-0,1 n-Salzsäure (200: 100: 300: 60: 3) ist 1,593.Ferrioxamine E is a compound of the formula In paper electrophoresis in 0.33 n-acetic acid at 220 V, it migrates 3.9 cm within 41/2 hours (fructose also 3.9 cm). The paper chromatogram in the system n-butanol-glacial acetic acid-water (4: 1: 5) has an Rf value of 0.68, in the system tert-butanol-water-saturated aqueous sodium chloride solution-0.1 N hydrochloric acid (50 : 25: 25: 1), paper impregnated with acetone-water-saturated aqueous sodium chloride solution (6: 3: 1) has an Rf value of 0.59. The partition coefficient in the system n-butanol-benzyl alcohol-water-saturated aqueous sodium chloride solution-0.1 n-hydrochloric acid (200: 100: 300: 60: 3) is 1.593.

Ferrioxamin Eist ein Wuchsstoff für verschiedene Mikroorganismen und kann daher bei der Züchtung dieser Organismen zur Steigerung der Ausbeute verwendet werden. Als Beispiel ist in F i g. 1 die Wuchsstoffwirkung von Ferrioxamin E auf Mikrobacterium lacticum ATCC 8181 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Inkubationszeit in Stunden, auf der Ordinate die Extinktion der Kulturlösung aufgetragen. Kurve I zeigt das Wachstum ohne Zusatz von Ferrioxamin E (Kontrolle), Kurven 1I, 111 und IV das Wachstum bei Zusatz von 10, 31,6 und 100 y/1 Ferrioxamin E. Es besitzt ferner ausgeprägte antianaemische Eigenschaften und kann dementsprechend in Form von Präparaten als Heilmittel in der Human- und Veterinärmedizin verwendet werden.Ferrioxamine E is a growth substance for various microorganisms and can therefore be used in the breeding of these organisms to increase the yield. As an example in FIG. 1 shows the growth substance effect of ferrioxamine E on Mikrobacterium lacticum ATCC 8181. The incubation time in hours is plotted on the abscissa and the extinction of the culture solution is plotted on the ordinate. Curve I shows the growth without the addition of ferrioxamine E (control), curves 1I, 111 and IV the growth with the addition of 10, 31.6 and 100 y / 1 ferrioxamine E. It also has pronounced anti-anemic properties and can accordingly be in the form of Preparations are used as remedies in human and veterinary medicine.

Die neuen ferrioxamin-E-produzierenden Stämme sind Streptomyces antibioticus (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici ETH 27083 und Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers ETH 27413; ferner Stämme der Art Streptomyces albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici, wie ETH 24454 und ETH 28481. Sie werden in den Laboratorien des Erfinders und in der Eidgenössischen Technischen Hochschule, Institut für spezielle Botanik, Zürich, unter der angegebenen Bezeichnung aufbewahrt.The new ferrioxamine-E producing strains are Streptomyces antibioticus (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici ETH 27083 and Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers ETH 27413; also strains of the species Streptomyces albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici, such as ETH 24454 and ETH 28481. They are in the inventor's laboratories and at the Federal Institute of Technology, Institute for Special Botany, Zurich, kept under the name given.

Streptomyces antibioticus 27083 wurde aus einer Bodenprobe aus dem argentinischen Gran Chaco isoliert. Der Organismus weist folgende Charakteristika auf 1. Die Sporen sind glatt, ellipsoid, 0,7 bis 2,2 - 0,4 bis 0,8 #L groß; im Elektronenmikroskop sieht man zahlreiche degenerierte, hantelförmige Sporen, die einzeln oder in Ketten zusammen mit gesunden Sporen auftreten können.Streptomyces antibioticus 27083 was obtained from a soil sample from the argentinian gran chaco isolated. The organism has the following characteristics on 1. The spores are smooth, ellipsoidal, 0.7 to 2.2 - 0.4 to 0.8 #L in size; in the electron microscope one sees numerous degenerate, dumbbell-shaped spores, singly or in chains can occur along with healthy spores.

2. Das Luftmycel ist anfangs weißgrau oder braungrau, in ausgereiftem Zustand aschgrau (cinereus). 3. Die Sporenketten sind monopodial verzweigt, mit langen, geraden oder mehr oder weniger gewellten Zweigen; es wurden keine Spiralen beobachtet.2. The aerial mycelium is initially white-gray or brown-gray in maturity Ash gray condition (cinereus). 3. The spore chains are monopodial branched, with long, straight or more or less wavy branches; there were no spirals observed.

4. Auf peptonhaltigen Nährböden tritt Melaninbildung auf; die Tresner-Danga-Reaktion (T r e sn e r und D a n g a , J. Bacteriol., 76, S. 239 [1958]), ist positiv.4. Melanin formation occurs on peptone-containing culture media; the Tresner-Danga reaction (T r e sn e r and D a n g a, J. Bacteriol., 76, p. 239 [1958]) is positive.

5. Das Substratmycel ist, je nach Nährboden, hellgelb, gelbbraun, goldgelb bis dunkelbraun mit wenig grünlichbrauner Tönung.5. The substrate mycelium is, depending on the nutrient medium, light yellow, yellow-brown, golden yellow to dark brown with a little greenish-brown tint.

