JP2802588B2 - 微生物の生物学的に純粋な培養物、並びにそれを用いるジオール製造方法および環状エーテル製造方法 - Google Patents

微生物の生物学的に純粋な培養物、並びにそれを用いるジオール製造方法および環状エーテル製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規微生物及びそれを用
いる香料関連化合物の製造に関する。
【0002】
【従来の技術】式、
【化学式10】 のスクラレオライドは、それ自体芳香性を有するが香料
に用いられる重要な物質である式、
【化学式11】 のエーテル化合物製造における価値ある中間体として見
出された。
【0003】米国特許第4,798,799号は、本願に関連す
る化合物について次のように記載している。式、
【化学式12】 のジオールは、前記スクラレオライド生成における中間
体として、また前記エーテル化合物のプレカーサとして
有用である。また、式、
【化学式13】 の環状エーテルは前記ジオール生成における中間体とし
て有用である旨記載されている。
【0004】なるほど、この米国特許は、微生物Hyphoz
yma roseoniger ATCC 20604が、式、
【化学式14】 のスクラレオールならびに前記環状エーテルを包含する
化合物を前記ジオールに変換する能力があり、この微生
物の培養物の利用を開示している。
【0005】しかしながらこの先行技術には、(i) 式、
【化学式15】 の反応を微生物を通じて行い比較的高収量でラクトンを
得ること、 (ii) 式、
【化学式16】 の反応をBensingtonia ciliata, ATCC 20919またはCryp
tococcus laurentii ATCC 20920を用いる特徴的方法を
通じて行うこと、及び(iii) 式、
【化学式17】 の反応をCryptococcus laurentii ATCC 20920使用の微
生物的手法によることについては何らの教示も暗示もな
い。
【0006】しかも本発明の微生物はいずれも新規なも
のである。
【0007】
【発明の要旨】本発明は、下記微生物の生物学的に純粋
な培養に関するものである。 Cryptococcus albidus, ATCC 20918, Bensingtonia ciliata, ATCC 20919、 Cryptococcus laurentii, ATCC 20920、 及び Cryptococcus albidus, ATCC 20921
【0008】他の実施例に於いて本発明は、下記微生物
に関する培養物についてのものである。 Cryptococcus albidus, ATCC 20918、 Bensingtonia ciliata, ATCC 20919、 Cryptococcus laurentii, ATCC 20920、 及び Cryptococcus albidus, ATCC 20921
【0009】これら培養物は各々、水性養分培地におけ
る通気条件下で、次の構造のジオールか、
【化学式18】 次の構造のスクラレオライド[sclareolide]の
【化学式19】 どちらかを次のようにして生産することができる。Cryp
tococcus albidus, ATCC20918 と Cryptococcus albidu
s, ATCC 20921は、次の構造のスクラレオール[sclareo
l]と
【化学式20】 次の構造のエピスクラレオール[episclareol]との混合
物から
【化学式21】 次の構造のスクラレオライド[sclareolide]
【化学式22】 を生産することができる、また、Bensingtonia ciliat
a, ATCC 20919 と Cryptococcus laurentii, ATCC 2092
0は、次の構造のスクラレオール[sclareol]と、
【化学式23】 次の構造のエピスクラレオール[episclareol]から
【化学式24】 次の構造のジオール
【化学式25】 を生産することができるものである。
【0010】さらに別の実施例では本発明は、水性養分
培地における通気条件下で、次の微生物を(個々に)培
養することによって産生される混合物にも関する。ATCC
20918、Cryptococcus albidus,ATCC 20919、Bensingto
nia ciliata,ATCC 20920、Cryptococcus laurentii,ATC
C 20921、Cryptococcus albidus、 以上
【0011】さらに別の実施例では本発明は、(1) 次の
構造
【化学式26】 及び/又は、 次の構造の
【化学式27】 1または2以上の化合物を含有する水性養分培地におい
て通気条件下でATCC 20918のCryptococcus albidusまた
はATCC 20921のCryptococcus albidusといった微生物の
