DE2715255B2 - Anthracyclinglykoside MA 144-M1 und MA 144-M2 und deren Salze, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende pharmazeutische Zubereitungen - Google Patents
Anthracyclinglykoside MA 144-M1 und MA 144-M2 und deren Salze, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende pharmazeutische ZubereitungenInfo
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Description
worin R ein Wasserstoffa'om im Falle von MA 144-M1 oder eine Hydroxylgruppe im Falle von
MA 144-M2 bedeutet, und deren nichttoxisehc
Säureadditionssalze.
2. Verfahren zur Herstellung von Anthracylinglykosid MA 144-M1 und MA 144-M2 oder deren
Gemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man Streptomyces galilaeus ATCC 31 133, Streptomyces
species ATCC 31 273, Streptomyces galilaeus ATCC 14 969. Streplomvccs cincrcoriibcr ATCC
19 740, Streptomyces niveoruber ATCC 14 971,
Streptomyces antibioticus ATCC 8663 oder Streptomyces purpurascens ATCC 25 489 oder Mutanten
davon unter aeroben Submersbedingungen in einem Niihrmedium bei einer Temperatur zwischen
20 und 35" C und einem pH-Wert zwischen 5 und 8 züchtet, das gebildete Anthracyclinglykoid-Gcmisch.
jeweils in an sich bekannter Weise, aus dem Kulturmedium gewinnt und gegebenenfalls in
MA 144-M, und MA 144-M2 auftrennt und diese
Glykoside gegebenenfalls in nichttoxisehc Säureaddiionssalze überführt.
3. Verfahren zur Herstellung von Anthracyclinulvkosid
MA 144-M, oder MA 144-M2 oder deren
Gemischen durch Reduktion von Aclacinomycin A oder Cinerubin A oder deren Gemischen, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Reduktion durch Einwirkung von
A) in Säugetierlcbcrn enthaltenen Enzymsystemen
und von Nicotinamid-adenin-dinucleotidphosphat oder dessen reduzierter Form bei einer
Temperatur zwischen 20 u..jc' 42 C und einem
pH von 5.5 bis 10,5 oder von
B) Natriumborhydrid, Lithiumhydrid, Aluminiumhydriden oder Lithiumaluminiumhydrid
durchführt
und die nach A) oder B) gebildeten Anthracyclinglykoside, jeweils in an sich bekannter Weise,
gewinnt und gegebenenfalls in MA 144-M, und
MA 144-M2 auftrennt und diese Glykoside gegebenenfalls
in niehttoxischc Säurcaddilionssalzc überführt.
4. Pharmazeutische Zubereitungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer antibakteriell
wirksamen Menge von Anthracylinglykosid MA I44-M| und/oder MA 144-M2 oder deren nichttoxischen
Säurcadditionssalzen gemäß Anspruch I.
Die Erfindung betrifft neue Anthracyclinglykoside. Verfahren zu ihrer Herstellung sowie pharmazeutische
Zubereitungen, welche diese Antibiotika enthalten. Inbesondere betrifft die Erfindung neue Anthracyclinghkoside.dieals
MA 144-M, und MA 144-M, be/eichnet werden. Verfahren /ti ihrer (lerslelliing durch Fermentation
von MA 144-er/eiigcnden Stammen, die /u
Streptomyces gehören, sowie durch chemische oder enzymalische Rcdukion von Aclacinomycin A oder
Cinerubin A, Methoden zu ihrer Gewinnung und Reinigung sowie ihre Wirkung als Chemolhcrapeutica
/ur Inhibierung von bösartigen Tumoren sowie zur Behandlung von infektiösen Krankheilen, die durch
grampositive Bakterien hervorgerufen werden.
In Kulturbrühen von Streptomyces wurde eine Anzahl von Anthracyclinglykosiden gefunden. Von
diesen wurden bereits Daunomycin und Adriamycin klinisch zur Bekämpfung von menschlichen Krebserkrankungen
eingesetzt. Die Erfindung beruht auf ■"> der Erkenntnis, daß insbesondere Anthracyclinglykoside,
die von Streptomyces galilaeus MA I44-M,
(ATCC 31 133, FERM P-2455) erzeugt werden, neue
Verbindungen sind, die nach einer Reinigung und Charakterisierung aufgrund ihrer physikaüsch-che- in
mischen Eigenschaften als Antibiotika erkannt wurden, die als MA 144-M1 und MA 144-M2 bezeichnet
werden. Diese Verbindungen besitzen eine wirksame Antitumoraktivität sowie eine geringe Toxizitiit gegenüber
Tieren. Ferner werden durch die Erfindung r, reproduzierbare Verfahren und Methoden zu ihrer
Herstellung und Reinigung zur Verfugung gestellt.
Aclacinomycin A wird in der US-PS 39 88 315 sowie von O k i et al. in »J. Antibiotics« 28, 830(1975),
beschrieben. -Jo
Cinerubin A und Cinerubin B werden in der GB-PS 8 46 !30, in der US-PS 38 64 480. sowie von
Keller·-Schierlein et al., in »Antimicrobial Agents and Chemotherapy«, Seite 68 (1970), »Chemical
Abstracts«, 54, 1466 i (I960) sowie in »J. Antibiotics« j, 28, 830(1975), beschrieben.
Andere Anthracyclinantibiotika mit Aklavinon- oder i-Pyrromycinonaghkon-Anteilen werden in folgenden
Literaturstellen beschrieben:
in
(a) Pyrromycin: Chem. Ber. 92. 1904-1909
(1959).
(b) Rutilanlin: Biochcm. J. 81. 101 104
(1961).
(e) Galirubin A und B: Naturwiss. 52. 539 540 r,
(e) Galirubin A und B: Naturwiss. 52. 539 540 r,
(1965).
Chemical Abstracts 64, 3896 g
(1966).
Chemical Abstracts 67.
90 573 z (1967). m
(d) Aklav.'.i: J. Bactcriol. 72, 90 (1956).
(c) Requinomycin: J. Antibiotics 25. 393 (1972).
Weitcrc Erläuterungen zu Anthracyclinantibiotika finden sich in »Index of Antibiotics from Actino- r>
mycetes«, Hamao Umezawa. University Park
Press, State College, Pennsylvania. U.S.A. (1967). woei die einzelnen Antibiotika an den nachfolgend
angegebenen Stellen näher erläutert werden:
\iilihiolikuiN | Sfik'ii/.ihl |
Aklavin | IM |
Cinerubin A | 220 |
Cinerubin B | 221 |
Pyrromycin | 542 |
In »Antibiotics«. Band 1. Mechanisms of Action, herausgegeben von David G ο 111 i e b und Paul
D. S h u w, Springer-Verlag New York (1967). wird
auf den Seiten 190 210 eine Zusammenfassung von
A. Di Marco veröffentlicht, die mit »Daunomycin and Related Antibiotics« betitelt ist.
Ferner ist auf »Information Bulletin« Nr. 10. International
Center of Information of Antibiotics, ir Zusammenarbeit mil WHO. Dezember 1972. Beliiien.
betreffend Anthracycljne sowie ihre Derivate, hinzuweisen.
In dieser Veröffentlichung wird auf Seite 25 auf •\micetiii hingewiesen (venileiehe auch J. Am. Chem.
Soc. 86, 3592 [1964]).
Streptomyces galilaeus wird beispielsweise in »Arch,
für Mikrobiol.'3l, 356 (1958), sowie im »International Journal of Systematic Bacteriology«. 22, 298 (197?)
beschrieben.
Durch die Erfindung werden die Anthracyclinglykoside
MA 144-M, und MA 144-M2 zur Verfügung
gestellt.
Diese Antibiotika können entweder durch Fermentation der in Anspruch 2 genannten, MA 144-erzeu·
genden Stämmen, die zu Streptomyces gehören, oder durch chemische oder enzymatischc Redukion von
Aclacinomycin A oder Cinerubin A oder Materialien, welche diese Verbindungen enthalten, hergestellt werden,
wobei all diese Verfahren in den Rahmen der Erfindung fallen. Die enzymatische Reduktion kann
unter Einsatz verschiedener Typen aktiver Enzyme durchgeführt werden. Die chemi^he Reduktion kann
in Gegenwart verschiedener Reduktionsmittel ausgeführt werden. Die auf diese Weise erzeugten MA
144-M1 und MA 144-M2 können nach herkömmlichen
Methoden isoliert und gereinigt werden, wie sie zur Isolierung und Reinigung von wasserunlöslichen
Antibiotika angewendet werden. Derartige Methoden bestehen beispielsweise aus einer Lösungsmittclextraktion,
einer Lösungsmittelausfallung, einer Konzentration, einer Gelfiltration, einer Gegenstromverteilung,
einer Chelierung mit Metallionen sowie einer Adsorption mit anschließender Eluierung aus einem
loncnausiauscherharz, einer adsorbierend wirkenden
Kieselerde oder einem synthetischen Adsorbens.
