JPS5849237B2 - ジエンタマイシンC/aの製造法 - Google Patents

ジエンタマイシンC/aの製造法

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JPS5849237B2
JPS5849237B2 JP6948478A JP6948478A JPS5849237B2 JP S5849237 B2 JPS5849237 B2 JP S5849237B2 JP 6948478 A JP6948478 A JP 6948478A JP 6948478 A JP6948478 A JP 6948478A JP S5849237 B2 JPS5849237 B2 JP S5849237B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抗生物質ジェンタマイシンc,aの製造法に関
する。
さらに詳しくは本発明はミクロモノスポラ属に属しシソ
ミシンからジエンクマイシンc1aへの転換活性を有す
る微生物もしくはその処理物の存在下、シソミシンをジ
ェンクマイシンc18に転換せしめることを特徴とする
ジェンタマイシンc1aの製造力法に関する。
本発明によれば、ダラム陽性菌、ダラム陰性菌に対して
広範囲でかつきわめて強力な抗菌作用を有するジエンタ
マイシンC1aを工業的に有利に製造することができる
ジエンタマイシンは1963年にM . J .We
insteinら(Antimicrobial Ag
ents andChemotherapy(1 96
3 )PI , P8 ,P14,P17,米国特許第
3091 572号、特公昭44−21394)によっ
て発見された。
ついでジエンタマイシンが数種の同族体の混合物(ジェ
ンクマイシンC18,C2a,C2,C1)であること
が分り、ジエンタマイシンClaが分離されたCM.J
.We i n s t e i nら, J . B
acterio1.,94,789( 1 967 )
, G.H.Wagmanら,J.Chromato
gr.,3 4,2 1 0 ( 1 9 6 8 )
,米国特許3,6 5 1,0 4 2号〕。
シエンタマイシンC1a等を含むジェンタマイシンCコ
ンプレックスは現在医薬用として広く用いられている。
ジエンタマイシンClaは次の化学構造式を有する。
ジエンタマイシンC1aの製造力法としては、従来、ミ
クロモノスポラ・パープレア( Micromonos
pora purpurea )、ミクロモノスポラ・
エキノスポラ( M−echinospora) (特
公昭44−21394)、ミクロモノスポラ・サガミエ
ンシス( M−sagamiensis) (特公昭4
942888)、ストレフトマイセス・ロンジスポ口フ
ラバス( Streptomyces Iongisp
orof−lavus ) ( Ger.Offen
2,2 2 6,2 3 9 )などのジエンタマイシ
ン生産菌を培養し、培養液中に生成蓄積したジエンタマ
イシン抗生物質群(ジェンタマイシンC群、サガマイシ
ン、ジェンタマイシンAなど)よりジェンタマイシンc
1aを採取する方法が知られている。
本発明者らは、ジエンタマイシンC1aの選造法につい
て研究の結果、シソミシン( M.J .We i n
5teinら, J.Antibiot.,2 3 ,
5 5 1 ,555,559(1970))をジエ
シタマイシンC1aに転換する能力(以下S−+G転換
能力という)を有し、ミクロモノスポラ属に属する微生
物のあることを見い出し、本発明を完成した。
本発明によればS→G転換能力を有する微生物もしくは
その処理物の存在下、シソミシンをジエンタマイシンC
,aに転換せしめることにより、短時間に収率よくジエ
ンタマイシンC1aを製造することができる。
シソミシンを用いる他の抗生物質への生化学的転換反応
についてはB.K.Leeら( An t imicr
ob.Ag.Chemother.,1 2 , 33
5(1977))がミクロモノスポラ・ロドランジエ(
M. rhodorangea)をもちいて、シソミ
シンをサガミシンへ転換せしめた報告があるのみで、シ
ソミシンからジエンタマイシンC1aが生成したという
報告はこれまでみられず、全く新規な発見である。
本発明はミクロモノスポラ属に属するS→G転換能力を
有する菌もしくはその処理物(菌体破砕抽出液などS→
G転換能力を有する物質を含む菌体処理物のすべてを含
む)とシソミシンとを接触せしめて、ジエンクマイシン
C,aを生成せしめることにより実施され、上記条件を
満足するすべての力法を含むものである。
本発明は実際的には次のごとき具体的方法にしたがって
行うことができる。
(1)S→G転換能力を有する微生物の培養後菌体を分
離し、得られる菌体もしくはその処理物(菌体破砕抽出
液など)をシソミシンと水性媒体(緩衝液など)中で接
触せしめる〔以下力法(1)という〕。
(2)S−)G転換能力を有する微生物をシソミシン.
