DE2718782C2 - - Google Patents
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- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D477/00—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring
- C07D477/10—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2
- C07D477/12—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2 with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, attached in position 6
- C07D477/16—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2 with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, attached in position 6 with hetero atoms or carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 3
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- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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- A61P31/04—Antibacterial agents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/18—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
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- C12P17/184—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system containing a beta-lactam ring, e.g. thienamycin
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Description
Die Erfindung betrifft das Antibiotikum Epithienamycin B und
dessen pharmazeutisch annehmbare Salze (im folgenden als
Antibiotikum 890 A₂ bezeichnet) in verdünnten Formen, als
rohe Konzentrate und in reinen Formen, die gegenüber gram-positiven
und gram-negativen Bakterien aktiv sind. Das
Antibiotikum wird durch Züchten von Streptomyces-Species
auf geeigneten Fermentationsmedien hergestellt.
Die Feststellung der überraschenden antibiotischen Eigenschaften
von Penicillin hat ein großes Interesse auf diesem
Gebiet stimuliert. Dadurch wurden viele andere wertvolle
antibiotische Substanzen, wie andere Penicilline, Cephalosporine,
Streptomycin, Bacitracin, Tetracycline, Chloramphenicol
und Arythromycine gefunden. Die antibakterielle
Aktivität jedes dieser Antibiotika umfaßt im allgemeinen
nicht bestimmte klinisch wichtige pathogene Bakterien.
Beispielsweise sind einige hauptsächlich gegenüber nur
gram-positiven Bakterienarten aktiv. Die durch die weitverbreitete
Verwendung der vorhandenen Antibiotika bei der
Behandlung von Bakterieninfektionen auftretende Resistenz
hat ein ernstes Resistenzproblem erzeugt.
Die Nachteile der bekannten Antibiotika haben somit die
weitere Forschung nach der Suche anderer Antibiotika stimuliert,
die gegenüber einem großen Bereich von Pathogenen
wie auch gegenüber resistenten Stämmen besonderer Mikroorganismen
aktiv sind.
Diese weitere Forschung hat zur Entwicklung der Familie
der Thienamycin-Antibiotika geführt, zu der auch die erfindungsgemäßen
Verbindungen gehören. Andere Mitglieder
der Thienamycin-Familie der Antibiotika werden in den
DE-OSen 25 52 638.9, 26 52 677.2, 26 52 681.8 und 26 52 678.3
beschrieben.
Thienamycin ist aus Chemical Abstracts, 85:92190t (1976)
bekannt. Die beiden nachveröffentlichten Literaturstellen
Journal of Antibiotics, 1981, Band 34, S. 628 bis 636 und
S. 637 bis 648, beschreiben die biologischen und physikalischen
Eigenschaften von Thienamycin, dem erfindungsgemäßen
Epithienamycin B und weiteren strukturell ähnlichen Thienamycin-Derivaten.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,
Epithienamycin B der Formel
mit folgender absoluten Konfiguration
C₅=R; C₆=R; und C₈=S sowie dessen pharmazeutisch
annehmbare Salze bereitzustellen, die bei der Hemmung des
Wachstums verschiedener gram-negativer und gram-positiver
Mikroorganismen sehr aktiv sind.
Die erfindungsgemäße antibiotische Verbindung wird durch
Züchten bei kontrollierten Bedingungen von neuen Stämmen
von Streptomyces flavogriseus hergestellt.
Aufgrund ausgedehnter taxonomischer Untersuchungen wurden
die Mikroorganismenstämme, die bei der vorliegenden Erfindung
verwendet wurden, als Stämme identifiziert, die zu
den Species Streptomyces flavogriseus gehören und als MA-4434
und MA-4600 in der Kultursammlung von Merck & Co., Inc.,
Rahway, N.J., bezeichnet. Eine Kultur von jedem Stamm wurde
permanent ohne Beschränkung hinsichtlich der Freigabe bei
der Kultursammlung des Northern Regional Laboratories,
Northern Utilization Research und Development Division,
Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture,
Peoria, Ill., hinterlegt. Diese Kulturen sind öffentlich
unter den Bezeichnungen NRRL 8139 bzw. 8140 zugänglich.
Streptomyces flavogriseus NRRL 8139 und NRRL 8140 ergeben
das Antibiotikum 890 A₂ im Gemisch mit einem zweiten Antibiotikum
(890 A₅). Das Antibiotikum 890 A₂ kann in im wesentlichen
reiner Form aus der Fermentationsbrühe isoliert
werden.
Die morphologischen und kulturellen Eigenschaften von Streptomyces
flavogriseus NRRL 8139 sind in der folgenden Tabelle
aufgeführt.
Die Sporenträger sind verzweigt, gerade bis gekrümmte Sporenketten,
Büschelbildung. Die Ketten sind mehr als 10 Sporen
lang. Die Sporen sind kugelförmig bis oval - 0,9 µ×1,2 µ
(970×).
Hafermehlagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, pergamentartiges Wachstum;
Luftmyzelium - hellgrau gesäumt mit mittelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, pergamentartiges Wachstum;
Luftmyzelium - hellgrau gesäumt mit mittelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Saccharose-Nitrat-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun gesäumt mit dunkelbraun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - geringes Braunwerden des Mediums;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun gesäumt mit dunkelbraun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - geringes Braunwerden des Mediums;
Eialbuminagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, braun gesäumt;
Luftmyzelium - mittelgrau, vermischt mit gelblichgrau (2dc) und graugelb (2db);
lösliches Pigment - hellgelblich-dunkelgelb;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, braun gesäumt;
Luftmyzelium - mittelgrau, vermischt mit gelblichgrau (2dc) und graugelb (2db);
lösliches Pigment - hellgelblich-dunkelgelb;
Glycerin-Asparagin-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, flach, sich ausbreitend;
Luftmyzelium - samtartig, hellgrau mit stark gelblicher Tönung bis grau (2dc);
lösliches Pigment - keines;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblich-dunkelgelb, flach, sich ausbreitend;
Luftmyzelium - samtartig, hellgrau mit stark gelblicher Tönung bis grau (2dc);
lösliches Pigment - keines;
Anorganische Salze-Stärke-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - hellgelblich-dunkelgelb;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - hellgelblich-dunkelgelb;
Hefeextrakt-Dextrose+Salze-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braungesäumt mit sehr dunklem Braun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, vermischt mit hellgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braungesäumt mit sehr dunklem Braun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, vermischt mit hellgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Hefeextrakt-Malzextrakt-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Magermilchagar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Hydrolyse des Caseins - gut;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Hydrolyse des Caseins - gut;
Lackmusmilch
Vegetatives Wachstum - mäßiges Ringwachstum, stark dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
Farbe - purpur;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung; Alkalischwerden, pH 8,2;
Vegetatives Wachstum - mäßiges Ringwachstum, stark dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
Farbe - purpur;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung; Alkalischwerden, pH 8,2;
Magermilch
Vegetatives Wachstum - mäßiges Ringwachstum, dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - dunkelgelb;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung; Alkalischwerden, pH 8,0;
Vegetatives Wachstum - mäßiges Ringwachstum, dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - dunkelgelb;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung; Alkalischwerden, pH 8,0;
Tyrosinagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Zersetzung von Tyrosin - keine;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Zersetzung von Tyrosin - keine;
Pepton-Eisen-Hefeextrakt-Agar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - keins;
Melanin - keins;
H₂S-Bildung - keine;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - keins;
Melanin - keins;
H₂S-Bildung - keine;
Nähragar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - hellgräulich braungesäumt mit dunklerem Grau-Braun;
Luftmyzelium - hellgrau mit dunkelgrau gesäumt;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - hellgräulich braungesäumt mit dunklerem Grau-Braun;
Luftmyzelium - hellgrau mit dunkelgrau gesäumt;
lösliches Pigment - keins;
Nährstärkeagar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb, gesäumt mit Grau;
Luftmyzelium - mittelgrau, gesäumt mit Dunkelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse der Stärke - gut;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb, gesäumt mit Grau;
Luftmyzelium - mittelgrau, gesäumt mit Dunkelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse der Stärke - gut;
Nährgelatineagar
Vegetatives Wachstum - farblos, gesäumt mit Dunkelgrau;
Luftmyzelium - gräulich-weiß;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut;
Vegetatives Wachstum - farblos, gesäumt mit Dunkelgrau;
Luftmyzelium - gräulich-weiß;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut;
Kartoffelpfropfen
Vegetatives Wachstum - gutes Wachstum, stark gekräuselt;
Luftmyzelium - grau bis grünlich-grau;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Vegetatives Wachstum - gutes Wachstum, stark gekräuselt;
Luftmyzelium - grau bis grünlich-grau;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Loeffler's Blutserum
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung - keine;
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung - keine;
Gelatinestiche bzw. -proben
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut.
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut.
Alle die oben aufgeführten Ergebnisse werden nach dreiwöchiger
Inkubation bei 28°C erhalten, sofern nicht anders angegeben.
Der pH-Wert der bei diesen Versuchen verwendeten Medien
ist etwa neutral, nämlich pH 6,8 bis 7,2. Die Farbbezeichnungen,
die in der Beschreibung verwendet werden, entsprechen
den Definitionen von Color Harmony Manual, 4. Ed.
(1958), Container Corporation of America, Chicago, Illinois.
Die Fähigkeit von Streptomyces flavogriseus NRRL 8139, verschiedene
Kohlenhydrate zu verwenden oder zu assimilieren,
wurde ebenfalls geprüft. Zu diesem Zweck wird der Mikroorganismus
in einem synthetischen Grundmedium, das 1% Kohlenhydrate
enthält, 3 Wochen bei 28°C gezüchtet.
Der pH-Wert der bei dieser Untersuchung verwendeten
Medien ist ungefähr neutral (6,8 bis 7,2). In Tabelle I ist
die Verwendung dieser Kohlenhydratquellen von Streptomyces
flavogriseus NRRL 8139 aufgeführt. + bedeutet gutes Wachstum,
± bedeutet schlechtes Wachstum, und - bedeutet kein Wachstum
auf dem besonderen Kohlenhydrat.
Die Wachstumsmenge bei Temperaturänderungen und der Sauerstoffbedarf
des Mikroorganismus ist wie folgt:
Temperaturbereich (Hefeextrakt-Dextrose+Salze Agar)
28°C - gut
37°C - gutes vegetatives Wachstum; keine Lufthyphen
50°C - kein Wachstum;
28°C - gut
37°C - gutes vegetatives Wachstum; keine Lufthyphen
50°C - kein Wachstum;
Sauerstoffbedarf (Stichkultur in Hefeextrakt-Dextrose+Salze Agar)
aerob.
aerob.
Die morphologischen und kulturellen Eigenschaften von Streptomyces
flavogriseus NRRL 8140 werden in der folgenden Tabelle
aufgeführt.
Die Sporenträger sind verzweigt, gerade bis gekrümmte Sporenketten,
die Büschel bilden. Die Ketten sind länger als 10 Sporen.
Die Sporen sind kugelförmig bis oval - 0,9 µ×1,2 µ
(970×).
Hafermehlagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblichdunkelgelb, gesäumt mit Dunkelbraun;
Luftmyzelium - hellgrau, gesäumt mit Mittelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gelblichdunkelgelb, gesäumt mit Dunkelbraun;
Luftmyzelium - hellgrau, gesäumt mit Mittelgrau;
lösliches Pigment - keins;
Saccharose-Nitrat-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun, gesäumt mit Dunkelbraun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - braun, gesäumt mit Dunkelbraun;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Eialbuminagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gräulichdunkelgelb mit Teilen von stark Gelbdunkelgelb;
Luftmyzelium - Teile von Mittelgrau, Gräulichweiß und Gelblichgrau (2dc);
lösliches Pigment - sehr helles Dunkelgelb;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gräulichdunkelgelb mit Teilen von stark Gelbdunkelgelb;
Luftmyzelium - Teile von Mittelgrau, Gräulichweiß und Gelblichgrau (2dc);
lösliches Pigment - sehr helles Dunkelgelb;
Glycerin-Asparaginagar
Vegetatives Wachstum - gelblichdunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - gelblichdunkelgelb;
Luftmyzelium - spärlich, gräulich;
lösliches Pigment - keins;
Anorganische Salze-Stärkeagar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gräulichcreme;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - gräulichcreme;
Luftmyzelium - mittelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Hefeextrakt-Dextrose+Salze Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, gemischt mit einem hellen Grau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, gemischt mit einem hellen Grau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Hefeextrakt-Malzextrakt-Agar
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - umgekehrt - dunkelbraun;
Luftmyzelium - dunkelgrau, samtartig;
lösliches Pigment - keins;
Pepton-Eisen-Hefeextrakt-Agar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Melanin - keins;
H₂S-Bildung - keine;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Melanin - keins;
H₂S-Bildung - keine;
Nähragar
Vegetatives Wachstum - helles Dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - helles Dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Nährstärkeagar
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse von Stärke - gut;
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse von Stärke - gut;
Nährgelatineagar
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut;
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - gut;
Gelatinestiche
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - vollständig;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung von Gelatine - vollständig;
Magermilchagar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse von Casein - gut;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Hydrolyse von Casein - gut;
Lackmusmilch
Vegetatives Wachstum - dunkelgelbes Ringwachstum;
Luftmyzelium - keins;
Farbe - bräunlich Purpur;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung, Alkalischwerden, pH 8,0;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelbes Ringwachstum;
Luftmyzelium - keins;
Farbe - bräunlich Purpur;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung, Alkalischwerden, pH 8,0;
Magermilch
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb, mäßiges Ringwachstum;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - hellbraun;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung, Alkalischwerden, pH 8,5;
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb, mäßiges Ringwachstum;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - hellbraun;
Koagulation und/oder Peptonisierung - vollständige Peptonisierung, Alkalischwerden, pH 8,5;
Kartoffelpfropfen
Vegetatives Wachstum - gut, dunkelgelbfarben;
Luftmyzelium - sehr spärlich, weißlich;
lösliches Pigment - keins;
Vegetatives Wachstum - gut, dunkelgelbfarben;
Luftmyzelium - sehr spärlich, weißlich;
lösliches Pigment - keins;
Loeffler's Blutserum
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung - keine;
Vegetatives Wachstum - cremefarben;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - keins;
Verflüssigung - keine;
Tyrosinagar
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Zersetzung von Tyrosin - sehr gering.
