JPH0634748B2 - 微生物による3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン酸の製造法 - Google Patents

微生物による3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン酸の製造法

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JPH0634748B2
JPH0634748B2 JP59042855A JP4285584A JPH0634748B2 JP H0634748 B2 JPH0634748 B2 JP H0634748B2 JP 59042855 A JP59042855 A JP 59042855A JP 4285584 A JP4285584 A JP 4285584A JP H0634748 B2 JPH0634748 B2 JP H0634748B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は微生物による3−オキソ−1,4−プレグナジ
エン−20−カルボン酸の製造法に関する。
即ち、本発明はβ−シトステロール(カンペステロール
を含有)を3−オキソ、1,4−プレグナジエン−20
−カルボン酸に変換する能力を有する新菌種コリネバク
テリウム・エスピー320−6−2−1をβ−シトステ
ロールを基質とする培地中で培養し、培養後の培養液か
ら3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボ
ン酸を採取することを特徴とする3−オキソ−1,4−
プレグナジエン−20−カルボン酸の製造方法である。
3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン
酸は下記の式(I)で表わされる化合物で、ステロイド
ホルモンの製造のための有用な中間体である。
式(I)の化合物は、ステロール化合物を基質としてコ
リネバクテリウム属微生物もしくはコリネ型バクテリア
を用いて醗酵することにより製造することが知られてい
る(特開昭54−145287号、特開昭55−127
991号)。また、これらの従来方法においては、式
(I)の化合物のほかに、3−オキソ−4−プレグネン
−20−カルボン酸が同時に生成することが知られてい
る。
本発明者は、炭化水素であるケロセンとコレステロール
を資化しうる微生物を広く土壌より探索したところ、神
奈川県横浜市中区根岸の土壌から分離したコリネバクテ
リウム320−6−2−1菌をグルコースを炭素源とし
β−シトステロール(カンペステロール含有)を含む培
地に培養すると、式(I)で表わされる3−オキソ−
1,4−プレグナジエン−20−カルボン酸が著しく高
収率(例えば56%)で生産され、そして3−オキソ−
4−プレグネン−20−カルボン酸は生産されないこと
を発見した。
本発明はこの知見に基いて完成されたものである。
本発明で使用するコリネバクテリウム320−6−2−
1菌の菌学的性質は、以下の通りである。
(1)形態および一般的性質 グラム陽性、好気性、細胞は短桿菌もしくは球菌に近く
0.4〜1×0.4〜1μm、スナツピング(Snapping)
型の分裂様式、OFテスト陰性、非抗酸性、カタラーゼ陽
性、オキシダーゼ陰性、運動性なし (2)培養的性質 (a)肉汁寒天平板培養 コロニー周縁は裂片状、隆起状態は台状、コロニーの色