いずれかを培養することを特徴とする次の構造のスクラ
レオライド
【化学式28】 の生産方法の過程に関する。
【0012】さらに別の実施例では発明は、次の構造の
ジオールの生産方法の過程に関し、
【化学式29】 (a) ATCC 20919、Bensingtonia ciliata、または(b) AT
CC 20920、Cryptococcuslaurentiiといった微生物のい
ずれかを、 (1) 次の構造のスクラレオール
【化学式30】 (2) 次の構造のエピスクラレオール
【化学式31】 (3) 次の構造のアセテート
【化学式32】 から成る群から選択される化合物の1または2以上を有
する水性養分培地で通気条件下に培養することを特徴と
するものである。
【0013】発明のなお更なる実施例は、上記エピスク
ラレオール及び/又はスクラレオールを含有する水性養
分培地中で、Cryptococcus laurentii、 ATCC 20920を通
気条件下で培養することにより次式の環状エーテルを産
生することを特徴とするものである。
【化学式33】 ここに起こり得る反応は次の通りである。
【化学式34】 及び、
【化学式35】
【0014】化合物の変換過程は、次の構造の
【化学式36】 化合物の1または2または全部の存在下に、水性養分培
地で、ATCC 20918のCryptococcus albidus,ATCC 20919
のBensingtonia ciliata,ATCC 20920のCryptococcus la
urentii, またはATCC 20921のCryptococcus albidusと
いった微生物の1の培養を含むものである。
【0015】このようにこれら化合物は単独で、または
上記化合物の任意の数を含有する混合物として使用する
ことができる。
【0016】こうしてATCC 20918のCryptococcus albid
us, またはATCC 20921のCryptococcus albidusを使用し
て反応させると、次の反応を起すことができる。
【化学式37】 及び/又は
【化学式38】
【0017】ATCC 20919のBensingtonia ciliata、また
はATCC 20920のCryptococcus laurentiiを使用して反応
をさせると次の反応を起こすことができる。
【化学式39】 及び/又は
【化学式40】
【0018】使用される微生物の形態[form]は重要でな
い。微生物は、細胞およびその細胞に好適な養分溶液を
含む培養物(懸濁液)としてか、または緩衝液中に懸濁
した細胞という形態で使用することができる。細胞また
はその抽出された酵素は適当な固形支持体上に固定する
ことができ、そうすれば、これらは化合物の変換に用い
ることができる。
【0019】懸濁状の培養物混合物は適当な水性養分培
地への微生物の接種によって調製される。適当な養分培
地とは窒素源、無機塩、成長要素、好適な基質、および
任意的にその他の炭素源を包含するものをいう。本発明
方法の実施に好適な種類の炭素源としては、例えばグル
コース、ガラクトース、L−ソルボース、マルトース、
スクロース、セロビオース、トレハロース、L−アラビ
ノース、L−ラムノース、エタノール、グリセロール、
L−エリトリトール、D−マンニトール、ラクトース、
メリビオース、ラフィノース、メレチトース、デンプ
ン、D−キシロース、D−ソルビトール、α−メチル−
D−グルコシド、乳酸、クエン酸、およびコハク酸があ
る。好適な窒素源には、例えばペプトン、肉抽出物、抽
出酵母、コーンスティープリカー、カゼイン、尿素、ア
ミノ酸のような窒素含有の有機物質、または硝酸塩、亜
硝酸塩、無機アンモニア塩のような窒素含有の無機化合
物がある。好適な無機塩には例えば、マグネシウム、カ
リウム、カルシウム、またはナトリウムのリン酸塩があ
る。上記の培地の養分は、所望により例えばビタミンB
群の1または2以上、及び/又はFe,Mo,Cu,M
n及びBのような1または2以上の微量鉱物で補足する
ことができる。ビタミンや微量鉱物は、酵母エキスの少
量が培地に追加されるときには不要である。細菌汚染が
問題になるときは、クロロアンフェニコル[chlor
oamphenicol]またはクロロテトラサイクリ
ンのような抗生物質を添加することが好ましい。
【0020】微生物の培養は、静置培養としてでも、あ
るいは通気条件下で深部培養(例えば、攪拌培養、発酵
器[fermentor]を用いた培養)としてでも行うことがで
きる。ものによってはpH約2.5〜9.0の範囲で行な
うことができるが、好ましくは約3.0〜7.5、最適に
は約3.0〜6.5の範囲である。pH値は、塩酸、酢
酸、シュウ酸等の無機酸または有機酸を添加することに
よって調整することができ、あるいは水酸化ナトリウ
ム、水酸化アンモニウムのような塩基を添加することに
より、またはリン酸塩またはフタル酸塩のような緩衝剤
を添加することにより調整することができる。インキュ