Vegetatives Wachstum - dunkelgelb;
Luftmyzelium - keins;
lösliches Pigment - Hellbraunfärbung des Mediums;
Zersetzung von Tyrosin - sehr gering.
Alle obigen Bestimmungen bzw. Ablesungen erfolgten, sofern
nicht anders angegeben, nach dreiwöchiger Inkubation bei 28°C.
Der pH-Wert der bei diesen Untersuchungen verwendeten Medien
ist etwa neutral, nämlich pH 6,8 bis 7,2. Die bei der Beschreibung
verwendeten Farbbezeichnungen stehen in Übereinstimmung
mit den Definitionen von Color Harmony Manual, 4. Ed. (1958),
Container Corporation of America, Chicago, Illinois.
Die Fähigkeit von Streptomyces flavogriseus NRRL 8140, verschiedene
Kohlenhydrate zu verwenden oder zu assimilieren,
wurde ebenfalls geprüft. Zu diesem Zweck wurde der Mikroorganismus
auf einem synthetischen Grundmedium, das
1% Kohlenhydrate enthält, 3 Wochen bei 28°C gezüchtet.
Der pH-Wert der bei diesem Versuch verwendeten Medien
ist ungefähr neutral (6,8 bis 7,2). In Tabelle II ist
die Verwendung dieser Kohlenhydratquellen von Streptomyces
flavogriseus NRRL 8140 aufgeführt; + bedeutet gutes Wachstum;
± bedeutet schlechtes Wachstum; und - bedeutet kein Wachstum
auf dem betreffenden Kohlenhydrat.
Die Menge des Wachstums mit der Temperaturänderung und der
Sauerstoffbedarf des Mikroorganismus sind wie folgt:
Temperaturbereich (Hefeextrakt-Dextrose+Salze Agar)
28°C - gut
37°C - mäßiges vegetatives Wachstum; keine Lufthyphen
50°C - kein Wachstum.
28°C - gut
37°C - mäßiges vegetatives Wachstum; keine Lufthyphen
50°C - kein Wachstum.
Sauerstoffbedarf (Stichkultur in Hefeextrakt-Dextrose+Salze
Agar)
aerob.
aerob.
Das Verfahren zur Herstellung des neuen Antibiotikums
ist nicht auf den Organismus Streptomyces flavogriseus
oder auf Organismen, die die obigen Wachstums- und
mikroskopischen Eigenschaften, die zur Erläuterung aufgeführt
werden, vollständig erfüllen, beschränkt. Von der vorliegenden
Erfindung sollen ebenfalls die Mutanten mitumfaßt
werden, die von den oben beschriebenen Organismen durch verschiedene
Maßnahmen, wie durch Röntgenbestrahlung, Ultraviolettbestrahlung,
Stickstofflost, Phageneinwirkung und
ähnliche Maßnahmen, gebildet werden.
Das erfindungsgemäße Antibiotikum, 890 A₂, wird (zusammen
mit dem Antibiotikum 890 A₅) während der aeroben Fermentation
bei kontrollierten Bedingungen geeigneter wäßriger Nährmedien,
die mit Stämmen des Organismus Streptomyces
flavogriseus inokuliert sind, gebildet. Für die
Bildung von 890 A₂ (und 890 A₅) sind wäßrige Medien,
wie sie für die Bildung anderer Antibiotika verwendet
werden, geeignet. Solche Medien enthalten Quellen für Kohlenstoff,
Stickstoff und von dem Mikroorganismus assimilierbare
Salze.
Im allgemeinen können als Quellen für assimilierbaren Kohlenstoff
in dem Nährmedium, entweder als Gemisch oder allein,
Kohlenhydrate, wie Zucker, z. B. Dextrose, Glucose, Fructose,
Maltose, Saccharose, Xylose oder Mannit, und Stärken, wie
Dextrin, oder Getreide, wie z. B. Hafer, Roggen, Maisstärke
oder Maismehl, verwendet werden. Die genaue Menge an in dem
Medium verwendeter Kohlenhydratquelle oder -quellen hängt
teilweise von den anderen Bestandteilen des Mediums ab; im
allgemeinen wird die Menge an Kohlenhydraten zwischen etwa
1 und 6 Gew.-%, bezogen auf das Medium, variieren. Diese Kohlenstoffquellen
können einzeln verwendet werden, oder verschiedene
solche Kohlenstoffquellen können in dem Medium vermischt
werden. Im allgemeinen können viele proteinhaltige Materialien
als Stickstoffquellen bei dem Fermentationsverfahren verwendet
werden. Geeignete Stickstoffquellen umfassen z. B. Hefehydrolysate,
primäre Hefe, Sojabohnenmehl, Baumwollsamenmehl,
Hydrolysate von Casein, Maiseinweichflüssigkeit bzw.
Maiswasser, lösliche Schlempeanteile oder Tomatenmark
bzw. -paste. Stickstoffquellen, die entweder allein oder
im Gemisch verwendet werden können, werden in Mengen
im Bereich von etwa 0,2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das
wäßrige Medium, verwendet.
Unter den anorganischen Nährsalzen, die zu dem Kulturmedium
zugegeben werden können, sind die üblichen Salze, die Natrium-,
Kalium-, Ammonium-, Calcium-, Magnesium-, Phosphat-, Sulfat-,
Chlorid- oder Carbonationen ergeben. Weiterhin
können Spurenmetalle, wie Kobalt, Mangan und Eisen, zugegeben
werden.
Die in den Beispielen beschriebenen Medien sind nur Beispiele
für eine große Vielzahl von Medien, die verwendet werden können.
Die Fermentation erfolgt bei Temperaturen im Bereich von etwa
20 bis 37°C. Für optimale Ergebnisse ist es bevorzugt, die
Fermentation bei Temperaturen von etwa 23 bis 28°C durchzuführen.
Der Anfangs-pH-Wert der Nährmedien, die zum Züchten
von Stämmen von Streptomyces-flavogriseus-Kulturen und zur
Herstellung des Antibiotikums 890 A₂ (im Gemisch mit 890 A₅)
geeignet sind, kann von etwa 6,0 bis 8,0 variieren.
Obgleich das Antibiotikum 890 A₂ (im Gemisch mit 890 A₅)
sowohl als Oberflächen- als auch als submerse Kultur
hergestellt werden kann, ist es bevorzugt, die Fermentation
in submersem Zustand durchzuführen.
Die Fermentation des Antibiotikums in kleinem Maßstab wird
zweckdienlich ausgeführt, indem man ein geeignetes Nährmedium
mit der das Antibiotikum ergebenden Kultur animpft
und nach der Übertragung in ein Produktionsmedium die Fermentation
bei konstanter Temperatur von etwa 28°C auf einer
Schüttelvorrichtung während mehrerer Tage ablaufen läßt.
Die Fermentation wird in einem sterilisierten Kolben des
Nährmediums über eine oder mehrere Stufen der Keimentwicklung
durchgeführt. Das Nährmedium für die Keimungsstufe kann irgendein
geeignetes Gemisch von Kohlenstoff- und Stickstoffquellen
sein. Der Impfkolben wird in einer Kammer mit konstanter
Temperatur von etwa 28°C einen Tag geschüttelt, bis
das Wachstum zufriedenstellend ist, und ein Teil des entstehenden,
gewachsenen Materials wird zum Inokulieren entweder
eines Impfmediums der zweiten Stufe oder des Produktionsmediums
verwendet. Impfkolben der Zwischenstufen werden bei
ihrer Verwendung im wesentlichen auf gleiche Weise entwickelt,
d. h. ein Teil des Kolbeninhalts von der letzten Impfstufe
wird zur Inokulierung des Produktionsmediums verwendet.
Die inokulierten Kolben werden bei konstanter Temperatur mehrere
Tage geschüttelt, und gegen Ende der Inkubationszeit
wird der Kolbeninhalt zentrifugiert oder filtriert.
Für das Arbeiten in großem Maßstab ist es bevorzugt, die Fermentation
in geeigneten Tanks durchzuführen, die mit einer
Rührvorrichtung und Einrichtungen zum Belüften des Fermentationsmediums
ausgerüstet sind. Nach diesem Verfahren wird
das Nährmedium in einem Tank hergestellt und durch Erhitzen
bei Temperaturen bis zu etwa 120°C sterilisiert. Nach dem Abkühlen
wird das sterilisierte Medium mit dem zuvor gezüchteten
Impfkeim der Züchtungskultur inokuliert, und die Fermentation
kann während einer Zeit, wie z. B. 1 bis 6 Tage, unter
Rühren und/oder Belüften des Nährmediums und Halten der Temperatur
bei etwa 24 bis 28°C durchgeführt werden. Dieses
Verfahren zur Herstellung des Antibiotikums 890 A₂ (im Gemisch
mit 890 A₅) ist besonders für die Herstellung von
großen Mengen des Antibiotikums geeignet.
Das Antibiotikum 890 A₂ ist eine saure Verbindung, die sich
bei der Elektrophorese bei neutralem pH-Wert in Richtung
auf den positiven Pol bewegt.
Das Natriumsalz des Antibiotikums 890 A₂ ist nach der Lyophilisierung
aus wäßriger Lösung ein weißes Pulver und ist sehr
gut in Wasser löslich.
Das Ultraviolettabsorptionsspektrum zeigt Maxima bei 308 und
228 nm und ein Minimum bei 262 nm. Der E%-Wert bei 308 nm des
Natriumsalzes des Antibiotikums 890 A₂ in Wasser bei neutralem
pH-Wert wird auf einen Wert geschätzt, der größer ist als 490.
Das Verhältnis der Absorptionswerte, A₃₀₈/A₂₆₀, beträgt 1,91
und A₃₀₈/A₂₂₈ beträgt 1,02 bei den besten erhaltenen Proben.
Das Vorhandensein sehr geringer Verunreinigungen, die in diesen
Proben verbleiben, legt den Schluß nahe, daß diese Verhältnisse
für eine Probe mit allerhöchster Reinheit etwas höher
sind.
Mehr als 80% der Absorption bei 308 nm können durch Umsetzung
mit Hydroxylamin eliminiert werden, und eine ähnliche Abnahme
wird bei der Umsetzung mit Cystein beobachtet. Die Absorption
bei 260 nm nimmt nach diesen Umsetzungen um etwa
ein Viertel des Wertes der A₃₀₈-Abnahme zu. Bei den Bedingungen,
die in dem Teil beschrieben werden mit der Überschrift
"Bioassay III" für die Bestimmung der HAEA₃₀₈-Werte,
scheint die Reaktionskinetik erster Ordnung zu sein mit einer
Halbwertszeit bei Zimmertemperatur zwischen 0,5 und
1,5 Minuten.
In der nachfolgenden Tabelle sind die 100 MHz-NMR-Signale für
das 890 A₂-Natriumsalz in D₂O, bezogen auf den Innenstandard,
Natrium-2,2-dimethyl-2-silapentan-5-sulfonat, der im folgenden
als DSS bezeichnet wird, angegeben. Die chemischen Verlagerungen
sind in ppm und die Kopplungskonstanten in Hz
aufgeführt; die offensichtlichen Multiplizitäten sind angegeben.
δ = 1,33 (d, 3H; J = 6 Hz; CH₃-CH)
2,07 (s, 3H; CH₃-C=O)
3,15 (m, 2H; C-CH₂-C)
3,69 (m, 1H; CH-C=O)
∼4,3 (1H; CH-N)
∼4,3 (1H; CH-OH)
6,09 und 7,12 (2d, 2H; J = 13,5 Hz; S-CH=CH-N)
2,07 (s, 3H; CH₃-C=O)
3,15 (m, 2H; C-CH₂-C)
3,69 (m, 1H; CH-C=O)
∼4,3 (1H; CH-N)
∼4,3 (1H; CH-OH)
6,09 und 7,12 (2d, 2H; J = 13,5 Hz; S-CH=CH-N)
(Nachgereicht am 27. April 1989:
Die in der oben erwähnten, nachveröffentlichten Literaturstelle
Journal of Antibiotics, 1981, Band 34, S. 637 bis
648, beschriebenen ¹H-NMR-Daten sind mit den hier aufgeführten
Daten nahezu identisch und zeigen, daß es sich
bei dem Signal bei ∼4,3 ppm um ein Multiplett handelt.)