In dem Rahmen der Erfindung fallen MA 144-M1
sowie MA 144-M2 als rohe Feststoffe und als ihre
Salze, ferner die Verfahren zur Herstellung der vorstehend angegebenen Substanzen, wobei die Lösung,
welche MA 144 enthält, nach Zugabe einer anorganischen oder organischen Säure gefriergetrocknet
V'ird.
Durch die Erfindung werden die Anthracyclinglykoside
MA 144-M, und MA 144-M2 zur Vefügung
gestellt, wcchc folgende Eigenschaften aufweisen:
(a) antimikrobiell Aktivitäten gegenüber grampositiven
Bakterien,
(b) Wirkung bezüglich einer Inhibierung des Wachstums
von festen und ascitischen Formen von bösartigen Tumoren in Säugetieren und
(c) eine höhere Zytotoxizität. so daß das Wachstum von Säugetiertumorzellen in Kulturen inhibiert
wird.
Durch die Erfindung werden ferner pharmazeutische Zubereitungen zur Behandlung von Infektionen
aufgrund grampsositiver Mikroorganismen zur Verfugung gestellt. Ferner werden durch die Erfindung
pharmazeutische Zubereitungen für eine lnhibicrung von bösartigen Tumoren von Säugetieren geschaffen.
Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert. Es zeig!
Fig. I die Absorptionsspektren im UV und im
sichtbaren Licht von MA 144-M1 in Methanol.
F i g. 2 das Infrarot-Absorptionsspektrum von MA I44-M| in Kaliumbromid.
F i g. 3 das NMR-Spcktrum von MA 144-M, InCDCl1(IOO MHz).
I ι μ 4 die Mtnoi pih'iis-.pckircn mi I \ -I ichl m>\\ic
im ML-IiIhMiX1M IkIiI mn ΜΛ l44-\l· in Xleihaiml.
I i μ. 5 das Infrarot-Absorptionsspektrum son MA
144-M, in Kaliumbromid.
Ii g. 6 das NMR-Spektrum son MA 144-VI, in
I i μ. 1 das Infrarot-Absorptionsspektrum des durch
p.iriielle Methanols se erhaltenen Methyldisaceharids.
I ι μ. S ilas NMK-Spektrum des durch partielle
Mcthaiiolsse erhaltenen Methyldisaceharids und
I ι L', 1I die pll-Kurve der 1 nzymreaktion zur
Bildung son MA 144-M1.
Durch die I rl'indunu werden /svei neue Anthracsclinantihioiika.
MA 144-M1 und MA 144-M,. zur \ erlügun.n ucrvicllt. die sowohl eine antimikrobielie
•\ktisit.ii ;ils auch eine Antitiimoraktivitat aufweisen.
lnsheMiiulere zeigen die erfinduniisüemiiHen Verbindungen
eine Aktivität gegenüber urampositiven Hak
terien. Inhibieren des Wachstums von verschiedene! Säugetiertumoren, svie heispielssveise die Leukämie!
1.1210 und I' 3KX bei Mäusen, und besitzen eini
geringe Toxizität. Daher eignen sich die Verbindungei
als antibakteriell!.' Mittel sowie als Antitumormittel
I nter ·>ΜΑ 144« sind Antibiotika zu verstehen, dii
svenigstens ein Antibiotikum umfassen, das aus M/ 144-M, und MA 144-M, besteht.
Die erlindungsgeniallen Verbindungen können ent
weder nach i:inem l-'ermcntiitionss erfahren oder duicl
chemische oder enzymatisch»? Reduktion bestimmte bekannter Anthraevclinausüiiniismalerialien hep^e
stellt werilen.
Dieenzynialische Reduktion gehl aus dem folgende ι
Reaktionsschema hers or:
1 1 I 1 I ti' II:
R ο
■ inen,
( Il (I
(Hl
ι ι (ι ()
Il Il < ι
1 I1ZS 111
( ι VlV. 111
( ι VlV. 111
Il Il O
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'Il
IK» ( H
oll
R Il iM\ 144-M1I
R on (M \ 144-M-
R on (M \ 144-M-
!-τ. .ili-jjniei-'e' ~r ι: ei:;e >·ι"ΐ^1ι\ιΐΚ·
<iizeiilra'!i'n jnier :"■, m>uu- eine F^eaktionszeitsparne son 20 bis
120 Minuten vorzuziehen.
Die bnzymaktivität in verschiedenen Quellen, die
erfindungsgemäß eingesetzt werden, sowie die Anforderungen an das Coenzym bezüglich der Enzym- 55 A"en
aktivität in Ratten sind foleende:
\l \ 4-1-
Vergleich der Enzymaktivität in den
Leberhomoeenaten aus verschiedenen Säuretieren
Leberhomoeenaten aus verschiedenen Säuretieren
Siitii'c'icrc | Gebildetes MA 144-M1 |
( j MoI g Gewebe ι | |
Meerschweinchen | 0,08 |
Hamster | 0,24 |
Maus
Kaninchen Ratte
0.38
0.38
0.26
0,37
0.38
0.26
0,37
60 Zusammensetzung der Enzymreaktionsmischung
Leberhomogenat (Enzym) 0,8 ml
NADP-Lösung (2 μ§/ΐηΙ) 0,1 ml
Substrat: Aclacinomycin A
(800 ug/m!} 0,1 m!
wobei N-XDP für Nicolinamidadenindinukleotic
phosphat steht. Die Reaktion wird während einer
Zeitspanne von I Stunde bei 37 C durchgeführt. Die Bestimmung wird unter Einsatz eines Shimazu-Doppelwellen-Chromatoscanners
nach einer Extraktion des Produkts mit dem Lösungsmittel durchgeführt (Chloroform zu Methanol — 1:1).
Anforderungen an dasCoenzym für die Enzymreaktion
(Rattenleber)
(«■l'ililfi^ M \ 1-U-M1
I ,Mi. ■_■ ( kuilHi
I ,Mi. ■_■ ( kuilHi
Ki'!!VJ S
NAD
NADII
NADP
NADPII
NADII
NADP
NADPII
η
0
0
0.35
0
0
0.35
0.37
Die En/vmreaktion wird nach der in Tabelle I angegebenen Methode durchgeführt. NAD steht für
Nicotinamidadcniiuliniikleoiid. NADII für die reduzierte
Form von NAD, NADP hat die gleiche Bcdcu''ing wie in Tablle I und NADPH steht für die
reduzierte Form von NADP.
Die I i g. 9 zeigt den optimalen pH bei der enzymatischen
Bildung von MA 144-M1 durch Rattenleberhomogenat.
wobei die vertikale Linie die ag Reagenzgias
an gebildetem MA 144-M1 zeigt. Die zur Einstellung des pH eingesetzte Pufferlösung besteht
aus m 10 Veronal Natriumacetat (durchgehende Linie I) sowie aus m 10 Glycin Natriumchlorid Natriumhydroxid
(gestrichelte Linie 2).
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können ferner durch chemische Reduktion von Aclacinomycin A
und oder Cinerubin A mit den in Anspruch 3 (Verfahren
B) genannten Reduktionsmitteln hergestellt werden, welche in selektiver Weise den Cinerulose A-/iickeranteil
in ilen Amicelose-Zuckeranteil von MA 144-M1 und MA 144-M2 zu reduzieren vermögen.
Diese Reduktionsmittel sind Natriumborhydrid. Lithiumhydrid (Li H). Lithiumaluminiumhydrid (LiAIH4)
sowie Aluminiumhydride (beispielsweise AIH,).
Die erfindungsgemäß durchgeführte chemische Reduktion kann entweder in einem einzigen Lösungsmittel
oder in einem Lösungsmittel-Gemisch durchgeführt werden, welches die erfindungsgemäßen Antibiotika auflöst. Die Reaktionsbedingungen, wie beispielsweise die Temperatur, die Substratkonzentration,
die Reaktionszeit, hängen von dem Lösungsmittelsystem und dem Ausgangsmaterial ab, wobei solche
Bedingungen vorzugsweise ausgewählt werden, welche die höchste Ausbeute und die höchste Reaktionsgeschwindigkeit ergeben.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten chemischen und enzymatischen Methoden können die MA 144-Antibiotika auch fermentativ durch Züchten unter
geeigneten Bedingungen der nachfolgend näher erläuterten MA 144-erzeugndcn Stämme hergestellt
werden. Zur fermentatrven Erzeugung der erfindungsgemäßen Antibiotika werden Streptomyces galilaueus
MA 144-M, AFCC 31 133 (FHRM P-2455). Streplomycessp.
MF! 505-HEIATCC 31 273(FHRM P-3667).
S. galilaeus ATCC 14 969. S. cinercorubcr ATCC
740. S. niveoruber ATCC 14971. S. antibiolicus AFCC 8663. S. purpurasccns ATCC 25 489 sowie
Mutanten davon, verwendet.