ベーション温度は約12℃〜約33℃に維持されていな
ければならず、より好ましくは約15℃〜30℃、最適
には約18℃〜28℃である。
【0021】本発明に係る方法は、下記構造の化合物
【化学式41】 及び/又は
【化学式42】 の1つ又は混合物を単一炭素源として培養着手時に養分
培地に添加することによって好適に行われる。別法とし
て、培養中か、または炭素源が枯渇されたときに、デキ
ストロースのような別の炭素源と組み合わせて基質を加
えてもよい。培地における基質濃度に対する唯一の制限
は培養物を効果的に空気にさらすことができることにあ
る。しかし基質濃度は好ましくは約0.1g/l〜約13
0g/l、より好ましくは約0.5g/l〜120g/l、最
適には約2.5g/l〜約100g/lの範囲がよい。化合
物の変換は、上記のいかなる環境下でも最適に行なわれ
得る。
【0022】化合物の変換の全時間(初期培養期後の)
は養分培地の組成および基質濃度に依って変ってくる。
一般に振盪フラスコを用いた培養は約12時間〜約26
4時間を要する。しかし、発酵器が使用されるときは培
養時間は約48時間またはそれ以下に短縮される。
【0023】化合物の変換は培養物から単離された微生
物の細胞、または従来技術として周知の方法で細胞から
単離された抽出酵素を用いて行われる。この場合には化
合物の変換は、例えば緩衝溶液中、生理食塩溶液中、新
鮮な養分培地中、または水中といった様々な水性養分培
地で便宜的に行われる。単離された細胞または抽出され
た酵素は固形支持体上に固定されて所望の化合物の変換
が達成される。また基質の化合物の変換は、この有機体
(微生物)の突然変異体によって影響される。このよう
な突然変異体は、例えば細胞を紫外線またはX線、ある
いは例えばアクリジンオレンジのような公知の突然変異
誘発物質にさらすという周知の方法によって簡単に得る
ことができる。
【0024】基質は粉末として、あるいはTWEEN 80(商
標)(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸塩)
のような乳化剤中スラリーとして、あるいは乳化剤中の
溶液として、あるいは例えばアセトン、メタノール、エ
タノール、エチレングリコール、あるいはジオキサンの
ような親水性溶媒中の溶液として培地に添加することが
できる。表面活性剤または分散剤も基質の水性懸濁液に
添加することができるし、あるいは基質は超音波を用い
て乳化することができる。
【0025】シリコーン油(例えばUCON)、ポリアルキ
レングリコール誘導体、とうもろこし油、または大豆油
のような入手容易な消泡剤が発泡を抑制するのに使用で
きる。
【0026】基質の変換は、気−液クロマトグラフィ(G
LC), 薄層クロマトグラフィ(TLC),高圧液体クロマトグ
ラフィ(HPLC), 赤外スペクトル(IR)、および核磁気共鳴
(NMR)のような標準的な分析法を用いてモニターするこ
とができる。もし基質の急速な消失が観察されるときに
は、微生物の化合物変換能力を最大限にするため、もっ
とたくさんの基質をそのとき追加することができる。一
般にこの過程は、基質の大部分が培地から消失したとき
に終りにされる。使用される微生物の種類に依って、下
記構造の化合物、
【化学式43】 または下記構造の化合物を
【化学式44】 水性養分培地から回収できる。下記構造の化合物は、
【化学式45】 米国特許第4,798,799号明細書の第8欄、第52行、第53行に
記載されているように(この言及により本明細書の一部
に組み入れるものとする)下記構造の化合物に環化され
る。
【化学式46】 下記構造の化合物も、
【化学式47】 また、その芳香の価値から用いてもよく、あるいは下記
構造の化合物に
【化学式48】 次の反応を経て還元されてもよい。
【化学式49】
【0027】次の構造の化合物の生成は
【化学式50】 まづ次の構造の化合物を
【化学式51】 次の構造のジオールへと還元し、
【化学式52】 次にそのジオールを再閉環し、次の構造の化合物を生成
することにより行われる。
【化学式53】 これは次の反応による。
【化学式54】 および
【化学式55】
【0028】好ましくはこの還元反応は、
【化学式56】 VITRIDE(商標)のような還元剤−−−−米国特許第3,50
7,895号明細書に記載されている水素化ビス(2−メトキ
シエトキシ)水酸化アルミニウムナトリウム−−−−を
使用したトルエンのような不活性溶媒の存在下で行われ
る。この反応は好ましくは約70℃〜約90℃の温度域
で約1時間〜約3時間で行われる。
【0029】再閉環反応、即ち、
【化学式57】 は好ましくは、例えば水性水酸化カリウム、あるいは水
性水酸化ナトリウムのような水性水酸化アルカリ金属と
いう塩基性条件で行われる。その詳細については後述の
実施例8に記載する。下記構造の化合物の発酵ブイヨン
からの単離および精製は、
【化学式58】 または