Die antibiotische Potenz von 890 A₂, bestimmt in Vibrio
pervolans ATCC 8461 gemäß dem Teil mit der Überschrift
"Bioassay I", beträgt etwa 180 Einheiten/HAEA₃₀₈-Einheit.
Die Massenspektrumswerte für 890 A₂ werden an Trimethylsilylderivaten,
hergestellt aus Ammoniumsalzen des Antibiotikums
mit bis-Trimethylsilyltrifluoracetamid in Dimethylformamid,
erhalten. Die Umwandlung des Natriumsalzes des Antibiotikums
in die Ammoniumsalze wird unter Verwendung des Ammoniumsalzes
eines sauren Ionenaustauschharzes durchgeführt.
Die Trimethyl-Silylierung von 890 A₂ ergibt drei
unterschiedliche Derivate: ein Di- und ein Tri-trimethylsilylderivat
(Molekulargewicht 456 bzw. 528) und eine geringe
Menge eines Tetra-trimethylsilylderivats eines hydrolysierten
Produktes (Molekulargewicht 628), worin der
β-Lactamring geöffnet ist.
Die Werte der wichtigsten Massenspektrumsfragmente werden im
folgenden aufgeführt:
Di-trimethylsilylderivat: 441, 299, 298 und 84;
Tri-trimethylsilylderivat: 513, 371 und 156;
Tetra-trimethylsilylderivat: (es wird nur ein Signal mit niedriger Auflösung beobachtet) 618 und 603.
Tri-trimethylsilylderivat: 513, 371 und 156;
Tetra-trimethylsilylderivat: (es wird nur ein Signal mit niedriger Auflösung beobachtet) 618 und 603.
Das Antibiotikum 890 A₂ hat die folgende molekulare Struktur:
Nach den Angaben in der nachveröffentlichten Literaturstelle
Journal of Antibiotics, 1981, Band 34, S. 637 bis
648, besitzt der β-Lactamring des Antibiotikums 890 A₂
cis-Konfiguration (nachgereicht am 27. April 1989).
Das Antibiotikum 890 A₂ kann weiterhin durch die folgenden
antibiotischen Spektrumprofile charakterisiert werden.
Der Versuch zur Bestimmung des antibiotischen Spektrumsprofils
des Antibiotikums 890 A₂ wird durchgeführt, indem man
eine Papierscheibe mit einem Durchmesser von 0,63 cm
mit einer Lösung des Antibiotikums 890 A₂ in 5%igem Methanol
bei einer Konzentration von 5 µg/ml sättigt, die gesättigten
Papierscheiben in der Luft trocknet und sie dann auf die
Oberfläche von 100×15 mm Petrischalen gibt, die 5 ml angeimpften
Nähragar plus 0,2% Hefeextrakt enthalten.
Die Ergebnisse, ausgedrückt als Durchmesser in Millimeter
der Hemmzone, sind in Tabelle III aufgeführt.
Die folgenden Tabellen IV und V (beide nachgereicht am
25. Mai 1988 und veröffentlicht in Journal of Antibiotics,
1981, Band 34, S. 628 bis 636) zeigen Vergleiche des antibiotischen
Spektrumprofils und der minimalen Hemmkonzentration
des Antibiotikums 890 A₂ (Epithienamycin B) mit Thienamycin
und weiteren strukturell ähnlichen Antibiotika.
Inocula mit 10³ Organismen einer Übernacht-Kultur
wurden 18 Stunden bei 37°C in 2 ml
Müller-Hinton-Brühe, die das Antibiotikum
enthielt, inkubiert. Die niedrigste Konzentration,
die zu einem klaren Röhrchen führt,
ist die minimale Hemmkonzentration.
Das Antibiotikum 890 A₂ zeigt in-vivo-Aktivität gegenüber gram-negativen
und gram-positiven Organismen und ist somit zur
Kontrolle von Bakterieninfektionen bei Tieren und Menschen geeignet.
Bei der Bestimmung der in-vivo-Aktivität wird das
Antibiotikum 890 A₂ in 0,15 Mol NaCl, 0,01 Mol Natriumphosphat,
pH 7,0, gelöst und mit Wasser verdünnt, wobei man fünf
vierfache Konzentrationen des Arzneimittels für die Prüfung
erhält. Weibliche weiße Schweizer Mäuse, die durchschnittlich
21 g wiegen, werden intraperitoneal mit den in einer Brühe
suspendierten Testorganismen infiziert. Die Anzahl der injizierten
Organismen wird nach Standardplatten-Zählverfahren
bestimmt. Zum Zeitpunkt der Infizierung und erneut 6 Stunden
später wird eine bestimmte Zahl der Mäuse intraperitoneal
mit dem Antibiotikum behandelt. Fünf Mäuse werden jeweils
für jede Konzentration des zu prüfenden Arzneimittels verwendet.
Weitere zwei nichtinfizierte Mäuse werden mit dem
Antibiotikum behandelt, um zu bestimmen, ob die injizierte
Menge des Mittels toxisch ist. Bei jedem Versuch werden
weiterhin Kontrollen von fünf Mäusen für jede der verschiedenen
Verdünnungen der Infektionskulturen verwendet, damit man
die Anzahl der Organismen berechnen kann, die für 50% der
infizierten, nichtbehandelten Mäuse letal ist (LD₅₀). Diese
Berechnung erfolgt unter Verwendung der Überlebenswerte am
7. Tag nach der Infektion. Zu diesem Zeitpunkt wird weiterhin
die Menge an Arzneimittel berechnet, die 50% der infizierten
Mäuse schützt (ED₅₀).
Alle Tiere, die diesem Immunitätstest unterworfen und nicht
mit dem Antibiotikum behandelt wurden, starben innerhalb von
48 Stunden nach der Infektion. Die Wirksamkeit des Antibiotikums
890 A₂ mit einer Potenz von 59 Einheiten/ml gegenüber
Salmonella schottmuellari MB-2837 wird im folgenden aufgeführt.
Das Antibiotikum 890 A₂ ist für eine Vielzahl von gram-positiven
und gram-negativen Bakterien ein wertvolles
Antibiotikum und findet somit in der Human- und Veterinärmedizin
Verwendung. Die erfindungsgemäße Verbindung
kann allein oder zusammen im Gemisch als antibakterielles
Arzneimittel zur Behandlung von Infektionen verwendet
werden, die durch gram-positive oder gram-negative Bakterien
hervorgerufen werden, z. B. zur Behandlung von
Staphylococcus aureus, Proteus mirabilis, Escherichia
coli, Klebsiella pneumoniae und Salmonella schottmuellari.
Die erfindungsgemäße antibakterielle Verbindung kann
weiterhin als Zusatzstoff für Tierfutterstoffe, zur
Konservierung von Nahrungsmitteln und als Desinfektionsmittel
verwendet werden. Sie kann z. B. in wäßrigen
Zubereitungen in Konzentrationen im Bereich von
etwa 0,1 bis etwa 100 Teilen Antibiotikum/Million Teile Lösung
oder bevorzugt in Konzentrationen im Bereich von etwa 1
bis etwa 10 Teilen Antibiotikum/Million Teile Lösung für die
Zerstörung und Hemmung des Wachstums von schädlichen Bakterien
auf medizinischen und zahnmedizinischen Geräten und
als Bakterizide bei industriellen Anwendungen, z. B. in Anstrichmitteln
auf Wassergrundlage und in dem Weißwasser von
Papiermühlen, zur Hemmung des Wachstums schädlicher Bakterien
verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Antibiotikum kann in einer
pharmazeutischen Zubereitung als einziger aktiver
Bestandteil oder zusammen mit entweder einem oder mehreren
anderen Antibiotika oder mit einer oder mehreren pharmakologisch
aktiven Substanzen verwendet werden. Als Beispiel
für die erstere kann man ein Aminocyclit-Antibiotikum, wie
Gentamicin, gleichzeitig mitverabreichen, so daß irgendwelche
Chancen, daß resistente Organismen hervorkommen, minimal
gehalten werden. Als Beispiel der letzteren können Diphenoxylate
und Atropin in Dosiseinheitsformen, die für die
Therapie der Gastroenteritis bestimmt sind, kombiniert werden.
Das Antibiotikum kann in Kapselform oder als
Tablette, Pulver oder flüssige Lösung oder als Suspension
oder Elixier verabreicht werden. Es kann oral,
topisch, intravenös oder intramuskulär verabreicht
werden.
Tabletten und Kapseln für die orale Verabreichung können in
Dosiseinheitsformen vorliegen, und sie können übliche Arzneimittelzusatzstoffe
und -trägerstoffe, wie Bindemittel, z. B.
Sirup, Acacia, Gelatine, Sorbit, Tragant oder Polyvinylpyrrolidon;
Füllstoffe, z. B. Lactose, Zucker, Maisstärke,
Calciumphosphat, Sorbit oder Glycin; Schmiermittel, z. B. Magnesiumstearat,
Talk, Polyäthylenglykol, Siliciumdioxid; Desintegrationsmittel,
z. B. Kartoffelstärke, oder annehmbare Benetzungsmittel,
wie Natriumlaurylsulfat, enthalten. Die
Tabletten können nach an sich bekannten Verfahren überzogen
werden. Orale, flüssige Zubereitungen können in Form wäßriger
oder öliger Suspensionen, Lösungen, Emulsionen, Sirupen
oder Elixieren vorliegen, oder sie können als Trockenprodukt
für die Rekonstitution mit Wasser oder einem anderen geeigneten
Träger vor der Verwendung vorliegen. Solche flüssigen
Zubereitungen können übliche Zusatzstoffe, wie Suspensionsmittel,
z. B. Sorbitsirup, Methylcellulose, Glucose/Zuckersirup,
Gelatine, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Aluminiumstearatgel oder hydrierte genießbare Fette;
Emulgiermittel, z. B. Lecithin, Sorbitan-monooleat oder
Acacia enthalten. Nichtwäßrige Trägerstoffe umfassen genießbare
Öle, z. B. Mandelöl, fraktioniertes Cocosnußöl,
ölige Ester, Propylenglykol oder Äthylalkohol; Konservierungsmittel,
z. B. Methyl- oder Propyl-p-hydroxybenzoate
oder Sorbinsäure. Suppositorien werden übliche Suppositorien-Grundstoffe,
z. B. Kakaobutter oder andere Glyceride, enthalten.
Zubereitungen für die Injektion können in Dosiseinheitsform
in Ampullen oder in Behältern mit mehreren Dosen mit einem
zugegebenen Konservierungsmittel vorhanden sein. Die Zubereitungen
können in Form von Suspensionen, Lösungen, Emulsionen
in öligen oder wäßrigen Trägern vorliegen, und sie
können weiterhin Hilfsstoffe für die Zubereitung, wie
Suspensionsmittel, Stabilisatoren und/oder Dispersionsmittel,
enthalten. Alternativ kann der aktive Bestandteil in Pulverform
für die Rekonstitution mit einem geeigneten Träger, z. B.
sterilem, pyrogenfreiem Wasser, vor der Verwendung vorliegen.
Die Zubereitungen können ebenfalls in für die Absorption
durch die Schleimmembranen der Nase und des Rachens oder
der Bronchialgewebe geeigneter Form vorliegen, und zweckdienlich
liegen sie als Pulver, flüssige Sprays oder Inhalationsmittel,
Lutschbonbons oder Einpinselungsmittel für den Hals
vor. Für die Medikation der Augen oder Ohren können die Zubereitungen
als einzelne Kapseln, in flüssiger oder semifester
Form, vorliegen, oder sie können als Tropfen verwendet
werden. Zubereitungen für die topische Anwendung können
in hydrophoben oder hydrophilen Grundstoffen als Salben,
Cremes, Lotionen, Einpinselungsmittel oder Pulver vorliegen.
Zusätzlich zu dem Träger können die erfindungsgemäßen Zubereitungen
andere Bestandteile enthalten, wie Stabilisatoren,
Bindemittel, Antioxydantien, Konservierungsmittel, Schmiermittel,
Suspensionsmittel, Viskositätsmittel oder Geschmacks-
bzw. Aromamittel.
In der Veterinärmedizin, wie bei der Behandlung von Hühnern,
Kühen, Schafen oder Schweinen, können die Zubereitungen z. B.
als intramammare Zubereitung, entweder als Depotformen oder
als schnellwirkende Formen, zubereitet werden.
Die zu verabreichende Dosis hängt in starkem Ausmaß von dem
Zustand des zu behandelnden Subjekts, dem Gewicht des Wirts
und der Art der Infektion, dem Weg und der Häufigkeit der
Verabreichung ab. Die parenterale Verabreichung ist im allgemeinen
bei generalisierten Infektionen bevorzugt, und die
orale Verabreichung ist bei intestinalen Infektionen bevorzugt.
