JP2750222B2 - ナタマイシン回収方法 - Google Patents

ナタマイシン回収方法

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    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/44Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
    • C12P19/60Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen of the saccharide radical directly bound to a non-saccharide heterocyclic ring or a condensed ring system containing a non-saccharide heterocyclic ring, e.g. coumermycin, novobiocin
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ナタマイシンはピマリシンとしても知られ、最初は19
55年に、南アフリカのナタールのピーターマリツバーグ
の町の近くで採取された土壌から得られたストレプトマ
イセス・ナタレンシス(Streptomyces natalensis)の
培養物の発酵ブロスから単離された。(A.P.Struykら,
Antibiotics,Annual,878(1957−1958))WHOによって
ナタマイシンを示す名称であるピマリシンは、ストレプ
トマイセス・ナタレンシス(Streptomyces natalensi
s)あるいはストレプトマイセス・ギルボスポレウス(St
reptomyces gilvosporeus)のいずれかによって産生さ
れる。
初期の特許には多数回の精製工程を必要とし比較的高
価なユニット操作を含む回収方法が記載されている。英
国特許第846,933号はメタノール、ブタノールおよびア
セトンのような水混和性溶媒を使用した発酵ブロスから
のナタマイシンの吸着/溶出回収を開示している。米国
特許第3,892,850号は限られた水混和性を有する有機溶
媒への抽出、次いで該溶媒からの回収による発酵ブロス
からの回収を開示している。米国特許第3,378,441号は
発酵ブロスの塩析、ついで溶媒溶解および蒸発による沈
殿によるナタマイシンの回収をクレームしている。その
後の特許である英国特許第2,106,498号は濾過された発
酵ブロスを真空濃縮またはブタノール抽出して原材料で
ある抗菌複合体を得、ここからナタマイシンを単離でき
る。WO92/10580はナタマイシンをメタノールで低pHで溶
解し、ブロス固形物を除去することを開示している。こ
れらの条件下でナタマイシンは酸分解に感受性であっ
て、収量の低下および生成物純度の低下に有効である。
このように、先行技術は高い品質のナタマイシンの効率
的な回収方法を教示していない。
発明の総括 本発明は、実質的に水混和性溶媒をアルカリ性pHで使
用する発酵ブロスから高品質のナタマイシンを回収する
新しい単純な効率的方法に関する。詳細には、ナタマイ
シンは発酵ブロスから以下の方法で回収される: a)上記ブロスのpHを約10より上に調節し、上記ブロス
にナタマイシンを溶解させるに十分な量の実質的に水混
和性の溶媒を加え; b)pH調節されたブロスから不溶性固体を除去し; c)該ブロスのpHをナタマイシンを該ブロスから沈殿さ
せるに十分なレベルに低下させ; d)ナタマイシンを上記ブロスから取り出す。
好適具体例において、ブロスのpHは段階a)では10な
いし11に、段階c)においては5.5ないし7.5に調節され
る。段階b)およびd)においてはいくつかの方法、た
とえば、遠心分離、深部濾過および交差流濾過を使用で
きるが、好ましい方法は交差流濾過である。回収段階の
前に発酵ブロスをたとえば重量/容量にもとづいて10な
いし50%固体に濃縮するのが好ましい。回収工程の間の
ナタマイシンの大きな安定性のため、BHA、BHT、アスコ
ルビン酸またはエリスロビン酸ナトリウムのような抗酸
化剤を添加できる。
発明の詳細な説明 発酵によるナタマイシンの生産は周知である。上述の
英国特許、GB846,933は代表的であり、ストレプトマイ
セス・ギルボスポレウス(Storeptomuces gilbosporeu
s)を使用した発酵によってナタマイシンを製造するこ
とを開示している。
ナタマイシンを含む発酵ブロスは、所望なら、蒸発、