【化学式59】 ろ過、遠心、溶媒抽出、蒸留、結晶化等の従来技術によ
って行うことができる。
【0030】下記構造の化合物は、
【化学式60】 米国特許第4,798,799号の第8欄、第58〜68行、 米国特許
第4,798,799号の第9欄、第1〜2行に記載されている当業
者に周知のよく使われる環化法により、下記構造の化合
物に変換することができる。
【化学式61】
【0031】本発明に使用される各微生物は、様々な地
理的箇所から入手された土壌サンプルから単離された。
各菌株は次の入手番号下にアメリカン タイプ カルチャ
ーコレクション[ATCC]に寄託した。Cryptococcus albid
us, ATCC 20918;Bensingtonia ciliata, ATCC 20919;Cr
yptococcus laurentii, ATCC 20920; 及びCryptococcus
albidus, ATCC 20921
【0032】Bensingtonia ciliataとCryptococcus lau
rentiiの両微生物は、セントラルビューロー ヴォー シ
メール カルチャーズ(CBS)で調べられ、CBSは両微生物
に次の名前を与えた。即ち、 Lecythophere hoffmannii (van Beijma)、 W. Gams (synonym Phialophora hoffmannii) なぜならCBSによればこれは糸状菌だからである。
【0033】Cryptococcus albidus, ATCC 20918もCBS
で調べられ、CBSはこの培養菌をCryptococcus albidus
var. albidus (Saito)Skinnerと命名した。Cryptococcu
s albidus, ATCC 20918については次のように記述され
ている。形態学: 液体培地における増殖は単極の出芽
細胞を現した。この液体表面には薄膜が現われ、一方重
い沈降物が観察された。固体寒天における増殖は単細胞
で、白色から僅かにピンク色がかった、非常に光沢のあ
る、明るく、ねばねばした、丸くてはっきりとした境界
のコロニーを持っていた。偽菌糸[pseudohyphae]はコー
ンミール寒天に形成されなかった。 生理学および生化学: 炭素固定: 炭素固定: (増殖) (増殖) グルコース + D−リボース 不明 ガラクトース + L−ラムノース + L−ソルボース + D−グルコサミン + マルトース + エタノール 不明 スクロース + エリトリトール − セロビオース + グリセロール 不明 トレハロース + アドニトール(リビトール) + ラクトース + ズルシトール(ガラクチトール) + メリビオース − D−マンニトール + ラフィノース + D−ソルビトール(グルシトール) + メレチトース + a−メチル−D−グルコシド + イヌリン − サリシン + 可溶性デンプン − イノシトール + D−キシロース − 乳酸 − L−アラビノース − クエン酸 − D−アラビノース − コハク酸 + 30℃で増殖 + 37℃で増殖 − ビタミンなしの増殖 − アルブチンの分裂 + 窒素同化: NH4NO3 + KNO3 + NO2 + エチルアミン + 発 酵(酸形成) グルコース − ガラクトース − マルトース − スクロース − ラクトース − ラフィノース − メリビオース − イヌリン − セロビオース − メレチトース − デンプン − トレハロース −
【0034】Bensingtonia ciliata, ATCC 20919につい
ては次のように記述されている。形態学: 酵母維持ブ
イヨン(ATCC 培地 #200)上で細胞は1細胞当り1〜3芽
を持つ球形である。固形培地で細胞は、産生された射出
胞子を有する糸状のものとなる。コロニーは、サーモン
黄褐色で、平たくて、どんよりしていているが、はっき
りした境界を持っている。コーンミール寒天(ATCC 培地
#307)上で、3週間後に真の菌糸体が観察された。 生理学: 炭素固定: グルコース + D−リボース − ガラクトース + L−ラムノース + L−ソルボース + D−グルコサミン + マルトース + エタノール 弱 スクロース + エリトリトール + セロビオース + グリセロール + トレハロース + アドニトール(リビトール) 弱 ラクトース − ズルシトール(ガラクチトール) 弱 メリビオース + D−マンニトール 弱 ラフィノース + D−ソルビトール(グルシトール) 弱 メレチトース + a−メチル−D−グルコシド 弱 イヌリン − サリシン 弱 可溶性デンプン + イノシトール − D−キシロース + 乳酸 − L−アラビノース + クエン酸 − D−アラビノース − コハク酸 弱 ビタミンなしの成長 − 窒素同化: NH4NO3 弱 高温における増殖: 30℃ 弱/− 37℃ −
【0035】分類学上の説明: Bensingtonia ciliata C.T.