Bei der Behandlung von Bakterieninfektionen bei Lebewesen
werden die erfindungsgemäßen Verbindungen oral oder parenteral
nach den für die antibiotische Verabreichung üblichen
Verfahren in einer Menge von etwa 2 bis 600 mg/kg/Tag und
bevorzugt von etwa 5 bos 100 mg/kg/Tag in einer bevorzugt
geteilten Dosis, z. B. 3- bis 4mal am Tag, verabreicht. Sie
können in Dosiseinheiten verabreicht werden, die z. B. 100,
330, 400 oder 1000 mg aktiven Bestandteil zusammen mit
physiologisch annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln
enthalten. Die Dosiseinheiten liegen in Form flüssiger Zubereitungen,
wie Lösungen oder Suspensionen, oder als Feststoffe
in Tabletten oder Kapseln vor. Die optimale Dosis
wird bei einem gegebenen Fall von der Art und Stärke der zu
behandelnden Infektion abhängen. Kleinere Dosen werden bei
Kindern verwendet, und alle Einstellungen können leicht
durch den Fachmann erfolgen.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin die
pharmazeutisch annehmbaren Salze von 890 A₂, z. B.
die pharmakologisch annehmbaren Salze, die mit anorganischen
und organischen Basen gebildet werden, die z. B. umfassen:
die Metallsalze, die sich von Alkalimetall- oder Erdalkalimetyllhydroxiden,
-carbonaten oder -bicarbonaten ableiten,
wie solche, die sich von Natrium, Kalium, Ammonium und Calcium
ableiten, und Salze, die sich von primären, sekundären
oder tertiären Aminen ableiten, wie Monoalkylamine, Dialkylamine,
Trialkylamine, niedrig-Alkanolamine, Di-niedrig-alkanolamine,
niedrig-Alkylendiamine, N,N-Diaralkyl-niedrig-alkylendiamine,
Aralkylamine, aminosubstituierte niedrig-Alkanole,
N,N-Di-niedrig-alkylamino-subst.-niedrig-alkanole,
Amino-, Polyamino- und Guanidino-subst.-niedrig-Alkansäuren
und Stickstoff enthaltende heterocyclische Amine. Beispiele
von Salzen sind auch Salze, die sich von Natriumhydroxid,
Ammoniumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumcarbonat,
Kaliumhydroxid, Calciumcarbonat, Trimethylamin,
Triäthylamin, Piperidin, N-Äthylpiperidin, Morpholin, Chinin,
Lysin, Protamin, Arginin, Procain, Äthanolamin, Morphin,
Benzylamin, Äthylendiamin, N,N′-Dibenzyläthylendiamin, Diäthanolamin,
Piperazin, Dimethylaminoäthanol, 2-Amino-2-methyl-1-propanol,
Theophyllin oder N-Methylglucamin ableiten.
Die Salze der erfindungsgemäßen Verbindungen können nach an
sich bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise
können die Monosalze, wie das Mononatriumsalz, durch Behandlung
von 1 Äquiv. Natriumhydroxid mit 1 Äquiv. des Produktes
(I) in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden. Man
kann auch gemischte Salze mit zweiwertigen Kationen herstellen,
indem man 1 Mol der zweiwertigen Base mit 1 Mol des
Produktes (I) plus 1 Äquiv. einer anderen Säure vermischt.
Alternativ kann man Salze durch Behandlung von 1 Äquiv. einer
Base mit einem zweiwertigen Kation, wie Calciumhydroxid,
mit 1 Äquiv. des Produktes (I) herstellen. Die erfindungsgemäßen
Salze sind pharmakologisch annehmbare, nichttoxische
Derivate, die als aktiver Bestandteil in geeigneten pharmazeutischen
Einheitsdosisformen verwendet werden können. Sie
können weiterhin mit anderen Arzneimitteln zur Herstellung
von Zubereitungen kombiniert werden, die ein breites Aktivitätsspektrum
besitzen.
Die Fermentationsbrühen, die die Antibiotika 890 A₂ und
890 A₅, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt
wurden, enthalten, besitzen Aktivitäten im Bereich
von etwa 2 bis 170 Einheiten/ml, bestimmt nach dem Scheiben-Diffusionsassay
unter Verwendung von Vibrio percolans (ATTC 8461).
Das in diesen Fermentationsbrühen enthaltene Antibiotikum
890 A₂ kann nach einer Reihe von Verfahren von dem
Antibiotikum 890 A₅ abgetrennt, isoliert und gereinigt werden.
Bei einem dieser Verfahren werden die Antibiotika 890 A₂
und 890 A₅ an stark basischem Anionenaustauschharz adsorbiert.
Beispiele solcher stark basischen Anionenaustauschharze
sind solche mit einer Styrol-Divinylbenzol-Matrix, z. B.
quaternäres Ammoniumharz Dowex®-1×2 mit Polystyrolkern
beim Chloridzyklus. Andere Beispiele dieser Klasse von
stark basischen Austauschharzen sind die folgenden:
Duolite®A-40, A-42, A-101, A-102 und A-114 und
Amberlite®IRA-400, IRA-401 und IRA-410. Alternativ kann
ein schwach basisches Anionenaustauschharz, wie Amberlite®IRA-68,
verwendet werden.
Das adsorbierte Antibiotikum wird leicht aus dem Anionenaustauschharz
mit Salzlösungen in 50%igem (Vol./Vol.)
wäßrigem Methanol eluiert. Das so erhaltene Eluat kann
gegebenenfalls nach anderen Reinigungsverfahren weiter
gereinigt werden. Das Eluat kann gereinigt werden, indem
man es konzentriert und durch eine mit Acrylesterpolymer
gepackte Säule mit Zwischenpolarität, wie XAD-7 oder 8,
leitet oder indem man es durch eine Säule leitet, die mit
einem Polystyrol, einem nicht-polaren, hydrophoben, vernetzten
Divinylbenzol-Polymeren, wie XAD-1, 2 und 4, bevorzugt
XAD-2, gepackt ist. Bei diesem Verfahren werden die
Antibiotika 890 A₂ und 890 A₅ teilweise gespalten bzw. getrennt.
Die an 890 A₂ reichen Fraktionen werden vereinigt
und weiter gereinigt.
Ein Verfahren zur Herstellung von weiter gereinigtem Antibiotikum
890 A₂ ist die Verwendung der Gelfiltration mit
Polyacrylamidgel mit einer Porengröße, die Moleküle mit
einem Molekulargewicht über 1800 ausschließt, wie Bio-Gel
P-2. Andere Gele, wie Sephadex®G-10, können ebenfalls
für die Entsalzung verwendet werden.
Das bevorzugte Verfahren, gemäß dem das Antibiotikum 890 A₂
von 890 A₅ abgetrennt und in hoher Reinheit aus einer Brühe
gewonnen werden kann, besteht in einem Zentrifugieren oder
Filtrieren der Brühe zur Entfernung der Feststoffe, einer
Adsorption und Elution des Filtrats aus einem Anionenaustauschharz,
wie Dowex®-1×2 im Chloridzyklus mit 3%iger
NaCl in 50%igem (Vol./Vol.) wäßrigem Methanol, wodurch
die Antibiotika sowohl konzentriert als auch teilweise
gereinigt werden, einem Durchgang über eine Säule mit geeignet
hergestelltem XAD-2, das die Antibiotika zurückhält
und dadurch das Dowex®-1×2-Eluat reinigt und entsalzt.
Außerdem wird das Antibiotikum 890 A₅ stärker zurückgehalten
als das Antibiotikum 890 A₂, und dadurch werden die
beiden Antibiotika teilweise getrennt. Die mit 890 A₂ angereicherten
Fraktionen werden vereinigt und weiter gereinigt.
Die Chromatographie an einem Dowex®-1×2-Harz (Teilchengröße
größer als 0,037 mm) unter Eluierung mit NaCl
und/oder NH₄Cl in 50%igem wäßrigem Methanol ergibt ein
Produkt, das von UV-absorbierenden Verunreinigungen fast
frei ist (das NH₄Cl wird verwendet, damit man in dem
Eluierungsmittel eine gewisse Pufferkapazität erhält).
Die Entsalzung an Bio-Gel P-2 oder Sephadex®G-10 entfernt
die Hauptmenge des bei der Dowex®-1×2-Chromatographie
eingeführten Salzes.
Werden Brühen mit niedriger Potenz nach dem obigen Verfahren
behandelt, so kann das Endprodukt wesentliche Mengen
(mehr als 50%) restlicher Verunreinigungen enthalten.
Diese Verunreinigungen können durch einen zusätzlichen
Zyklus der Chromatographie an Dowex®-1×2 (Teilchengröße
größer als 0,037 mm), unter Elution mit einer
Natriumchlorid und 50%iges Isopropanol enthaltenden Lösung
entfernt werden. Es ist weiterhin bei der Isolierung der
Antibiotika aus Brühen mit niedriger Potenz empfehlenswert,
eine zweite XAD-2-Chromatographiestufe durchzuführen. Dies
ermöglicht eine weitere Reinigung, die Entfernung von restlichem
Salz und eine teilweise Abspaltung des Antibiotikums
890 A₂ von 890 A₅. Genauer, wird das 890 A₅ später als das
890 A₂ eluiert, und die beiden können durch ihre unterschiedlichen
Bioaktivitätsverhältnisse gegenüber HAEA₃₀₈
unterschieden werden. Solche Fraktionen, die ein Bioaktivitätsverhältnis
an Vibrio percolans ATCC 8461 zu
HAEA₃₀₈ von 180 Bioaktivitätseinheiten/HAEA₃₀₈-Einheit
zeigen, enthalten das Antibiotikum 890 A₂, und solche
Fraktionen, die ein Bioaktivitätsverhältnis an Vibrio percolans
ATCC 8461 zu HAEA₃₀₈ von 12 Bioaktivitätseinheiten/HAEA₃₀₈-Einheit
zeigen, enthalten das Antibiotikum 890 A₅.
Bei der Reinigung durch Säulenchromatographie werden im
allgemeinen für die weitere Reinigung nur solche Fraktionen
des eluierten Volumens vereinigt, die das Antibiotikum in
mindestens 30%iger Reinheit wie die reinste Fraktion
enthalten. Die Kriterien für die Reinheit sind die Verhältnisse
der Bioaktivität/A₂₂₀, A₃₀₈/A₂₆₀ und HAEA₃₀₈/A₂₂₀,
und bei dem Entsalzungsverfahren die Leitfähigkeit. Bei
jeder Chromatographiestufe werden A₂₂₀, A₂₆₀, A₃₀₈ und die
Bioaktivität geeigneter Fraktionen gemessen. Sofern möglich,
wird HAEA₃₀₈ ebenfalls gemessen, und beim Entsalzen werden
die Leitfähigkeiten gemessen. Die Kriterien für die Entscheidung,
welche Fraktionen für die nachfolgenden Verfahrensstufen
vereinigt werden, können, damit man eine höhere
Ausbeute erhält, auf Kosten der Reinheit etwas eingestellt
werden; umgekehrt kann man eine höhere Reinheit auf Kosten
der Ausbeute erzielen.
Bei Versuchen im Labormaßstab (weniger als 20 l Probenvolumen)
werden alle Chromatographiestufen, mit Ausnahme der
XAD-2-Chromatographie, in einem Kühlraum bei 2 bis 5°C
durchgeführt. Die XAD-2-Chromatographie wird bei Zimmertemperatur,
sofern nicht anders angegeben, durchgeführt. Der
pH-Wert der antibiotischen Lösungen, die gelagert werden,
wird durch sorgfältige Zugabe von verdünnten NaOH- oder
HCl-Lösungen auf 7 bis 8 eingestellt. Die wäßrigen Lösungen
werden in einem Kühlschrank, oder bevorzugt in Eiswasser,
aufbewahrt. 50%ige Methanollösungen werden bei -20°C aufbewahrt.
Bei den Reinigungsstufen vor der XAD-2-Chromatographie werden
die Lösungen im allgemeinen auf 25 µMol in EDTA durch
Zugabe von 1/4000stel Volumen einer Lösung aus 0,1 Mol Na₂
EDTA, die durch Zugabe von Natriumhydroxid auf einen pH-Wert
von 7,0 neutralisiert wurde (0,1 Mol "neutrales EDTA"),
eingestellt.
In der Fig. 1 ist ein Fließschema des Reinigungsverfahrens
bei der Herstellung des Antibiotikums 890 A₂ dargestellt.
Ein Agarplatten-Scheiben-Diffusions-Verfahren wird entweder
unter Verwendung von Vibrio percolans ATCC 8461 oder von
Salmonella gallinarum MB-1287 als Testorganismen verwendet.
Eine gereinigte Probe des Antibiotikums 890 A₁ wird als
Standard verwendet. Das Antibiotikum 890 A₁ wird gemäß dem in
Beispiel 4 beschriebenen Verfahren hergestellt.
Vibrio percolans ATCC 8461 enthaltende Platten werden folgendermaßen
hergestellt.
Eine lyophilisierte Kultur von Vibrio percolans ATCC 8461
wird in 15 ml sterilisiertem Medium suspendiert, das 8 g/l
Difco Nährbrühe und 2 g/l Hefeextrakt in destilliertem Wasser
enthält ("Nährbrühe-Hefeextrakt", im folgenden ans NBYE bezeichnet).
Die Kultur wird über Nacht auf einer Rotationsschüttelvorrichtung
bei 28°C inkubiert. Diese Kultur wird
dann zum Inokulieren der Oberflächen von Schrägkulturen, die
1,5% Agar in NBYE enthalten, verwendet. Die inokulierten
Schrägkulturen werden über Nacht bei 28°C inkubiert und dann
in einem Kühlschrank gelagert.
