KR20020060184A - 마이코페놀산 및 이의 유도체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다음 단계를 포함하는, 화학식 Ⅰ :
화학식 Ⅰ
여기에서 R1은 메틸 또는 히드록시메틸기이고
R2는 히드록시기 또는 아미노기이다.
의 화합물을 미생물학적으로 제조하는 방법에 관한 것이다 :
(1) 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서 22 ℃ 내지 30 ℃ 로 마이코페놀산을 생합성할 수 있는 페니실륨 왁스마니 진균 균주를 성장시키는 단계 ;
(2) 발효 육즙으로부터 화학식 Ⅰ 의 화합물을 분리하는 단계(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 히드록시기이다) ;
(3) 바람직하다면, 정제하는 단계 ; 및
(4) 바람직하다면, 생전환이 끝날때까지 액내, 통기 조건하에서 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서
a) 화학식 Ⅰ(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물을 제조하기 위해 스트렙토마이세스종 No. 1/6(제 NCAIM (P) B 001275 호) 으로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 그리세오루버 No. 1/6 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용하거나 ; 또는
b) 화학식 Ⅰ(여기에서 R1은 히드록시메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 혼합물을 제조하기 위해 제 NCAIM (P) B 001276 호로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 No. 1/28 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용함
으로써 생전환시키는 단계 ;
(5) 배양물로부터 형성된 화학식 Ⅰ 의 화합물을 분리하는 단계 ; 및
(6) 바람직하다면, 정제하는 단계.
Description
본 발명은 다음 화학식 I 의 마이코페놀산 및 이의 유도체[화학식 I 에서, R1은 메틸 또는 히드록시메틸기이고 R2는 아미노기이다]의 미생물학적 제조방법에 관한 것이다 :
여기에서 R1은 메틸기이고, R2는 히드록시기이다.
화학식 I 의 [(E)-6-(1,3-디히드로-4-히드록시-6-메톡시-7-메틸-3-옥소-5-이소벤조푸란일)-4-메틸-4-헥센산] 의 마이코페놀산은 그것의 면역억제 효과 때문에 치료학적으로 이용된다.
마이코페놀산은 1896 년에 페니실륨 글라우쿰의 발효 육즙에서 최초로 보고되었으며[E. L. Jones 등의 J. Invest. Dermatol. 65, 537(1975)] 후에 페니실륨 속, 예를 들어 피. 브레비콤팍툼, 피. 스톨로니페룸, 피. 에키눌라툼, 피. 로퀘포르티 및 피. 비리디카툼 등의 기타 다른 종의 발효 육즙에서 분리되었다. 마이코페놀산의 구조는 1952 년에 J. M. Birkinshaw 등의 [Biochem. J. 50, 630 (1952)]에 의해 밝혀졌다. 마이코페놀산을 발견한 후 그것의 항 - 바이러스 활성에 대하여는 밝혀졌으나 병원성 스타필로코커스 균주가 이것에 대해 신속하게 내성이 되므로 본 분야에서 더 이상 개발되지 않았다[E. P. Abraham 등의 Biochem. J. 39, 398 (1945)]. 표피사상균 및 백선균 중 일부에 대한 화합물의 항진균 활성도 나타났다. 마찬가지로, 단순포진 바이러스에 대한 항바이러스 효과도 입증되었다[R. H. Williams 등의 J. Antibiot. 21, 463 (1968)]. 이것의 항종양 활성 또한 알려졌으며, 최근에는 보다 활발한 연구가 이루어지기 시작하였다[Y. Sidi 등의 Br. J. Cancer 58, 61 (1988)]. 80 년대 후반에 밝혀진 그것의 모르폴리노에틸 에스테르 유도체의 면역억제제로서의 치료학적 용도에 대한 접근이 이루어졌다.
마이코페놀산의 광범위한 생물학적 효능은 이노신-5'-모노포스페이트 디히드로게나제 및 구아닌-5'-모노포스페이트 합성효소의 활성에 대한 저해 효과로 설명할 수 있으며 이는 구아닌 합성의 감소를 초래한다.일부 세포에 있어서 구아닌 합성은 히포크산틴 구아닌 - 포스포리보실 트랜스페라제 효소에 의해 다른 경로로 이루어질 수 있다. 그러나 이 효소는 T 림프구 및 B 림프구에 존재하지 않으므로, 이들의 성장은 마이코페놀산에 의해 선택적으로 저해된다.
1970 년대 초에 다수의 마이코페놀산 유도체가 제조되었다. 이소벤조푸라닐 고리 및 4-메틸-4-헥센산 곁사슬에서 미생물학적인 방법이나 화학적인 방법 둘다에 의해 변형이 이루어졌다[D. F. Jones 등의 J.Chem. Soc. 1725 (1970)]. 일부 마이코페놀산 유도체는 항종양 실험에서 마이코페놀산의 활성에 필적하는 활성을 나타내었다[M. J. Sweeney 등의 Cancer Research 32, 1795 (1972)]. 마이코페놀산보다 이노신-5'-모노포스페이트 디히드로게나제에 대해 보다 높은 저해 효과를 갖는 마이코페놀산 유도체가 존재하였다.