Zur weiteren Charakterisierung wird im folgenden das Wachstum von S. antibioticus 27083 auf verschiedenen Nährmedien beschrieben.For further characterization, the growth of S. antibioticus 27083 described on different culture media.

Die Nährmedien 1 bis 5 wurden nach W. L i n d e nb ein, Arch. Mikrobiol., 17, S. 361 (1952), hergestellt; Nährmedium 6 nach H. D. T r e s n e r und F. D a n g a, J. Bacteriol., 76, S. 239 (1958); 7 und 8 nach T. G. P r i d h a m et al., Antibiotics Annual 1956/1957, S.947; 10 nach Manual of Methods of Pure Culture Study of Bacteria, Committee an Bacteriological Technic of S. A. B. Biotechn. Publications, Geneva N. Y. 44-9-10 (1946); Nährmedium 9 hat folgende Zusammensetzung: 1 g Trypton, 1 g Hefeextrakt (Difco), 1 g Fleischextrakt (Lab-Lemco), 8,5 g Natriumchlorid, 17 g Agar, 1000 ml a. d.The nutrient media 1 to 5 were according to W. L i n d e nb ein, Arch. Mikrobiol., 17, p. 361 (1952); Nutrient medium 6 according to H. D. T r e s n e r and F. D a n g a, J. Bacteriol., 76, p. 239 (1958); 7 and 8 according to T. G. P r i d h a m et al., Antibiotics Annual 1956/1957, p.947; 10 according to Manual of Methods of Pure Culture Study of Bacteria, Committee on Bacteriological Technic of S.A. B. Biotechn. Publications, Geneva N.Y. 44-9-10 (1946); Nutrient medium 9 has the following composition: 1 g tryptone, 1 g yeast extract (Difco), 1 g meat extract (Lab-Lemco), 8.5 g sodium chloride, 17 g agar, 1000 ml a. d.

1. Synthetischer Agar Wachstum dünn schleierartig bis runzelig, gelbbraun bis goldgelb; mit wenig staubigem, kreideweißem Luftmycel; Substrat wird nicht verfärbt. 2. Glukose-Asparagin-Agar Wachstum dünn schleierartig, grünlichgelb bis olivgrün; Luftmycel staubig oder sammetig, seltener wenig wollig, hellgrau oder weißgelb; Substrat wird nicht verfärbt.1. Synthetic agar Growth thinly veil-like to wrinkled, yellow-brown to golden yellow; with a little dusty, chalk-white aerial mycelium; The substrate is not discolored. 2. Glucose-asparagine-agar growth thinly veil-like, greenish-yellow to olive-green; Aerial mycelium dusty or velvety, less often not very woolly, light gray or white-yellow; The substrate is not discolored.

3. Gelatinestich (27°C) Anfangs pusteliges, hellbraunes Oberflächenwachstum (Pellikula und Ring), später Grundwachstum hellbraun oder hellgelb; Substrat dunkelbraun verfärbt und Gelatine verflüssigt bis zu 25 mm nach 10 Tagen; Luftmycel fehlt.3. Gelatin tinge (27 ° C) Initially pustular, light brown surface growth (Pellicle and ring), later basic growth light brown or light yellow; Substrate dark brown discolored and gelatin liquefied up to 25 mm after 10 days; Aerial mycelium is absent.

4. Stärkeplatte Wachstum dünn schleierartig, weißgelb bis gelbbraun oder hellbraun; Luftmycel staubig, kreideweiß oder milchweiß; Substrat wird nicht verfärbt; Stärkehydrolyse 2 mm nach 5 Tagen, 5 bis 15 mm nach 10 Tagen.4. Starch plate Growth thin, veil-like, white-yellow to yellow-brown or light brown; Aerial mycelium dusty, chalk white or milk white; Substrate will not discolored; Starch hydrolysis 2 mm after 5 days, 5 to 15 mm after 10 days.

5. Lackmusmilch Anfangs weißgelbes, später dunkelbraunes bis blauschwarzes Ringwachstum; Luftmycel fehlt; Substrat dunkelbraun verfärbt; pH nach 5 Tagen und nach 10 Tagen 8,1.5. Litmus milk initially white-yellow, later dark brown to blue-black Ring growth; Aerial mycelium is absent; Substrate discolored dark brown; pH after 5 days and after 10 days 8.1.

6. Pepton-Eisen-Agar Wachstum dünn schleierartig, weißgelb; kein Luftmycel; sehr starke positive Reaktion (schwarze Verfärbung des Mediums).6. Peptone-Iron-Agar Growth thin, veil-like, white-yellow; no aerial mycelium; very strong positive reaction (black discoloration of the medium).

7. Hefeextrakt-Agar Wachstum dünn schleierartig bis wenig runzelig, dunkelbraun; Luftmycel sammetig, aschgrau; Substrat dunkelbraun verfärbt.7. Yeast extract agar growth thin veil-like to slightly wrinkled, dark brown; Aerial mycelium velvety, ash gray; Substrate discolored dark brown.