Die gekühlten Schrägkulturen, die aus einer einzigen, lyophilisierten
Kultur hergestellt werden, werden bis zu 4 Wochen
von ihrer Herstellung folgendermaßen verwendet: Eine Schleife
des Inokulums aus der Schrägkultur wird in 50 ml NBYE, das
in einem 250-ml-Erlenmeyer-Kolben enthalten ist, dispergiert.
Die Kultur wird über Nacht auf einer Rotationsschüttelvorrichtung
bei 28°C inkubiert. Sie wird dann auf eine Dichte,
die eine 50%ige Durchlässigkeit bei 660 nm ergibt, verdünnt.
Ein 33,2-ml-Teil der verdünnten Kultur wird zu 1 l
NBYE, das 15 g Agar enthält, zugegeben und bei 46°C gehalten.
Das inokulierte, Agar enthaltende Medium wird in 100×15 mm
Kunststoff-Petrischalen gegossen, jeweils 5 ml/Schale, anschließend
wird abgekühlt, und vor der Verwendung lagert man
bei 2 bis 4°C bis zu 5 Tagen.
Salmonella gallinarum MB-1287 enthaltende Platten werden folgendermaßen
hergestellt.
Ein verschlossenes Rohr, das Salmonella-gallinarum-MB-1287-Zellen
in Magermilch enthält, das unter Vakuum gefroren,
lyophilisiert und verschlossen wurde, wird geöffnet und
zum Inokulieren von 15 ml Gehirn-Herz-Infusionsbrühe verwendet.
Die Zellen können ohne Schütteln bei 37°C über Nacht
wachsen, und diese Kultur wird dann zum Inokulieren von Schrägkulturen
von 0,8% BBL-Nährbrühe + 0,2% Difco Hefeextrakt +
1,5% Agar verwendet. Nach dem Wachsen über Nacht bei 37°C
wird eine Schlinge der Kultur von der Schrägkultur in einen
Kolben übertragen, der 50 ml 0,8%ige Nährbrühe + 0,2% Hefeextrakt
enthält. Der Kolben wird über Nacht geschüttelt, und
20 ml dieser Kultur werden zum Inokulieren in 1 l eines Gemisches
aus 0,8% Nährbrühe + 0,2% Hefeextrakt + 1,5% Agar
verwendet, das zuvor sterilisiert und auf 48°C abgekühlt wurde.
Der inokulierte NBYE-Agar wird sofort in 100×15 mm Kunststoff-Petrischalen
gegeben, 5 ml/Schale, und die Platten werden
dann bei 2 bis 4°C bis zur Verwendung aufbewahrt.
Filterpapierscheiben mit einem Durchmesser von 1,27 cm
werden in die zu prüfende Lösung eingetaucht und dann auf das
Agar gelegt. Alternativ können die Scheiben durch Auftragen
mit der Pipette von 1/10 ml Lösung auf eine trockene Scheibe
beladen werden, und dann können die Scheiben auf den Agar
gesetzt werden. Der Durchmesser der Hemmzone wird nach der
geeigneten Inkubation (9 bis 18 h bei 37°C für Salmonella
gallinarum MB-1287 oder 12 bis 24 h bei 25°C für Vibrio percolans
ATCC 8461) bestimmt. Gegebenenfalls werden Verdünnungen
der zu prüfenden Lösungen in 0,05 Mol Kaliumphosphatpuffer,
pH 7,4 ("Kaliumphosphatpuffer", der im folgenden
als KPB bezeichnet wird), oder in entionisiertem Wasser hergestellt.
Die Berechnungen der Potenz (Wirksamkeit) erfolgt folgendermaßen:
Die Steigung wird bestimmt, indem man die Durchmesser
der Zone einer Lösung des Antibiotikums 890 A₂ bestimmt
und dann die vierfache Verdünnung (in KPB) dieser Lösung.
Zwei Scheiben von jeder Konzentration werden auf einer
einzelnen Platte geprüft, und dann wird die durchschnittliche
Zonengröße bei jeder Konzentration bestimmt. Die Steigung
entspricht der Hälfte des Unterschieds der durchschnittlichen
Zonengrößen. Die Wirksamkeiten werden dann nach der
Formel berechnet:
wobei D der durchschnittliche Durchmesser der Zonen bedeutet,
die von der unbekannten Verbindung gebildet werden, D s der
durchschnittliche Durchmesser der Standardzonen bedeutet
und "Verdünnung" den Wert bedeutet, auf den die unbekannte
Probe vor dem Versuch verdünnt wurde. Wird kein Standard verwendet,
wird angenommen, daß D s 25 mm beträgt, und die
(Potenz des Standards) wird als 1 Einheit/ml angenommen, bestimmt
an Vibrio percolans ATCC 8461. Reines 890 A₁ wird so
definiert, daß es eine Potenz von 250 Einheiten/hydroxylaustauschbarer
Absorptionseinheit bei 300 nm besitzt, wenn
es als Standard verwendet wird.
Für Untersuchungen an Salmonella-gallinarum-MB-1287-Platten
wird die Steigung auf gleiche Weise wie bei Vibrio-percolans-ATCC-8461-Platten
bestimmt. Wenn kein Standard verwendet wird,
werden nur relative Wirksamkeiten berechnet. Wird keine Steigung
gemessen, wird ein Wert von 2,3 mm angenommen. Die
Potenzberechnungen erfolgen wie bei dem Vibrio-percolans-ATCC-8461-Versuch.
Wird kein 890 A₁-Standard verwendet, kann
zur Verifizierung, daß die Empfindlichkeit des Organismus
im normalen Bereich liegt, eine Kontrolle mit Penicillin G
mit 250 µg/ml verwendet werden.
Ein übliches Agarplatten-Scheiben-Diffusions-Verfahren wird
unter Verwendung von Vibrio percolans ATCC 8461 als Testorganismus
verwendet. Cephaloridin wird als Standard verwendet.
Vibrio percolans ATCC 8461 enthaltende Platten werden
folgendermaßen hergestellt. Eine Kultur von Vibrio percolans
ATCC 8461 wird in einem Nährbrühe-Hefeextrakt über Nacht
auf einer Rotationsschüttelvorrichtung bei 28°C inkubiert
und dann auf eine Dichte von 60% Durchlässigkeit bei 660 nm
verdünnt. Ein 33,2-ml-Teil dieser verdünnten Kultur wird
zu 1 l eines Mediums zugegeben, das aus einem Nähragar +
0,2% Hefeextrakt besteht und bei 46°C gehalten wird. Das inokulierte,
Agar enthaltende Medium wird in 100×15 mm Kunststoff-Petrischalen,
10 ml/Schale, gegossen, abgekühlt und
bei 2 bis 4°C bis zu 5 Tagen vor der Verwendung gehalten.
Die Konzentration an Cephaloridin, die 1 Einheit/ml
von 890 A äquivalent ist, wird durch Assay auf Platten, die
wie oben beschrieben hergestellt wurden, jedoch 5 ml inokuliertes
Medium/Platte enthalten, folgendermaßen bestimmt. Vier
Konzentrationen von Cephaloridin stellen den Standard dar -
3,12, 6,25, 12,5 und 25 µg/ml mit 12,5 µg/ml als Vergleichslösung.
Die Durchmesser der Zonen auf einer 5-ml-Platte
für den Standard sind die folgenden.
Konzentration (µg/ml) | |
Zonendurchmesser (mm) | |
3,12 | |
16,8 | |
6,25 | 22,3 |
12,5 | 25,0 |
25 | 29,6 |
Eine Einheit wird als die Menge Antibiotikum/ml definiert,
die eine 25-mm-Hemmzone auf einer 5-ml-Platte, wie bei
Teil I oben beschrieben, ergibt. Bei diesem Assay wird eine
Konzentration von 12,5 µg/ml Cephaloridin als äquivalent
zu 1 Einheit 890 A/ml angesehen. Da die Krümmung der Linie
für Cephaloridin 4,0 beträgt, erfolgen die Berechnungen für
die Potenz der Probe unter Verwendung einer Krümmung von 4,0.
Das Antibiotikum 890 A₂ reagiert mit Hydroxylamin und ergibt
eine Substanz mit stark verminderter Absorption
bei 308 nm. Dies kann als Grundlage für die quantitative
Bestimmung des Antibiotikums 890 A₂ verwendet werden.
Die zu prüfende Lösung wird auf 0,05 Mol in Kaliumphosphat,
pH 7,4, durch Zugabe von 1/20 Volumen einer Lösung eingestellt,
die 0,8 Mol K₂HPO₄ und 0,2 Mol KH₂PO₄ enthält. 1/100 Volumen
von 1 Mol Hydroxylamin-hydrochlorid wird dann zugegeben, und
die Absorption bei 308 nm wird in Intervallen von ½ bis
2 min bestimmt. Die Reaktion wird bei Zimmertemperatur durchgeführt.
Es wird eine Kinetik erster Ordnung angenommen, und
die Halbwertszeit wird aus der Absorptionsabnahme während
der ersten 10 min geschätzt. Aus dieser Halbwertszeit wird
die Zeit, über die hinaus keine weitere Absorptionsabnahme
mehr beobachtet werden sollte, bestimmt, und die Beobachtungen
werden über diese Zeit hinweg geführt. Beobachtet man
keine weitere Abnahme über diese Zeit hinaus, so wird die
gesamte Absorptionsabnahme (korrigiert für den Verdünnungseffekt
und für die Absorption des Hydroxylamins) als "durch
Hydroxylamin beseitigbare Absorption bei 308 nm (HAEA₃₀₈)"
genommen. Wird eine Absorptionsabnahme über diese Zeit hinaus
beobachtet, so wird die Rate der Hintergrundabsorptionsabnahme
berechnet, und die beobachtete Abnahme zu diesem
Zeitpunkt wird durch die Hintergrundabnahme korrigiert, unter
der Annahme, daß die Hintergrundabnahme mit der Zeit
linear ist. Der korrigierte Wert wird dann als HAEA₃₀₈ aufgezeichnet.
Die Zahl der NAEA₃₀₈-Einheiten ist gleich der HAEA₃₀₈, multipliziert
mit dem Volumen in ml.
In den folgenden Beispielen wird das Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Produktes erläutert.
Ein Rohr mit einer lyophilisierten Kultur von Streptomyces
flavogriseus MA-4434 wird aseptisch geöffnet, und der Inhalt
wird in einem Rohr suspendiert, das 0,8 ml einer
sterilen Salzlösung der folgenden Zusammensetzung enthält.
Salzlösung | |
Natriumcitrat|0,5 g | |
K₂HPO₄ | 7,0 g |
KH₂PO₄ | 3,0 g |
(NH₄)₂SO₄ | 1,0 g |
MgSO₄ · 7 H₂O | 0,1 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Diese Suspension wird zum Inokulieren von vier Schrägkulturen
aus sterilem Medium A der folgenden Zusammensetzung verwendet.
Medium A | ||
g | ||
Dextrose|10,0 | ||
Pepton | 5,0 | |
Hefeextrakt | 3,0 | |
NaCl | 12,705 | |
KCl | 0,72 | |
FeSO₄(NH₄)₂SO₄ · 6 H₂O | 0,0351 | |
MgCl₂ · 6 H₂O | 5,32 | |
CaCl₂ · 2 H₂O | 0,728 | |
destilliertes Wasser | 1000 ml | |
pH 7,4 (vor der Sterilisation) @ | Agar | 25,0 g |
Die inokulierten Schrägkulturen werden 1 Woche bei 27 bis
28°C inkubiert und dann bei 4 bis 6°C, bis sie 10 Tage später
verwendet werden. Der halbe Teil des Oberflächenwachstums
einer dieser Schrägkulturen wird zur Inokulierung von 250 ml
Erlenmeyerkolben mit Ablenkeinrichtungen verwendet, die 50 ml
Medium B der folgenden Zusammensetzung enthalten.
Medium B | |
Hefeautolysat|10,0 g | |
Glucose | 10,0 g |
Phosphatpuffer(1) | 2,0 ml |
MgSO₄ · 7 H₂O | 50,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von HCl oder NaOH auf 6,5 eingestellt |
(1)Phosphatpufferlösung | |
KH₂PO₄|91,0 g | |
Na₂HPO₄ | 95,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Drei Impfkolben werden inokuliert, so daß man ausreichend Inokulum
für die zwölf 2-l-Produktionskolben, die bei diesem
Ansatz fermentiert werden, erhält. Die Impfkolben werden
1 Tag bei 28°C auf einer 220 U/min Schüttelvorrichtung
(5,08 cm=2″ Schwingungsamplitude) geschüttelt. Die Kolben
werden von der Schüttelvorrichtung entfernt und 1 Tag bei
4°C gelagert. Der Inhalt dieser Impfkolben wird zur Inokulierung
von zwölf 2-l-Erlenmeyer-Produktionskolben ohne
Ablenkeinrichtung (7 ml Inokulum/Kolben), die 250 ml des
Produktionsmediums C der folgenden Zusammensetzung enthalten,
verwendet.