Ingold(後記の注意書参照)線菌綱(不完全菌
類)[Fungi Imperfecti]射出胞子の
菌類(勢いよくはじき飛ばされる胞子)この射出胞子は
無色で、液体培地中で2×5μ、ほとんど8×5μの卵
形で、尖端が尖り基部が平らである。射出胞子は酵母の
ような出芽型胞子を形成して発芽する。そして上記出芽
型胞子は反復的に胞子形成を繰り返しながら典型的な酵
母コロニーを形成するある種の射出胞子は、射出胞子
を産生する短い菌糸の形成や反復的な胞子の放出を伴っ
て発芽し、全体的に菌糸型のコロニーとなる
【0036】下記培地からの評価: ATCC培地 #307 コーンミール寒天 (Difco 0386)及び半力の
コーンミール寒天 #200 酵母モルト寒天 (Difco 0712) #331 アカパンカビ[Neurospora]寒天(Difco0321) #1245 YEPD #324 モルトエキス寒天 (Difco 0024) #336 ポテトデキストロース寒天 #343 V−8ジュース寒天 注意書 1. Ingold, C.T. (1986) Bensingtonia ciliata
Gen. et. sp. nov.,Ballistoporic Fungus. Trans. B
r. Mycol.Soc. 86(2): 325−328 注意書 2. Ingold, C.T. (1988) Bensingtonia ciliata
に関するさらなる観察Trans. Br. Mycol. Soc. 91(1):
162−166
【0037】Cryptococcus laurentii, ATCC 20920 に
ついては次のように記載されている。 即ち、 生理学および生化学: 炭素固定: (増殖) グルコース + D−リボース +弱 ガラクトース + L−ラムノース + L−ソルボース +弱 D−グルコサミン 可変 マルトース + エタノール + スクロース + エリトリトール + セロビオース + グリセロール + トレハロース + アドニトール(リビトール) +弱 ラクトース +弱 ズルシトール(ガラクチトール) 可変 メリビオース + D−マンニトール + ラフィノース + D−ソルビトール(グルシトール) + メレチトース + a−メチル−D−グルコシド + イヌリン + サリシン + 可溶性デンプン + イノシトール + D−キシロース + 乳酸 + L−アラビノース + クエン酸 + D−アラビノース +弱 コハク酸 +
【0038】窒素同化: NH4NO3 + KNO3 + NO2 + エチルアミン + ビタミンなしの成長 + アルブチンの分裂 + 発 酵 (ガス発生) グルコース − ガラクトース − マルトース − スクロース − ラクトース − ラフィノース − メリビオース − イヌリン − セロビオース − メレチトース − デンプン − トレハロース −
【0039】形態学:ピンク色のねばねばしたコロニー
で、丸い発芽細胞、フラスコ中で重い沈澱物;Dalmau
皿上に薄い菌糸が形成された。 参照:C. P. Kurtzman, Mycologia 65; p.388−395, 19
73
【0040】Cryptococcus albidus, ATCC 20921につい
ては次のように記載されている。 生理学および生化学: 炭素固定: (増殖) グルコース + D−リボース − ガラクトース + L−ラムノース + L−ソルボース + D−グルコサミン + マルトース + エタノール 可変 スクロース + エリトリトール − セロビオース + グリセロール 可変 トレハロース + アドニトール(リビトール) 可変 ラクトース + ズルシトール(ガラクチトール) + メリビオース − D−マンニトール + ラフィノース + D−ソルビトール(グルシトール) + メレチトース + a−メチル−D−グルコシド + イヌリン − サリシン + 可溶性デンプン + イノシトール + D−キシロース + 乳酸 − L−アラビノース + クエン酸 − D−アラビノース + コハク酸 +
【0041】窒素同化: NH4NO3 + KNO3 + NO2 + エチルアミン + ビタミンなしの成長 + アルブチンの分裂 +
【0042】発 酵 (ガス発生): グルコース − ガラクトース − マルトース − スクロース − ラクトース − ラフィノース − メリビオース − イヌリン − セロビオース − メレチトース − デンプン − トレハロース −
【0043】形態学: 黄褐色の、ねばねばしたコロニ
ー。丸い発芽細胞。フラスコ中に重い沈澱物、偽菌糸
体または真の菌糸体。
【0044】
【実施例】図1は、Cryptococcus albidus (ATCC 2091
8)を使用したときのpHに対する実施例1の生成物の薄層
クロマトグラフィ展開スポットの写真で、下記構造のス
クラレオライドと、
【化学式62】 下記構造のジオール中間体とが、
【化学式63】 下記構造のスクラレオール(基質)から生成されてい
る。
【化学式64】
【0045】図2は、実施例3の出発物質のGC−MS
のスペクトルである。符号21で示されるピークは、下記
構造のスクラレオールのピークである。
【化学式65】 符号20で示されるピークは、下記構造の化合物、即ち内
部標準化合物のピークである。
【化学式66】
【0046】図3は、下記構造を有する化合物である実