B. Carvajal's Hafermehl-Agar Wachstum dünn schleierartig oder wenig runzelig, grünlichgelb oder hellrötlichbraun; Luftmycel sammetig oder wollig, aschgrau; Substrat wird nicht verfärbt. 9. Chromogen-Agar Wachstum dünn schleierartig oder pustelig, weißgelb, mit staubigem, kreideweißem Luftmycel; Substrat wird dunkelbraun verfärbt (Melaninbildung).B. Carvajal's oatmeal agar Growth thinly veil-like or little wrinkled, greenish yellow or light reddish brown; Aerial mycelium velvety or woolly, ash gray; The substrate is not discolored. 9. Chromogen agar growth thinly veiled or pustular, white-yellow, with dusty, chalk-white aerial mycelium; The substrate turns dark brown discolored (melanin formation).

10. Nitratbrühe Oberflächenwachstum und flockiges Sediment, weißgelb; gelegentlich punktförmige, hellgelbe Kolonien mit wenig staubigem, aschgrauem Luftmycel im Ring; Substrat gelbbraun bis hellbraun verfärbt; Nitratreduktion ziemlich schwach. Nocardia brasiliensis 27413 wurde aus einer auf der Gesellschaftsinsel Bora-Bora (Franz. Ozeanien) gesammelten Bodenprobe isoliert.10. Nitrate broth surface growth and flaky sediment, white-yellow; occasionally punctiform, light yellow colonies with little dusty, ash-gray aerial mycelium in the ring; Substrate discolored yellow-brown to light brown; Nitrate reduction pretty weak. Nocardia brasiliensis 27413 was derived from one on the society island of Bora-Bora (French Oceania) collected soil sample isolated.

Morphologisch zeichnet sich der Stamm durch ein stark verzweigtes, gewelltes, anfänglich nicht segmentiertes, etwa 0,6 bis 1,1 g, breites Substratmycel aus. Erst nach einigen Tagen - je nach Kulturbedingungen -- entwickelt sich daraus ein monopodial verzweigtes Luftmycel, das allmählich zu einem wolligen Überzug auswächst. Das Substratmycel zerfällt in verschieden lange Teile von I bis 15 #L Länge und bildet auch 1,2 bis 1,5 u lange Segmentationssporen; im Luftmycel konnten lange Ketten ebensolcher Segmentationssporen festgestellt werden.Morphologically, the trunk is characterized by a strongly branched, wavy, initially not segmented, about 0.6 to 1.1 g, broad substrate mycelium the end. It only develops after a few days - depending on the culture conditions a monopodially branched aerial mycelium that gradually grows into a woolly coating. The substrate mycelium breaks down into parts of different lengths from 1 to 15 l in length and also forms 1.2 to 1.5 u long segmentation pores; in aerial mycelium could last a long time Chains of the same segmentation pores are found.

Von den bei W a k s m a n (Bergey's Manual, VII, S. 713 [1957]) und bei K r a s s i l n i k o w (Diagnostik der Bakterien und Actinomyceten, Jena, 1959) erwähnten Arten der Gattung Nocardia (bzw. Proactinomyces Jensen 1934) stimmt keine mit dem Stamm 27413 überein. Hingegen weist der Stamm die charakteristischen Eigenschaften der Species Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers 1913 auf (vgl. G o r d o n et a1., J. Bacteriol., 73, S. 15 [1957]; B o j a 1 i 1 et a1., J. Bacteriol., 78, S. 852 j1959]; B o j a 1 i 1 et a1., Mycopathologia et Mycologia Appl., 11, S. 287 [1957]: B u r n s et a1., Mycopathologia et Mycologia Appl., 11, S.297 [1957]) und wird daher dieser Species zugezählt.Of the in W a k s m a n (Bergey's Manual, VII, p. 713 [1957]) and at K r a s s i l n i k o w (diagnostics of bacteria and actinomycetes, Jena, 1959) mentioned species of the genus Nocardia (or Proactinomyces Jensen 1934) are not correct coincides with strain 27413. The trunk, on the other hand, has the characteristic properties of the species Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers in 1913 (cf. G o r do n et al., J. Bacteriol., 73, p. 15 [1957]; B o j a 1 i 1 et a1., J. Bacteriol., 78, p. 852 j1959]; B o j a 1 i 1 et a1., Mycopathologia et Mycologia Appl., 11, P. 287 [1957]: B u r n s et a1., Mycopathologia et Mycologia Appl., 11, p.297 [1957]) and is therefore counted among this species.

Zur weiteren Charakterisierung wird im folgenden das Wachstum von Nocardia brasiliensis 27413 auf verschiedenen Nährmedien beschrieben. Die Herstellung der Nährmedien ist dieselbe, wie für S. antibioticus 27083 oben angegeben. 1. Synthetischer Agar Wachstum anfangs dünn schleierartig, weißgelb, später etwas runzelig und hellgelb oder gelbbraun; mit reichlichem sammetigem, am Ende wolligem, schneeweißem Luftmycel.For further characterization, the growth of Nocardia brasiliensis 27413 described on various nutrient media. The production the nutrient media is the same as given for S. antibioticus 27083 above. 1. More synthetic Agar growth initially thinly veil-like, white-yellow, later somewhat wrinkled and light yellow or yellow-brown; with abundant velvety, at the end woolly, snow-white aerial mycelium.