深部濾過、交差流濾過および遠心分離のような適当な方
法によって濃縮できるが、好ましい方法は交差流濾過で
ある。重量/容量にもとづいて約10ないし50%固体の範
囲に濃縮するのが好ましい。濃縮の間ブロスは50ないし
70℃の範囲に加熱して蒸発または濾過速度を改善する。
上記ブロスを適当な塩基性化剤、たとえばNa2CO3,K2
CO3,KOH,NaOHまたはその組み合わせを使用して約10を越
えるpH、好ましくは約10ないし約11に調節した。濃縮段
階での水除去の程度に依って、この濃縮物の水または水
混和性による希釈を行ってpH調節の間の撹拌を促す必要
があるかも知れない。さらに、上記pH調節濃縮物にナタ
マイシンを溶解させるに十分量の実質的に水混和性の溶
媒を加える。適当な水混和性溶媒は、たとえば、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テ
トラヒドロフランおよびそれらの組み合わせである。こ
れらのうち、イソプロパノールが好適である。典型的に
は、濃縮物1容量部当たり1ないし2容量部のイソプロ
パノールが必要である。
ナタマイシンの溶解度は水あるいはイソプロパノール
のいずれでも低いが("Solubility of Antibiotics in
Twenty−Six Solvents",Journal of the Association o
f Official Analytical Chemists,vol.50,no.2,196
7),高いpHでは溶媒混合物において40ないし120g/l以
上で可溶性である。文献ではナタマイシンはあるかりせ
いpHでは不安定であると報告されているが(H.Brik"Ana
lytical Profiles of Drug Substances")、実際は本発
明の条件下には適当に安定である。所望なら、安定性は
アスコルビン酸、エリソルビン酸、BHAおよびBHTのよう
な抗酸化剤をナタマイシン活性の約0.2重量%までの量
を添加することによってさらに改善される。WO92/10580
に開示されているような低いpHの回収工程の条件下に
は、ナタマイシンは急速な失活およびナタマイシンから
容易には分離されないナタマイシン類似物の形成に感受
性である。
不活性なブロス固体は、深部濾過、交差流濾過および
遠心分離のようないくつかの方法のいずれかによってナ
タマイシン溶液から取り出される。所望なら、上記固体
は、たとえば、40−60%イソプロパノール水溶液で洗っ
て残留ナタマイシン活性を抽出し、回収量を改善でき
る。交差流濾過はブロスの固体を除去するのに好適な方
法である。交差流濾過はJ.M.WalkerおよびM.Coxga"The
Language of Biotechnology"(American Chemical Soci
ety,Washington,D.C.,1988)で定義されているよう
に、”主液体流はフィルターと平行していて該液体が主
液体流に対して垂直に通過するようにした濾過装置のた
めの操作レジメである。このレジメはフィルターケーキ
の形成を最小にし、したがって濾過速度も低下する。フ
ィルター助剤または凝集剤の必要なしに急速な濾過がで
きる。”特許請求された方法においては、濾過助剤の添
加なしに交差流濾過により急速濾過速度および高い最終
固体濃度が可能になる。使用されるセラミックフィルタ
ーにより高い交差流速度が可能となり濾過表面を効果的
に掃くことができる。これらは高温で使用でき、さらに
フラックス強化できる。苛酷なpHおよび温度条件に対す
るこれらの安定性により滑らかな洗浄が促進され、栓塞
を最小にする操作の間にバックパルスされ得る。
次いで生成物に富んだ溶液のpHを塩酸のような適当な
酸で調節してナタマイシンを沈殿させる。酸の選択は重
要ではなく、経済と簡便のため塩酸が好ましい。沈殿さ
れたナタマイシン結晶は適当な方法、たとえば、深部濾
過、交差流濾過および遠心分離で単離される。さらに公
知の精製工程、たとえば、水−イソプパノール混合物で
洗い乾燥することによって行われる。遠心分離または交
差流濾過によりナタマイシンを単離するには、濾過母液
を同様の溶媒組成の洗浄液で置き換えて水不溶性不純物
が沈殿するのを避けることが必要である。乾燥生成物は
典型的には無水状態で少なくとも94%の純度を有する。
40−70%の回収率が典型的である。交差流濾過は上述の
ようにナタマイシンの好適単離方法であって、母液およ
び洗浄液を急速に除去する。この場合の生成物は濃縮結
晶スラリーであり、これは種々の方法、たとえば蒸発ま
たは噴霧乾燥によって乾燥固体に転換できる。
ナタマイシンは結晶の形では温度安定性である(H.A.