Von den vorstehend erwähnten Stämmen wurde S. galilaeus MA 144-M, AFCC 31 133 (FerM P-2455)
aus einer Bodenprobe isoliert, die in Osaki, Shingawaku. Tokyo. Japan gesammelt worden ist. Eine Kultur
von S. galilaeus MA 144-M, wurde bei der American Type Culture Collection. Rockville. Maryland sowie
im Fermentation Research Institute. Japan, hinterlegt und unter der ATCC-Nr. 31 133 bzw. IERM-Nr.
registriert.
Der Stamm Nr. MA 144-M, weist folgende Eigenschaften
auf:
(I) Morpholoi'kihi* Fu'i'iisrliMflrn
Unter einem Mikroskop werden offene Spiralen beobachtet, die gut aus verzweigten Substratmyceln
entwickelt sind. Es werden keine Wirtel festgestellt. Die reife Sporenkette ist mäßig lang
und weist mehr als 10 Sporen auf. Die Sporen sind elliptisch und besitzen eine Größe von 0.4 bis
0.8.,. χ 0.8 bis 1.6 μ. Ihre Oberfläche ist glatt.
(2| Eigenschaften auf verschiedenen Medien:
Die Erläuterung in Klammern entspricht dem Farbstandard des »Color Harmony Manual«,
das von der Container Corporation of America. U. S. A.. veröffentlicht worden ist.
IaI Auf einem Glukose Asparagin-Agar. bebrütet hei 27 C: leicht gelhlichbraimes Wachstum (3gc. leicht bernsteinfarben): keine Luftmyceln: kein lösliches Pigment.
IaI Auf einem Glukose Asparagin-Agar. bebrütet hei 27 C: leicht gelhlichbraimes Wachstum (3gc. leicht bernsteinfarben): keine Luftmyceln: kein lösliches Pigment.
(b) Auf einem Rohrzucker Asparagin-Agar. bebrütet bei 27 C:
farbloses bis leicht gelblichbraunes Wachstum (3gc. leicht bernsteinfarben): keine Luftmyceln:
kein lösliches Pigment.
(c) Auf einem Glycerin Asparagin-Agar (ISP-Medium Nr. 5). bebrütet bei 27 C: gelblichoranges
(4ic. rotbraunes) bis braunes (51 g. kakaobraunes) Wachstum: weiße bis hellgraue
(2fe. deckgraue) Luftmyceln: braunes lösliches Pigment.
(d) Auf einem Agar aus Stärke und anorganischen Salzen (ISP-Medium Nr. 4). bebrütet bei 27 C:
helloranges (3ea. leicht melonengelbes) bis hellgelblichbraunes
(3ic. kamelfarbenes) Wachstum: leicht graue (2fe. deckgraue) bis graue (e, graue)
Luftmyceln: braunes lösliches Pigment.
Ie) Auf einem Tyrosin-Agar (ISP-Medium Nr. 7),
bebrütet bei
2TC:
bräunlichgraue (3Ii, bibergraue) bis braune (41 g, toastfarbene) Luftmyceln,
schwarzes lösliches Pigment.
(0 Auf einem Nähragar, bebrütet bei 27 C: Farbloses bis gräulich-braunes Wachstum; keine
Luftmyceln, braunes lösliches Pigment,
(g) Auf einem Hefeextrakt/Malzextrakt-Agar (ISP-Medium Nr. 2). bebrütet bei 27 C: leicht
braunes (41 e, ahornfarbenes) bis braunes (4ng, leicht braunes) Wachstum; leicht graue (3fe,
silbergraue) bis graue (3ih, beigegraue) Luftmyceln; braunes lösliches Pigment,
(h) Auf einem Hafermchl-Agar (ISP-Medium Nr. 3), bebrütet bei 27rC: farbloses bis hellgelblichbraunes (2gc, bambusfarbenes) Wachs-
turn: leicht graue (3fe. silbergraue) l.uflmyceln:
braunes lösliches Pigment.
IiI \uf einem Glsceriii Nitral-.Agar. bebrütet
bei 27 C: farbloses bis hellgclblichbraunes (3gc. leicht bernsteinfarbenes) oder leicht olivgraues
(2db. pergamentfarbenes) Wachstum: keine Luftnneeln:
kein lösliches Pigment.
IjI \tif einem Stärkeagar. bebrütet bei 27 C: hellgclblichbraunes (3gc. leicht bernsteinfarbenes) Wachstum: graue (e. graue) I.uflimceln: leicht braunes lösliches Pigment.
IjI \tif einem Stärkeagar. bebrütet bei 27 C: hellgclblichbraunes (3gc. leicht bernsteinfarbenes) Wachstum: graue (e. graue) I.uflimceln: leicht braunes lösliches Pigment.
IkI Auf einem ('alciumnialiil-.Agar. bebrütet bei
27 C: farbloses Wachstum: gräulichweiße (b. hellgraue) bis leicht bräunlichgraiie (3 de. naturfarbene)
Luftmyceln; kein lösliches Pigment.
(Il Aufeinem (ielaline-Ansät/, bebrütet bei 20 C: hellbraunes bis hellgclblichbraunes Wachstum: weiße Luftmyceln: braunes lösliches Pigment, (m) Auf einem Glukose Pepton Gelatine-Ansatz, bebrütet hei 27 C: hellbraunes bis braunes Wachstum: keine Luflmyceln; braunes lösliches Pigment.
(Il Aufeinem (ielaline-Ansät/, bebrütet bei 20 C: hellbraunes bis hellgclblichbraunes Wachstum: weiße Luftmyceln: braunes lösliches Pigment, (m) Auf einem Glukose Pepton Gelatine-Ansatz, bebrütet hei 27 C: hellbraunes bis braunes Wachstum: keine Luflmyceln; braunes lösliches Pigment.
(n) Auf Magermilch, bebrüted bei 37 C: hellbraunes
bis braunes Wachstum: keine Luftmyceln: braunes lösliches Pigment.
(3) Physiologische Eigenschaften:
(3) Physiologische Eigenschaften:
(a) Die Wachstumstemperatur wurde auf einem Maltose Hefeextrakt-Asiar (1.0% Maltose. 0.4%
Hefeextrakt, 3.5% Aga"r. pH 6.0) bei 20. 24. 27.
30. 37 und 50 C untersucht. Die optimale Temperatur für das Wachstum liegt bei 27 bis
37 C. Bei 50 C wird kein Wachstum restgestellt.
(b) (ielalineverllüssigimg aufeinem I 5% (ielatine
enthaltenden Ansatz bei 20 1C sowie aufeinem
Glukose Pepton Gelatine-Ansatz bei 27 C: Auf dem erstcren Medium wird bei I4tägiger Bebrütung
eine schwache Verflüssigung und auf dem letzteren Medium eine schwache oder maßige
Verflüssigung nach einer 7 Tage dauernden Bebrütung festgestellt.
(C) Stärkehydrolyse auf einem Agar aus Stärke und anorganischen Salzen bei 27 C: Es wird
eine schwache Hydrolyse nach 5tägiger Bebrütung festgestellt.
(d) Pcptonisicrung und Koagulierung von Magermilch bei 37 C: Eine mäßige bis starke Pcptonisierung
beginnt 5 Tage nach der Bebrütung und ist nach ungefähr 17 Tagen beendet. Keine Koagulation.
(e) Melanin-Bildung auf Tyrosin-Agar (ISP-Medium Nr. 7). TyrosinHefeextrakt-Brühe (ISP-Medium
Nr. l)und Pepton/Hefeextrakt/Eisen(!I)-Agar (ISP-Medium Nr. 6) bei ITC: Positiv auf
allen Medien.
(f) Verflüssigung von Calciummalat auf Calciummalat-Agar bei 27° C: Stark positiv.
(g) Nitratreduktion auf Pepton-Agar, das 1,0% Natriumnitrat enthält, (ISP-Medium Nr. 8) bei
27° C: Positiv.
(h) Verbrauch von Kohlehydraten des Pridham-Gottlieb-Grundmediums(ISP-Medium Nr. 9),bebrütet bei 27°C: Reichliches Wachstum mit
L-Arabinose, D-Xylose, Glukose, D-Fruktose, Rohrzucker, Inosit, L-Rhamnose und Raffinose;
kein Wachstum mit D-Mannit.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften von Nr. MA 144-M1 zusammenfassend ist festzustellen,
daß der Stamm zu dem Genus Streptomyces gehört und ein ehrotr,r>gener Typ ist. Er erzeugt ein braunes
lösliches Pigment auf verschiedenen Agar-Medien. Luftmyceln bilden offene Spiralen, jedoch keine
Wirtel. Die Sporenoberfläche ist glatt. Das Wachstum auf verschiedenen Medien ist im allgemeinen hellgelblichbraun
bis braun, in einigen Medien jedoch olivfaiben. Die Luftmyceln sind leicht grau. Nitrat
wird zu Nitrit reduziert. Die proteolytische Wirkung ist schwach bis mäßig und die Stärkehydrolyse relativ
schwach. Melanin wird auf Tyrosin-Agar, Tyrosin Hefeextrakt-Brühe sowie Pepton, Hefeextrakt Eisen-(II)-Agar
erzeugt.