2. Glukose-Asparagin-Agar Wachstum dünn schleierartig, weißgelb bis hellgelb, später runzelig und goldgelb; Luftmycel wollig, schneeweiß bis teilweise weißgrau.2. Glucose asparagine agar Growth thinly veil-like, white-yellow to light yellow, later wrinkled and golden yellow; Aerial mycelium woolly, snow-white to partially white-gray.

3. Gelatinestich (27°C) Wachstum oberflächlich, hellbraun bis rotbraun; Gelatine wird rasch verflüssigt (2 cm in 7 Tagen). 4. Stärkeplatte Wachstum punktförmig, hellgelb; Hydrolyse 0,9 cm nach 5 Tagen.3. Gelatin tinge (27 ° C) growth superficial, light brown to red-brown; Gelatin is rapidly liquefied (2 cm in 7 days). 4. Starch plate growth point-like, light yellow; Hydrolysis 0.9 cm after 5 days.

5. Lackmusmilch Punktförmiges, farbloses bis weißgelbes Ringwachstum; Peptonisierung und Koagulation; pH nach 7 Tagen 7,25. 6. Pepton-Eisen-Agar Wachstum dünn schleierartig, weißgelb bis hellgelb; negative Reaktion.5. Litmus milk Point-shaped, colorless to white-yellow ring growth; Peptonization and coagulation; pH 7.25 after 7 days. 6. Peptone Iron Agar Growth thin, veil-like, white-yellow to light yellow; negative reaction.

7. Hefeextrakt-Agar Wachstum runzelig, selten dünn schleierartig, goldgelb bis hellbraun; mit reichlichem wolligem, schneeweißem bis weißgelbem Luftmycel.7. Yeast extract agar growth wrinkled, rarely thin veil-like, golden yellow to light brown; with abundant woolly, snow-white to white-yellow aerial mycelium.

B. Carvajal's Hafermehl-Agar Wachstum dünn schleierartig, anfangs hellbraun, später hellgelbrot und schließlich rotbraun; Luftmycel wollig, schneeweiß bis weißgelb.B. Carvajal's Oatmeal Agar Growth thinly veil-like, initially light brown, later light yellow-red and finally red-brown; Aerial mycelium woolly, snow-white to white yellow.

9. Chromogen-Agar Wachstum dünn schleierartig, hellgelb; keine Melaninbildung.9. Chromogen agar growth thinly veiled, light yellow; no melanin formation.

10. Nitratbrühe Anfangs Sediment Flocken und weißgelbes Ringwachstum, später runzelige Pellikula; Nitrate werden züt Nitriten reduziert. Ferrioxamin-E-produzierende Stämme der Art S. albus sind die Stämme ETH 28481 und ETH 24454. Die Zuordnung der Stämme zur Art S. albus erfolgte gestützt auf die von der Stockholmer Diskussionsgruppe (Stockholm 1958, Küster 1959) anerkannten fünf Merkmale zur Artcharakterisierung und Artdifferenzierung-1 . Sporen ellipsoid; 0,6 bis 1,4 - 0,4 bis 0,9 #L groß, mit glatter Oberfläche, selten wenig warzig.10. Nitrate broth Initially sediment flakes and white-yellow ring growth, later wrinkled pellicle; Nitrates are reduced to nitrites. Ferrioxamine-E-producing strains of the species S. albus are the strains ETH 28481 and ETH 24454. The allocation of the strains to the species S. albus was based on the five characteristics for species characterization and recognized by the Stockholm Discussion Group (Stockholm 1958, Küster 1959) Species differentiation-1. Spores ellipsoid; 0.6 to 1.4 - 0.4 to 0.9 #L in size, with a smooth surface, rarely a little warty.

2. Luftmycel weiß, hellweißgelb oder hellweißgrau (niveus).2. Aerial mycelium white, light white yellow or light white gray (niveus).

3: Sporenketten in kurzen, geschlossenen, seltener in offenen Spiralen von meist zwei bis fünf Windungen; monopodial verzweigt, gelegentlich in wenig ausgeprägten Wirteln.3: Spore chains in short, closed, more rarely in open spirals usually from two to five turns; monopodially branched, occasionally less pronounced Whorls.

4. Keine Melaninbildung auf peptonhaltigen Nährmedien und negative Tresner-Danga-Reaktion. 5. Substratmycel meist weißgelb bis hellgelb, seltener gelbbraun oder hellbraun.4. No melanin formation on peptone-containing culture media and negatives Tresner-Danga reaction. 5. Substrate mycelium mostly white-yellow to light yellow, more rarely yellow-brown or light brown.

Genauere Angaben über die spezifischen Eigenarten von Streptomyces albus finden sich bei E. B a 1-d a c c i , Atti Ist. Bot. Pavia Ser. 4, 11, S. 191 (l939); Mycopathologia, 2, S. 145 (1940); J. D u c h 6, Encyclopedie Mycologique, 6, Les Actinomyces du Groupe Albus, Paul Lechevalier et Fils, Paris, 1934; R. H ü t t e r, Arch. Mikrobiol., 38, S. 367 (1961).More detailed information on the specific characteristics of Streptomyces albus can be found in E. B a 1-d a c c i, Atti Ist. Bot. Pavia Ser. 4, 11, p. 191 (1939); Mycopathologia, 2, p. 145 (1940); J. D u c h 6, Encyclopedie Mycologique, 6, Les Actinomyces du Groupe Albus, Paul Lechevalier et Fils, Paris, 1934; R. H ü t t e r, Arch. Mikrobiol., 38, p. 367 (1961).