含有培地において培養する〔以下力法(2)という〕。
(3)S−+G転換能力を有する微生物とシソミシン生
産菌を混合培養する〔以下方法(3)という〕。
次に本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で使用するS−+C転換能力を有する菌としては
ミクロモノスポラ属に属し、該能力を有する菌であれば
いずれの菌でもよい。
好適な菌としてはミクロモノスポラ・サガミエンシス、
ミクロモノスポラ・パープレアまたはミクロモノスポラ
・エキノスポラに属しS−)G転換能力を有する菌があ
げられる。
具体的にはミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌
寄第3573号(NRRL11006)、ミクロモノス
ポラ・サガミエンシス微工研菌寄第1477号(ATC
C21803)、ミクロモノスポラ・パープレアATC
C3 1 1 1 9、ミクロモノスポラ・パープレア
NRRL2 9 5 3(ATCCI 5 8 3 5
)、ミクロモノスポラ・エキノスポラN’R.RL2
9 8 5 ( ATCCI 5 8 3 7 )な
どがあげられる。
上記微生物の培養においては通常の放線菌の培養法が一
般に用いられる。
培養のための培地としては資化可能な炭素源、窒素源、
無機物等をほどよく含有する培地であれば天然培地、合
成培地のいずれでも使用可能である。
炭素源としてはブドウ糖、澱粉、デキストリン、マンノ
ース、フランクトー・ス、シュークロース、イノシトー
ル、マンニトール、グリセリン、糖密などが単独または
組み合わせて用いられる。
無機および有機窒素源としては塩化アンモニウム、硫酸
アンモニウム、尿素、硝酸アンモニウム、硝酸ソーダな
どが、また天然窒素源としてはペプトン、肉エキス、酵
母エキス、乾燥酵母、コーン・スチープ・リカー、大豆
粉、カザミノ酸、ソリュブルベジタブル・プロテイン、
綿実カスなどが単独または組み合わせて用いられる。
そのほか必要に応じて食塩、塩化カリウム、燐酸塩など
の無機塩、硫酸マグネシウム、塩化第1鉄、塩化コバル
トなどの金属塩を適当に加えることができる。
培養法としては、液体培養法、とくに深部撹拌培養法が
もつとも適している。
培養温度は25〜40℃、PHは中性付近で培養するこ
とが望ましい。
次に前記力法(1.) , (2) , (3)にした
がってシソミシンを転換してジエンクマイシンC1aを
製造する工程について説明する。
方法 (1) (菌体もしくはその処理物とシ六シンとの接触)(イ)
菌体と接触せしめる場合 S−+G転換能力を有する菌株を上記培養法にしたがっ
て1〜6日培養した後得られる菌体を集め、これをシソ
ミシン(5〜5 0 0 0 14j4 )と水性媒体
、好適にはP H 5. 0〜10.0の緩衝液中で2
0〜40℃で3〜96時間接触せしめる。
(0)菌体処理物と接触せしめる場合 S−)G転換能力を有する菌株を上記培養法にしたがっ
てl〜6日培養した後得られる菌体を超音波破砕器など
で破砕後固形物を除いて得られる液(抽出液)とシソミ
シン(5〜5000μEl/ml)を水性媒体中、好適
にはPH5.0〜10.0の緩衝液中で20〜30℃で
1〜96時間接触せしめる。
方法 (2) シソミシン含有培地でS→G転換能力を有する菌の培養 S−)G転換能力を有する菌株を上記培養法で培養する
に際し、シソミシン(5〜5000μg/TLl)を培
養開始時から培養開始後10日の間に添加し、さらに1
〜12日間培養すればよい。
方法 (3) 混合培養 シソミシン生産菌としてはミクロモノスポラ属に属しシ
ソミシン生産能力を有する菌であればいずれの菌でもよ
い。
好適な菌としてはミクロモノスポラ・インヨエンシス(
M. inyoens is )またはミクロモノス
ポラ・グリセア( M. gr i sea)に属し、
シソミシン生産能力を有する菌があげられる。
具体的にはミクロモノスポラ・インヨエンシスNRRL
3292(ATCC27600)、ミクロモノスポラ・
グリセアNRRL 3 8 0 0などがあげられる。
シソミシン生産菌の培養はS−+G転換能力を有する菌
と同様に行えばよい。
S−)G転換能力を有する菌とシソミシン生産菌の混合