Medium C | |
Tomatenpaste bzw. -mark|20,0 g | |
primäre Hefe | 10,0 g |
Dextrin | 20,0 g |
entionisiertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,3 eingestellt |
Nach der Inokulierung werden die Produktionskolben bei 24°C
unter Bewegen auf einer 220 U/min Schüttelvorrichtung (5,08 cm
Schwingungsamplitude) während 4 Tagen und 5 Stunden verwendet.
Am Ende dieser Zeit wird der Inhalt der Kolben gesammelt
und auf die Aktivität unter Verwendung von Standard-Salmonella-
gallinarum-MG-1287- und Vibrio-percolans-ATCC-8461-Versuchsplatten
geprüft, wobei 1,27 cm Versuchsscheiben verwendet
werden, die in die zentrifugierten Brühenproben eingetaucht
werden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
zusammengefaßt.
Sammelversuch | |
Alter zum Zeitpunkt des Sammelns (h) | |
101 | |
pH | 7,1 |
Salmonella gallinarum (mm Zone) | 31 |
Vibrio percolans (mm Zone) | 43 |
Die Fermentationsbrühe wird zentrifugiert. Man erhält 2,2 l
klares Zentrifugat mit einem pH-Wert von 6,8. Dazu gibt man
22 mg (Äthylendinitrilo)-tetraessigsäure und stellt den pH-Wert
auf 7,2 ein. Das Zentrifugat mit eingestelltem pH-Wert
wird an 150 ml Dowex®-1×2-Harz in dem Cl--Zyklus bei
15 ml/min adsorbiert, wobei der verbrauchte Strom als eine
Fraktion gesammelt wird. Das Adsorbat wird mit 150 ml entionisiertem
Wasser, das 10 µg/ml (Äthylendinitrilo)-tetraessigsäure
enthält, und dann mit 5% NaCl, das 10 µg/ml
(Äthylendinitrilo)-tetraessigsäure enthält, gewaschen. Es
werden 5×75 ml Fraktionen gesammelt.
Auf die 5%ige NaCl-Eluierungslösung folgt ein Verdrängungswaschen
mit 60 ml entionisiertem Wasser, und dann werden die Antibiotika
890 A₂ und 890 A₅ mit 90%igem (Vol./Vol.) Methanol;
3%igem Ammoniumchlorid (Gew./Vol.); 10% Wasser (Vol./Vol.),
das 10 µg/ml (Äthylendinitrilo)-tetraessigsäure enthält,
eluiert, wobei man 5×75 ml Fraktionen sammelt. Die Fraktionen
werden gegenüber Vibrio percolans ATCC 8641 geprüft,
und die erhaltenen Ergebnisse werden im folgenden als Prozent
der Ausgangsbioaktivität angegeben.
Fraktion | |
Wiedergewinnung, % | |
Beschickung | |
100 | |
verbraucht | 0 |
Wasserverdrängungswaschen | 1 |
MeOH/NH₄Cl-Eluatfraktionen 1 bis 3 | 24 |
Ein Rohr mit lyophilisierter Kultur von Streptomyces flavogriseus
MA-4434 wird aseptisch geöffnet, und der Inhalt wird
in einem Rohr suspendiert, das 0,8 ml einer sterilen Salzlösung
der folgenden Zusammensetzung enthält.
Salzlösung | |
Natriumcitrat|0,5 g | |
K₂HPO₄ | 7,0 g |
KH₂PO₄ | 3,0 g |
(NH₄)₂SO₄ | 1,0 g |
MgSO₄ · 7 H₂O | 0,1 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Diese Suspension wird zur Inokulierung von vier Schrägkulturen
aus sterilem Medium A der folgenden Zusammensetzung
verwendet.
Medium A | |
Glycerin|20,0 g | |
primäre Hefe | 5,0 g |
Fischmehl | 15,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Agar | 20,0 g |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,2 eingestellt |
Die inokulierten Schrägkulturen werden eine Woche bei 27 bis
28°C inkubiert und dann bei 4 bis 6°C bis zu ihrer Verwendung
(nicht länger als 21 Tage) gelagert.
1/3-Teil des Wachstums von einer Schrägkultur wird zur Inokulierung
eines 250-ml-Erlenmeyer-Kolbens mit Ablenkeinrichtungen
verwendet. Insgesamt werden vier Schrägkulturen zur
Inokulierung von zwölf Kolben verwendet. Jeder Kolben enthält
50 ml Medium B der folgenden Zusammensetzung.
Medium B | |
Hefeautolysat|10,0 g | |
Glucose | 10,0 g |
Phosphatpuffer¹ | 2,0 ml |
MgSO₄ · 7 H₂O | 50,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von HCl oder NaOH auf 6,5 eingestellt |
¹Phosphatpufferlösung | |
KH₂PO₄|91,0 g | |
Na₂HPO₄ | 95,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Die Impfkolben werden 1 Tag bei 27 bis 28°C auf einer 220 U/min
Schüttelvorrichtung (5,08 cm Schwingungsamplitude) geschüttelt.
Die Kolben und ihr Inhalt werden 1 Tag bei 4°C stationär
gelagert.
Vierundvierzig 2-l-Erlenmeyer-Produktionskolben, die je
200 ml Medium C enthalten, werden mit 8 ml/Kolben des Wachstums
von den Impfkolben inokuliert. Das Medium C besitzt die
folgende Zusammensetzung.
Medium C | |
Tomatenpaste bzw. -mark|20,0 g | |
primäre Hefe | 10,0 g |
Dextrin | 20,0 g |
CoCl₂ · 6 H₂O | 5,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,2 bis 7,4 eingestellt |
Nach der Inokulierung werden die Produktionskolben bei 24°C
inkubiert. Dabei rührt man auf einer 212 U/min Schüttelvorrichtung
(5,08 cm Schwingungsamplitude) 4 Tage und 5 Stunden.
Der Inhalt der Kolben wird gesammelt, und seine Aktivität wird
unter Verwendung von Standard-Salmonella-gallinarum-MB-1287-
und Vibrio-percolans-ATCC-8461-Versuchsplatten und 1,27 cm
Assayscheiben, die in die zentrifugierten Brühenproben
eingetaucht wurden, bestimmt. Die Proben werden, sofern
erforderlich, mit 0,02 Mol Phosphatpuffer, pH 7,0, verdünnt.
Die Ergebnisse sind im folgenden tabellarisch aufgeführt.
Zeitpunkt der Gewinnung des Ertrags, Std. | |
101 | |
pH | 7,2 |
Salmonella gallinarum (mm Zone) | 35 |
Vibrio percolans 1/10 Verdünnung (mm Zone) | 25 |
890 Assayeinheit | 121 |
Die Gesamtmenge von 7,0 l der gesamten Brühe, die man bei dieser
Fermentation erhält, wird auf 3°C gekühlt und in 200-ml-Teilen
bei 9000 U/min während jeweils 15 min zentrifugiert.
Zu den vereinigten überstehenden Lösungen gibt man 1,7 ml
0,1 Mol neutralem EDTA, und dann wird die Charge bei 3°C gehalten.
Die obige Fermentation wird bei im wesentlichen identischen
Bedingungen wiederholt, mit der Ausnahme, daß die vierundvierzig
2-l-Erlenmeyer-Produktionskolben mit 7 ml/Kolben
mit gewachsenem Material aus den Impfkolben inokuliert wurden.
Der pH-Wert und die Versuchsergebnisse sind im folgenden
aufgeführt.
Zeitpunkt der Gewinnung des Ertrags, Std. | |
101 | |
pH | 7,3 |
Salmonella gallinarum (mm Zone) | 38 |
Vibrio percolans 1/10 Verdünn. (mm Zone) | 27 |
890 Assayeinheiten | 92,8 |
Die Gesamtmenge von 7,4 l der gesamten Brühe, die man bei dieser
Fermentation erhält, wird auf 3°C gekühlt und in 200-ml-Teilen
bei 9000 U/min während jeweils 15 min zentrifugiert.
Zu den vereinigten überstehenden Lösungen gibt man 1,8 ml
0,1 Mol neutralem EDTA.
Die überstehenden Lösungen aus den zentrifugierten Brühen, die
man bei den beiden obigen Fermentationen dieses Beispiels
erhält, werden vereinigt und ergeben ein Gesamtvolumen von
13 l mit einer Potenz von 80 Einheiten/ml, bestimmt durch
Assay an Vibrio percolans ATCC 8461.
Die vereinigten überstehenden Lösungen werden durch eine
Säule aus Dowex®-1×2 (Cl-), Teilchengröße 0,298 bis 0,149 mm,
mit Schichtdimensionen von 4,7 cm×50 cm und einer Strömungsrate
von 60 ml/min geleitet. Die Säule wird mit 1 l entionisiertem
Wasser gewaschen und mit 5 l einer 5%igen (Gew./Vol.)
NaCl-Lösung, die 0,01 Mol tris-HCl-Puffer, pH 7,0, und
25 µMol neutrales EDTA enthält, in einer Strömungsrate von
50 ml/min eluiert.
Die Säule wird mit 500 ml entionisiertem Wasser gewaschen,
und die Antibiotika 890 A₂ und 890 A₅ werden mit 2 l 3%igem
NaCl + 0,01 Mol tris-HCl, pH 7,0, + 25 µMol neutralem EDTA
in 50%igem Methanol in einer Strömungsrate von 40 ml/min
eluiert. Fraktionen von 220 ml werden gesammelt.
Die antibiotische Aktivität, bestimmt durch Versuche an
Salmonella gallinarum MG-1287, erscheint in den Fraktionen
4 bis 8 mit einem Maximum in der Fraktion 5. Die Fraktionen
4 bis 8 enthalten 9% der in der Brühe vorhandenen anfänglichen
Aktivität.
Die Fraktionen 4 bis 7 werden vereinigt, auf 150 ml an
einem Rotationsverdampfer bei vermindertem Druck konzentriert
und durch Zugabe von 200 ml entionisiertem Wasser auf 350 ml
verdünnt. Die Probe wird auf eine Säule (5 cm×25 cm) von
XAD-2 gegeben, das zuvor mit jeweils 3 l 60%igem (Vol./Vol.)
Aceton, entionisiertem Wasser und 5%igem (Gew./Vol.) NaCl
gewaschen wurde. Die Säule wird mit 500 ml entionisiertem
Wasser bei 20 ml/min und anschließend mit 500 ml 60%igem
(Vol./Vol.) wäßrigem Aceton eluiert. Es werden Fraktionen
von jeweils 160 ml gesammelt. Die antibiotische Aktivität,
bestimmt durch Versuche an Salmonella gallinarum MB-1287,
erscheint in den Fraktionen 1 bis 5 mit einem Maximum in den
Fraktionen 3 und 4.
Die Fraktion 4, die erste, Aceton enthaltende Fraktion, wird
auf 10 ml bei vermindertem Druck konzentriert und mit 90 ml
entionisiertem Wasser verdünnt. Diese Probe wird auf eine
Säule (5 cm×25 cm) von XAD-2 gegeben, das zuvor mit je 3 l
60%igem (Vol./Vol.) Aceton, entionisiertem Wasser und 5%igem
(Gew./Vol.) NaCl gewaschen wurde. Die Säule wird mit entionisiertem
Wasser in einer Strömungsrate von 20 ml/min
eluiert. Es werden Fraktionen von 140 bis 190 ml gesammelt.
Die antibiotische Aktivität, bestimmt an Versuchen mit
Salmonella gallinarum MG-1287, erscheint in den Fraktionen
2 bis 7 mit einem Maximum in der Fraktion 4. Die Fraktionen
3, 4 und 5 werden vereinigt und zu der Fraktion 3 aus der
XAD-Säule, die im vorhergehenden Absatz beschrieben wurde,
zugegeben. Die vereinigten Fraktionen enthalten 26 400 Bioassayeinheiten,
bestimmt durch Versuche an Vibrio percolans
ATCC 8461; dies entspricht 2,5% der Ausgangsaktivität.
Die vereinigten XAD-2-Fraktionen 3 aus der ersten XAD-Säule
und die Fraktionen 3, 4 und 5 aus der zweiten XAD-Säule werden
bei vermindertem Druck auf 25 ml konzentriert und dann
werden 25 ml entionisiertes Wasser und 50 ml Methanol zugegeben.
Die methanolische Lösung wird an einer Säule
(2,15×26,4 cm) von Dowex®-1×4 (Cl-) (Teilchengröße
größer 0,037 mm) adsorbiert, das mit 50%igem wäßrigem
Methanol (Vol./Vol.) ins Gleichgewicht gebracht wurde. Die
Säule wird mit 1,44 ml von 0,07 Mol NaCl + 0,005 Mol NH₄Cl +
0,0001 Mol NH₃ in 50%igem Methanol in einer Strömungsrate
von 2 ml/min eluiert. Die Fraktionen von 12,1 ml werden
gesammelt. Die Elution wird mit 2 l von 0,08 Mol NaCl +
0,005 Mol NH₄Cl + 0,0001 Mol NH₃ in 50%igem Methanol weitergeführt,
wobei man Fraktionen von je 11,7 ml isoliert.
In den Fraktionen 138 bis 162 tritt in der UV-Absorption
bei 300 nm ein Peak auf, mit einem Maximum bei den Fraktionen
149 bis 150. Die Absorption bei 305 nm kann durch Umsetzung
mit L-Cystein bei neutralem pH-Wert bis zu 77% ausgelöscht
werden. Die Fraktionen 145 bis 155, die das Antibiotikum
890 A₂ enthalten, werden gesammelt und auf 2,4 ml
konzentriert, die insgesamt 70,5 A₃₀₀-Einheiten enthalten.