Von den bekannten Species von Streptomyces ähnelt der Stamm Nr. MA I44-M, Streptomyces
galilaeus.
l.itcraturslclle Nr. I: \rchiv für Mikrobiologie. .<l.
356.(1958). Literaturstelle Nr. 2: Internationa! Journal or Systematic Bacteriology 22. 29S (1972). Unter
besonderer Berücksichtigung der Unterschiede der Morphologie, der Farbe der Luftmyceln sowie der
anderen physikalischen Eigenschaften wurde der Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Stamm
und dem erhaltenen Standardstamm von S. galilaeus ISP 5481 in parallelen Kulturen untersucht.
Aus den Ergebnissen geht hervor, daß der erfindungsgemäße Stamm bezüglich der Morphologie
sowie der Farbe des Wachstums sowie der Myceln auf verschiedenen Medien und der physiologischen
.Eigenschaften weitgehend mit S. galilaeus ISP 54Sl übereinstimmt. Ferner existiert eine Ähnlichkeit beider
Stämme bezüglich der Fermentationsprodukte, d.h. bezüglich Cinerubin. das von S. galilaeus erzeugt
werden kann und eines der Nebenprodukte des erfindungsgemäßen Stammes ist. Daher kann der
Stamm Nr. MA 144-M1 als Streptomyces galilaeus identifiziert werden.
Der Stamm Streptomyces sp. ME 505-HEl FERM P-3667 wurde ebenfalls aus einer Bodenprobe isoliert,
die bei Osaki. Shinnagawa-ku Tokyo. Japan isoliert und in dem Fermentation Research Institute. Japan
sowie in der American Type Culture Collection hinterlegt worden ist und die Nummern FERM P-3667
bzw. ATCC 31 273 erhalten hat. Nachfolgend werden die morphologischen und physikalischen Eigenschaften
kurz erläutert:
Charakteristische Eigenschaften von Streptomyces sp. ME 505-HEl werden derzeit untersucht. Von dem
Stamm Nr. 505-HEl sind derzeit folgende Eigenschaften bekannt: Unter dem Mikroskop weisen die
Luftmyceln keine wirtelige Verzweigung und Spiralenstruktur auf. Das Wachstum auf den verschiedenen
Medien ist farblos, hellrötlichbraun bis dunkelbräunlichpurpur. Es werden keine Luftmyceln gebildet oder
nur geringfügig gebildet, die weiß bis rosaweiß sind. In geringem Ausmaße wird ein mattrotes lösliches
Pigment gebildet. Die Melaninbildung ist positiv. Daher gehört der Stamm Nr. 505-HEl zu dem Genus
Streptomyces.
Bei den weiteren, in Anspruch 2 genannten Streptomyces-Stämmen handelt es sich um bekannte Stämme.
Da die Streptomyces leicht natürlich oder künstlich mutierbar sind, umfassen S. galilaeus Nr. MA 144-M,
sowie andere Mikroorganismen gemäß vorliegender Erfindung den vorstehend beschriebenen Stamm sowie
alle natürlichen und künstlichen Varianten und Mutanten davon. Insbesondere sollen MA 144-erzeugende
Mutanten in Frage kommen, die aus den vorstehend
erwähnten Stummen nach bekannten Methoden erzeugt
werden.
DiefermentaliveEr/eugiingvon MA 144-M| iiiui Μ.Λ
144-M2 erfolgt unter aeroben Submersbedingungen.
wobei große Mengen der Antibiotika erhalten werden. Medien, die aus bekannten Arten von Nährqucllen
Tür Strahlenpilze bestehen, sind geeignet. Die allgemeinen
Methoden, wie sie zum Züchten von anderen Strahlenpilzen angewendet werden, sind auf das erfindungsgemäße
Züchten anwendbar. Das Medium enthält vorzugsweise im Handel erhältliche Produkte,
wie Glycerin. Glukose, Stärke, Dextrin. Maltose. Melassen, öle. Fette, Lipide oder dergleichen als
Kohlenstoffquellen in entweder reiner oder roher Form, ferner im Handel erhältliche Produkte, wie
Sojabohnenmehl, Malzextrakt, Penton. Hefeextrakt. Schlempe. Fischmehl. Glutenmehl. Maisflüssigkeit.
Naumwollsamenmehl, Kasein, hydrolisierte Proteinsunslanzen,
Nitrate. Ammoniumsalze, Harnstoff oder dergleichen us Stickstoffquellen, anorganische Salze,
wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Kaliumphosphal. Magnesiumsulfat, Calciumcarbonat sowie Spurenmengen
an Schwermctallsalzen. wie Kupfer. Zink. Mangan, Eisen oder dergleichen. Im Falle einer belüfteten
Submerskultur wird ein Antischäumungsmittcl, wie flüssiges Paraffin. Sojabohncnöl. Fett oder
Silicon verwendet. Man kann jede Fermentationstemperatur innerhalb eines Bereiches von 20 bis
35 C einsetzen, innerhalb dessen ein MA 144-er/eugender
Organismus zu wachsen vermag, wobei jedoch der bevorzugte Temperaturbereich zwischen 25 und
30 C variiert. Der pH des Kulturmediums schwankt zwischen 5,0 und 8.0. Die Zeitspanne, die für die Herstellung
notwendig ist, beträgt gewöhnlich 48 bis 72 Stunden.
Zur Isolierung von MA 144-M1 oder MA 144-M,
aus Reaktionsgemischen oder der Kulturbrühe wird die folgende Methode als Beispiel angeführt:
Nach Beendigung der Enzymreaktion wird MA 144-M1 oder MA 144-M2 in die Reaktionsmischung
mit organischen Losungsmitteln, die mit Wasser nicht mischbar sind, extrahiert, beispielsweise Äthylacetat.
Butylacetat. Chloroform, Benzol, n-Butanol. Methylpropylketon, Methylenchlorid. Toluol, und
zwar in einem neutralen bis schwachsauren Zustand (pH 3 — 7). Anstelle der Lösungsmittelextraktion der
Reaktionsmischung oder zusätzlich zu dieser bietet eine Chromatographie unter Einsatz von Aktivkohle.
Aluminiumoxid, Silicagel, oder eines zur Gelchromatographie mit organischen Lösungsmitteln geeigneten
quervernetzten Dextrans sowie eine Gegenstromverteilung unter Einsatz eines geeigneten LösungsmiUelsystems eine bequemere Methode zur Wiedergewinnung und Reinigung von MA 144-M, oder
MA 144-M2. Lösungsmittelextrakte, weiche die genannte Verbindung enthalten, werden direkt oder nach
einer Konzentrierung unter vermindertem Druck mit organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser
nicht mischbar sind, rückextrahiert, wobei die Lösungsmittelschicht, die MA 144-M1 oder MA 144-M2
enthält, mit saurem Wasser vermischt wird, bis der pH unter 3,0 liegt. Dann werden MA 144-Mi oder
MA 144-M2, die in einesaure wäßrige Schicht überführt
worden sind, mit geeigneten organischen Lösungsmitteln rückextrahiert. Die aktive Substanz wird als
rohes pigmentiertes Pulver durch Konzentrieren unter vermindertem Druck bis zur Trockne aus der
organischen Lösung erhalten. Durch Wiederholung dieser Methoden können die Verbindungen in reiner
Form erhallen werden.
Nach einer Zugabe von Wasser zu der chemischen Reaktionsmischung wird immer MA 144-M1 oder
MA 144-M, nach den vorstehend beschriebenen Methoden extrahiert, gereinigt und als rohes Pulver
erhalten. Die Lösung, welche MA 144-M1 oder
MA 144-M, enthält, kann ferner allein oder mil einer organischen oder anorganischen Säure. w; -.
Chlorwasserstoffs«ure. Phosphorsäure. Schwefelsäure.
Essigsäure. Propionsäure, ölsäure. Palmitinsäure. Zitronensäure.
Bernsteinsäure oder Pantothensäure, gefriergetrocknet werden. MA 144-M1 oder MA 144-M,
in der Fermentationsbrühe werden nach den gleichen Reinigungsmethodcn erhalten, wie sie \orstehend in
Zusammenhang mit der En/ymreaktionsmiscluing
beschrieben worden sind.
Zur Gewinnung von reinem MA 144-M1 oder MA
144-M, kann eine weitere Reinigung durch Säulenchromatographie unter Einsatz verschiedener Adsorbenlien.
wie Kieselsäure. Aluminiumoxid, oder eines zur Gelchromatographie mit organischen Lösungsmitteln
geeigneten quervernetzten Dextrans. Ionenaustauschern (wie schwachsauren Harzen), sowie
Aktivkohle. Gelfiltration. Chelierung mit verschiedenen Metallen oder durch eine Kombination aus
verschiedenen Methoden durchgeführt werden, die aus einer Chelierung mit Metallionen. Lösungsmiltel-HUsRi
I lung. Lösungsmittelextraktion. Gegenstrom verteilung.