培養は、両菌株を同時に発酵培地に植菌し、これを好気
条件下で1〜12日間培養したり、個個の菌株を発酵培
地に別々に植菌し1〜6日間培養した後、両培養液を混
合して更に1〜12日間培養すればよい。
上記力法(1)による場合や方法(2)もしくは(3)
でS→G転換能力を有する菌としてジエンタマイシン(
C,,C2,C2a,C1a,A)、サガミシン非生産
菌、例えば2−デオキシストレプタミン(DOS)を要
求する変異株(ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工
研菌寄第3573号、ミクロモノスポラ・パープレアA
TCC3 1 1 19など)を用いる場合には反応液
や培養液にこれらの抗生物質が入ってこないので生成成
分の組成を単純にすることができる。
上記方法(1)〜(3)において、反応液もしくは培養
液中のジエンタマイシンC1aの生成量が最犬に達した
ときに、培養ないしは反応を停止し培養液ないしは反応
液中より目的物を精製単離する。
培養液ないしは反応液からのジエンタマイシンC1aの
精製単離は微生物代謝産物を単離するためにふつう用い
られる分離・精製の方法が利用される。
ジエンタマイシンC1aは、水溶性、塩基性物質なので
いわゆる水溶性・塩基性抗生物質の精製によく用いられ
る方法により精製を行うことができる。
すなわち、カチオン交換樹脂による吸脱着法、活性炭素
による吸脱着法、セルロースカラムクロマトグラフイー
、セファデツクスLH−20カラム(ファーマシア・フ
ァイン・ケミカルズ社製、US.A.)による吸脱着法
、シリカゲルクロマトグラフイー、向流分配法などの力
法を適当に組み合わせて行うことができる。
またジエンタマイシンC,aの遊離塩基はアセトンに溶
けるが、硫酸塩は同溶媒に溶けにくいので、この点を利
用して本物質の遊離塩基または硫酸塩を単離・精製する
ことができる。
次に培養液ないしは反応液からジエンタマイシンC1a
の精製・単離の一例を示す。
培養ないしは反応終了後、培養液ないしは反応液から固
形物を除き、得られる上清液を弱アルカリ性に調整した
後、カチオン交換樹脂アンバーライトCG−50タイプ
I ( NHj型)(ローム・アンド・ハース社製)を
充填したカラムに通して、活性物質を吸着し、水洗後稀
アンモニア水で活性物質を溶出する。
ジエンタマイシンC1aを含む活性区分を集め、減圧下
で濃縮乾固してジエンタマイシンC1aの粗粉末を得る
次に活性炭カラムクロマトグラフイーを行なう。
粗粉末を少量の塩酸に溶解して、活性炭(和光純薬製)
を充填したカラムに通し、0. 5 N塩酸にて溶出す
る。
ジエンタマイシンC,aの区分を集めて減圧下で濃縮乾
固した後水に溶かし、微アルカリに調整し、これをカチ
オン交換樹脂アンバーライトIRC−50(口−ム・ア
ンド・ハース社製、USA)(NH,’型)を充填した
カラムに通してジエンクマイシンC1aを吸着せしめ、
水洗後、IN−アンモニア水で溶出し、ジエンタマイシ
ンC1a区分を集めて減圧濃縮後凍結乾燥を行うことに
より、精製されたジエンタマイシンCtaを得ることが
できる。
上記精製工程中のジエンタマイシンC1aの動向は、東
洋済紙A51を用いた上昇式ペーパークロマトグラフイ
ー〔展開溶媒、クロロホルム、メタノール、17%(
VAJ)アンモニア水(容量比2:i:1)の下層〕な
どの方法によりチェックする。
次に実示例を示す。
実施例 I A ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌寄第3
573号の培養: 種菌としてミクロモノスポラ・サガミエンシス( Mi
cromonospora sagamiensis微
工研菌寄第3573号(NRRL11006)(DOS
−)を用いた。
第1種培地としては、スタビローズK〔澱粉の加水分解
物、松谷化学■製〕297di、グルコース0. 5
g/dl,ペプトン0. 5 g/dl,酵母エキス0
. 5 9 7dl,肉エキス0. 3 g/dl,炭
酸カルシウム0. 2 g/dl (殺菌前PH8.0
)の培地を用いた。
種菌1白金耳を、大型試験管中10mlの上記培地に植
菌し、30℃で3日間振盪培養した。
この種培養液10TLlを2lバツフル付キエルレンマ