본 발명의 한 양상은 기존의 문헌에 기재되어 있는 방법에 비해 보다 유익한 방법으로 마이코페놀산을 제조함으로써 유전학적으로 개선되고 선택적인 미생물을 개발하는 것에 관한 것이다. 다른 양상에 있어서, 본 발명은 마이코페놀산 및 치료학적으로 상당히 유효한 신규한 마이코페놀산 유도체를 미생물학적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
신규한 활성제의 미생물학적 기원을 연구하던 중, 여러 부위에서 수집한 토양 시료로부터 분리한 미생물을 조사하였다. 항진균 스크리닝 프로그램을 이용하여 마이코페놀산을 함유하는 발효 육즙으로부터 진균 균주를 분리하였다. 돌연변이 - 선별 방법을 이용하여 이 균주로부터 고농도의 마이코페놀산을 생산하는 돌연변이 균주를 제조하였다. 돌연변이유발제로 자외선을 조사하고 N-메틸-N-니트로-N'-니트로소구아니딘을 가하였다.
페니실륨 글라우쿰, 페니실륨 스톨로니페룸, 페니실륨 브레비콤팍툼, 페니실륨 스카브룸, 페니실륨 나게미, 페니실륨 파트리스메이, 페니실륨 그리세오브루네움, 페니실륨 비리디카툼 균주에서의 마이코페놀산의 생합성은 기재되어 있다. 마이코페놀산의 생합성에 있어서 분자의 이소벤조푸란 부분은 여기에 결합하는 곁사슬과는 다른 방법으로 형성된다. 곁사슬의 생합성은 스테로이드 골격이 파르네실 포스페이트로 생합성된 후에 이루어진다. 이소벤조푸란 부분은 하나의 아세틸-CoA 및 세개의 말로닐-CoA-s 로부터 형성된다. 방향족 고리상의 메틸기는 S-아데노실메티오닌으로부터 분자내로 도입된다. 8 개의 고리 중심 원자로 이루어진 사슬이 분리된 후에 형성되는 마이코페놀산의 곁사슬에 의해 이소벤조푸란 고리의 C - 6 에 파르네실 포스페이트가 결합한다. 생합성 과정 중 최종 단계는 S-아데노실메티오닌으로부터 메톡시기가 형성되는단계이다[W. L. Muth 등의 Antimicrobial Agents and Chemotherapy 8, 321 (1975)].
문헌에 기재된 균주를 생산하는 모든 마이코페놀산은 페니실륨 속에 속하는 비대칭 아속에 속한다. 분류학적 근거를 통해 본 출원인이 분리한 균주는 페니실륨 속의 단축분기 아속에 속하며 페니실륨 왁스마니 종으로 분류할 수 있다.
분류는 다음과 같이 이루어진다 :
배양적 - 형태적 일반 특성 :
신규한 균주 분리물은 그것의 분생자 자루의 형성과 분지의 정렬, 메툴라 및 피알리드(fialides) 에 있어서 페니실륨 속의 대표적인 특성들을 나타내었다. 포자형성 기균사는 보통 벨벳과 같이 잘 발달되어 있다. 성숙기에 전분 + 황산암모늄 한천배지에서는 어두운 회갈색을 나타내고, 사보로 펩톤 + 글루코스 한천배지에서는 밝은 회갈색을, 사보로 글루코스 한천배지에서는 어두운 회색을, 아스파라긴 + 글리세롤 한천배지에서는 밝은 녹색을, 우혈을 함유하는 차팩(니트르산염 + 수크로스)에서는 흑갈색을, 맥아 한천배지에서는 암녹색을, 맥아 추출물 + 효모 추출물 + 글루코스 한천배지에서는 어두운 회갈색을, 오트 플레이크 한천배지에서는 어두운 회갈색을 나타낸다. 초기에는 보통 다수의 균사가 배지에서 녹색이거나 청녹색을 나타내며 성숙한 기균사는 회색이나 회갈색을 나타낸다. 일반적으로, 균주의 기질 균사는 무색이거나 엷은 황갈색이다. 어떤 배지에서도 가용성 색소는 생성되지 않은 것으로 관찰되었다. 콜로니의 표면은 덜 주름져 있다. 기균사의 평균 두께는 1 - 3 ㎜ 를 초과하지 않는다. 멜라노이드 색소의 생성(티로시나제 활성)은 음성이다.
분생자 자루의 길이는 매우 다양하다 : 종종 기질 균사로부터 직접 성장하기도 하고 어떤 경우에는 더 긴 축사의 곁분기이기도 하다(도 1 참조 : a 내지 f 의 분생자 자루 형태 ; a, d, e 및 f 는 아스파라긴 + 글리세롤 한천배지에서 ; b 는 맥아 한천배지에서 ; c 는 전분 + 황산암모늄 한천배지에서 ; g 는 포자병 사슬이다). 균주는 그들 대부분이 단일 피알리드 윤생분기로 이루어진 브러시를 내포한다는 점에서 단축분기 종으로 분류할 수 있다. 이 단축분기 형태의 브러시는 종종 "디바리카타(divaricata)" 형태로 정렬된다(도 1 참조). 이축분기 형태의 분생자 자루는 또한 각 경우에 개별적으로 관찰될 수 있다(도 1 참조). 피알리드로 파악되는 윤생분기는 2 내지 8 개(대부분 3 개)로 이루어져 있다. 분생자는 원형이며 대부분은 표면이 미끈하고 크기가 2 내지 25 ㎛ 이다. 분생자 사슬의 다수의 개별적인 분생자는20 이상일 것이다.