施例2の反応生成物の核磁気共鳴[NMR]スペクトルであ
る。
【化学式67】
【0047】図4は、下記構造を有する実施例3の反応
生成物の核磁気共鳴スペクトルである。
【化学式68】
【0048】図5は、実施例9による下記構造の化合物
の核磁気共鳴スペクトルである。
【化学式69】
【0049】以下実施例は、現時点で好適な本発明の具
体例を示すために記載されるものであって、いかなる意
味においても本発明の範囲を限定するものではない。特
に断っていない限り重量はグラム、温度は摂氏、圧力は
mm/Hgの単位で示す。
【0050】実施例1: Cryptococcus albidus(Saito
[Skinner var. albidus])(ATCC 20918)を使用してスク
ラレオールをスクラレオライドに変換するときのpHの影
響 反応:
【化学式70】 および
【化学式71】 次の培地が調製された。 NH4NO3 0.1% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.05% 酵母エキス 0.2%
【0051】各々100mlの培地と、TWEEN80(商標)中
の1gのスクラレオール(TWEEN80:スクラレオール=
2:1)を内包する11個のフラスコ。各フラスコは、
25℃、150rpmでデキストロース上に増殖する24
時間培養物の5mlで接種された。生成物と基質は、薄層
クロマトグラフィで既知標準化合物を対照にモニターさ
れた。ここに「基質」とは、下記構造の化合物と、
【化学式72】 下記構造の化合物
【化学式73】 との80:20の混合物であるスクラレオールをいう。
「中間体」とは、下記構造の化合物をいう。
【化学式74】 「生成物」とは、下記構造の化合物であるスクラレオライ
ドをいう。
【化学式75】
【0052】
【表1】
【0053】図1はCryptococcus albidus (ATCC 2091
8)を使用した生成物の薄層クロマトグラフィ溶出物のス
ポットである。
【0054】実施例2: ジオール中間体の生成 反応:
【化学式76】 および
【化学式77】 ニュージャージー州、バーネガットタウンシップ、グリー
ンウッドフォレストから持ち込まれた10個の土壌サン
プルをスクリーニングしている間に、数個のフラスコは
薄層クロマトグラフィに下記構造の化合物に対応するス
ポットを示した。
【化学式78】 次の培地が調整された。 NH4NO3 0.2% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.05% 酵母エキス 0.2% デキストロース 1.0%
【0055】500mlフラスコ中に、100mlの培地
と、スクラレオール粉末:TWEEN 80(商標)が50:50
の混合物1gと、が入れられた。このフラスコは、Bensi
ngtonia ciliata, ATCC 20919の分離株400マイクロ
リットルで接種された。25℃、150rpmで1週間後
に、生成した生成物が、330mlの酢酸エチルで抽出さ
れ、抽出物は無水硫酸ナトリウム上に乾燥された。溶媒
は回転蒸発器で除去された。残渣は温めたヘキサンと酢
酸エチル中に溶解された。その抽出物は24時間かけて
自然蒸発されたが、そのとき下記構造の化合物の純結晶
(350mg)が得られた。
【化学式79】
【0056】図3は下記構造の化合物の核磁気共鳴スペ
クトルである。
【化学式80】
【0057】実施例3: Cryptococcus albidus (Sait
o [Skinner var. albidus]), ATCC20918を使用したスク
ラレオライドの生成 反応:
【化学式81】 および
【化学式82】 培 地 NH4NO3 0.2% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.05% 抽出酵母 0.2% 消泡剤 10.0g d−H2O 8.5l 発酵体パラメータ 温度: 25℃ 通気: 1.0 l/min. 攪拌: 430 rpm pHは25%NaOHで5.8に制御される。 期間: 4日間基質の調整: 500gのスクラレオール、250gのTWEEN 80および1
125gの水がブレンダーにかけられ、5分間攪拌され
てエマルションになった。上記培地を有する発酵器が1
21℃で30分間滅菌され25℃にまで冷やされた。こ
の発酵器がCryptococcus albidus(Saito [Skinner va
r. albidus]) ATCC 20918の24時間増殖菌300mlで
接種された。600gのスクラレオールのエマルジョン
が接種の際に添加され、600gのエマルジョンが24
時間、48時間、72時間目に添加された。96時間後
に、発酵器の内容物は400メッシュのふるいでろ過さ
れた。このようにして得られた粗固形生成物はIPA中に
溶解され、ろ過され、その溶液が濃縮されると結晶化さ
れて、430gの純スクラレオライドが得られた。
【0058】図2はこの実施例3中の初期反応混合物の
GC−MSスペクトルである。符号21で示すピークはス
クラレオールのピークで、下記構造の化合物の80:2
0の混合物である。
【化学式83】 符号20で示すピークは下記構造の化合物の内部標準化合
物のピークである。
【化学式84】 図4は、下記構造のこの実施例3により生成されたスク
ラレオライドの核磁気共鳴スペクトルである。
【化学式85】