Chromatographie. Konzentration. Adsorption an einem Adsorbens sowie einer Adsorption mit
anschließender Eluierung aus einem lonenaustauseherharz, einer adsorbierend wirkenden Kieselerde
oder einem synthetischen Adsorbens bestehen, wobei diese Methoden in herkömmlicher Weise durchgeführt
werden und nachfolgend in den Beispielen näher erläutert werden.
Nachfolgend werden physikalisch-chemische Eigenschaften von reinem MA 144-M, und MA 144-M,
angegeben:
MA 144-M1
Gelbes schwachbasisches und lipophili... Pulver F. 149 bis 150 C.
Empirische Formel:
Empirische Formel:
C42H55NO15 (Mol-Gew. 814)
Elementaranalyse:
Elementaranalyse:
Gefunden ... C 62.37. H 7.08. O 28,81. N 2.071V
berechnet ... C 61,98, H 6,81, 0 29,49, N 1,72%.
Spezifische Drehung [λ]? einer l%igen Lösung in Chloroform: +40°.
Die Absorptionsspektren im UV sowie im sicht baren Bereich in Methanol zeigen Maxima bei
folgenden Wellenlängen (Fig. 1):
229 (775), 258 (335), 290(128), 432(155)
229(815), 259(345). 290(130). 432Π60»
Fortsetzung
In 0.0! n-NaOH-MethanoI
237 (575), 250s (405).
290(125). 323 s (80).
526(135)
s: Schulter
290(125). 323 s (80).
526(135)
s: Schulter
In F i g. 1 zeigt die durchgehende Linie die UV-Absorptionsspektren
sowie die Absorptionsspektren im sichtbaren Licht, während die gestrichelte Linie
diejenige in 0,01 n-HCl-Methanol ist. Die x-.v-.v-Linie
ist diejenige in 0,01 n-NaOH-Methanol. Die Fig. 2
zeigt das Infrarotabsorptionsspektrum(KBr-Preßling). F ig. 3 zeigt das NMR-Spektrum (100 MHz, CDCQ).
MA 144-M1 ist löslich in saurem Wasser, Dimethylsulfoxid.
Methylcellosolve. Methanol, Äthanol, Athylacctut. Aceton. Chloroform. Benzol und Toluol und
leicht löslich in Was>er. Diäth} lather und n-Hexan.
Demgegenüber ist das Hydrochloridsalz löslich in Wasser. Methanol sowie Chloroform, jedoch nur
wenig löslich in Aceton und Athylacetat. Die Methanollösung von MA 144-M1 ist gelb in konzentrierter
HCI. schlägt jedoch in rötlichbraun in konzentrierter Schwefelsäure um. Mit alkoholischem Magnesiumacetat
zeigt die Lösung eine rote Farbe und schlägt b:i der Alkalinisierung in rötlich-purpur um. MA
144-M1 zeigt eine negative Ninhydrin-Reaktion und
reduziert nicht Fehlingsche Lösung.
MA 144-M;
Schwachbasische, lipophile und rote Nadelkristallc
F. 151 bis 152" C.
Empirische Formel:
Empirische Formel:
Ci2Hj5NO,,, (Mol-Gew. 830)
Elementaranalyse:
Elementaranalyse:
Gefunden ... C 60.43. H 6.74. 0 29.70. N 1.75%: berechnet ... C 60.79. H 6.68. 0 30.84. N 1.69%.
Die spezifische Drehung [-.] einer l%igen Lösung in Chloroform zeigt einen Wert von +127. Die
Absorptionsspektren im UV sowie in den sichtbaren Bereichen zcisicn Maxima bei folgenden Wellenlängen
IF ic. 4):
In MeOH
In 0.01 n-HCI-MeOH
In 0.01 n-NaOH -McOH
/■ H ; .ι
235(600). 259(310).
269(170). 291 (105).
492(165)
492(165)
235(615). 259(325).
269(185). 291 (115).
492(170)
492(170)
237(505). 269(145).
292 (95). 330 (55).
554(175). 597(145)
In Fi g. 4 zeigt die ausgezogene Linie die Spektren
im UV sowie im sichtbaren Licht in Methanol, während die gestrichelte Linie diejenige in 0.01 n-HCI-Methanol
und die .v-.v-.v-Linie diejenige in 0,01 n-NaOH-Methanol
ist.
Die F i g. 5 zeigt das Infrarotabsorptionsspektrum (KBr-Preßling) und die Fig. 6 das NMR-Spektrum
(100 MHz, CDCl3).
MA 144-M2 ist löslich in saurem Wasser, Dimethylsiiifoxid,
Methylcellosolve, Chloroform, Äthylacetat, Methanol, Äthanol, Aceton, Benzol sowie geringlöslich in Wasser, η-Hexan, Cyclohexan, Diäthyläther
sowie Petroläther. Das Hydrochloridsalz ist löslich in Wasser, Methanol, Äthanol und Chloroform, jedoch
geringlöslich in Aceton und Äthylacetat. MA 144-M2
zeigt eine negative Ninhydrinreaktion und vermag Fehlingsche Lösung nicht zu reduzieren.
Die Methanollösung ist rot in konzentrierter Chlorwasserstoff»
ure und schlägt in violett ;n konzentrierter Schwefelsäure um. Die Lösung erscheint in
alkoholischem Magnesiumacetat rötlich-purpur und zeigt ein purpurnes Blau in einer NaOH-Lösuna.
Die chemische Struktur der Verbindungen MA 144-M, und MA 144-M2 wird wie folgt bestimmi:
Bei der Hydrolyse von MA !44-M1 oder MA 144-M2
mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure fallen die physikalisch-chemischen
Eigenschaften, wie die Absorptionsspektren im UV. im sichtbaren sowie im Infrarotbereich,
die Massenresonanz sowie die kernmagnetiscbe Resonanz, der Schmelzpunkt, die Elementaranalyse
sowie die Rf-Werte bei der Durchführung einer Kieselsüure-Dür.nschichtchromatographie des erhaltenen
Aglyconteils vollständig mit den entsprechenden Parametern des Aglycons überein, die aus dem Ausgangsmatcrial
erhalten werden, d. h. das Aglycon von MA 144-M1 besteht aus Aklavinon und dasjenige
von MA 144-M2 aus i-Pyrromycinon.
Vergleicht man andererseits die Rf-Wcrtc bei der Durchführung einer Kieselsäure-Dünnschichtchromatographie
der Zuckeranteile, die durch Hydrolyse aus dem Ausgangsmatrial (Aclacinomycin A oder
Cincrubin A) erhalten werden, mit denjenigen der erfindungsgemäßen Verbindungen, dann stellt man
Rhodosamin und 2-Desoxyfucosc fest, wobei jedoch der endständige Zucker, d. h. L-Cincrulosc. unterschiedlich
ist. Das mcthyliertc Disaccharid. das aus MA 144-M1 und MA 144-M2 durch partielle Methanolysc
in Methanol erhalten wird, welches bei Zimmertemperatur 0.1 n-Chlorwasserstoffsäure enthält, wird
mit Äther extrahiert, durch Säulenchromatographie an Kieselsäure sowie einem zur Gclchromatographic
mit organischen Lösungsmitteln geeigneten quervernetzten Dextran gereinigt und anschließend in Form
von weißen Kristallplattcn in Äther kristallisiert.
Die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieses Methyldisaccharids sind wie folgt
Elementaranalysc für C1,H24O6 (Mol-Gew. 276):
Gefunden ... C 57.09. H 8,61. 0 34.30%:
berechnet ... C 56.51. H 8.75. 0 34.74%.
Gefunden ... C 57.09. H 8,61. 0 34.30%:
berechnet ... C 56.51. H 8.75. 0 34.74%.
F. 87 bis 91 C (Sublimationspunkt).
Spezifische Drehung: [λ] — 161 ~(c= 1,0. Chloroform).
Die Absorptionsspektren im UV sowie im sichtbaren Bereich des methylierten Disaccharids zeigen eine
Endabsorption. Die Infrarotabsorption sowie die NMR-Spektrcn gehen aus den Fig. 7 bzw. 8 hervor.
Aus den vorstehend analysierten Ergebnissen geht hervor, daß die Struktur des Mcthyldisaecharids wie
folgt ist: '
HO
lc
/CH,
ο. ο\
OH
Methyldisaccharide, die aus MA 144-M1 und MA in
144-M2 erhalten worden sind, sind bezüglich ihrer
physikalisch-chemischen Eigenschaften miteinander identisch.
Bei der Methanolyse von MA 144-M1 und MA
144-M2 konnten 1-Desoxypyrromycin bzw. Pyrromyein
auf der Basis der Elementaranalyse, der Absorptionsspektren im Infrarotbereich, UV-Bereich sowie
im sichtbaren Bereich, des NMR-Spektrums, des Schmelzpunktes sowie der Rf-Werte bei der Durchführung
einer Kieselsäure-Dünnschichtchromatographic
nachgewiesen werden.
Aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen wurden die Strukturen der erfindungsgemäßen Verbindungen
MA 144-M1 und MA 144-M2 wie folgt bestimmt:
COOCH.,
CH2CH,
OH
HO
CH,
CH.,
OH
O O O ! H HO
CH,
N ν
,CH, ClI, MA 144-M,
COOCH,
HO O !
il i CH, CH,
OH
O O O H H
MA 144-M,
Es ist eine Anzahl von Anthracylinglykosid-Antibiotika
mit Aklavinon und f-Pyrromycinonaglycon-Anteilen
bekannt. Die Verbindungen MA 144-Mi und MA 544-M2 unterscheiden sich jedoch deutlich
von diesen Antibiotika im Hinblick auf die Molekülformel, die Abbauprodukte bei der sauren Hydrolyse,
die UV-Absorptionsspektren, Absorptionsspektren im sichtbaren Bereich, Infrarot-Absorptionsspektren sowie
NMR-Absorptionsspektren oder dergleichen, wie vorstehend ausgeführt worden ist. Wie weiter oben
dargelegt worden ist, unterscheiden sich MA 144-M1
und MA 144-M2 von ihren Ausgangsmaterialien
Aclacinomycin A und Cinerubin A bezüglich ihres endständigen Zuckers (vergleiche: 1. The Journal of
Antibiotics 28 Nr. 10: 830—834 [1975]. 2. Antimicrobial
Agents and Chemotherapy: 68—77 [1970]).
Amicetose, welche der endständige Zucker der erfindungsgemäßen Verbindungen ist, wurde nur in
dem Antibiotikum Amicetin identifiziert (vergleiche:
J. Am. Che/n. Soc. 86: 3592—3594 [1964]). Unter lien Rhodomycin-Antibiotika existiert ein Antibiotikum
mit einem ähnlichen Zuckeranteil, und zwar Rhodosamin-2-desoxyfucose-rhodinose, diese Verbindung
ist jedoch deutlich von MA 144-M1 und MA 144-M2 bezüglich seines Agglycons sowie seines endständigen
Zuckers verschieden (vergleiche: Pharmazie 27:782—789 [1972]).
Daraus geht hervor, daß MA 144-M, und MA
144-Mi "eue Substanzen sind.
Um die Eigenschaften von MA 144-M, und MA
144-M2 weiter aufzuklären, werden nachfolgend die
Rf-Werte angegeben, die bei einer Kieselsäure-Dünnschichtchromatographie
unter Einsatz verschiedener Lösungsmittelsysteme erhalten worden sind:
Li | IO | 1. | ÜMin}!Mnitlcls\sti;ni | Rf-Wcrle | MA 144-M |
MA 144-M, | 0,45 | ||||
15 2. | Chloroform zu | 0,45 | |||
Methanol = 10:1 | 0,11 | ||||
3. | Chloroform zu | 0,11 | |||
4. | Methanol = 20:1 | 0,28 | |||
Aceton | 0,38 | 0,024 | |||
Äthylacetat | 0,024 | ||||
Die biologischen Aktivitäten von MA 144-M1 und
MA !44-M-, sind wie folgt:
1. MA 144-M1 und MA 144-M2 weisen eine antimikrobiellc
Aktivität gegenüber verschiedenen Arten von Mikroorganismen auf. Die minimale inhibierende
Konzentration der erfindungsgemäßen Verbindungen, die durch die Methode der verdünnten Brühe ermittelt
wird, geht aus der Tabelle 3 hervor.
Minimale Inhil-erungskonzentration (MIC μι:/ml) von iVIA 144-M, und MA
Staph. aurciis
Staph. aiircus
Bac. siibtilis
Bac. cercus
Bac. mcgalcriiim
Sarcina lutea
Mie. flavus
Cory, bovis
Ps. fluorcsccns
Staph. aiircus
Bac. siibtilis
Bac. cercus
Bac. mcgalcriiim
Sarcina lutea
Mie. flavus
Cory, bovis
Ps. fluorcsccns
Proteus morganii
Myobact. smcgmatis
Strcpt. pyogcncs
Can. tropicalis
Can. albicans
Myobact. smcgmatis
Strcpt. pyogcncs
Can. tropicalis
Can. albicans
ΜΛ 144-Μ, | MA 144-M | |
FDA 209 P | 3,1 | (UK |
Smith | 0.2 | 0.1 |
ATCC 6633 | 0.4 | 0.05 |
ATCC 9634 | 0.7S | 0.05 |
NRRL B-938 | 3.1 | 0.7S |
ATCC 341 | 0.05 | 0.05 |
0.2 | 0.2 | |
0.4 | 0.1 | |
NIH .113-254 | > K)O | > KX) |
(the Inslitiile for | ||
Infectious Diseases) | ||
> 100 | > 100 | |
ATCC 607 | 2.5 | 1.25 |
NY 5 | 1.25 | 0.63 |
IAM 4942 | > KH) | KX) |
IAM 4905 | KK) | 50 |
Wie vorstehend angegeben wurde, zeigen MA 144-M1 und MA 144-M2 eine antimikrobielle Aktivität
gegenüber grampositiven Bakterien, so daß sie therapeutisch zur Bekämpfung von Diphterie, Tuberkulose,
Lungenentzündung, Tetanus, Infektionskrankheiten, die durch Staphylococcus sowie Streptococcus verursacht
werden, sowie zur Bekämpfung von weiteren Krankheiten geeignet sind.
2. Antitumoraktivität: MA 144-M1 und M2 /eigen
ausgeprägte hemmende Wirkungen auf veischicdcnc experimentelle Tiertuinore (feste und aszitischc Tumore).
Die Antitumorwirkung läßt sich am wirksamsamsten bei der Bekämpfung von Leukämie und
festem S 180-Tumor in Mäusen zeigen. Werden beispielsweise
C'DF|-Müuse mit einem Gewicht von 18 bis 21g mit I χ 10" Zellen L 1210-Lcukämic
intraperitoneal beimpft und MA 144-M1, M2 oder
Doxorubicin intraperitoneal I χ täglich während aufeinanderfolgender 10 Tage 3 Stunden nach der Beimpfung
verabreicht, dann werden die nachfolgend angegebenen Verlängerungen der Ubcrlcbenszeit festgestellt:
a) Therapeutische Wirkung auf mit LI210-infizierte Mäuse
Verlängerung der Dberlehens/eii l%|
ΜΛ 144-Mi ΜΛ 144-M. Dnuinihicin
IO | 00 |
5 | 200 |
2,5 | 192 |
1,25 | 137 |
0,625 | 123 |
0,313 | 110 |
0,156 | 110 |
46
85
200
192
144
116
85
200
192
144
116
giftig
219
236
176
157
143
b) Therapeutische Wirkung auf mit P 388-infizierte Mäuse
CDFj-Mäusc werden intraperitoneal mit einer
Suspension von P388-Leukämiezellen beimpft und
intraperitoneal mit Lösungen verschiedener Konzentrationen an MA 144-M,, M2 und Doxorubicin während
9 aufeinanderfolgender Tage nach der Tumortransplantation behandelt. Die Verlängerung der
Lebensspanne der mit Tumor infizierten Mäuse geht aus der folgenden Tabelle hervor:
Dosierung Verlanizeniiiii tier nberlehcn-./eil ΓΉ)
Imii/ki! TiIjIl ΜΛ 144-M, M \ 144-M. DoWfffCin
5 | 100 | 57 | giftig |
2,5 | 184 | 83 | 201 |
1,25 | 149 | 206 | 189 |
0,625 | 135 | 148 | 197 |
0,313 | 110 | 125 | 211 |
c) Therapeutische Wirkung auf festen Sarcoma- 180-Tumor
Werden DDY-Mäuse mit einem Gewicht von 19 bis 23 g mit 2 χ !^-Zellen Sarcom subcutan
beimpft und werden MA 144-M, oder M2 intreperitoneal I κ täglich während 10 aufeinanderfolgender
Tage verabreicht, dann zeigt MA 144-M, und M2
eine merkliche Hemmung des Wachstums von festem Sarcoma-180 wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht:
Tiere | Ver;ih- | LD511. mg/kg | ΜΛ 144-M |
ΜΛ 144-M, | 12,5 | ||
Maus | i.p. | 35 | 12—20 |
i. v. | 30—35 | 10—15 | |
Ratte | i.p. | 25—30 | 10—15 |
i. v. | 25—30 | ||
4. Cytotoxizität | |||
MA 144-M, und MA 144-M2 hemmen das Wachstum
von Säugetiertumorzellen in Kulturen, insbesondere bei geringer Konzentration, wobei vollständig
eine RNA-Synthese gehemmt wird. Zur Durchführung dieses Experiments werden L1210-Zellen in ein RPMI-1640-Medium
(Nissui, Rosewell Park Memorial Institute 1640) eingeimpft, das 1^% Kalbserum enthält,
wnhei bei 37C C während ftner Zeitspanne von
3 Tagen in einem CO2-lnkubator gezüchtet wird.
MA 144-M,, MA 144-M2 Doxorubicin sowie 14C-Vorläufer
werden in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt. Die Wirkungen auf die Synthese von Protein.