Die konzentrierte Probe wird auf eine Säule (2,2×70 cm)
aus Bio-Gel P-2 (Teilchengröße 0,074 bis 0,037 mm),
das mit 1 l entionisiertem Wasser gewaschen wurde,
aufgebracht. Die Probe kann bis zur Schichthöhe ablaufen, und
der Rückstand wird durch zweimaliges Spülen mit je 1 ml entionisiertem
Wasser gewaschen. Die Säule wird mit entionisiertem
Wasser in einer Rate von 1 ml/min eluiert. Die Fraktionen
von 2 bis 3,5 ml werden gesammelt.
Der Hauptabsorptionspeak tritt bei den Fraktionen 64 bis 72
bei 308 nm auf, die unmittelbar dem Natriumchlorid vorhergehen
und von diesem nicht vollständig abgetrennt sind.
Die Fraktionen 66 und 67 werden vereinigt. Sie enthalten
27 Absorptionseinheiten des Antibiotikums 890 A₂ bei 308 nm
und 29 bis 43 mg NaCl (geschätzt durch Leitfähigkeitsmessungen).
Diese vereinigten Fraktionen werden bei vermindertem
Druck auf 1,5 ml konzentriert und lyophilisiert; man erhält
43,7 mg Feststoffe.
Ein Rohr aus lyophilisierter Kultur von Streptomyces flavogriseus
MA-4434 wird aseptisch geöffnet, und der Inhalt wird
in einem Rohr suspendiert, das 0,8 ml einer sterilen Salzlösung
der folgenden Zusammensetzung enthält.
Salzlösung | |
Natriumcitrat|0,5 g | |
K₂HPO₄ | 7,0 g |
KH₂PO₄ | 3,0 g |
(NH₄)₂SO₄ | 1,0 g |
MgSO₄ · 7 H₂O | 0,1 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Diese Suspension wird zur Inokulierung von vier Schrägkulturen
des Mediums A der folgenden Zusammensetzung verwendet.
Medium A | |
Glycerin|20,0 g | |
primäre Hefe | 5,0 g |
Fischmehl | 15,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Agar | 20,0 g |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,2 eingestellt |
Die inokulierten Schrägkulturen werden 1 Woche bei 27 bis 28°C
inkubiert und dann bei 4 bis 6°C bis zu ihrer Verwendung gelagert
(nicht länger als 21 Tage).
10 ml Medium B der folgenden Zusammensetzung
Medium B | |
Hefeautolysat|10,0 g | |
Glucose | 10,0 g |
Phosphatpuffer¹ | 2,0 ml |
MgSO₄ · 7 H₂O | 50,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von HCl oder NaOH auf 6,5 eingestellt |
¹Phosphatpufferlösung | |
KH₂PO₄|91,0 g | |
Na₂HPO₄ | 95,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
werden aseptisch zu einer dieser Schrägkulturen gegeben, die
Sporen und Luftmyzelia werden in die Suspension abgekratzt,
und 3,3 ml dieser Suspension werden zur Inokulierung von 2-l-Erlenmeyer-Kolben
mit Ablenkeinrichtungen, der 500 ml Medium B
enthält, verwendet. Dieser Impfkolben wird bei 28°C auf
einer 160 U/min Schüttelvorrichtung (5,08 cm Schwingungsamplitude)
36 h geschüttelt. Zu diesem Zeitpunkt ist das
Wachstum zufriedenstellend.
Der Bewuchs (bzw. das gewachsene Material) aus diesem Impfkolben
wird zur Inokulierung von einem 189 l rostfreien
Stahlimpftank, der 160 l Medium B enthält, verwendet. Dieser
Tank wird 24 h bei 28°C gehalten, wobei eine Rührrate von
150 U/min und eine Luftströmung von 84,9 l/min
verwendet werden. Ein Entschäumungsmittel wird je nach
Bedarf verwendet, aber nicht in einer größeren Menge als
0,1%. Die pH-Bestimmungen werden wie folgt durchgeführt:
43 l des in diesem Impftank gewaschenen Materials werden zur
Inokulierung von einen 756 l rostfreien Stahl-Fermentationsbehälter,
der 467 l Medium C enthält, verwendet. Das Medium C
besitzt die folgende Zusammensetzung.
Medium C | |
Tomatenpaste bzw. -mark|20,0 g | |
primäre Hefe | 10,0 g |
Dextrin | 20,0 g |
CoCl₂ · 6 H₂O | 5,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,2 bis 7,4 eingestellt |
Dieser Tank wird unter Verwendung einer Rührrate von
146 U/min und einer Luftströmung von 255 l/min 92 h bei
25°C in Gang gehalten. Zusätzliches Entschäumungsmittel
wird je nach Bedarf zugegeben, wobei jedoch nicht mehr
als 0,1% zugefügt wird. Die antibakteriellen Assays
werden mit Salmonella gallinarum MB-1287, Vibrio percolans
ATCC 8461 durchgeführt; man erhält die folgenden Ergebnisse.
Die 890 A Einheiten/ml werden bestimmt, wie in dem Teil
mit der Überschrift "II. Untersuchungsverfahren für die
Bestimmung von '890 Assay-Einheiten'" angegeben wird.
473 l Brühe werden auf 5°C gekühlt und durch bzw. mit einer
Zentrifuge zentrifugiert. 22,7 kg Celite werden zu 379 l
der überstehenden Flüssigkeit gegeben, und die Suspension
wird durch eine 45,7-cm-Filterpresse filtriert. Die 344 l
Filtrat werden an einer Säule adsorbiert, die 26,5 l
Dowex®-1×2 (Cl-), Teilchengröße 0,298 bis 0,149 mm,
enthält, und die Säule wird mit 37,9 l entionisiertem
Wasser und anschließend mit 114 l 5% NaCl + 0,01 Mol
tris-HCl-Puffer, pH 7,0, + 25 µMol neutrales EDTA in entionisiertem
Wasser gewaschen. Nach einem weiteren Waschen
mit 18,9 l entionisiertem Wasser werden die Antibiotika
890 A₂ und 890 A₅ mit 94,6 l 3% NaCl + 0,01 Mol tris-HCl-Puffer,
pH 7,0, + 25 µMol neutrales EDTA in 50%igem
(Vol./Vol.) wäßrigem Methanol eluiert. 18,9 l Fraktionen
werden gesammelt.
Die antibiotische Aktivität, die durch Versuche gegenüber
Salmonella gallinarum MB-1287 bestimmt wird, erscheint
in den Fraktionen 1 bis 5 mit einem Maximum in der Fraktion
3. Die Fraktionen 2 und 3, die 10,9% der Aktivität
der angewendeten Brühe enthalten, werden vereinigt und
auf 7,57 l bei vermindertem Druck konzentriert. Die konzentrierte
Probe wird mit 30,3 l entionisiertem Wasser
verdünnt und erneut auf 7,57 l bei vermindertem Druck zur
Entfernung von restlichem Methanol konzentriert.
7,57 l Konzentrat werden auf eine Säule aufgebracht,
die 37,9 l XAD-2 enthält, das zuvor mit 189 l 60%igem
wäßrigem Aceton und anschließend mit 189 l entionisiertem
Wasser und 189 l 5%igem NaCl gewaschen wurde.
Die Säule wird mit 142 l entionisiertem Wasser eluiert.
Es werden drei Fraktionen mit 9,46 l und anschließend
6 Fraktionen mit 18,9 l gesammelt. Die Aktivität, die
durch Versuche an Salmonella-gallinarum-MB-1287-Platten
bestimmt wird, tritt in den Fraktionen 1 bis 6 auf mit
einem Potenzpeak bei der Fraktion 2. Die Fraktionen 2
bis 5, die 64% der Aktivität, die auf die XAD-Säule aufgebracht
wurde, oder 520 000 Einheiten enthalten, werden
vereinigt.
Die Fraktionen 2 bis 5 werden durch Verdampfen bei vermindertem
Druck auf 120 ml konzentriert. Der pH-Wert wird auf 6,5
eingestellt, und das Konzentrat wird auf eine Säule (7×50 cm)
von XAD-2, die mit 8 l 60%igem wäßrigem Aceton und anschließend
mit 4 l entionisiertem Wasser und 8 l 5%igem NaCl
in entionisiertem Wasser gewaschen wurde, aufgebracht. Die
Probe kann bis zur Schichthöhe ablaufen, und dann wird die
Säule dreimal mit 20 ml Teilen entionisiertem Wasser gespült,
wobei man jedesmal bis zur Schichthöhe ablaufen läßt. Das
Antibiotikum wird mit 6 l entionisiertem Wasser in einer
Strömungsrate von 40 ml/min eluiert. Acht Fraktionen von
200 ml und anschließend elf Fraktionen von 400 ml werden gesammelt.
Die antibiotische Aktivität, bestimmt durch Versuche
an Salmonella-gallinarum-MB-1287-Platten, tritt in
den Fraktionen 3 bis 18 auf, wobei ein Aktivitätspeak in
der Fraktion 8 beobachtet wird.
Die Fraktionen 8 bis 12 mit den höchsten Verhältnissen der
Bioaktivität/A₂₂₀ und mit 225 000 Bioaktivitätseinheiten,
bestimmt durch Versuche gegenüber Salmonella gallinarum
MB-1287, werden für die weitere Verarbeitung vereinigt.
Die vereinigten Fraktionen werden bei vermindertem Druck auf
50 ml konzentriert, und 50 ml Methanol werden zugegeben. Die
Probe wird auf eine Säule von Dowex®-1×4 (Cl-)
(Teilchengröße größer 0,037 mm), Schichtdimensionen
2,2×40 cm, das zuvor mit 50%igem Methanol gewaschen
wurde, aufgebracht. Die Säule wird mit 2 l von 0,07 Mol
NaCl + 0,005 Mol NH₄Cl + 0,0001 Mol NH₃ in 50%igem wäßrigem
Methanol mit einer Strömungsrate von 2 ml/min eluiert.
Fraktionen von 12 ml werden gesammelt.
Man beobachtet in dem Abstrom zwei ungleiche Bioaktivitätspeaks,
bestimmt durch Versuche gegenüber Salmonella gallinarum
MB-1287, die den zwei Peaks des Materials mit einem Absorptionsmaximum
bei 308 nm entsprechen. Der größte Teil der Absorption
bei 308 nm in beiden Peaks ist durch Umsetzung mit
Hydroxylamin auslöschbar.
Der erste Peak, der 890 A₂ enthält, tritt in den Fraktionen
98 bis 136 auf, und der zweite Peak, der 890 A₅ enthält, tritt
in den Fraktionen 136 bis 158 auf. Die Fraktionen 112 bis
130 werden vereinigt; man erhält eine 890 A₂-Dowex®-Charge.
Das 890 A₂ wird weiter durch Entsalzen an Sephadex®G-10
gereinigt.
Die Fraktionen 112 bis 130, die 890 A₂ enthalten, werden bei
vermindertem Druck auf 5,5 ml konzentriert, und das Konzentrat
wird auf eine Säule (2,15×70 cm) aus Sephadex®G-10 aufgebracht
und mit entionisiertem Wasser in einer Strömungsrate
von 1 ml/min eluiert. Es werden jeweils Fraktionen von 2,85 ml
gesammelt. Die Bioaktivität, die durch Versuche gegenüber
Salmonella gallinarum MB-1287 bestimmt wurde, tritt in den
Fraktionen 60 bis 98 auf. Die Fraktionen 78 bis 90 zeigen
die höchsten A₃₀₈/A₂₆₀-Verhältnisse, und diese werden für die
Lyophilisierung vereinigt. Der pH-Wert der vereinigten Fraktionen
beträgt 4,1, und durch Zugabe von 8 µl 1molarem Ammoniak
wird er auf 7,8 eingestellt. Das vereinigte Material enthält
52 A₃₀₈-Einheiten mit einem A₃₀₈/A₂₆₀-Verhältnis von
0,76, was einen wesentlichen Abbau des Antibiotikums während
dieses Verfahrens anzeigt.
Die gesammelten Fraktionen 78 bis 90 werden bei vermindertem
Druck auf 1,69 ml konzentriert. Zwei 0,1-ml-Proben werden
entfernt und getrennt in kleinen, kegelförmigen Reaktionsglasampullen
lyophilisiert. Der Rest wird in einer 14-ml-Glasampulle
mit Schraubverschluß lyophilisiert; man erhält
1,29 mg Feststoffe, die 890 A₂ enthalten.
Ein Rohr aus lyophilisierter Kultur von Streptomyces flavogriseus
MA-4600 wird aseptisch geöffnet, und der Inhalt wird
in einem Rohr suspendiert, das 1,5 ml steriles Medium A der
folgenden Zusammensetzung enthält.
Medium A | |
Hefeextrakt|10,0 g | |
Glucose | 10,0 g |
MgSO₄ · 7 H₂O | 0,05 g |
Phosphatpuffer¹ | 2 ml |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
¹Phosphatpufferlösung | |
KH₂PO₄|91,0 g | |
Na₂HPO₄ | 95,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Diese Suspension wird zur Inokulation eines 250-ml-Erlenmeyer-Impfkolbens
mit Dreifachablenkeinrichtungen verwendet,
der 54 ml Impfmedium B der folgenden Zusammensetzung enthält.