생리학적 특성 :
에스쿨린 가수분해 : 양성. 황화수소 생산 : 음성. NaCl 내성 : 최대 3 %. pH - 내성 : 3.0 - 9.0. 질산염의 아질산염 형성, 암모니아 또는 가스발생은 검출되지 않았다. 카탈라제 검사 : 양성. 산화효소 검사 : 양성. 요소 분해 : 양성. 레시틴 가수분해효소 및 겔라틴 가수분해효소 활성 : 양성. 전분 가수분해는 약하다. Tween - 20 가수분해는 양성이나, Tween - 40 및 Tween - 60 의 가수분해는 매우 약하다. 유기산의 나트륨염으로 인해 벤조산염, 살리실산염에서는 매우 잘 성장하고 아세트산염, 타르타르산염 및 숙신산염에서는 성장이 늦다. 말론산염, 피루브산염, 락트산염 및 시트르산염에서는 전혀 성장하지 않거나 미량으로 성장한다. 글루코스, 프럭토스, 아라비노스, 크실로스, 람노스, 수크로스, 라피노스, 만니톨 및 이노시톨은 잘 이용한다. 글루코스, 수크로스, 람노스, 덱스트린, 멜리비오스, 말토스, 라피노스, 프럭토스, 이노시톨, 이눌린, 글리세롤, 크실로스, 둘시톨 및 만니톨에서 강산이 생성되는 것으로 관찰되었다(R. E. 고든의 배지에 대한 지표로 브로모크레솔퍼플을 이용하여 관찰). 갈락토스, 아라비노스, 살리신에서는 산 생성이 약하다.
분류학적 위치:
본 출원인이 분리한 마이코페놀산 - 생산 페니실륨 균주는 페니실륨 왁스마니 종에 근접한 변이체로 간주된다. 이것은 하기 표 1 의 데이터에 의해 입증된다.
본 발명의 한 양상은, 본 출원인이 분리한 마이코페놀산 - 생산 페니실륨 왁스마니 균주[내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈[National Collection of Agricultural and Industrial Microorganisms (NCAIM) 에 1998 년 10 월 13 일에 기탁 번호 제 NCAIM (P)F 001269 호로 기탁함]가 돌연변이 - 선별 방법에 의해 성장된 후 적당한 발효 조건하에서 마이코페놀산을 고농도로 생산한다.
더욱이, 본 발명은 토양 시료에서 각각 유사하게 분리된 스트렙토마이세스 그리세오루버(Streptomyces griseoruber) No. 1/6 (스트렙토마이세스종 No. 1/6 으로 기탁됨) 및 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 (Streptomyces resistomycificus) No. 1/28 의 균주 배양물이 화학식 I (여기에서 R1은 메틸기 또는 히드록시메틸이고 R2는 아미노기이다)의 화합물을 형성하는 마이코페놀산으로 변형될 수 있음을 기초로 한다.
스트렙토마이세스 균주 No. 1/6 의 분류학적 설명
배양적 형태적 특성 : 오트밀 한천배지 상에 일반적으로 적색의(적색의 기균사 배열 ; "Cinnamomeus" - colour - series) 기균사가 성장한 웰이 기질 균사 표면을 덮었다. 후자의 색은 노란 색을 나타낸다. 가용성 색소는 보이지 않았다. 적색의 포자 - 집단을 관찰해보면, 많은 레티나큘럼 아페르튬(Retinaculum apertum)형 포자병을 확인할 수 있다. 차팩 - 한천배지 상에서 : 콜로니는 선명하게 성장된 적색의 기균사, 적황색의 기질 균사 및 엷은 적색의 확산력을 나타내는 색소가 특징적이다. 포테이토 조각에서 갈색의 기질 균사는 적색의 공중에서 서식하는 포자 - 집단으로 덮여져 있으며, 포테이토의 색깔은 어두운 적갈색을 나타낸다. 적색의 기균사가 성장한 웰 하에서 콩 - 펩톤 한천배지 상에, 기질 균사 뿐만 아니라 그것의 배지는 어두운 갈색 또는 검정색을 나타낸다. 말레이트 한천평판 상에서 노란색의 기균사는 대부분 멸균 상태이고 갈색의 기질 균사 하에 매우 짙은 적갈색의 확산 작용을 관찰할 수 있다. 효모 - 철 한천배지 상에서, 균주 No. 1/6 은 강하게 양성을 띠는 멜라노이드 색소 생성을 나타낸다. 유사하게, 티로신 한천배지 상에서 또한 약한 정도의 색소 생산성이 입증되었다.
생리학적 특성: 균주 No. 1/6 은 셀룰로스를 분해하지 않는다. 더욱이 글루코스, 프럭토스, 수크로스, 람노스 및 i - 이노시톨의 양성 사용으로 인한 성장은 상대적으로 미약하지만 배지에서 유일한 원으로서 크실로스 및 아라비노스의 양성 사용도 관찰되었다. 라피노스로 인한 매우 저조한 성장(음성 사용)도 탐지되었다.
분류학적 위치: 레티나큘럼 아페르튬(나선형) 포자병이 특징인, 일반적인 적색의 스트렙토마이세스(연속적으로 적색을 나타내는 포자 집단, 기질 균사의 색 : 노란색 - 갈색 + 적색, 적색의 가용성 색소) 형태의 균주 No. 1/6 은 Kampfer 등의[J. Gen. Microbiol. 137, 1831 - 1891 (1991)] 수 많은 분류학적 시스템 중 클러스터 18(23) 에 속하는 스트렙토마이세스 그리세오루버 야마구치 및 사부리[Streptomyces griseoruber Yamaguchi and Saburi (1955)] 종과 상당한 배양적 형태적 유사성을 나타낸다. 그러나, 몇몇 생리학적 차이에 관한 좀더 상세한 관계를 명확히 하는 것이 필요하다.