RNA und DNA geben sich durch die 50%ige Inhibierungskonzentration (ug/'ml) zu erkennen, wie aus
der folgenden Tabelle hervorgeht. Aus den Ergebnissen geht hervor, daß MA 144-M, und MA 144-M2 merklich
das Wachstum von gezüchteten L12!0-Zellen
sowie die RNA-Synthese bei niedriger Konzentration hemmen. Diese Ergebnisse stützen die Ergebni.;se
bezüglich der therapeutischen Wirksamkeit oci der Bekämpfung von Versuchstiertumoren.
Wirkung von MA 144-M, und MA 144-M2 auf das
Wachstum und die makromolekulare Synthese in gezüchteten L 1210-Zellen:
".p-HemniuMi!
ID,,, l:iji mil | ΜΛ 144-M, | D(IMl- ruhicin |
|
ΜΛ 144-M, | |||
L 1210-Zellen | 0.05 1.0 0.5 |
0.07 0.6 2,2 20 |
|
Wachstum DNA-Synthese RNA-Synthcsc Proteinsynthesc |
0,12 1.7 0.7 10*) |
,111,. W,, Ii | »■j ml. |
*l "r. !' llillifl ·1ΐυ !n i | ι ilii . Kt'M/i .111 | ||
(ηιμ/Ιίμ l
1,25
0,6
0,3
Kontrolle
0,6
0,3
Kontrolle
3.Akutc
und MA
hervor:
und MA
hervor:
MA 44-M, ΜΛ 144-M,
0,38
0,65
0,65
0,81
0,78
1,25
1,68
0,78
1,25
1,68
giftig
0,28
0,39
0,90
1.41
M Λ 144-M,
77,4 61.3 51,9
53.7 25.5
M\
144-M·
83.3 76.8 46.5 16
l'oxizität: Die LD50-WeMe von MA 144-M,
144-M2 guHn aus der folgenden Tabelle
Wie vorstehend erwähnt wurde, zeigen die Verbindungen MA 144-M, und MA 144-M2 fiine ausgeprägte
inhibierende Wirkung gegenüber bösartigen Säugetiertumoren, insbesondere gegenüber ascitischcn sowie
festen Tumoren jnd Leukämien. Die Verbindungen MA 144-M1 odrr MA 144-M2, ihre Salze oder Komplexe
können daher als therapeutische Mittel gegenüber bösartigen, festen sowie ascitischen Tumoren
eingesetzt werden.
Diecrfindungsgemäßen Verbindungen bilden nichttoxische
Säurcadc.'tionssalze mit einer Vielzahl von organischen und anorganischen Säuren. Die Säureadditionsalzc.
die mit derartigen pharmazeutisch verträglichen organischen oder anorganischen Säuren.
wie Schwefelsäure. Phosphorsäure. C hlorwasseistoH-säure.
[Essigsäure. Propionsäure. Ölsäure. Palmitinsäure.
/iironensäure. Bernsteinsäure. Weinsäure. Glutaminsäure.
Pantothensäure, gebildet werden, können daher in der gleichen Weise wie die MA 144-Verbindungen
als solche eingesetzt werden. Diese Salze werden nach Methoden gebildet, isoliert, gereinigt
;:!;> i f<> mm I iert. w ie sie im allgemeinen /ur Sa I/hi Kl 11 ng
Mm Antibiotika eingesetzt werden. Beispielsweise werden das gewählte Antibiotikum sowie die beabsichtigte
Säure getrennt in einem geeigneten Lösungsmittel
aufgelöst, das eine geringe Löslichkeit gegeniiher
Salzen aufweist, beispielsweise Λthyliither und Aceton
oder Mischungen davon, worauf die Lösungen vermocht werden. Die Lösung wird dann erforderlichenfalls
konzentriert und abgekühlt, wobei die Kristalle «los Saureadditionsal/.es erhalten werden, die zur
( iewinnuni; eines kristallinen Pulvers »esammell und
Ui. ( I ' "- Λ I [L <
WLIUV-M. I /I«. L I 1 Kt I ILi IL [ I .Jill/L I 'L >
Il / L I I LIIlL höhere Löslichkeit in Wasser als die entsprechenden
\n!ibio!ika und werden vorzugsweise für therapeu-'iNche
/wecke verwendet. L'ür die erfindungsgemäf.V'ii
/wecke sind die Verbindungen in der form tier
Ireien Base äquivalent zu ihren nichttoxischen Säureadditionssalzen.
I emcr werden durch die Lrt'indung pharmazeutische
/'.hereitungen zur Verfügung gestellt, die MA
144-M, oder MA 144-M, oder eine Mischung davon in einer Menge enthält, die dazu ausreicht, einen
HeIaII durch Leukämie in vivo zu reduzieren, wobei das
MA 144-M1. MA 144-M, oder beide Substanzen mit
einem inerter, pharmazeutisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel vereinigt werden. Ls ist
darauf hinzuweisen, dal.t die tatsächlich bevorzugten
Mengen der MA 144-Substanz in Abhängigkeit von
tier jeweils eingesetzten Verbindung, der jeweils formu-
!:erten Zubereitung, der Verabreichungsmethode sowie der leweiligen Stelle und dem jeweils behandelten
Organismus abhängen. Viele Faktoren, welche die Wirkung des Wirkstoffes beeinflussen, sind in Betracht
zu ziehen, beispielsweise das Alter, das Körpergewicht.
Geschlecht. Ua^ Nahrungsmittel, die Verabreichungszeit, der Verabreichungsweg, die Lxkrctionsmenge.
die Wirk^offkombinationen. die Reaktionsempfindliehkcit
sowie die Schwere der Krankheit. Optimale Verabreichungsmengen für bestimmte Bedingungen
lassen sich leicht unter Anwendung herkömmlicher Dosierungsermittlungstests unter Berücksichtigung
der vorstehenden Richtlinien ermitteln.
Zu einer parenteralen Injektion werden MA 144-M1
oder MA 144-M,. ihre Salze oder Komplexe in für
Injektionszwecke geeignetem destillierten Wasser oder in einer physiologischen Kochsalzlösung aufgelöst
und intraperitoneal, intravenös, subkutan oder lokal in das Wirtstier injiziert. Die Dosierungsmenge sowie
der Injektionsweg werden aufgrund von Tierexperimenten, dem Zustand der Patienten und der Testtiere,
dem Alter, dem Körpergewicht, dem Geschlecht, der Empfindlichkeit, dem Zeitplan der Injektionen,
der Injektionsperiode sowie in Abhängigkeit davon gewählt, ob auch andere Wirkstoffe eingesetzt werden.
Die Verabreichung kann kontinuierlich oder periodisch innerhalb der maximal tolerierten Dosis durchgeführt werden. MA 144-M, oder MA 144-M2, ihre
Salze können ebenfalls auf oralem Wege in Form von Tabletten, Pillen, Kapseln, Pulvern, Granulaten, Suspensionen verabreicht werden.
I.ine Mischung aus Lebern, die aus IO Wistar Ratten
(300 g. t)) isoliert worden sind, sowie IO Volumina
: 1OmM Iris-Puffer (pll 7.X) die 1OmM Magnesiumchlorid
und 0.25 m Rohrzucker enthalten, werden mittels einer Teflon-Homogenisierungseinrichlung homogenisiert
und mit K)O(K)UpM während einer Zeitspanne von 20 Minuten zentrifugiert. Die iiber-
i' stehende llüssigkeit (400 ml wird mit 50 ml 5 mg ml
(inerubin A und 50 ml 6 mg ml NADP vermischt,
worauf jeweils 50 ml in jeweils 500 ml-Kolben verteilt
und bei 40 C während einer Zeitspanne von I Stunde auf einem Rotationsschüttler bebrütet werden. Die
;, Reaktion wird durch Zugabe von 2 Volumina einei
kalten Mischung aus Chloroform und Methanol (1 : 11 beendet. Diese Lösung wird gut vermischt und von
der Chlor oformsehicht abgetrennt. Die zurückbleibende aktive ! r;;kti."ri i~ ''er v»;i">-·""" t'.-u;..u· ...:„.ι
;n mit einem gleichen Volumen Chloroform lüekextrahiert.
Beide ( hloroformschiehten werden vereinigt, unter
vermindertem Druck konzentriert, auf Kieselsäure Dünnschiehtplatten
aufgebracht und mit einer Mi-
_■-. schling aus Chloroform und Methanol (10:1) entwickelt.
Nach der Chromatographie wird das Band, das dem MA 144-M, entspricht, abgekratzt, worauf
das >'..\ 144-M, mit Methanol extrahiert, unter
vermindertem Druck konzentriert und aus einer
;·. Mischung aus Chloroform und η-Hexan kristallisiert wird. Man erhält 51.3 mg rot .τ Nadelkristalle von
MA I44-M:.