Medium B | |
Autolysierte Hefe|10,0 g | |
Glucose | 10,0 g |
MgSO₄ · 7 H₂O | 0,05 g |
Phosphatpuffer¹ | 2 ml |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 6,5 eingestellt |
¹Phosphatpufferlösung | |
KH₂PO₄|91,0 g | |
Na₂HPO₄ | 95,0 g |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
Die Impfkolben werden mit Baumwolle verschlossen und 30 h
bei 28±1°C auf einer 220 U/min Rotationsschüttelvorrichtung
(5,08 cm Schwingungsamplitude) geschüttelt.
Fünfzig 250-ml-Erlenmeyer-Produktionskolben ohne Ablenkeinrichtungen,
die je 40 ml Produktionsmedium C enthalten, werden
mit 1 ml/Kolben Brühe aus dem Impfkolben inokuliert.
Die Produktionskolben werden mit Baumwolle verschlossen.
Medium C | |
Tomatenpaste bzw. -mark|20,0 g | |
primäre Hefe | 10,0 g |
Dextrin | 20,0 g |
CoCl₂ · 6 H₂O | 5,0 mg |
destilliertes Wasser | 1000 ml |
pH: unter Verwendung von NaOH auf 7,2 bis 7,4 eingestellt |
Nach der Inokulation werden die Produktionskolben bei 28±1°C
unter Schütteln auf einer 220 U/min Rotationsschüttelvorrichtung
(5,08 cm Schwingungsamplitude) 3 Tage inkubiert.
Die Aktivität des Materials in den Kolben wird gegenüber
Standard-Vibrio-percolans-ATCC-8461-Assayplatten unter Verwendung
von 1,27-cm-Versuchsscheiben, die in die zentrifugierte
Fermentationsbrühenprobe eingetaucht sind, geprüft.
Die Proben werden mit 0,05 M Phosphatpuffer, pH 7,4, verdünnt.
Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt.
Zeitpunkt bei der Sammlung des Ertrags, h|72 | |
pH | 6,4 |
Vibrio percolans (1/100 Verdünnung) Assay | 23 mm |
890 Assay, Einheiten/ml | 103 |
Die 890 A Einheiten/ml werden bestimmt, wie in dem Teil mit
der Überschrift "II. Untersuchungsverfahren für die Bestimmung
von '890 Assay-Einheiten'" beschrieben.
Die gesamte Brühe wird in 200-ml-Teilen in Polycarbonatflaschen
bei 9000 U/min während 15 min zentrifugiert; man erhält
1600 ml vereinigte überstehende Lösung mit einer Wirksamkeit
von 104 Einheiten/ml. Dazu gibt man 0,5 ml 0,1 M
neutrales EDTA.
Die zentrifugierte Brühe wird an Dowex®-1×2-(Cl-)-Säule
(Teilchengröße 0,298 bis 0,149 mm), Schichtdimensionen
3,8×22 cm, in einer Strömungsrate von 6 bis
20 ml/min adsorbiert. Die Säule wird mit 100 ml entionisiertem
Wasser gespült und mit 1 l entionisiertem Wasser,
das 50 g Natriumchlorid, 0,02 Mol tris-HCl-Puffer, pH 7,0,
und 25 µMol neutrales EDTA, in einer Strömungsrate von
6 ml/min eluiert. Es werden Fraktionen von 10 ml gesammelt.
Das Antibiotikum 890 A₁ tritt in den Fraktionen 13 bis 81 auf
mit einem Maximum bei den Fraktionen 25 bis 33, was durch
die erste Anwendung des Salzeluats hervorgerufen wird. Die
Fraktionen 24 bis 41 mit den höchsten Biopotenz/A₂₂₀-Verhältnissen
werden für die weitere Verarbeitung vereinigt.
Die vereinigten Fraktionen besitzen insgesamt 29 000 Einheiten
oder 17% der angewendeten Bioaktivität.
Das Dowex-Eluat wird auf 10 ml konzentriert, der pH-Wert wird
mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure auf 6,5 eingestellt, und
das Konzentrat wird auf eine Säule aus XAD-2, Schichtdimensionen
3,3×36 cm, gegeben, wobei das Harz zuvor mit je 2 l
60%igem wäßrigem Aceton, entionisiertem Wasser und 5% (Gew./Vol.)
Natriumchlorid in entionisiertem Wasser gewaschen wurde.
Die Probe wird mit entionisiertem Wasser in einer Strömungsrate
von 6 ml/min eluiert. Die Fraktionen von 40 bis
260 ml werden gesammelt.
Die antibiotische Aktivität tritt in den Fraktionen 6 bis 14
auf, was 220 bis 2650 ml des eluierten Volumens entspricht.
Der Peak tritt bei den Fraktionen 9 und 10 auf und erstreckt
sich von 370 bis 590 ml des eluierten Volumens. Die
Fraktionen 9 bis 12, die 370 bis 1060 ml des eluierten Volumens
entsprechen, besitzen die höchsten HAEA₃₀₀/A₂₂₀-Verhältnisse
und werden für die weitere Verarbeitung vereinigt.
Diese Fraktionen enthalten 36 600 Einheiten; dies entspricht
126% der offensichtlich angewendeten Aktivität.
Die vereinigten Fraktionen 9 bis 12 werden auf 100 ml konzentriert,
und das Konzentrat wird auf eine Säule aus Dowex®-1×4
(Cl-) (Teilchengröße größer 0,037 mm), Schichtdimensionen
2,2×41 cm, in einer Strömungsrate von 2 ml/min gegeben.
Die Säule wird mit 50 ml entionisiertem Wasser gespült
und mit 3 l 0,07 M NaCl + 0,005 M NH₄Cl + 0,0001 M NH₃
in entionisiertem Wasser in einer Rate von 2 ml/min eluiert.
Die Fraktionen von 10,8 ml werden gesammelt, beginnend mit
der ersten Anwendung des Eluierungsmittels.
Der Hauptpeak des Antibiotikums 890 A₁ tritt in den Fraktionen
181 bis 217 auf mit einem Maximum bei der Fraktion 198. Die
Fraktionen 186 bis 210, die insgesamt 114 Adsorptionseinheiten
bei 300 nm enthalten, werden vereinigt.
Die vereinigten Fraktionen werden auf 4,0 ml konzentriert,
und der pH-Wert wird durch Zugabe von 16 µl 1 M NaOH auf 7,3
eingestellt. Das Konzentrat wird auf eine Säule aus Bio-Gel
P-2 (Teilchengröße 0,074 bis 0,037 mm), Schichtdimensionen
2,15×70 cm, gegeben, mit 3×1 ml Waschlösungen
aus entionisiertem Wasser gewaschen und mit entionisiertem
Wasser von 0,96 ml/min eluiert. Die Fraktionen von 3,85 ml
werden gesammelt.
Der Hauptpeak des Antibiotikums 890 A₁ tritt in den Fraktionen
24 bis 44 auf mit einem Maximum bei den Fraktionen 33 und
34. Die Fraktionen 27 bis 38 mit den höchsten A₃₀₀/A₂₄₅-Verhältnissen
werden für die Lyophilisierung vereinigt. Diese
vereinigten Fraktionen besitzen insgesamt 72 A₃₀₀-Einheiten.
Zur Durchführung der Lyophilisierung werden die vereinigten
Fraktionen auf 3,0 ml konzentriert, und der pH-Wert des
Konzentrats wird durch Zugabe von 10 µl 0,1 M NaOH auf 7,5
eingestellt. Die Probe wird in zwei Teile von je 1,50 ml
geteilt, und die Teile werden getrennt schnell gefroren
und aus 14 ml Glasampullen mit Schraubverschluß lyophilisiert.
Jede Probe enthält 1,73 mg 890 A₁; dies entspricht
35,8 A₃₀₀-Einheiten.
Zubereitungen, die das erfindungsgemäße Antibiotikum enthalten,
können in verschiedenen Einheitsdosisformen verabreicht
werden, z. B. in festen oder flüssigen oral einnehmbaren
Dosisformen. Die Zusammensetzungen pro Einheitsdosis
können sowohl in flüssiger als auch in fester Form von
0,1 bis 99% aktives Material enthalten, wobei der bevorzugte
Bereich etwa 10 bis 60% beträgt. Die Zusammensetzung
wird im allgemeinen etwa 100 bis etwa 2000 mg, ausgedrückt
durch das Gewicht, an aktivem Bestandteil, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthalten. Es ist jedoch
im allgemeinen bevorzugt, eine Dosismenge im Bereich von
etwa 250 bis 2000 mg zu verwenden. Bei der parenteralen Verabreichung
ist die Einheitsdosis im allgemeinen die reine
Verbindung in steriler Wasserlösung oder in Form eines löslichen
Pulvers, das für eine Lösung bestimmt ist. Beispielhafte
Zubereitungen können nach den folgenden Verfahren
hergestellt werden.
Kapseln |
pro Kapsel |
Antibiotikum|400 mg |
Lactose, U.S.P. in einer Menge, die ausreicht,
um in Kapseln jeweils etwa
475 mg einzufüllen.
Bei dem obigen Beispiel werden die aktive Verbindung und das
Verdünnungsmittel unter Bildung eines einheitlichen Gemisches,
das dann in Hartgelatinekapseln mit der Hand oder gegebenenfalls
mit einer geeigneten Vorrichtung eingefüllt
wird, vermischt. Das Mischen und Abfüllen erfolgt bevorzugt
in einem Raum mit einer relativen Feuchtigkeit unter 40%.
Tabletten | |
pro Tablette | |
Antibiotikum 890 A₂|330 mg | |
Calciumphosphat | 192 mg |
Lactose, U.S.P. | 190 mg |
Maisstärke | 80 mg |
Magnesiumstearat | 8 mg |
800 mg |
Bei dem obigen Beispiel wird die aktive Verbindung mit
dem Calciumphosphat, der Lactose und etwa der Hälfte der
Maisstärke vermischt. Das Gemisch wird mit einer 15%igen
Maisstärkepaste granuliert und grobgesiebt und dann erneut
durch ein Sieb mit einer Sieböffnung von 1,19 mm gesiebt.
Der Rest der Maisstärke und das Magnesiumstearat werden
zugegeben, und das Gemisch wird zu Tabletten verpreßt,
die einen Durchmesser von etwa 1,27 cm besitzen und je
800 mg wiegen.
Alternativ kann die aktive Komponente mit dem Calciumphosphat,
Lactose und der Hälfte der Maisstärke vermischt werden.
Das Gemisch wird auf einer schweren Arbeitspresse unter
Bildung einer kompakten, tablettenartigen Masse "verdichtet".
Diese Masse wird zu einem Granulat mit einer Korngröße
von 1,19 mm zerkleinert. Der Rest der Maisstärke
und das Magnesiumstearat werden zugegeben, und das Gemisch
wird zu Tabletten, die einen Durchmesser von etwa 1,27 cm
besitzen und je 800 mg wiegen, gepreßt.
Lyo-Form (für die Injektion) | |
pro Ampulle | |
Antibiotikum 890 A₂|500 mg | |
Wasser für die Injektion, U.S.P. | bis zu 2 ml |
Bei dem obigen Beispiel wird die aktive Verbindung in
ausreichend Wasser für die Injektion in dem angegebenen
Verhältnis gelöst. Die Lösung wird zur Sterilisierung
durch Selas-Kerzen oder Milliporen-Membranfilter filtriert.
Die Lösung wird geteilt und in sterile Ampullen abgefüllt.
Die Ampullen und der Inhalt werden gefroren, und das Wasser
wird durch Lyophilisierung aseptisch entfernt. Die
Ampullen, die den sterilen, trockenen Feststoff enthalten,
werden aseptisch abgedichtet bzw. verschlossen.
Für die parenterale Verabreichung werden zu dem Inhalt
einer Ampulle 2 ml steriles Wasser für die Injektion zugegeben.
Formen für die orale Verabreichung | |
pro 1000 ml | |
Antibiotikum 890 A₂|1,0 g | |
Saccharose | 600,0 g |
Glucose | 250,0 g |
Natriumbenzoat | 1,0 g |
konzentriertes Orangenöl | 0,2 ml |
gereinigtes Wasser, U.S.P. bis zu | 1000,0 ml |
Die Saccharose und Glucose werden in etwa 400 ml Wasser
unter Erhitzen zur leichteren Auflösung gelöst. Diese Lösung
wird abgekühlt. Natriumbenzoat und anschließend konzentriertes
Orangenöl werden zugegeben. Die Lösung wird
mit Wasser auf ein Volumen von etwa 900 ml eingestellt,
und das Antibiotikum wird zugegeben. Die Lösung wird durch
Filtration durch ein grobes Filter geklärt.
Claims (2)
1. Epithienamycin B der Formel
mit folgender absoluten Konfiguration
C₅=R; C₆=R; und C₈=S sowie dessen pharmazeutisch
annehmbare Salze.
2. Zubereitung, enthaltend eine Verbindung gemäß Anspruch
1 und einen nichttoxischen, pharmazeutisch annehmbaren
Träger.
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