스트렙토마이세스 균주 No. 1/28 의 분류학적 설명
빛- 뿐만 아니라 배양적- 및 전자현미경의 형태적 특성 : 오트밀 한천평판 상에서 기균사는 미약하게 성장하고 처음에 그것의 색깔은 흰색이고 그 후에는 회색빛을 띠며 인터내셔널 스트렙토마이세스 프로젝트 [(Shirling 및 Gottlieb, Int. J. Syst. Bact., 16, 313 - 340 (1966)]의 일련의 색채 분류에 따라 정확하게 특정화될 수 없다. 현미경 관찰로 인해 균사가 멸균 상태임이 입증되었고 포자병 및 분생포자로의 분화는 관찰되지 않았다. 기질 균사의 배지 성장 및 밝은 황갈색의 가용성 색소 생성이 탐지되었다. 효모 추출물 - 맥아 추출물 상에서 한천은 미약하게 성장하고 흰색의 멸균된 기균사, 적갈색의 기질 균사 및 밝은 노란색의 확산성 색소가 관찰되었다. 유기염 - 전분 한천 평판 상에서 어두운 적회색 기질 균사가 성장한 웰은 상대적으로 좀 더 성장된 기균사로 덮여져 있고 그것의 색은 흰색에서, 짧은(레티나큘럼 아페르튬형) 나선상의 포자병 및 평활 표면의 포자 집단의 색이 노란빛의회색으로 바뀌었다. 이러한 균주(1/28)의 배양물은 펩톤 - 효모 - 철 한천배지 및 티로신 한천배지에서 생성되며 이러한 균주의 색상은 어두운 갈색이거나 검정 멜라노이드 색소를 나타내었다.
생리학적 특성: 셀룰로스 섬유의 현저한 분해없이 셀룰로스 상에서 최상의 성장이 관찰되었다. 질산염 육즙에서 최상으로 성장하였으며 아질산염, 암모니아 또는 가스의 발생이 탐지되지 않았다. NaCl 농도 6 % 에 내성이 형성됨이 입증되었으며 pH 값은 5 내지 11 사이이다. 양성의 에스쿨린(aesculine) 가수분해- 및 우레아제- 시험을 확인하였다. 배지에서 탄소의 단일원으로서 글루코스, 프럭토스, 아라비노스, 크실로스, 람노스, 수크로스, 만니톨, 라피노스 및 메소이노시톨에 의한 최적의 성장이 관찰되었다. 시트르산나트륨, 말론산나트륨, 피루브산나트륨, 락트산칼슘 및 숙신산칼슘으로 인한 미약한 성장이 관찰되었다. 아세트산나트륨, 타르타르산나트륨 및 벤조산나트륨에 의해 미약하게 성장하였다.
분류학적 위치: 기균사 색의 정확한 확인은 불가능하지만, 가장 중요한 특성을 바탕으로 이러한 균주를 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 Lindenbein, 1952(Kampfer 등의 1991 에 따른 스트렙토마이세스 바이올라세우스) 의 아포형성 변이체로 명시할 수 있다.
따라서, 본 발명은 다음 단계를 포함하는, 화학식 I
화학식 I
여기에서 R1은 메틸 또는 히드록시메틸기이고
R2는 히드록시기 또는 아미노기이다.
의 화합물을 미생물학적으로 제조하는 방법에 관한 것이다 :
(1) 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서 22 ℃ 내지 30 ℃ 로 마이코페놀산을 생합성할 수 있는 페니실륨 왁스마니 진균 균주를 성장시키는 단계 ;
(2) 발효 육즙으로부터 화학식 I 의 화합물을 분리하는 단계(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 히드록시기이다) ;
(3) 바람직하다면, 정제하는 단계 ; 및
(4) 바람직하다면, 생전환이 끝날때까지 액내, 통기 조건하에서 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서
a) 화학식 I(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물을 제조하기 위해 스트렙토마이세스종 No. 1/6 (제 NCAIM (P) B 001275 호) 으로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 그리세오루버 No. 1/6 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용하거나 ; 또는
b) 화학식 I(여기에서 R1은 히드록시메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물을 제조하기 위해 제 NCAIM (P) B 001276 호로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 No. 1/28 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용함 으로써 발효시키는 단계 ;
(5) 배양물로부터 형성된 화학식 I 의 화합물을 분리하는 단계 ; 및
(6) 바람직하다면, 정제하는 단계.
본 발명에 따라, 글루코스, 말토스, 수크로스, 글리세롤, 맥아 추출물 및 탄소원과 같은 수용성 전분을 편리하게 사용한 페니실륨 왁스마니 균주의 배양물은 마이코페놀산을 생산하는데 사용된다. 질소원으로 효모 추출물, 펩톤, 고기 추출물, 카세인, 트립카신, 콩 분말, 옥수수 침지액, 질산나트륨 또는 황산암모늄을 사용할 수 있다.
상기한 것 이외에, 탄소 및 질소원, 무기염(예를 들어, 황산마그네슘), 아미노산, 비타민 및 지포제는 마이코페놀산을 생산하는데 사용되는 배지에 존재할 수 있다.