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Streptomyces antibioticus ETH 27083, Nocardia brasiliensis ETH 27413 oder Streptomyces albus ETH 24454 bzw. ETH 28481 zur biochemischen Herstellung von Ferrioxamin E.The present invention relates to the use of Streptomyces antibioticus ETH 27083, Nocardia brasiliensis ETH 27413 or Streptomyces albus ETH 24454 or ETH 28481 for the biochemical production of ferrioxamine E.

Die genannten Stämme werden in wäßriger, eine Kohlenstoff und Stickstoffquelle sowie anorganische Salze und gegebenenfalls wachstumsfördernde Stoffe enthaltender Nährlösung aerob gezüchtet, bis diese eine wesentliche Ferrioxaminwirkung zeigt und Ferrioxamin E hierauf isoliert. Für die Züchtung der genannten Mikroorganismen kommen als assimilierbare Kohlenstoffquelle Kohlenhydrate, z. B. Glukose, Saccharose, Laktose, Mannit, Stärke sowie Glycerin in Frage. Als stickstoffhaltige Nährstoffe und gegebenenfalls wachstumsfördernde Stoffe seien genannt: Aminosäuren, Peptide und Proteine sowie deren Abbauprodukte, wie Pepton oder Trypton, feiner Fleischextrakte, wasserlösliche Anteile von Getreidekörnern, wie Mais und Weizen, von Destillatiönsrückständen der Alkoholherstellung, von Hefe, Samen, insbesondere der Raps- und Sojapflanze, der Baumwollpflanze usw., aber auch Ammoniumsalze und Nitrate. Von anderen anorganischen Salzen kann die Nährlösung beispielsweise Chloride, Carbonate, Sulfate von Alkalien, Erdalkalien, Magnesium, Eisen, Zink und Mangan enthalten.The said strains are in aqueous, a carbon and nitrogen source as well as containing inorganic salts and optionally growth-promoting substances Nutrient solution grown aerobically until it shows a significant ferrioxamine effect and ferrioxamine E isolated thereon. For the cultivation of the mentioned microorganisms as an assimilable source of carbon come carbohydrates, e.g. B. glucose, sucrose, Lactose, mannitol, starch as well as glycerin are in question. As nitrogenous nutrients and, where appropriate, growth-promoting substances may be mentioned: amino acids, peptides and proteins and their breakdown products, such as peptone or tryptone, fine meat extracts, water-soluble fractions of cereal grains, such as maize and wheat, of distillation residues alcohol production, yeast, seeds, especially the rapeseed and soy plants, of the cotton plant, etc., but also ammonium salts and nitrates. From other inorganic The nutrient solution can salt, for example, chlorides, carbonates, sulphates of alkalis, Contain alkaline earths, magnesium, iron, zinc and manganese.

Die Züchtung erfolgt aerob, also beispielsweise in ruhender Oberflächenkultur öder vorzugsweise submers unter Schütteln oder Rühren mit Luft oder Sauerstoff in Schüttelflaschen oder den bekannten Fermentern. Als Temperatur eignet sich beispielsweise eine solche zwischen 18 und 40°C. Eine wesentliche Ferrioxaminwirkung zeigt die Nährlösung dabei im allgemeinen nach 2 bis 10 Tagen. Zur Kultur gibt man 0,1 % Ferrichlorid zu und trennt das Mycel vom Kulturfiltrat ab, wonach die Hauptmenge des Ferrioxamins im Kulturfiltrat gefunden wird. Es bleiben aber trotzdem namhafte Mengen davon am Mycel adsorbiert. Es ist daher vorteilhaft, letzteres gut auszuwaschen. Dazu eignen sich beispielsweise Wasser und/oder wäßrige organische Lösungsmittel, wie Alkohole, z. B. wäßriges Methanol.The cultivation takes place aerobically, for example in resting surface culture or preferably submerged with shaking or stirring with air or oxygen in shaker bottles or the known fermenters. A suitable temperature is, for example, between 18 and 40 ° C. The nutrient solution generally shows a significant ferrioxamine effect after 2 to 10 days. 0.1% ferric chloride is added to the culture and the mycelium is separated from the culture filtrate, after which the majority of the ferrioxamine is found in the culture filtrate. Nevertheless, significant amounts of it remain adsorbed on the mycelium. It is therefore advantageous to wash out the latter well. For example, water and / or aqueous organic solvents, such as alcohols, e.g. B. aqueous methanol.

Für die Isolierung von Ferrioxamin E aus dem Kulturfiltrat kann man nach an sich bekannten Methoden vorgehen und z. B. eine der nachfolgend angegebenen Arbeitsweisen oder Kombinationen davon verwenden.For the isolation of ferrioxamine E from the culture filtrate one can proceed according to methods known per se and z. B. one of the following Use working methods or combinations thereof.

