DE2924868A1 - Verfahren zur vermehrung von myxococcus fulvus dsm 1368 - Google Patents

Verfahren zur vermehrung von myxococcus fulvus dsm 1368

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Description

  • Verfahren zur Vermehrung von Myxococcustfulvus DSM 1368
  • In der Patentanmeldung P 28 38 542.4 wird für Myxococcus fulvus DSM 1368 ein Verfahren zur Herstellung eines Kulturmediums bzw.
  • zur Vermehrung des Mikroorganismus beschrieben, bei dem man den Mikroorganismus unter submersen aerol>en 13edingungen in einem C, N und S sowie Mineralsalze enthaltenden wässrigen Nährmedium vei 15 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35, insbesondere ca. 30°C kultiviert. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine V erbesserung des Verfahrens der Patentanmeldung P 28 38 542.4, wobei das verbesserte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man (a) in einer fakultativen ersten Stufe keinen für das Wachstum notwendigen Stoff limitiert und damit ein exponentielles Wachstum ermöglicht und (b) in einer zweiten Stufe keinen für das Wachstum notwendigeii Stoff außer Sauerstoff limitiert und damit ein exponentielles Wachstum verhindert.
  • Durch diese Verfahrens führung wird eine erhöhte Ausbeute an den Antibiotika und insbesondere an dem Stoff der empirischen Summenformel C25lI33N303S2 erzielt, die vom Mikroorganismus gebildot werden.
  • Tn der ersten Stufe sollen die Zellen optimal wachsen, um in möglichst kurzer Zeit eine hohe Zellkonzentration zu erzielen.
  • Wenn man die zweite Stufe kontinuierlich durchführt, wird man von der ersten zur zweiten Stufe bei einer Zellkonzentration übergehen, die einerseits möglichst hoch ist, andererseits noch eine praktikable Verfahrensführung gestattet. Wenn man die zweitc Stufe jedoch chargenweise durchführt und eine Erhöhung der Zellkonzentration zuläßt, wird man von der ersten zur zweiten Stufe bei einer Zellkonzentration übergehen, die unter der Zellkonzentration liegt, die bei einer kontinuierlichen Verfahrensführung der zweiten Stufe gerade noch praktikabel ist.
  • So kann man z.i3. sowohl bei der chargenweisen als auch bei der kontinuierlichen Verfahrensführung der Stufe (b) von der Stufe (a) zur Stufe (b) bei einer Zellkonzentration im Bereich von 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 25 und insbesondere 5 bis 20 g Zelltrockenmasse/1 oder der ihr entsprechenden Sauerstoffaufnahmerate oder dem ihr entsprechenden Peptonverbrauch übergehen.
  • die korrespondierenden Werte für die Sauerstoffaufnahmerate bzw.
  • den Peptonverbrauch kann man leicht durch einen Vorversuch ermitteln.
  • I)ie erst Stufe ist jedoch nicht obligatorisch, So kann man beispielsweise bei der zweite Stufe von einer Zellkonzentration ausgehen, die z.H. unter einem Wert von ig Zelltrockenmasse/l liegt, oder z.13. durch Animpfen eine Zellkonzentration z.B. im Bereich von 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 25 und insbesondere 5 bis 20 g Zelltrockenmasse/1 vorgehen.
  • Bei der zweiten Stufe kann man ein exppnentielles Wachstum verhindern, wenn man z.B. bei einer Sauerstoffaufnahmerate von 80 bis 30, vorzugsweise 80 bis 40 und insbesondere 80 bis 60 % der für exponentielles Zellwachstum notwendigen (auf die einzelne Zelle und Zeiteinheit bezogenen) Sauerstoffaufnahmerate arbeitet.
  • Oberhalb dieses Bereichs kommt es zu einem exponentiellen Wachstum und unterhalb dieses Bereichs lediglich zu Ruhrestoffwechsel.
  • Durch die erfindungsgemäße Sauerstofflimitierung der zweiten Stufe ist das Zellwachstum also nicht exponentiell, sondern kann vielmehr linear sein.
  • Bei der zweiten Stufe kann man derart belüften, daß die Sauerstoffkonzentration im Abgas weniger als 70 °,b der Sauerstoffkonzentration in der Zuluft beträgt. Wenn man den angegebenen Grenzwert beachtet, weichen die Gaskonzentrationen im Abgas stärker von denen der Belüftung ab, so daß die Aufnahmeraten besser zu messen sind.