마이코페놀산의 제조에 관한 본 발명의 제조방법의 바람직한 실시형태에 따라, 포자 현탁액은 마이코페놀산을 생합성할 수 있는, 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈(제 NCAIM (P) F 001269 호)에 기탁된 페니실륨 왁스마니 균주 또는 그것의 돌연변이 균주의 사면 한천 배양물로부터 증류수와 함께 제조하였다. 이러한 포자 현탁액 5 ml 를 종균 배지에 접종시킨 후에, 생산 배지를 24 ℃ 내지 28 ℃, 바람직하게 25 ℃ 에서 3 일 동안 성장시킨 접종 배양물로 접종시켰으며, 그리고나서 22 ℃ 내지 28 ℃, 바람직하게는 25 ℃ 에서 7 일 동안 항온시켰다. pH 값을 3.5 와 7.5 사이로 변화시키는 동안에 호기적 조건 하에서 배양하였다. 발효의 주 기간에 공기 삽입은120 l/시간이고, 교반 속도는 400 회전수/분이었다.
발효시키는 동안에 발효 육즙의 활성 물질 함량을 박층크로마토그래피(TLC)한 후에 고성능압 액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 측정하였다. 배양물에 최고 농도의 마이코페놀산이 함유되었을때 발효를 중지시켰다. 고성능압 액체크로마토그래피에 의한 분석일 경우에, 발효 육즙 시료의 원심분리된 상청액을 메탄올로 4 배 희석시켰다[장치 : LKB 등용매 시스템 ; 컬럼 : 누클레오실 C185 ㎛(BST) ; 중간 컬럼 : 40×4 ㎜ ; 분석 컬럼 : 250×4.6 ㎜ ; 25 ℃ 로 온도조절 ; 238 ㎚ 에서 측정 ; 용리액 : 아세토니트릴 - 인산(60 : 40)으로 pH 를 2 로 조절한 증류수 ; 유속 : 1.0 ml/분 ; 주사 부피 : 10 ul]. 본 시스템에서 마이코페놀산의 체류시간은 15.8 분이다.
화학식 I(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물 의 제조에 관한 본 발명의 제조방법의 바람직한 실시형태에 따라, 포자 현탁액은 스트렙토마이세스 그리세오루버 균주 No. 1/6 의 사면 한천 배양물로부터 증류수와 함께 제조하였다. 이러한 포자 현탁액으로 종균 배지를 접종시킨 후에, 생산 배지를 25 ℃ 내지 37 ℃, 바람직하게 28 ℃ 에서 성장시킨 3 일된 접종 배양물로 접종시켰으며 그리고나서 25 ℃ 내지32 ℃, 바람직하게 28 ℃ 에서 3 일 동안 항온시켰다. 배양물에 마이코페놀산을 첨가한 후에, 추가로 7 일 동안 배양하였다.
화학식 I(여기에서 R1은 히드록시메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물 의 제조에 관한 본 발명의 제조방법의 다른 바람직한 실시형태에 따라, 포자 현탁액은 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 균주 No. 1/28 의 사면 한천 배양물로부터 증류수와 함께 제조하였다. 이러한 포자 현탁액으로 종균 배지를 접종시킨 후에, 생산 배지를 25 ℃ 내지 37 ℃, 바람직하게 28 ℃ 에서 성장시킨 3 일된 접종 배양물로 3 일 동안 접종시켰다. 배양물에 마이코페놀산을 첨가한 후에, 추가로 7 일 동안 배양하였다.
본 발명의 제조방법은 하기 실시예에 기재되어 있다.
실시예 1
고농도에서 마이코페놀산을 생합성하는 페니실륨 왁스마니 돌연변이 균주[제 NCAIM (P) F 001269 호]를 N-메틸-N-니트로-N'-니트로소구아니딘에 의해 시행된 돌연변이 - 선별 실험에서 제조하였다. 토양 시료로부터 분리한 마이코페놀산을 생합성하는 페니실륨 왁스마니 균주를 25 ℃ 의 MS 한천 사면에서 10 일 동안 성장시켰다.
MS 배지의 조성:
1000 ml 의 증류수에
글루코스 4 g
맥아 추출물 10 g
효모 추출물 4 g
한천 20 g
멸균의 0.1 M 인산염 완충액 (pH 8.0) 5 ㎖ 로 한천 사면 배양물로부터 포자를 세척하였다. 포자 현탁액에 최종 농도 1 ㎎/㎖ 에서 N-메틸-N-니트로-N'-니트로소구아니딘을 첨가하였다. 현탁액을 28 ℃, 150 rpm 에서 35 분 동안 진탕시켰다. 연속적으로, 5000 rpm 속도로 원심분리하여 포자를 침전시킨 후에 멸균 증류수에서 재현탁시켰다. 현탁액을 MS 한천 평판에 도말하였다. 10 일 동안 25 ℃ 에서 평판을 항온시킨 후에, 성장한 콜로니를 MS 배지 상에 접종시켰다. 성장한 한천 사면 배양물의 마이코페놀산 - 생산 능력을 진탕 플라스크 실험에서 실시예 2 에 기재된 방식으로 선별하였다.
실시예 2
맥아 추출물 및 효모 추출물을 함유한 한천 사면 상에 성장한 페니실륨 왁스마니 균주[제 NCAIM (P) F 001269 호]의 7 - 10 일된 배양물에서의 포자를 5 ㎖ 의 멸균 증류수로 세척한 후에, 500 ㎖ 삼각 플라스크에서 멸균시킨 MI 접종 배지 100 ㎖ 를 포자 현탁액으로 접종시켰다. MI 배지의 조성은 다음과 같다.
