KR820001188B1 - Process for producing steroidal alcohol - Google Patents

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KR820001188B1
KR820001188B1 KR7803063A KR780003063A KR820001188B1 KR 820001188 B1 KR820001188 B1 KR 820001188B1 KR 7803063 A KR7803063 A KR 7803063A KR 780003063 A KR780003063 A KR 780003063A KR 820001188 B1 KR820001188 B1 KR 820001188B1
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KR
South Korea
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sterols
hpd
cholesterol
culture
tabamura
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KR7803063A
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Korean (ko)
Inventor
유끼오 이마다
가쓰히꼬 다까하시
Original Assignee
스즈끼 에이지
미쓰비시 가세이 고오교 가부시끼 가이샤
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P33/00Preparation of steroids
    • C12P33/12Acting on D ring
    • C12P33/16Acting at 17 position

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Abstract

Steroidal alcs. are produced by Mycobacterium species capable of producing 20α-hydroxymethylpregna-1, 4-dien-3-one (I) or 20α-hydroxymethylpregn-4-en- 3 -one (II) when provided with a sterol substrate. Thus, a starter culture was prepd. by inoculating a nutrient medium of glucose 1.0, meat ext. 1.0, and peptone 1.0% with M. parafortuitum and incubating at 30≰C for 72 h with shaking. The seed culture was then inoculated into a prodn. medium contg. soybean meal 4, K2HPO4 0.2, MgSO4.7H2O 0.1, fish oil residue 2, NaNO3 0.2, and cholesterol 0.8%, which was incubated at 30≰C for 160 h with shaking. Extn. of the resulting fermn. broth gave a cholesterol 0.05, I 2.65, and II 0.22g.

Description

스테로이드 알코올의 제조방법How to prepare steroid alcohol

본 발명은 스테로이드 알코올의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신규한 미생물에 의한 스테로이드 알코올의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing steroid alcohol, and more particularly to a method for producing steroid alcohol by a novel microorganism.

미코박테리움(Mycobacterium)(이하, "M"이라 약기함)속에 속하는 미생물이 20α-히드록시메틸프레그나-1,4-디엔-3-은(=22-히드록시-22,23-비스노콜라-1,4-디엔-3-온) (이하, "HPD"라 약기함) 및 20α-히드록시메틸프레근-4-엔-3-온(=22-히드록시-22,23-비스노콜라-4-엔-3-온(이하, "4HP"라 약기함)을 생산하는 것 자체는, 예를들면 A) Applied Microbiology, 23권 1호 72∼77면, 1972년, 미국 B) 미국특허 제3,684,657호 명세서, 및 C) 미국특허 제3, 759,791호 명세서에 기재되어 있어 공지이다.The microorganism belonging to the genus Mycobacterium (hereinafter abbreviated as "M") is 20α-hydroxymethylpregna-1,4-diene-3-silver (= 22-hydroxy-22,23-bisno Cola-1,4-dien-3-one) (hereinafter abbreviated as "HPD") and 20α-hydroxymethylpregan-4-en-3-one (= 22-hydroxy-22,23-ratio The production of snocola-4-en-3-one (hereinafter abbreviated as "4HP") itself is, for example, A) Applied Microbiology, Vol. 23, No. 1, pp. 72-77, 1972, USA B). US Pat. No. 3,684,657, and C) US Pat. No. 3,759,791, which is known.

Figure kpo00001
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그러나, 상기 A∼C의 3개 문헌에 기재되어 있는 HPD 및 4HP(이하, HP라 총칭함)의 생성량은 미량으로 공업적 의미는 거의 없다. 즉, HPD의 생성량에 관하여는 문헌 A에서는 약 20㎍/ml, 문헌 B에서는 40㎍/ml, 문헌 C에서도 20㎍/ml을 초과하지 못하고 있고, 4HP에 관하여는 문헌 C의 실시예중 단 한개소에서만 최대한 40㎍/ml로 되어 있을 뿐이다. 더우기, 이들 문헌에 있어서는 주생산물은 엔드로스타-1,4-디엔-3,17-디온(이하, "ADD"라 약기함) 또는 엔드로스트-4-엔-3,17-디온(이하, "4AD"라 약기함)이고, HP의 생산량은 주생산물의 1/10이하에 불과하다.However, the amount of HPD and 4HP (hereinafter, collectively referred to as HP) described in the three documents A to C described above is very small and has little industrial significance. That is, the amount of HPD produced was not about 20 µg / ml in Document A, 40 µg / ml in Document B, and 20 µg / ml in Document C, and only one of the examples in Document C was found for 4HP. Only 40 ㎍ / ml at maximum. Furthermore, in these documents the main product is endrostar-1,4-diene-3,17-dione (hereinafter abbreviated as "ADD") or endost-4-ene-3,17-dione (hereinafter, Abbreviated as "4AD", and HP's output is less than 1/10 of the main product.

그런데, HPD 및 4HP는 통상의 유기합성 화학반응에 의하여 용이하게 부신피질 호르몬(코르티코이드), 황체호르몬, 단백동화 호르몬 등의 활성을 갖는 스테로이드로 변환될 수 있는 아주 유용한 중간체로서 그에 대한 공업적으로 유리한 제조방법의 개발이 요망되고 있었다.However, HPD and 4HP are very useful intermediates that can be easily converted into steroids having the activities of corticosteroids (corticoids), progesterone, and protein anabolic hormones by conventional organic synthetic chemical reactions. The development of the manufacturing method was desired.