  • Es wurde bereits angesprochen, daß sich die zweite Stufe sowohl chargenweise als auch kontinuierlich durchführen läßt.
  • Wenn man die zweite Stufe chargenweise durchführt, kann man die Belüftungsrate stufenweise erhöhen und während der Etappen konstanter Belüftungsrate die Sauerstoffaufnahmerate durch Durch mischen, z.B. Rühren, regeln. Diese Versuchsführung bietet den Vorteil einer einfachen Gasbilanzierung.
  • Z.B. kann man bei einer chargenweisen Durchführung der zweiten Stufe auch die Sauerstoffaufnahmerate konstant halten.
  • Wenn man die zweite Stufe kontinuierlich durchfüllrt, arbeitet man zweckmäßigerweise hei einer konstanten Zellkonzentration.
  • Eine derartige Konstanz läßt sich z.13. dadurch erreichen, daß man kontinuierlich oder periodisch Zellen aus trägt.
  • Einer konstanten Zellkonzentration werden eine konstante Sauerstoffbeliiftungsrate und eine konstante Sauerstoffaufnahmerate entsprechen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird gemäß den Angaben der Patentanmeldung P 28 38 5all2.4 bei 15 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35 und insbesondere ca. 30 0C durchgeführt. Geeignete hährmedien lassen sich der genannten Patentanmeldung P 28 38 542.4 und Int. J. Syst. Bacteriology, 26 (1976) 561-562 und Pech.
  • Microbiol., 115 (1977) 45-49 entnehmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf Myxococcus fulvus DSM 1368 beschränkt, sondern auf beliebige Stämme von Myxococcus fulvus anwendbar, insbesondere auf Myxococcus fulvus DSM 1525 (vergleiche Patentanmeldung P .. .. ..... vom 13. Juni 1979 und von demselben Anmelder). Die Erfindung betrifft also allgemein ein Verfahren zur Vermehrung von Myxococcus fulvus unter submersen aeroben Bedingungen an einem C, N und gegebenenfalls S sowie Mineralsalze enthaltenden wässerigen Nährmedium), das durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen gekennzeichnet, ist. Die Verwendung eines S-haltigen Nährmediums ist nur dann obligatoisch, wenn wie bei Myxococcus fulvus DSM 1368 ein S-haltiger Stoff gewonnen werden soll. Die für andere Stämme als DSM 1368 zweckmäßigen Werte für den Übergang von der ersten zur zweiten Verfahrensstufe und für die Sauerstoffaufnahmerate der zweiten Stufe lassen sich in Analogie zu denen für den Stamm DSM 1368 ermitteln.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß sich durch Sauerstofflimitierung bestimmte wertvolle Stoffwechselprokte in höheren Ausbeuten erhalten lassen, z.B. vom Stoff der empirischen Summenformel C25H33N3O3S2 beim Stamm DSM 1368.
  • Hinterlegung der genannten Myxococcus fulvus-Stämme Ort Tag Aktenzeichen DSM Göttingen 22. August 1978 1368 DSM Göttingen 28. März 1979 1525 Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.
  • Beispiel 1 Es wurde ein 10-1-Kleinfermenter (AG für biologische Verfahrenstechnik) verwendet, der mit einem Zulufteinleitungesrohr, ei dem Rührer, einer Säuredosiere inrichtung, einem pH-Meßgerät, einer Sauerstoffelektrode, einem Thermometer, einer Heizeinrichtung und einem Abgasstutzen versehen war. Es wurde ein wässeriges Medium mit 1 % Pepton aus Kasein (tryptisch verdaut; Merk), 0,3 % MgSO4.7H20 und 1 ml Polypropylenglycol verwendet. Die Te:nperatur betrug 30 C. Der pII-Wert betrug bei 13eginn 7,2 und wurde nach dem Erreichen eines Wertes von 7,5 durch Titrieren mit 25 %-iger Essigsäure konstant gehalten.
  • Aus einem Vorversuch war bekannt, daß Myxococcus fulvus DSM 1368 bei einer Gelöstsauerstoffkonzentration von mehr als 10 % Sättigung unabhängig vom Gehalt an gelöstem Sauerstoff exponentiell wächst.