調はクリーム色〜淡橙色 (b)肉汁液体培養 少し混濁し、菌膜を形成 (c)ゼラチン穿刺培養 液化せず (d)リトマスミルク 変化せず (3)生理的性質 (a)硝酸塩還元:陽性 (b)OFテスト:陰性 (c)糖からの酸生成: アラビノース 陰性 トレハロース 陰性 キシロース 陰性 セロビオース 陰性 グルコース 陰性 ラフイノース 陰性 フルクトース 陰性 アドニトール 陰性 マンノース 陰性 マンニトール 陰性 マルトース 陰性 ソルビトール 陰性 ガラクトース 陰性 イノシトール 陰性 シユクロース 陰性 サリシン 陰性 ラクトース 陰性 (d)炭素源の利用性: 酢酸 陽性 ギ酸 陽性 ピルビン酸 陽性 プロピオン酸 陽性 酒石酸 陽性 酪酸 陽性 フマル酸 陽性 グルコン酸 陰性 α−ケト−グルタル酸 陰性 グリコール酸 陰性 クエン酸 陰性 (e)インドール生成:陰性 (f)MRテスト:陰性 (g)デンプンの加水分解:陽性(弱) (h)硫化水素の生成:陽性 (i)ウレアーゼ:陽性 (j)色素の生成:あり (k)最適生育温度:25〜35℃ (l)塩化ナトリウムの耐性:2.5%生育、5%生育
せず (m)DNase:陽性 (n)DNAのGC%:71.41% (o)細胞壁の主なアミノ酸:meso−DAP 以上のことから、本菌株を山田および駒形:ジヤーナル
・オブ・ジエネラル・アプライド・ミクロバイオロジー
(Journal of General Applied Microbiology)16,2
15,1970と18,399−416,417−43
1,1972の論文を参照し、バージエイズ・マニユア
ル・オブ・デターミネイテイブ・バクテリオロジー(Ber
gey′s Manual of Determinative Bacteriology)第8版
(1974年)の分類で検索した結果、本菌株はコリネ
バクテリウム・エクイに類似している。そして本菌株
は、顕微鏡観察の結果、細胞の分裂はスナツピング現象
が認められた〔参照:駒形ら:ジヤーナル・オブ・ジエ
ネラル・アプライド・ミクロバイオロジー(Journal of
General Applied Microbiology)15,243,196
9〕。
この細胞の分裂様式を菌体脂肪酸組成のパターンから見
ると、スナツピングタイプの菌は飽和脂肪酸、一不飽和
脂肪酸および分枝脂肪酸(10−Me−19)がある。ま
た典型的なベンデングタイプであるノカルデイア属、ミ
コバクテリウム属の菌体脂肪酸組成には、イソーアンテ
イソ脂肪酸がある。そして本菌株の菌体脂肪酸を分析し
た結果、イソ−アンテイソ脂肪酸の存在が認められず、
スナツピングタイプであるコリネバクテリウム・エクイ
ATCC6939と脂肪酸組成のパターンが一致するこ
とがわかつた(参照:鈴木らの発表:日本農芸化学会昭
和56年度大会講演要旨集p316)。
次に本菌株のメナキノン(MK)を調べたところ、メナ
キノン(MK)が存在していた。そこで山田ら:ジヤー
ナル・オブ・ジエネラル・アプライド・ミクロバイオロ
ジー(Journal of General Applied Microbiology)
,203,1976の論文に準拠して分析を行ない、
計算した結果、MK−8(H)になり、山田らのコリ
ネバクテリウム・エクイATCC6939と同じである
ことがわかつた。
これらの点から、本菌株はコリネバクテリウム・エクイ
と類似しているが、以下の点でコリネバクテリウム・エ
クイとは明瞭に異なることを示した。
即ち、本菌株は生理的性質から見て、グリコール酸陰
性、DNase陽性であり、塩化ナトリウムの耐性が弱いこ
とやDNAのGC%が71.41%で基準株コリネバク
テリウム・エクイATCC6939のDNAのGC%67.