1000 ml 의 수도물에
글루코스 40 g
카세인 가수분해물 5 g
질산나트륨 3 g
인산 중수소 칼륨 2 g
염화칼륨 0.5 g
황산마그네슘 0.5 g
황산철 0.01 g
멸균시키기 전에, 배지의 pH 값을 6.0 으로 조절하고 25 분간 121 ℃ 에서 멸균시켰다. 배양물을 3 일 동안 진탕 장치(250 rpm, 2.5 ㎝ 진폭)에서 진탕시킨 후에, 25 분간 121 ℃ 에서 각각의 부피가 500 ㎖ 인 50 개의 삼각 플라스크에서 멸균시킨 A2 배지 100 ㎖ 를 접종시켰다.
A2 배지의 조성:
1000 ml 의 수도물에
루코스 80 g
트립카신 10 g
121 ℃ 에서 25 분 동안 멸균하였다. 플라스크를 25 ℃ 에서 진탕기로 진탕하였다(250 rpm, 2.5 ㎝ 진폭). 발효액의 활성 기질 함량을 HPLC 방법에 의해 측정하였다. 발효는 168 시간 동안 계속되었으며 발효액에서 마이코페놀산을 분리하였다. 3100 ㎎/리터의 마이코페놀산을 함유하는 5 L 의 발효액에서, 산물은 하기와 같이 분리되었다.
발효가 완료된 후에 발효액의 pH 값은 20 w % 황산을 첨가하면서 3.2 ± 0.2 로 조절한 다음, 산성 발효액은 한 시간 동안 2500 ㎖ 의 염화메틸렌과 함께 교반하였다. 연속적으로 상을 분리한 후에, 수성 상은 상기에서 기술한 바와 같이 3 × 1250 ㎖ 염화메틸렌을 가지고 추출해내었다. 마이코페놀산을 함유한 결합된 염화메틸렌 추출액은 5w % 탄산수소나트륨 용액 1 × 500 ㎖ 및 2 × 250 ㎖ 을 가지고 추출해내었다. 마이코페놀산 나트륨염을 함유한 결합된 수성의 염기성 용액을 20 ℃ 이하에서 식히고 용액의 pH 값은 20w % 황산을 사용하여 3.2 ± 0.2 로 조절하였다. 산성용액을 염화메틸렌 3 × 280 ㎖ 을 가지고 추출한다음 결합된 염화메틸렌 추출액을 감소된 압력하에서 증발시켰다. 증발잔류물은 80 ℃ 의 이소프로필 알콜 88 ㎖ 에서 용해되었고, 활성 탄소 1.1 g 으로 30 분 동안 정화하였다. 활성 탄소를 여과한 후에 여과기 표면을 뜨거운 이소프로필 알콜로 두 번 세척하였다. 결합된 이소프로필 알콜 여과액은 감소된 압력하에서 증발된 다음, 정제되지 않은 산물은 80 ℃ 에서의 이소프로필 알콜 88 ㎖ 에 용해되었다. 그 후에, 용액은 실온에서 식히고 밤새도록 0 - 5 ℃ 에 놓아두었다. 결정은 여과되었고 냉각된 이소프로필 알콜로 한번 및 n - 헥산으로 두번 세척하였다. 수득한 산물은 감소된 압력하에서 50 - 60 ℃ 에서 건조되었다. 그 후에, 건조된 산물은 외부의 온도 60 ℃ 에서 55 ㎖ 에탄올에 용해된 후, 탈이온수 22 ㎖ 를 수득한 용액에 교반하면서 점적하여 첨가하였다. 용액은 실온에서 식히고 밤새도록 0 - 5 ℃ 에서 놓아두었다. 여과한 후에 결정은 에탄올 및 물의 4 : 10 혼합물로 한번 및 n - 헥산으로 두번 세척하였고 순수한 마이코페놀산 9 g 을 얻기위해 50 - 60 ℃ 에서 감소된 입력하에서 마지막으로 건조하였다.
융해점 : 141 ℃
산물의 분광학적 자료는 하기와 같다 :
자외선 분광(1 ㎝ 막두께를 가진 96 % 에탄올에서의 20 ㎍/㎖ 의 농축) :
질량분광
전자이온화(EI) 질량분광
특정 분광 자료 :
실시예 3
5 L 의 사용용량을 가진 실험실 발효기에서 121 ℃, 45 분 동안 멸균한 A2 생산 배지 5L 는 실시예 2 에서 기술된 바와 같이 제조한 진탕된 배양 접종물 250 ㎖ 와 접종된다. 접종 후에 발효기는 멸균된 공기의 120 L/h 기포발생 및 400 rpm 비율의 교반기에 의해 25 ℃ 에서 작동되었다. 발효는 168 시간 동안 계속되었고, 마이코페놀산을 발효액에서부터 분리하였다. 마지막 발효에서 2000 ㎎/ℓ 마이코페놀산을 함유한 4.9 L 발효액이 수득되었다. 마이코페놀산은 실시예 2 에서 기술한 바와 같이 발효액에서부터 분리하였다.
실시예 4
실험실 발효기에서 121 ℃, 35 분 동안 멸균한 A3 생산 배지 5 L 는 실시예 2 에서 기술한 바와 같이 제조한 250 ㎖ 종균 배양과 접종된다.