1. Man kann Adsorptionsmittel verwenden, z. B. Aktivkohlen, wie Norit, aktivierte Erden, wie Frankonit, Fullererde oder Floridin, oder Harzadsorber, wie Asmit. Die Elution der Adsorbate erfolgt zweckmäßig mit Gemischen von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln mit Wasser, z. B. mit Wasser-Methanol-, Wasser-Pyridin-, verdünnte Essigsäure-Methanol- oder Wasser=Methanol-Eisessig-Butanol-Gemischen. Als besonders vorteilhaft für die Elution eines Frankonit- oder Noritadsorbates hat sich das Gemisch von Wasser (4 Volumteile) und Pyridin (1 Volumteil) erwiesen.1. One can use adsorbents, e.g. B. activated carbons such as Norit, activated earths such as frankonite, fuller's earth or floridin, or resin adsorbers such as Asmit. The adsorbates are expediently eluted with mixtures of with water miscible organic solvents with water, e.g. B. with water-methanol, water-pyridine, dilute acetic acid-methanol or water = methanol-glacial acetic acid-butanol mixtures. As particularly advantageous for the elution of a frankonite or noritol adsorbate the mixture of water (4 parts by volume) and pyridine (1 part by volume) has proven itself.

2. Eine zweite Methode zur Abtrennung des Ferrioxamins besteht darin, daß man es an Kationenaustauschern adsorbiert, wobei besonders Säuregruppen enthaltende Harze, wie Dowex 50, geeignet sind. Letzteres kann sowohl in der Säureform als auch in der Natriumform verwendet werden, doch hat sich auch ein Gemisch dieser beiden Formen bewährt. Die Elution geschieht zweckmäßig mit sauren Agenzien, z. B. mit methanolischer Salzsäure oder sauren Pufferlösungen.2. A second method of separating the ferrioxamine is to that it is adsorbed on cation exchangers, especially those containing acid groups Resins such as Dowex 50 are suitable. The latter can be in the acid form as well can be used in the sodium form, but a mixture of these two has also been found Tried and tested forms. The elution is expediently done with acidic agents, e.g. B. with methanolic hydrochloric acid or acidic buffer solutions.

3. Weiter kann das Ferrioxamin einer wäßrigen Lösung mittels organischer Lösungsmittel entzogen werden. Für diese Extraktionsverfahren haben sich höhere organische Alkohole, z. 13. Benzylalkohol oder Isopropylalkohol, besonders bewährt. Zweckmäßigerweise wird dabei der wäßrigen Phase ein anorganisches Salz, z. B. Ammoniumsulfat oder Natriumchlorid, zugesetzt. Aus den erhaltenen organischen Extrakten kann das Ferrioxamin entweder durch Abdampfen des Lösungsmittels oder durch Ausfällung mittels eines geeigneten organischen Lösungsmittels, z. B. Äther, Petroläther oder Äthylacetat, in angereicherter Form erhalten werden.3. Next, the ferrioxamine can be an aqueous solution by means of organic Solvents are removed. For this extraction process, higher organic alcohols, e.g. 13. Benzyl alcohol or isopropyl alcohol, particularly suitable. Appropriately, the aqueous phase is an inorganic salt, for. B. ammonium sulfate or sodium chloride, added. From the obtained organic extracts that can Ferrioxamine either by evaporation of the solvent or by means of precipitation a suitable organic solvent, e.g. B. ether, petroleum ether or ethyl acetate, can be obtained in enriched form.

4. Eine weitere Methode der Anreicherung 'des Ferrioxamins besteht darin, daß man es zwischen einer wäßrigen Lösung und einer Lösung von Phenol in Chloroform verteilt, wobei sowohl das pH der wäßrigen Lösung als auch der Phenolgehalt der Chloroformlösung variiert werden. Versteht man unter dem Verteilungskoeffizienten von Ferrioxaminen das Verhältnis von Konzentration in der organischen Phase zur Konzentration in der wäßrigen, so ergibt sich, daß der Verteilungskoeffizient mit steigendem Phenolgehalt der organischen Phase zunimmt und mit sinkendem pH der wäßrigen Phase abnimmt. Da es somit möglich ist, jeden beliebigen Verteilungskoeffizienten von Ferrioxaminen in diesem System einzustellen, kann man durch Kombination von wenigen Verteilungsoperationen einen Großteil inaktiver Verunreinigungen abtrennen.4. Another method of enriching the ferrioxamine is in that it is between an aqueous solution and a solution of phenol in Chloroform distributed, both the pH of the aqueous Solution as the phenol content of the chloroform solution can also be varied. Is one understood by that Partition coefficient of ferrioxamines the ratio of concentration in the organic phase for concentration in the aqueous, it is found that the partition coefficient with increasing phenol content of the organic phase increases and with decreasing pH the aqueous phase decreases. Since it is thus possible to use any arbitrary distribution coefficient Setting of ferrioxamines in this system can be achieved by combining Separate a large part of inactive impurities in a few distribution operations.

5. Eine andere Methode zur Anreicherung und/oder Auftrennung des Ferrioxamins stellt die Chromatographie dar, wie Adsorptionschromatographie an verschiedenen Materialien, z. B. an Norit, Aluminiumoxyd, Magnesiumsilikaten, Silicagel, Calciumsulfat, sowie Verteilungschromatographie mit Cellulose, Stärke, Silicagel, Celite u. dgl. als Trägersubstanzen, oder aber Chromatographie an Ionenaustauscherharzen.5. Another method of enriching and / or separating the ferrioxamine represents the chromatography, like adsorption chromatography on various Materials, e.g. B. Norit, aluminum oxide, magnesium silicates, silica gel, calcium sulfate, as well as partition chromatography with cellulose, starch, silica gel, celite and the like. as carrier substances, or chromatography on ion exchange resins.