【0059】実施例4: Cryptococcus albidus,ATCC
20918を使用してのスクラレオールからのスクラレオラ
イドの生成 実施例3で使用されたものと同一の培地ならびにパラメ
ータが使用された。しかし基質調整および添加の方法は
変更した。スクラレオール粉末160gと、TWEEN 80(商
標)80gが滅菌に先だち培地に加えられた。それとは別
の基質が、微細粉にされたスクラレオール(2部)とTWEE
N 80(1部)を混ぜてペースト状に形成することで調整さ
れた。このペーストの225g部が接種後24時間、4
8時間、72時間目に加えられた。全部で655gの、
純度67.34%の粗スクラレオライドが得られた。
【0060】実施例5: Cryptococcus albidus, ATCC
20921を使用してのスクラレオールからスクラレオライ
ドの生成 実施例4で使用されたものと同一の培地ならびにパラメ
ータが使用された。しかし基質の量および攪拌は変更し
た。スクラレオール150gと、TWEEN80(商標)75gが
滅菌に先だち培地に加えられた。ペースト状の基質24
1gだけが接種後24時間目に加えられた。攪拌は43
0rpmで開始され、その後630rpmまで高められた。全
部で491gの、純度44%の粗スクラレオライド(モ
ル/モル変換94.7%)が得られた。
【0061】実施例6: スクラレオール、ジオール中
間体、およびジオールアセテートからのスクラレオライ
ドの生成 反応:
【化学式86】 および
【化学式87】
【0062】次の培地が調整された。 NH4NO3 0.2% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.05% 抽出酵母 0.2% デキストロース 0.5%
【0063】10l容量の発酵器が次の操作条件で用い
られた。 温度: 25℃ pH: 6.0 攪拌: 430rpm 滅菌: 121℃で30分間
【0064】この発酵器は、同一培地で25℃、150
rpmで増殖された48時間振盪フラスコ培養液100ml
で接種された。24時間の増殖後、発行器内の発行物が
それぞれ200mlに分取され、冷却されている遠心機中
で10,000rpm10分間、遠心された。各試験管中の
この細胞が2度、バターフィールド氏のリン酸−緩衝液
で洗浄された。
【0065】緩衝液の調製 保存溶液: リン酸水素モノカリウム 34.0g 蒸留水 500.0ml 約175mlの1.0N(規定)水酸化ナトリウム溶液で
pH7.2に調整し、1lに希釈し貯蔵する。 希釈剤:1.25mlの保存溶液を蒸留水で1lに希釈す
る。適当な容器中に希釈盲検溶液を調製する。121℃
で15分間滅菌する。
【0066】この細胞は次にこの緩衝液100ml中に採
取される。pHが6に調整され、そしてこの混合物は5
00mlフラスコに移された。
【0067】テストされた化合物: a.化合物1=TWEEN80中のスクラレオール(1:2)
ペースト b.化合物2=下記構造のアセテートをTWEEN80に1:
1で混合したもの
【化学式88】 c.化合物3=TWEEN80中に混合された下記構造のジオ
ール(1:1)ペースト
【化学式89】
【0068】100mlの緩衝液を内包する300mlフラ
スコと細胞(休止細胞)が、25℃、150rpmでシェー
カーインキュベータに入れられ、薄層クロマトグラフィ
を用いて標準既知化合物に対して24時間、48時間、
および72時間と、サンプルが分析された。
【0069】次の表2において、Pとは生成物たる下記
構造のスクラレオライド:
【化学式90】 Sとは下記構造の基質で化合物の1つ:80:20の比
率の
【化学式91】 および
【化学式92】 Iは下記構造の化合物たる中間体:
【化学式93】 Tは微量ということである。
【0070】
【表2】
【0071】実施例7: Bensingtonia ciliata, ATCC
20919を用いたスクラレオライドからのジオール中間体
の生成 実施例2と同一方法による実験が、次の仕様で行われ
た。 微生物:Bensingtonia ciliata, ATCC 20919 培地: NH4NO3 40.0g 抽出酵母 40.0g KH2PO4 20.0g MgSO4.7H2O 10.0g スクラレオール 160.0g TWEEN 80 80.0g d−H2O 19.0l 発酵器パラメータ: 温度: 25℃ 通気: 2l/分 攪拌: 300rpm pH: 25%のNaOHで6.0に制御 期間: 15日間 上記培地を有する発酵器が121℃
で30分間滅菌され、25℃に冷やされた。この発酵器
が48時間増殖されたBensingtonia ciliata, ATCC 20
919の培養物1lで接種された。15日間のインキュベー
ション後に基質は生成物になっていた。発酵器の内容物
は400メッシュのふるいにかけられてろ過された。こ
のようにして得られた粗固形生成物は風乾された。10
1.7gの生成物が得られた。
【0072】実施例8: デカヒドロ−3a,6,6,9
a−テトラメチルナフト[2−1−b]フランの調製 反応:
【化学式94】 および
【化学式95】
【0073】機械的攪拌装置、温度計、滴下漏斗、およ
び還流冷却器が装備された1lの三口反応容器に、12
4mlのVITRIDE(商標){水素化ビス(2−メトキシエト
キシ)アルミニウムナトリウム}を添加した。このVITR