H e i s ρ i e I 2
r. Inter Verwendung von Mäuseleberhoniogenaten
als Lnzymqueile werden 100 mg Aclacinomycin A
nach der in Beipiel 1 beschriebenen Methode behandelt (das eingesetzte Coenzym besteht aus NADP).
Man erhält 4S.5 mg von MA 144-M, in Lorm eines
:.. gelben Pulvers.
L'nter L-insatz von frischen Kaninchenleberscheiben
als Lnzymqueile werden 200 mg des Rohsubstrats
:-, einschließlich 35.5 mg Cinerubin A und 112.5 mg
Aclacinoycin A mit Leberschnitten sowie dem Coenzym NADP und 1000 ml einer Magnesium-Rohrzucker
- Tris - (hydroxymethyl) - aminomethan - lösung IpH 7.8) gemäß Beispiel 1 bebrütet.
Die Reaktionsmischung w ird mit Chloroform extrahiert,
worauf 20 ml l%iges CuSO4 · 5 H2OderCnloroformschicht
(100 ml) zugesetzt wird. Nachdem die Lösung kräftig geschüttelt worden ist, wird eine
10"3 m EDTA-Lösung der Chloroformsschicht zuge setzt, die von der wäßrigen Schicht abgetrennt
worden ist, worauf kräftig geschüttelt wird. Die Chloroformschicht wird dann unter Schütteln zweimal
mit einer kleinen Menge Wasser gewaschen. Dei Chloroformextrakt wird konzentriert. Man erhält
bo 51 mg eines gelben MA 144-M1-PuIvCrS durch Zugabe
von η-Hexan. Die erste wäßrige Schicht, welche dec
ausgefällten Cu++-chelierten MA 144-M2-KompIej
enthält, wird zentrifugiert. Der Niederschlag wird mit Aceton gewaschen in 10 ml 0,1 n-HCl aufgelöst und
mit einem gleichen Volumen Äthylacetat extrahiert Der Extrakt wird zweimal mit Wasser, das mit NaG
gesättigt worden ist, gewaschen, dann erneut mit Wasser gewaschen und unter vermindertem Druck
konzentriert. Durch Zugabe von n-llexan zu dem Konzentrat erhält man 10,5 mg MA 144-M2 in Form
eines roten Pulvers.
B c i s ρ i c 1 4
1 g Aclacmomycin Λ wird in 40 ml Allylacetat
auflöst, worauf mit 40 ml Wasser vermischt wird,
das 100 mg Natriumborhydrid enthält. Es wird kräftig während einer Zeitspanne von 20 Minuten bei Zimmertemperatur
in einem Scheidetrich'er geschüttelt, in
Man läßt die Reaktionsmischung stehen, wobei sich die Äthylacctatschicht abtrennt. Der Extrakt wird mit
der mit NaCI gesättigten Lösung, die 10 5 m EDTA
enthält, gewaschen, worauf sich ein zweimaliges Waschen mit Wasser anschließt. Dann erfolgt Konzcn- r,
Irierung nach einer Entwässerung mit wasserfreiem Natriumsulfat. Nach einer Kieselsäure-SäulenchromatoKraphic(3
χ 20 cm) unter Einsatzeiner Mischung aus Toluol und Methanol (KX): 3) werden aktixe
Fraktionen, die MA 144-M, enthalten, zusammen- -'<i geschüttet, konzentriert und η-Hexan zugesetzt.
Der erhaltene gelbe Niederschlag von MA 144-M, wiegt 450 mg.
B e i s ρ i c I 5 ,.
2 g Cinerubin A werden in 80 ml einer Mischung aus Äthylacetat, Chloroform und Methanol (10:1 : 1)
aufgelöst, worauf 80 ml Wasser zugemischt werden, die 200 mg Natriumborhydrid enthalten. Dann erfolgt
ein kräftiges Schütteln während einer Zeitspanne von 20 Minuten bei Zimmertemperatur in einem Scheidetrichter.
Eine weitere Reinigung wird gemäß Beispiel 4 durchgeführt. Man erhält 760 mg MA 144-M2 aus
Äthylacetat/n-Hexan in Form von roten Nadclkristallen. 3-,
Ein Nährmedium mit folgender Zusammensetzung wird hergestellt:
Kartoffelstärke 2%, Gewicht/
Volumen
Glukose 2
Sojabohnenpulver 2 5
KH2PO4 0,1
K2HPO4 0,1
MgSO4 · 7 H2O 0,1
NaCI 0,3
MnCl2 · 4 H2O 0,0005
FeSO4 · 7 H2O 0,0005
Antischäumungssilikonöl ... 0,005 (pH 7.2)
45
50 ml dieses Mediums werden bei 1200C während
einer Zeitspanne von 15 Minuten in einem 500-ml-Kolben
sterilisiert, der mit 1 ml einer gefrorenen Kultur von Streptomyces galilaeus MA 144-M1
(FERM P-2455) beimpft und bei 300C während einer Zeitspanne von 48 Stunden auf einem Rotationsschüttler bebrütet wird. 101 des zuvor sterili-
sierten Mediums werden in einem 201 Fermentationsgcfäß
aus rostfreiem Stahl aseptisch mil 200 ml der vorstehend beschriebenen Impfkultur beimpft.
Die Fermentation wird bei 30°C während einer Zeitspanne von 18 Stunden unter Rühren (300 UpM)
und Belüften (5 l/min) durchgerührt. Dann werden 10 1 dieser Kultur in 600 1 des zuvor sterilisierten
Mediums in einem Gefäß aus rostfreiem Stahl gegossen, worauf bei 30" C während einer Zeitspanne
von 48 Stunden unter Rühren (180UpM) und Belüftung (200 l/min) gezüchtet wird.
Die erhaltene Kulturbrühe (570 I) wird auf einen pH von 5,0 mit Schwefelsäure eingestellt und mit
Diatomeenerdc filtriert. Der erhaltene Filterkuchen (54 kg) wird in 7 I Aceton suspendiert und nach
einem Rühren während einer Zeitspanne von 3 Stunden nitriert. Der Rückstand wird mit 85 I Aceton
rückextrahiert. Beide Extrakte werden unter vermindertem Druck auf 40 I konzentriert, zu 25 1 Äthylacetat
zugegeben und gerührt.
Nach dem Abtrennen der Äthylacetatschicht und einem Konzentrieren auf 1 i unter vermindertem
Druck wird eine rohe Aclacinomycin A-Mischung durch Zugabe von η-Hexan zu dem Konzentrat
ausgefällt. 16 g eines orange-gelbgefärbten Pulvers weiden nach einem zweimaligen Waschen mit einer
Mischung aus η-Hexan und Äthylacetat (50:1) erhalten.
Dieses Rohpulver wird in 200 ml Äthylacetat aufgelöst, auf eine mit 7(K) g Kieselsäure gefüllte Säule
aufgegeben und mit einer Mischung aus Äthylacetat und Methanol (1:1) eluiert. Das gelbe Eluat wird
zur Trockne unter vermindertem Druck konzentriert. Das erhaltene rohe Aclacinomycinpulver (12 g) wird
in 100 ml Choroform aufgelöst, mit 50 ml 10~J m EDTA/0,01 m Phosphat-PufTer (pH 6,8) zur Entfernung
von restlichen Metallionen geschüttelt, worauf die Chloroformschicht zweimal mit Wasser gewaschen,
mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann unter vermindertem Druck zur Trockne konzentriert
wird. Man erhält 11 g eines gelben Pulvers, dus Aclacinomycin A enthält.
Dieses Pulver wird in einer kleinen Menge Toluol aufgelöst, auf eine mit Kieselsäure gefüllte Säule
(4 χ 40 cm) aufgegeben und eluiert. Aclacinomycin A. B sowie andere Verunreinigungen werden mit 2%
(Volumen/Volumen) Methanol, das Toluol enthält, eluiert, worauf die MA 144-M,-Fraktion mit 3%
Methanol eluiert wird, das Toluol enthält. Dann wird zur Trockne konzentriert, wobei 10,5 mg MA 144-M,
in Form eines gelben Pulvers erhalten werden.
Die vorstehend beschriebene mit Kieselsäure gefüllte Säule wird nach der Eluierung der gelben Fraktionen
mit 10"3 m EDTA, das 30% (Volumen/Volumen)
Methanol enthält, behandelt Das erhaltene rote Eluat wird zur Trockne eingedampft. Dabei erhält
man 5,0 g eines roten, Cinerubin A enthaltenen Pulvers. Dieses rote Pulver wird mit EDTA behandelt
und in einer mit Kieselsäure gefällten Säule nach der im Zusammenhang mit MA 144-M1 beschriebenen
Methode Chromatographien. Man erhält 6,2 mg MA 144-M2 in Form eines roten Pulvers.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche; I. Anthracyclinglykoside MA 144-M1 und MA 144-M2 der allgemeinen FormelCOOCH., R O/ CH,HO/ CH,
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