6. Weiter kann das Ferrioxamin durch Gegenstromverteilung nach C r a i g zwischen zwei nicht mischbaren Lösungsmittelphasen angereichert werden. Folgende Lösungsmittelsysteme haben sich dabei besonders bewährt: a) Benzylalkohol - 20°/oige wäßrige Lösung von Ammoniumsulfat.6. Furthermore, the ferrioxamine can be distributed by countercurrent distribution according to C r a i g can be enriched between two immiscible solvent phases. The following Solvent systems have proven particularly useful: a) Benzyl alcohol - 20% aqueous solution of ammonium sulfate.

b) n-Butanol (100 Volumteile) - Benzylalkohol (200 Volumteile) - 1 n-Salzsäure (6 Volumteile) - Wasser (300 Volumteile) - wäßrige, bei 19°C gesättigte Natriumchloridlösung (60 Volumteile).b) n-butanol (100 parts by volume) - benzyl alcohol (200 parts by volume) - 1 n-hydrochloric acid (6 parts by volume) - water (300 parts by volume) - aqueous, saturated at 19 ° C Sodium chloride solution (60 parts by volume).

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Beispiel 1 Der Stamm Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers 27413 wird in gut belüfteter Submerskultur bei 27° gezüchtet. Man verwendet eine Nährlösung, die pro Liter Leitungswasser 20 g Sojabohnenmehl (vollfett) und 20 g Mannit enthält. Das pH wird mit Kaliumhydroxyd auf 7,8 eingestellt. Nach 6 Tagen wird den rohen Kulturen 10/0, Ferrichlorid zugesetzt und unter Zusatz von Celit abfiltriert. Dem Kulturfiltrat werden pro Liter 20 g Kochsalz zugefügt. Die klare Lösung wird mehrmals mit einem Chloroform-Phenol-Gemisch (1 ml: 1 g) extrahiert.The invention is described in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius. Example 1 The strain Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers 27413 is grown in a well-ventilated submerged culture at 27 °. A nutrient solution is used that contains 20 g of soybean meal per liter of tap water (full fat) and contains 20 g of mannitol. The pH is adjusted to 7.8 with potassium hydroxide. After 6 days, 10/0 ferric chloride is added to the crude cultures and added filtered off from celite. 20 g of sodium chloride per liter are added to the culture filtrate. The clear solution is extracted several times with a chloroform-phenol mixture (1 ml: 1 g).

800 mg Chloroform-Phenol-Extrakt (aus 1 1 Kulturfiltrat) werden einer Gegenstromverteilung nach C r a i g unterzogen. Man verwendet dafür ein Lösungsmittelsystem aus 31 n-Butylalkohol, 1,51 Benzylalkohol, 4,51 0,001n-Salzsäure und 0,9 1 gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung. Die Substanz wird in die ersten beiden Gläser der Apparatur eingefüllt und die Verteilung über 60 Stufen durchgeführt. In den Fraktionen 0 bis 2 und 51 bis 60 reichern sich braune, inaktive Verunreinigungen an, während sich mit Maximum in Stufe 37 eine einheitliche rote Zone ausbildet. Die kolorimetrische Auswertung bei 430 m#L ergibt eine einer einheitlichenVerbindung entsprechende Kurve. Antisideromycinaktivität läßt sich in den Stufen 25 bis 45 (Maximum 36 bis 39) nachweisen (modifizierter Bonifas-Test). Das Verteilungsmaximum entspricht einem Verteilungskoeffizienten K = 1,593.800 mg of chloroform-phenol extract (from 1 1 culture filtrate) are one Countercurrent distribution according to C r a i g subjected. A solvent system is used for this from 31 n-butyl alcohol, 1.51 benzyl alcohol, 4.51 0.001N hydrochloric acid and 0.9 l saturated aqueous sodium chloride solution. The substance is in the first two glasses of the Apparatus filled and the distribution carried out over 60 stages. In the political groups 0 to 2 and 51 to 60 accumulate brown inactive impurities while A uniform red zone develops with a maximum in level 37. The colorimetric Evaluation at 430 m # L gives a curve corresponding to a uniform connection. Antisideromycin activity can be detected in levels 25 to 45 (maximum 36 to 39) (modified Bonifas test). The distribution maximum corresponds to a distribution coefficient K = 1.593.

Die Fraktionen 30 bis 43 der Verteilung werden vereinigt. Die untere Phase wird abgetrennt und zweimal mit Äther gewaschen. Die obere Phase versetzt man mit Äther und schüttelt dreimal mit Wasser aus. Die mit Äther gewaschenen Auszüge vereinigt man mit der vorher abgetrennten unteren Phase.Fractions 30 to 43 of the distribution are pooled. The lower one Phase is separated off and washed twice with ether. The upper phase staggered with ether and shake out three times with water. The extracts washed with ether are combined with the previously separated lower phase.