8%より4%とひらきがあり、またコリネバクテリウム
・エクイといわれている菌株の中に、DNAのGC%が
69%以上の値を示すものが現在のところ見つかつてい
ない〔参照:山田および駒形:ジヤーナル・オブ・ジエ
ネラル・アプライド・ミクロバイオロジー(Journal of
General Applied Microbiology)16,215,197
0〕。
以上のことから本菌株はコリネバクテリウム属に属する
新菌種である。そして本菌株は工業技術院微生物工業技
術研究所に微工研菌寄第7521号(FERM P−7
521)として寄託されている。
つぎに、本発明において基質として用いられるβ−シト
ステロール(カンペステロール含有)は、微粉末状とし
て、またはトウイーン(アトラス社商品名)、ノニオン
(日本油脂社商品名)等のような界面活性剤中における
乳濁液状として、あるいはメタノール、ジメチルホルム
アミドおよびジメチルスルホキシド等の水と混和する有
機溶媒中における溶液状として培地に加えることができ
る。そして基質であるβ−シトステロール(カンペステ
ロール含有)の濃度は通常0.1〜10g/、好まし
くは0.5〜1g/である。
つぎに、本発明において、培地の炭素源としては、グル
コース、蔗糖、デキストリン、澱粉、グリセリン等が用
いられる。また培地中の窒素源としては、有機窒素源、
無機窒素源、例えばコーンスチープリカー、硫酸アンモ
ニウム等が用いられる。また微量の金属塩類、酵母エキ
ス等を培地に加えることができる。
さらに、培地には、キレート化剤、金属イオンなどを加
えるのが好ましく、その具体例として、例えばα,α′
−ジピリジル、o−フエナントロリン、8−オキシキノ
リン、コバルトイオン等が使用出来る。このキレート化
剤もしくは金属イオンの濃度は10-3〜10-4モル濃度
であるのがよく、好ましくは1×10-3モル濃度であ
る。なお、このキレート化剤、金属イオンなどは培養中
に培地に加えるのがよい。
培地のpHは6〜8に調整するのが好ましい。
培養は、液体培養で、好気的条件下、好ましくは深部攪
拌培養法または振盪培養法によつて行なうことができ
る。
培養の温度は、一般に20〜30℃の範囲、好ましくは
27〜30℃の範囲である。
培養日数はβ−シトステロール(カンペステロール含
有)添加後、3〜14日間行なうのが適当である。
培養終了後、培養液中に蓄積した3−オキソ−1,4−
プレグナジエン−20−カルボン酸は、既知の方法で採
取することができる。例えば培養液を酢酸エチル等の有
機溶媒で抽出し、抽出液から溶媒を留去し、残渣物をシ
リカゲルのカラムに吸着させ、ベンゼン−酢酸エチルの
混合溶媒を用いて3−オキソ−1,4−プレグナジエン
−20−カルボン酸を分取することができる。
本発明によれば、目的物である3−オキソ−1,4−プ
レグナジエン−20−カルボン酸が著しく高収率で生産
され、そして副生物が少ない。即ち、本発明によれば、
副生物のアンドロスタ−1,4−ジエン−3,17−ジ
オン、カンペステノン、β−シト−4−エン−3−オ
ン、ステグマステノンが少量であることから、純粋な3
−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン酸
を楽に分取することができる。
本発明で製造される3−オキソ−1,4−プレグナジエ
ン−20−カルボン酸は、例えばプレドニソロンなどの
ステロイドホルモンを製造するための中間体として有用
である。
つぎに、本発明の実施例を示すが、本発明はこれにより
制限されるものではない。
なお、実施例において3−オキソ−1,4−プレグナジ
エン−20−カルボン酸の定量は、ジアゾメタンでメチ
ル化したものを、また、アンドロスタ−1,4−ジエン
−3,17−ジオン、β−シト−4−エン−3−オン、
カンペステノン、スチグマステノンの定量はそのまま
で、ガスクロマトグラフイーにて内部標準法(昭和44
年11月15日広川書店発行、舟阪・池川編著「最新ガ
スクロマトグラフイー〔I〕」第308頁〜第309頁
参照)により行なつた。
又これら生成物は分取用薄層クロマトグラフイーにより
分離して結晶をとり出し、薄層クロマトグラフイー、ガ
スクロマトグラフイー、紫外吸収スペクトル、ガスクロ
マトグラフイー−直結質量分析、質量分析を標品と比較
して同定した。
実施例1 コーンスチープリカー1%、肉エキス0.5%、グルコ
ース0.5%、K2HPO40.2%、寒天2%、pH7.2か
らなるスラントに30℃で24時間培養したコリネバク
テリウム320−6−2−1菌〔微工研菌寄第7521