IDEに攪拌しながら500mlのトルエンが添加された。
実施例6の方法で調製された下記構造のスクラレオライ
ド50gが120mlのトルエン中に溶解された。
【化学式96】 次にこのスクラレオール/トルエン溶液は滴下漏斗を介
して反応混合物へ半時間のあいだ滴々滴下された。この
ときの反応混合物の温度は55℃にまで上げてもよい。
次に反応混合物は2時間のあいだ80℃に加熱された。
次に反応混合物は、氷で冷却されながら5%水酸化ナト
リウム水溶液600mlをゆっくりと添加することにより
処理された。トルエン層が分液され、飽和塩化ナトリウ
ム水溶液で洗浄され、等容量のメチルアルコールと飽和
炭酸水素ナトリウムの水溶液で洗浄された。次にトルエ
ン層を濃縮すると重量43.34gの固体が得られた(収
率86%)。このようにして得られた固体は下記構造を
持つ。
【化学式97】 この化合物1.5gが、30ml水中の水酸化カリウム1
2.0gの溶液に混合された。この混合物がヒーター、攪
拌装置、および還流冷却器で装備されたフラスコ中に入
れられ3時間のあいだ80℃で還流された。3時間後
に、生成物が蒸気温度162〜164℃、気圧15mm/
Hg.で分別蒸留され、下記構造のかなり純粋な化合物を
得た。
【化学式98】
【0074】実施例9: 環状エーテルの生成 反応:
【化学式99】 および
【化学式100】 次の培地が調製された。 成 分 重量部 NH4NO3 0.2% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.05% 抽出酵母 0.2% デキストロース 1.0%
【0075】500mlのフラスコに100mlの培地と
1.0gのスクラレオール粉末・TWEEN800の50:50混
合物が入れられた。フラスコは400マイクロリットル
のCryptococcus laurentii, ATCC 20920の分離株で接種
された。25℃、150rpmで1週間後、生じた生成物
は330mlの酢酸エチルで抽出され、この抽出物は無水
硫酸ナトリウムで乾燥された。溶媒は回転蒸発器で蒸留
された。残渣は温かいヘキサンと酢酸エチル中に溶解さ
れた。有機層を24時間自然蒸発すると、下記構造の化
合物の純結晶(350mg)が得られた。
【化学式101】
【図面の簡単な説明】
【図1】Cryptococcus albidus
(ATCC 20918)を使用したときのpHに対す
る実施例1の生成物の薄層クロマトグラフィ展開スポッ
トである。
【図2】実施例3の出発物質のGC−MSのスペクトル
である。
【図3】下記構造を有する化合物である実施例2の反応
生成物の核磁気共鳴[NMR]スペクトルである。
【図4】下記構造を有する実施例3の反応生成物の核磁
気共鳴スペクトルである。
【図5】実施例9による下記構造の化合物の核磁気共鳴
スペクトルである。 z
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 7/18 C12R 1:01) (C12P 17/06 C12R 1:01) (72)発明者 ジェームス エイ モーリス アメリカ合衆国、ニュージャージー州 07719、 ウォール、ウエスト コート 1406 (72)発明者 アーサー イー ダウニィ アメリカ合衆国、ニュージャージー州 07036、 リンデン、モーリスタウン ロード 135 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 7/18 C12N 1/20 C12P 17/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記構造の化合物 【化1】 及び 【化2】 の1または2を含む水性養分培地中で通気条件下に、上
    記化合物の少なくとも1を変換して下記のジオール 【化3】 及び、下記の環状エーテル 【化4】 を生産できるCryotococcus lauren
    tii,ATCC 20920の生物学的に純粋な培養
    物。
  2. 【請求項2】 記構造の化合物 【化1】 及び 【化2】 の1または2を含む水性養分培地中で通気条件下に、c
    ryptococcuslaurentii,ATCC
    20920を培着し、上記化合物の少なくとも1を変
    して下記のジオール 【化3】 回収可能な量で生産することを特徴とする前記ジオー
    ルの製造方法。
  3. 【請求項3】 下記構造の化合物 【化4】 及び 【化5】 1または2以上の化合物を含む水性養分培地中で通気
    条件下に、Cryptococcus laurent
    ii,ATCC 20920を培養し、上記化合物の少
    なくとも1の化合物を変換して回収可能な量で下記の環
    状エーテル 【化6】 を生産することを特徴とする前記環状エーテルの製造
    法。
  4. 【請求項4】 培養を、追加の炭素源を含む水性養分
    培地中で (i)pH:約2.5〜約9.0 (ii)温度:約12℃〜約33℃ (iii)化合物濃度:約0.1g/l〜約130g/
    l の条件の下で行う請求項2または3に記載方法。
  5. 【請求項5】 追加の炭素源がデキストロースである
    請求項4に記載方法。
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