Nun werden die vereinigten Auszüge mit Kochsalz gesättigt und mit einer Mischung aus gleichen Teilen Phenol und Chloroform ausgezogen. Der Extrakt wird mit Natriumsulfat getrocknet, mit dem dreifachen Volumen an Äther versetzt und dreimal mit Wasser ausgeschüttelt. Dabei geht das rotbraune Ferrioxamin E vollständig in die wäßrige Phase über. Daraus läßt sich praktisch reines Ferrioxamin E durch Eindampfen im Vakuum gewinnen. Der Rückstand wird in etwa 20 ml heißem Methanol gelöst und auf 4 bis 5 ml eingedampft. Beim Stehen in der Kälte kristallisiert reines Ferrioxamin E in sehr feinen rotbraunen glänzenden Nädelchen aus, die ihre Doppelbrechung bei 280° verlieren und beim weiteren Erhitzen verkohlen, ohne zu schmelzen. Die Ausbeute beträgt 28 mg. Beispiel 2 Der Stamm Streptomyces antibioticus (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici 27083 wird in gut belüfteter Submerskultur bei 27° gezüchtet. Man verwendet eine Nährlösung, die pro Liter 20 g Rapsextraktionsschrot und 20 g Malzextrakt enthält. Das pH wird mit Kaliumhydroxyd auf 7,5 eingestellt. Nach 6 Tagen wird der rohen Kultur 10/" Ferrichlorid zugesetzt und unter Zusatz von Celit abfiltriert. Die Kulturflüssigkeit wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgearbeitet. Sie enthält keine anderen Ferrioxamine als Ferrioxamin E. Dieses wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, isoliert. Beispiel 3 Der Stamm Streptomyces albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici ETH 28481 wird in gut belüfteter Submerskultur bei 27° gezüchtet. Man verwendet eine Nährlösung, die pro Liter 20 g Glukose, 5 g 1-Asparagin, 1 g Magnesiumsulfat, 0,5 g Calciumchlorid und 1 g sekundäres Kaliumphosphat enthält. Nach 8 Tagen wird der rohen Kultur 10/00 Ferrichlorid zugesetzt und unter Zusatz von Celit abfiltriert. Die Kulturflüssigkeit wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgearbeitet. Sie enthält keine anderen Ferrioxamine als Ferrioxamin E. Dieses wird, wie im Beispiel l beschrieben, isoliert.Now the combined extracts are saturated with table salt and with extracted from a mixture of equal parts of phenol and chloroform. The extract is dried with sodium sulfate, mixed with three times the volume of ether and shaken out three times with water. The red-brown ferrioxamine E goes completely into the aqueous phase. Practically pure ferrioxamine E can be passed through from this Gain evaporation in vacuo. The residue is in about 20 ml of hot methanol dissolved and evaporated to 4 to 5 ml. When standing in the cold, pure crystallizes Ferrioxamine E in very fine red-brown shiny needles that show their birefringence lose at 280 ° and char on further heating without melting. the Yield is 28 mg. Example 2 The Streptomyces antibioticus strain (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici 27083 is grown in a well-ventilated submerged culture at 27 ° bred. A nutrient solution is used that contains 20 g of rapeseed meal per liter and contains 20 g of malt extract. The pH is adjusted to 7.5 with potassium hydroxide. After 6 days, 10 / ″ ferric chloride is added to the raw culture and added filtered off from celite. The culture fluid is that described in Example 1 Way worked up. It does not contain any other ferrioxamine than ferrioxamine E. This one is, as described in Example 1, isolated. Example 3 The Streptomyces strain albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici ETH 28481 is in well-ventilated Submerged culture grown at 27 °. A nutrient solution is used that contains 20 per liter g glucose, 5 g 1-asparagine, 1 g magnesium sulfate, 0.5 g calcium chloride and 1 g secondary Contains potassium phosphate. After 8 days, 10/00 ferric chloride is added to the crude culture and filtered off with the addition of Celite. The culture liquid is in the example 1 described manner worked up. It does not contain any other ferrioxamines than Ferrioxamine E. This is as described in Example 1, isolated.

In gleicher Weise wird Ferrioxamin E durch Züchtung von Streptomyces albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici 24454 sowie Streptomyces antibioticus (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici ETH 27083 oder Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers ETH 27413 auf obiger synthetischer Nährlösung erhalten.In the same way, ferrioxamine E is made by cultivating Streptomyces albus (Rossi-Doria emend. Krainsky) Waksman et Henrici 24454 and Streptomyces antibioticus (Waksman et Woodruff) Waksman et Henrici ETH 27083 or Nocardia brasiliensis (Lindenberg) Castellani et Chalmers ETH 27413 on the above synthetic nutrient solution obtain.

Claims (1)

Patentanspruch: Die Verwendung von Streptomyces antibioticus ETH 27083, Nocardia brasiliensis ETH 27413 oder Streptomyces albus ETH 24454 bzw. ETH 28481 zur biochemischen Herstellung des Wuchsstoffes Ferrioxamin E unter aeroben Bedingungen in einem üblichen Nährmedium.Claim: The use of Streptomyces antibioticus ETH 27083, Nocardia brasiliensis ETH 27413 or Streptomyces albus ETH 24454 or ETH 28481 for the biochemical production of the growth substance ferrioxamine E under aerobic conditions in a common nutrient medium.
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