イヤーフラスコに入った350771lの第2種培地に
移した。
第2種培地の組成は第1種培地の組或と同じである。
第2種培養は30℃で2日間振盪培養した。
この種培養液1.5l(フラスコ5本分)を301容量
のジャーファーメンター中の第3種培地15lに移し、
34℃で24時間通気撹拌方式(回転数25Orpm、
通気量15117min)により培養を行った。
第3種培養地の組戒は第1種培養地の組或と同じである
最後にこの第3種培養液15lを301容量のタンク中
の発酵培地150lに移した。
発酵培地の組或はスタビローズK49 /dl, ソ
イビーンミール( Soybeanmeal )1g/
dl,ファーマメディア( phamamedea)(
Traders Oi I Mi l Com−pa
ny製)USA)2g/dl、大豆カゼイン0. 5
g/dl、燐酸2カリウム0.0 2 5 g/dl,
硫酸マグネシウム0.059 7di,カルシウムフィ
チン0. 2 ,9 /dl、コーンオイル( Cor
n oil)0.1 g/dl、硫酸第1鉄0.0 1
5 g/di, L−グルタミン0.0001.!
ii’/dl, L−シスチンo.o o 5j!/d
l− β−アラニン0.0 0 5 g/dl,ユヨチ
ン酸0,0005r/d7、パントテン酸カルシウム0
.0 0 0 5 g/dL 硫酸亜鉛(7水塩) 0
.0 0 0 5 97dl、カリウム明ばん(24水
塩) 0.0 0 1 97di、モリブデン酸アンモ
ニウム(4水塩) 0. 0 2 5 g/di,(殺
菌前PH8.0)の培地を用いた。
この発酵は30℃で3日間通気撹拌培養方式(回転数1
8 0 rpms通気量1 5 0 l/min )
により行った。
B.ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌寄第3
573号の菌体採取: 前記培養終了後、培養液をシャープレス型連続遠心分離
器を用いて菌体を分離採取した。
得られた菌体量は9kg(湿菌体重量)であった。
C.シソミシンの転換反応: 前記のように行って得られたミクロモノスポラ・サガミ
エンシス微工研菌寄第3573号の湿菌体3kgと、シ
ソミシン硫酸塩750■を0. 1 M トリス塩酸緩
衝液(PH7.5)15lに懸濁し、30lジャーファ
ーメンター中で30℃、10時間反応した(回転数2
5 0 rpm,通気量1511/min)。
D.ジエンタマイシンC1aの精製単離 前記反応終了後、反応液のPHを12N一硫酸でPH2
.0に調整し80℃で10分間加熱撹拌した。
そののち炉過助剤としてラジオライト+600〔昭和化
学工業■製〕を500g加え、菌体を炉別した。
この炉液をダイヤイオンHPK−25(三菱化或製)(
NH4+型)IAを充填したカラムに通し、流水液は捨
てた。
水で樹脂を水洗後2N−アンモニア水で溶出し、活性物
質のある区分を減圧下で500mlまで濃縮した。
濃縮液を6N塩酸でP H 7. 8に調整したのち、
アンバーライトCG−50クイプI(NHZ型)■lを
充填したカラムに通し、水洗後、0.2M塩化アンモニ
ウムを含む0. I Nアンモニア水にて溶出した。
ジエンタマイシンC1aを含む活性区分を集め、P H
7. 8に調整後アンバーライトIRC−50(NH
4+型)200mlを充填したカラムに通塔し、水洗後
2N−アンモニア水で溶出し、ジエンタマイシンC1a
を含む区分を集めこれを濃縮乾燥すると、ジエンタマイ
シンC1aを含む粗粉末300■が得られた。
この粗粉末を少量の0. 5 N一塩酸に溶解し、活性
炭(和光純薬■製)200.9を充填したカラムの上端
に導入する。
その後0.5N塩酸で溶出を行い;ジエンタマイシンC
1a区分を集める。
この区分をP H 7. 8に調整後、アンバーライト
IRC −50(NH4+型)50■を充填したカラム
に通し、水洗後2N−アンモニア水で溶出し、活性区分
を集め減圧下で濃縮すると白色粉末2 5 0mJ9が
得られた。
この白色粉末は、物性値、生物活性共にジエンタマイシ
ンCtaの標準標品に完全に一致した。
実施例 2 種菌としてミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌
寄第3573号を用いた。
種培地の組或は実施例1と同様の組或のものを用いた。
種菌1白金耳を、大型試験管中10TfLlの種培地に
植菌し、30℃で3日間振盪培養した。
この種培養液10mlを2lバツフル付きエルレンマイ
ヤーフラスコに入った350mlの第2種培地に移した
第2種培養は30℃で2日間振盪培養した。
この種培養液全量を5l容量のジャーファーメンター中
の第3種培地3.5lに移し、30℃で24時間通気撹
拌方式(400rpm、通気量3.5 11 / mi
n )により培養を行った。
最後に第3種培養液1.5lを304容量のジャーファ
ーメンター中の発酵培地15lに移した。
発酵培地の組或は、実施例1で示した発酵培地と同様の
組或の培地にシソミシンを5 Q ,J,,H, (硫
酸塩)を添加したものを用いた。
この発酵は30℃で3日間、通気撹拌方式(回転数2
5 0 rpms通気量15l/min)で行なった。
培養終了後、実施例1−Dと同様にジエンタマイシンC
1aを精製分離し、ジエンタマイシンC1aの遊離塩基
190■を得た。
なお、発酵培地にシソミシンを加えないで同様に培養を
行った場合には、ジエンタマイシンC1aは培養液中に
生成蓄積しなかった。
実施例 3 種菌としてミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌
寄第3573号とミクロモノスポラ・インヨエンシスN
RRL3292を用いた。
各々の菌株を実施例2と同様にして種培養した。
ついで第3種培養液1.5lを30l容量のジャーファ
ーメンター中の発酵培地15lに移した。
発酵培地は実施例1で示した発酵培地と同じ組戊のもの
を使用した。
各本培養を各々30℃で48時間通気撹拌方式(回転数
25Orpm、通気量1511/min)で行なった後
、ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌寄第35
73号の培養液7lと、ミクロモノスポラ・インヨエン
シスNRRL3292の培養液8lを無菌的に混合した
混合液を3(1ジャーファーメンター中で通気撹拌力式
(回転数2 5 O rpm,通気量15l/min)
により培養を行った。
混合後、30℃で116時間培養した後培養を停止し、
実施例1−Dと同様にジエンタマイシンC1aを精製分
離し、ジエンタマイシンC1aの遊離塩基32011T
9を得た。
なお、ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研菌寄第
3573号を単独で同様に培養した場合(培養時間16
4時間)は、ジエンタマイシンC1aは培養液中に生或
蓄積しなかった。
また、ミクロモノスポラ・インヨエンシスNRRL32
92を単独で同様培養した場合(培養時間164時間)
は、シソミシン57μめΩ(硫酸塩)を蓄積したが、ジ
エンタマイシンC1aは蓄積しなかった。
実施例 4 種菌として、ミクロモノスポラ・サガミエンシス微工研
菌寄第1477号、ミクロモノスポラ・パープレアNR
RL2 9 5 3、ミクロモノスポラ・エキノスポラ
NRRL2985またはミクロモノスポラ・パープレア
ATCC3 1 1 1 9(DOS−)を用いた。
各菌株を実施例1と同様に実施(培養、菌体採取、転換
反応および精製単離)し、ジエンタマイシンC1aを採
取した。
各菌株によるジエンタマイシンC1aの収得量は第1表
に示したようである。
実施例 5 実施例3の種菌のうち、ミクロモノスポラ・インヨエン
シスNRRL3 29 2の代わりにミクロモノスポラ
・グリセアNRRL3800を用いる他は、実施例3と
同様に実推してジエンタマイシンClaの遊離塩基17
2■を得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ミクロモノスポラ属に属しシソミシンからジエンタ
    マイシンC1aへの転換活性を有する微生物もしくはそ
    の処理物の存在下、シソミシンをジェンクマイシンC1
    aに転換せしめることを特徴とするジエンタマイシンC
    ,aの製造法。
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