号(FERM P−7521)〕の1白金耳量を、コー
ンスチープリカー1%、肉エキス0.5%、グルコース
0.5%、K2HPO40.2%、蒸留水からなる液体培地
(pH7.2)100mlを500mlフラスコに分注し、滅
菌した培地に植菌した。
27℃、48時間220回転で振盪培養し、前培養を行
なつた。前培養液から2mlを上記液体培地100mlから
なる500mlフラスコに植菌した。27℃、220回転
で振盪培養し、培養22時間後、β−シトステロール
(カンペステロール40%含有)500mgを乳鉢ですり
つぶした後、蒸留水10ml、トウイーン(Tween)80
100mgを加え、超音波をかけ分散させたものを1ml
(50mg)添加し、そのまま振盪培養を続けた。上記の
β−シトステロール(カンペステロール40%含有)添
加後、6時間目にα,α′−ジピリジルを1×10-3
になる様に添加し、さらに27℃で振盪培養を14日間
行なつた。経日的に培養液を2ml採取し、酢酸エチルで
抽出し、抽出液をガスクロマトグラフイーにかけ、内部
標準法により生成物を定量した。その結果を第1表に示
す。なお、第1表中、上段の数字はmg/ml、下段の括弧
内の%はモル%である。
実施例2 コーンスチープリカー1%、肉エキス0.5%、グルコ
ース0.5%、K2HPO40.2%、寒天2%、pH7.2か
らなるスラントに30℃で24時間培養したコリネバク
テリウム320−6−2−1菌〔微工研菌寄第7521
号(FERM P−7521)〕の1白金耳量をコーン
スチープリカー1%、肉エキス0.5%、グルコース
0.5%、K2HPO40.2%、蒸留水からなる液体培地
(pH7.2)100mlを500mlフラスコに分注し、滅
菌した培地に植菌し、27℃、48時間220回転で振
盪培養し、前培養を行なつた。
この前培養液80mlを上記液体培地4からなる7ジ
ヤーフアーメンターに植菌した。27℃で通気攪拌培養
(400回転、空気3/分)し、培養22時間後、β
−シトステロール(カンペステロール40%含有)2g
を乳鉢ですりつぶした後、蒸留水40ml、トウイーン(T
ween)80400mgを加え、超音波をかけ分散させたも
のを添加し、そのまま通気攪拌培養を続けた。このβ−
シトステロール(カンペステロール40%含有)添加
後、6時間目にα,α′−ジピリジルを1×10-3Mに
なる様に添加し、さらに27℃で通気攪拌培養を3日間
行なつた。
培養終了後、培養液を硫酸でpH2に補正後、酢酸エチル
4で2回抽出した。抽出液を減圧下で濃縮し、残渣2
1.96g得た。この残渣を少量の酢酸エチルに溶か
し、シリカゲルカラム(和光純薬製、ワコーゲルC−2
00 500g、カラムサイズ50mmφ×60cm)にか
け、20%酢酸エチル−ベンゼン2.5、30%酢酸
エチル−ベンゼン2.0、40%酢酸エチル−ベンゼ
ン3.5、酢酸エチル1.5で溶出した。酢酸エチ
ル溶出区分を集めて減圧下で溶媒を留去し、得られた残
渣を再びシリカゲルカラム(ワコーゲルC−200 4
5g、カラムサイズ20mmφ×40cm)にかけ、10%
酢酸エチル−ベンゼン1.5、酢酸エチル0.5で
溶出させた。酢酸エチル溶出区分を集め、溶媒を減圧下
で留去し、粗の3−オキソ−1,4−プレグナジエン−
20−カルボン酸を3.18g得た。この粗物質を酢酸
エチルで再結晶を3回くり返して3−オキソ−1,4−
プレグナジエン−20−カルボン酸の無色結晶を99.
7mg得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】β−シトステロール(カンペステロールを
    含有)を3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−
    カルボン酸に変換する能力を有する新菌種コリネバクテ
    リウム・エスピー320−6−2−1をβ−シトステロ
    ールを基質とする培地中で培養し、培養後の培養液から
    3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン
    酸を採取することを特徴とする3−オキソ−1,4−プ
    レグナジエン−20−カルボン酸の製造方法
JP59042855A 1984-03-08 1984-03-08 微生物による3−オキソ−1,4−プレグナジエン−20−カルボン酸の製造法 Expired - Lifetime JPH0634748B2 (ja)

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