A3 배지의 조성:
수도물 1000 ㎖ 에
글루코스 80 g
NZ 아민 YTT(탐색) 10 g
발효기는 120 L/h 공기혼입 및 400 rpm 교반을 가지고 27 ℃ 에서 작동되었다. 발효는 168 시간 동안 계속되었고 마이코페놀산 2550 ㎎/ℓ 을 함유한 발효액 5 L 를 수득하였다. 마이코페놀산은 실시예 2 에서 기술한 바와 같이 발효액에서부터 분리되었다.
실시예 5
세포현탁액은 CM 한천 사면에서 성장시킨 스트렙토마이세스종 No. 1/6[1999 년 7 월 14 일에 NCAIM 에 제 NCAIM (P) B 001275 호로 기탁함] 으로 기탁한 스트렙토마이세스 그리세오루버 균주 No. 1/6 의 배양균으로부터 제조하였다.
한천배지 CM 의 조성:
증류수 1000 ㎖ 에
글루코스 25 g
펩톤 2 g
효모 추출물 1 g
황산마그네슘 - 물 (1 : 7) 0.5 g
인산 중수소 칼륨 5 g
한천 20 g
5 ㎖ 현탁액은 500 ㎖ 삼각플라스크에서의 100 ㎖ 멸균한 접종 배지 MB 에 접종되었다.
MB 배지의 조성:
수도물 1000 ㎖ 에
글루코스 20 g
맥아 추출물 30 g
효모 추출물 10 g
황산마그네슘 - 물 (1 : 7) 1 g
멸균하기 전에 배지의 pH 값을 7.0 으로 조절하고 멸균을 121 ℃ 에서 25 분 동안 실행하였다. 배양균을 28 ℃, 3 일 동안 진탕기 (250 rpm, 2.5 ㎝ 진폭)에서 배양한 후 하기의 조성을 함유한 멸균된 MBT 생전환 배지 100 - 100 ㎖ 씩 각각의 500 ㎖ 삼각 플라스크 50 개에 수득한 종균배양 5 ㎖ 를 각각 접종하였다 :
수도물 1000 ㎖ 에
글루코스 20 g
맥아 추출물 10 g
콩분말 5 g
펩톤 10 g
황산 마그네슘 - 물(1 : 7) 1 g
인산 중수소 칼륨 1 g
멸균하기 전에 배지의 pH 값을 7.0 으로 조절하고 멸균을 121 ℃ 에서 25 분동안 실행하였다. 멸균한 글루코스를 개별적으로 접종 배지에 조금씩 첨가하였다. 플라스크는 28 ℃ 에서 3 일동안 진탕기(250 rpm, 2.5 ㎝ 진폭)에 진탕하였다. 에탄올에 용해되어있는 72 - 시간 배양 마이코페놀산을 최종 농도 0.1 ㎎/㎖ 에 첨가하였다. 발효는 7 일동안 계속되었다. 생전환의 마지막에서 2.0 L 아세톤과 4.0 L 에틸렌 아세테이트는 배양액 4.0 L 에 첨가되었다. 그다음에 혼합물을 한 시간동안 교반하였다. 그 후에, 상은 분리되었으며 수성상은 4.0 L 클로로포름과 함께 다시 추출되었다. 추출 과정에서 수득된 에멀젼화된 유기상은 원심분리되었다. 그 다음에 분리된 유기상은 증발되었으며 그 다음 수득한 정제되지 않은 산물(2.0 g)은 100g 키에셀겔 60 (Kieselgel 60)(입자크기 0.063 - 0.2 ㎜ ; 리날, 부다페스트 ) 흡착제로부터 제조된 컬럼으로 크로마토그래피하였다. 정제되지 않은산물은 클로로포름, 메탄올 및 99.5 % 아세트산의 혼합물(8.5 : 1.5 : 0.01)과 함께 컬럼에 적용되었으며 크로마토그래피 과정에서 상기 혼합물이 향상된 용매로서 사용된다. 컬럼 크로마토그래피에서, 각각 10 ㎖ 인 분획은 모아졌으며 그 분획들은 상기의 향상된 혼합물(에탄올 시약에서의 1 % FeCL3으로 실온에서 검출)을 사용하여, 키에셀겔 60F254DC 알루포일(메르크) 상에서 TLC 에 의해 분석되었다. 주로 미코페놀산을 함유하는 분획은 결합되었고, 그 다음 40 ㎖ 탈이온수를 수득한 용액 120 ㎖ 에 첨가하였다. 혼합물의 pH 값은 IN 수산화나트륨 용액의 첨가에 의해 4.0 - 4.5 로 조절되었다. 결합된 추출물은 감소된 압력하에서 증발되었고 수득한 산물(0.3 g)은 30 g 키에셀겔 60(입자크기 : 0.063 - 0.02 ; 리날, 부다페스트) 흡착제로부터 제조된 컬럼으로 다시 크로마토그래피하였다. 크로마토그래피의 컬럼은 염화메틸렌 및 10 % 에틸 아세테이트를 함유하는 에틸 아세테이트의 혼합물을 사용하여 제조되었다. 용리시에 혼합물의 에틸 아세테이트 함량은 이어서 일어나는 용리의 10 % 에 의해 증가된다. 크로마토그래피 과정에서, 15 - 20 ㎖ 의 분획이 수득되었으며 상기 기술된 상태하에서 TLC 로 조사하였다(조사과정에서 벤젠 및 에틸 아세테이트로 구성된 혼합물(1 : 2)은 향상된 시스템으로서 제공된다). 산물은 염화메틸렌 및 40 % 에틸 아세테이트를 함유하는 에틸 아세테이트의 혼합물을 이용하여 컬럼으로부터 용해되었다. 크로마토그래피에 의해 순수한 마이코페놀산 아미드 0.2 g 을 수득하기 위해 감소된 압력하에서 산물을 함유한 분획을 증발시켰다.