  • Versucllsdaten und Versuchsergebnisse sind Figur 1 zu entnehmen.
  • So wurde bis zur 38. Stunde bei einem Gehalt von Gelöstsauerstoff von 80 bis 100 % und bis zur 39. Stunde bei einem Gehalt an Gelöst.sauerstoff von 70 bis 80 % gearbeitet. figur 1 zeigt die Bildung des Stoffs der empirischen Summenformel C25H33N303S2 in Abhängigkeit von der Peptonlimitierung. Die hohen Ausgangswerte für die absolute und spezifische Aktivität erklären sich durch das Anirnpfen mit einer Schüttelkolbenkultur. Während der bis etwa zur 18. Stunde reichenden exponentiellen Wachstumsphase kam es zu keiner Bildung des genannten Stoffs, vielmehr verschwand er. Als nach der beendeten exponentiellen Wachstumsphase das Pepton verbraucht wurde, nahm die Aktivität bis etwa zur 37.
  • Stunde zu, um dann bei weiterer Peptonerschöpfung wieder abzunehmen.
  • Ileispiel 2 Es wurde Beispiel 1 mit den Ausnahmen wiederholt, daß ein 50-1-Rührkesselfermenter verwendet wurde, wobei nach der exponentiellen Wachstumsphase eine Sauerstofflimiltierung erfolgte.
  • Den Figuren 2 bis 4 kann man folgende entnhemen. Nach den Figuren 2 bis 3 erstreckte sich die exponentielle Wachstumsphase bis zur 18 . Stunde. Sie endete mit dem Verbrauch des vorgelegten Peptons. Als Indikator wurde die Sauerstoffatihahme benutzt, die nach Erreichen eines Wertes von 120 mg 02/1 h stark abfiel und damit das Einsetzen der Peptonerschöpfung anzeigte.
  • Nach 22 Stunden wurde die Peptonkonzentration im Medium durch Nachgeben auf 0,5% eingestellt. Gleichzeitig wurde bei konstanter Belüftungsmenge die Sauerstoffaufnahmerate durch Abseken der Drehzahl auf 120 nig 02/1 h begrenzt und durch weiteres Variieren der Drehzahl bei diesem Wert gehalten. Figur 4 zeigt die Bildung des Stoffs der empirischen SummenformelO25H33N303S2 wobei von einem Wert von 0,17 mg/l ausgegangen wurde. Nach 55 Stunden wurde ein Wert von 5,5 mg/l erreicht.

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Vermehrung von Myxococcus fulvus DSM 1368 unter submersen aeroben bedingungen in einem C, N und s sowie Mineralsalze enthaltenden wässerigen Nährmedium gemäß Patentanmeldung P 28 38 542.4, dadurch gekennzeichnet, daß man (a) in einer fakultativen ersten Stufe keinen für das Wachstum notwendigen Stoff limitiert und (b) in einer zweiten Stufe keinen für das Wachstum notwendigen Stoff außer Sauerstoff limitiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Stufe (b) gemäß Anspruch 1 bei einer Sauerstoffaufnahmerate von 80 bis 30, vorzugsweise 80 bis 40 und insbesondere 80 bis 60 A0 der für exponentielles Zellwachstum notwendigen (auf die einzelne Zelle und Zeiteinheit bezogenen) Sauerstoffaufnahmerate durchführt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Stufe (b) gemäß Anspruch 1 bei linearem Zellwachstum durchführt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Stufe (b) gemäß'Anspruch 1 derart belüftet, daß die Sauerstoffkonzentration im Abgas weniger als 70 % der Sauerstoffkonzentration in der Zuluft beträgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Stufe (b) gemäß Anspruch 1 chargenweise oder kontinuierlich durchführt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man bei chargenweiser Versuchsführung bei Stufe (b) gemäß Anspruch 1 die Belüftungsrate stufenweise erhöht und während der Etappen konstanter Belüftungsrate die Sauerstoffaufnahmerate durch Durchmischen, z.B. Rühren, des Kulturmediums regelt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man bei chargenweiser Verfahrensführung bei Stufe (b) gemäß Anspruch 1 die Sauerstoffaufnahmerate konstant hält.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bei kontinuierlicher Verfahrensführung Stufe (b) gemäß Anspruch 1 bei einer konstanten Zelltrockenmassenkonzentration durchführt.
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