Morrisら、Cultured Dairy Products Journal,p23,(19
78年8月)。生成物水分が約6%以下で運転されない限
り70℃に維持された乾燥温度が受容できる。ナタマイシ
ンは通常三水和物として存在する。無水ナタマイシンは
水和物より不安定であるが、あまり過剰に乾燥すると生
成物の純度に悪影響を及ぼす。
本発明の回収方法によっては典型的に94ないし99%
(無水状態にもとづいて計算)の乾燥生成物純度および
40−70%の回収率が達成される。
実施例1 回転エバポレイターによって、10.5g/lのナタマイシ
ン濃度の1027mlの発酵ブロスを500mlに濃縮した。pHを1
0M水酸化ナトリウムで10.5に調節し、500mlのイソプロ
パノールを加えた。この混合物を約2時間撹拌し、次い
で遠心分離した。透明な暗色ナタマイシンに富んだ溶液
を傾瀉し、12M塩酸でpH6.5ないし7.5に調節し数時間か
けて結晶化させた。ナタマイシン結晶を遠心分離により
単離し、水:イソプロパノール1:1混合物40mlでフィル
ター漏斗に移し、濾過し、水:イソプロパノール1:1混
合物20mlずつで3回洗い、真空オーブン中35℃で一定重
量まで乾燥し、無水状態にもとづいて純度96.2%の8gの
ナタマイシン固体を得た。ブロスからの収率は69%であ
った。
実施例2 ナタマイシン濃度134g/lの発酵ブロス濃縮物の10.2リ
ットル部分を炭酸ナトリウム1100g、140mlの50%水酸化
ナトリウム溶液および十分量の水(1.3リットル)を添
加することによりpH10.6に調節しこのpH調節の間に重い
沈殿物を混合させた。得られたスラリーに、6gのBHAを
含むイソプロパノール6kgを加え、混合物を撹拌してナ
タマイシンを溶解させた。ブロスの固体を25−30℃で交
差流濾過により取り出した。この操作の間に保持された
ブロスの固体のスラリーは濃厚となったので、水:イソ
プロパノール1:1混合物10リットルを加えて残留するナ
タマイシンを洗い出した。濾液を5M塩酸でpH6.6に調節
し、ナタマイシンを1−2時間かけて結晶化した。ナタ
マイシンをビュッフェナー漏斗で濾過し、約500mlのイ
ソプロパノールと水40:60の混合物で洗い、約500mlの水
で洗い、実験室フードで乾燥して550gのナタマイシン固
体を得た。これは無水状態での純度97%を越えていた。
ブロス濃縮物からの収率は約40%であった。
実施例3 1.06%のナタマイシンを含む9600ガロンの容量の発酵
ブロスを55−60℃での交差流濾過によって535ガロンの
容量に濃縮した。この操作の間に保持したスラリーが濃
縮されたので915ガロンの水を洗浄液として加えた。保
持され洗浄されたブロス濃縮物がもはや濾過できないと
き、それを炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムでpH10.6
に調節し、8000kgのイソプロパノールを加えてナタマイ
シンを溶解し1ポンドのエリスロビン酸ナトリウム加え
て酸化から保護した。ブロスの固体を23−28℃で交差流
濾過により除去した。この操作の間に保持されたブロス
の固体のスラリーは濃厚となったので、水:イソプロパ
ノール1:1混合物1625ガロンを加えて残留するナタマイ
シンを洗い出した。ナタマイシンを含む濾液を塩酸でpH
6.5に調節した。ナタマイシンを1−2時間かけて結晶
化し、水で洗い、乾燥し、240kgのナタマイシンを得
た。これは無水状態での純度98%であった。収率は約60
%であった。
フロントページの続き (72)発明者 スクラヴォーノス,コンスタンティン アメリカ合衆国コネチカット州06385, ウォーターフォード,イースト・ワー フ・ロード 7

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ナタマイシンを含む発酵ブロスからナタマ
    イシンを回収する方法であって、下記段階からなる方
    法: a)上記ブロスのpHを約10より上に調節し、上記ブロス
    にナタマイシンを溶解させるに十分な量の実質的に水混
    和性の溶媒を加え; b)上記pH調節されたブロスから不溶性固体を除去し; c)該ブロスのpHをナタマイシンを沈殿させるに十分な
    レベルに低下させ; d)ナタマイシンを上記ブロスから取り出す。
  2. 【請求項2】水混和性溶媒が、エタノール、プロパノー
    ル、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン
    およびそれらの組み合わせから選択される請求項1記載
    の方法。
  3. 【請求項3】水混和性溶媒がイソプロパノールである請
    求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】段階a)において上記ブロスのpHが10と11
    との間に調節される請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】段階a)において上記ブロスのpHが10と11
    との間に調節される請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】段階c)において上記ブロスのpHを5.5と
    7.5との間に低下させる請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】段階c)において上記ブロスのpHがを.5と
    7.5との間に低下させる請求項5記載の方法。
  8. 【請求項8】段階b)が交差流濾過を利用する請求項1
    記載の方法。
  9. 【請求項9】段階b)が交差流濾過を利用する請求項7
    記載の方法。
  10. 【請求項10】上記ブロスを濃縮する予備段階を含む請
    求項1記載の方法。
  11. 【請求項11】上記ブロスが10−50重量/容量%の固体
    濃度に濃縮される請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】上記予備段階が交差流濾過を利用する請
    求項10記載の方法。
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