실시예 6
실시예 5 에 기재된 CM 한천 사면에서 성장시킨 스트렙토마이세스레시스토마이시피쿠스 균주 No. 1/28 [1999 년 7 월 14 일에 NCAIM 에 제 NCAIM (P) B 001276 호로 기탁함]의 배양물로부터 제조한 세포 현탁액으로 접종 배양균 제조 및 생전환을 시행하였다.
생전환의 마지막에서 4.5 L 의 발효액은 실시예 4 에서 기술한바와 같이 추출된다. 감소된 기압하에서의 추출물의 증발에 의해 정제되지 않은 산물 3.8 g 이 수득되고, 산물은 키에셀겔 60 흡착제(입자크기 : 0.063 - 0.2 ㎜ ; 리날) 114 g 으로 제조된 크로마토그래피 컬럼으로 정제한다. 크로마토그래피에 의한 정제과정에서 클로로포름, 메탄올, 99.5 % 아세트산의 혼합물(8.5 : 1.5 : 0.01)은 향상된 시스템으로서 사용된다. 주로 하이드록시메틸 - 마이코페놀산 아미드를 함유하는 분획은 결합되며 용액은 실시예 5 에서 기술한바와 같은 증발전에 처리되었다. 용액을 증발시킨후에 수득한 산물(0.4 g)을 키에셀겔 60(입자크기 : 0.063 - 0.2 ㎜ ; 리날) 흡착제 40 g 으로 제조된 컬럼으로 다시 크로마토그래피를 하였다. 크로마토그래피 컬럼은 클로로포름으로 제조되었으며 용리하는 동안에 클로로포름과 메탄올을 함유한 혼합물이 사용되었고, 이 메탄올 함량은 각각의 용리마다 1 % 가 증가된다. 크로마토그래피를 하는 동안에 10 ㎖ 분획은 각각 수득되었으며 상기 기술된 상태하에서 TLC 에 의해 분석된다. 산물은 5 % 메탄올을 함유한 클로로포름을 사용하여 컬럼으로부터 용해되었다. 산물을 함유한 분획은 증발되었으며 수득한 산물(0.3 g)은 세파덱스 LH - 20 겔(Sephadex LH - 20 gel ; 스웨덴에 소재하는 파마시아에서 입수)을 함유한 컬럼의 용매로서 메탄올을 사용하여 다시 정제되었다. 겔 여과 크로마토그래피 과정에서, 10 ㎖ 분획은 각각 상기 기술된 상태하에서 TLC 에 의해 분석되었다. 순수한 산물을 함유한 분획은 결합되었으며 크로마토그래피로 인한 균등질의 하이드록시메틸마이코페놀산 아미드 0.22 g 을 수득하기 위해 감소된 압력하에서 증발시켰다.
Claims (5)
- 다음 단계를 포함하는, 화학식 I화학식 I여기에서 R1은 메틸 또는 히드록시메틸기이고R2는 히드록시기 또는 아미노기이다.의 화합물을 미생물학적으로 제조하는 방법 :(1) 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서 22 ℃ 내지 30 ℃ 로 마이코페놀산을 생합성할 수 있는 페니실륨 왁스마니 진균 균주를 성장시키는 단계 ;(2) 발효 육즙으로부터 화학식 I 의 화합물을 분리하는 단계(여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 히드록시기이다);(3) 바람직하다면, 정제하는 단계 ; 및(4) 바람직하다면, 생전환이 끝날때까지 액내, 통기 조건하에서 동화가능한 탄소원과 질소원 뿐만 아니라 무기염을 함유하는 배지 상에서a) 화학식 I (여기에서 R1은 메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물을 제조하기 위해 스트렙토마이세스종 No. 1/6 (제 NCAIM (P) B 001275 호) 으로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 그리세오루버 No. 1/6 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용하거나 ; 또는b) 화학식 I (여기에서 R1은 히드록시메틸기이고 R2는 아미노기이다) 의 화합물을 제조하기 위해 제 NCAIM (P) B 001276 호로 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁된 스트렙토마이세스 레시스토마이시피쿠스 No. 1/28 악티노마이시즈류 균주의 배양균을 사용함 으로써 생전환시키는 단계 ;(5) 배양물로부터 형성된 화학식 I 의 화합물을 분리하는 단계 ; 및(6) 바람직하다면, 정제하는 단계.
- 제 1 항에 있어서, 마이코페놀산을 생합성할 수 있는, 내셔널 콜렉션 오브 애그리컬처럴 앤드 인더스트리얼 마이크로오거니즘즈에 기탁 번호 제 NCAIM (P) F 001269 호로 기탁한 페니실륨 왁스마니 균주 또는 그것의 돌연변이 균주를 배양함을 특징으로 하는 제조방법.
- R1은 메틸 또는 히드록시메틸기이고, R2는 아미노기인 화학식 I 의 화합물.
- (E)-6-(1,3-디히드로-4-히드록시-6-메톡시-7-메틸-3-옥소-5-이소벤조푸란일)-4-메틸-4-헥센산 아미드.
- (E)-6-(1,3-디히드로-4-히드록시-6-메톡시-7-히드록시-메틸-3-옥소-5-이소벤조푸란일)-4-메틸-4-헥센산 아미드.
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