본 발명자는 이와같은 사정을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 어떤 신규한 미생물을 사용하면 목적을 달할 수 있다는 것을 밝혀내어 본 발명에 도달하였다.As a result of intensive studies in view of such circumstances, the inventors have found that any novel microorganism can be used to reach the present invention.

즉, 본 발명의 요지는 스테로올류를 기질로 하여 HPD 또는 4HP를 주생성물로서 생산할 수 있는 M속에 속하는 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 스테로이드 알코올의 제조방법에 있다.That is, the gist of the present invention is a method for producing a steroid alcohol, characterized by culturing a microorganism belonging to the genus M which can produce HPD or 4HP as a main product using sterols as a substrate.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명 방법에서 사용되는 미생물은 M속에 속하며 4HP 또는 HPD를 주생산물로서 생산할 수 있는 미생물이다.The microorganism used in the method of the present invention belongs to the genus M and is a microorganism capable of producing 4HP or HPD as a main product.

물론, 말할 나위도 없겠으나 이와 같은 미생물은 HPD를 주생산물로 하여도, 4HP를 주생산물로 하여도 또한 HPD와 4HP를 동시에 주생산물로 하여도 된다.Of course, it goes without saying that such microorganisms may have HPD as the main product, 4HP as the main product, and HPD and 4HP as the main product.

여기서 HPD 또는 4HP를 주생산물로 하여 생산하는 것은 소비된 스테로올 물질에 대한 HPD+4HP의 몰수율(%)이 50%를 초과한다는 것을 의미한다.Producing here with HPD or 4HP as the main product means that the molar percentage (%) of HPD + 4HP relative to the sterol material consumed exceeds 50%.

즉, 다음 식이 성립되는 것을 말한다.That is, the following expression is established.

Y=g1)G+g2/G)×100>50Y = g 1 ) G + g 2 / G) × 100 > 50

[식중, Y는 수율(%), g1은 HPD의 생성량(몰), g2는 4HP의 생성량(몰), G는 스테로올류의 소비량(몰)을 나타냄][Wherein Y is the yield (%), g 1 is the production amount (mol) of HPD, g 2 is the production amount (mole) of 4HP, and G is the consumption amount (mol) of sterols]

종래 알려져 있는 M속에 속하는 미생물(이하, "야생주"라함)은 상기한 바와 같이 스테로올류를 기질로 하여 배양을 행하여도 HP를 주생산물로서 생산하는 일은 없다.Microorganisms belonging to the genus M known in the art (hereinafter referred to as " wild wine ") do not produce HP as a main product even when cultured using sterols as a substrate as described above.

따라서, 본 발명에서 사용되는 미생물은 HP를 주생산물로서 생산하는 점에서 야생주와 명백히 구별된다.Therefore, the microorganism used in the present invention is clearly distinguished from wild wine in that HP is produced as a main product.

이와 같은 미생물에는 HPD 및/또는 4HP를 분해하는 효소 또는 대사 경로의 후단계에서 활성화되는 효소가 절실 또는 약화된 변이주가 속한다. 또한, 이와 같은 미생물중에는 HPD 및/또는 4HP를 축적하기 위하여 주대사경로를 HPD 및/또는 4HP로 이동시킴으로써 스테로올로부터 4AD 또는 ADD(에, 23,24-비스노콜라-1,4-딘엔 카르복실산)로의 대사경로중 어딘가에서 활성화되는 효소가 절실 또는 약화된 변이주가 속한다.Such microorganisms include mutants that are depleted or attenuated by enzymes that degrade HPD and / or 4HP or enzymes that are activated later in metabolic pathways. In addition, such microorganisms may shift 4AD or ADD (e.g., 23,24-bisnocola-1,4-dinene from sterols by shifting the main metabolic pathway to HPD and / or 4HP to accumulate HPD and / or 4HP). Mutants lacking or weakening enzymes that are activated somewhere in the metabolic pathway to carboxylic acid).

이와 같은 돌연 변이주로서는 예를들면, M.파라포르투이툼 컴플렉스(parafortuitum complex) MCL 0617호 균을 들 수가 있다.As such a mutation strain, for example, M. parafortuitum complex MCL 0617 bacteria can be mentioned.

본 균주는 M.파라포르투이툼 컴플렉스 ATCC 25790호 균[=M.네오아우룸(neoaurum) ATCC 25790호균]을 친주로 하고, 자외광에 의한 처리에 의하여 얻어졌다.This strain was obtained by M. paraportumtum complex ATCC 25790 bacteria (= M. Neoaurum ATCC 25790 bacteria) as a parent strain and treatment with ultraviolet light.

본 균주는 일본국 미생물 공업기술연구소에서 기탁번호 제4258호(FERM-P 4258)로서 기탁되어 있다.This strain has been deposited as Accession No. 4258 (FERM-P 4258) by the Japanese Institute of Microbiological Technology.

본 균의 친주에 관하여 상술하면, 친주 ATCC 25790호균은 이에 관한 전문가 13명이 모인 항산균 분류 국제 연구반(International Working Groupon Mycobacterial Taxonomy)의 공동 연구의 결론으로써 M.파라포르투이툼 컴플렉스에 속한다고 되어 있다[사이또 하지메, 다바무라 미찌오, 인터내쇼날 저널오브 시스테마틱 박테레올로지(Int.J. Syst. Bacteriology) 27권, 75내지 85면(1977년, 미국)참조].Regarding the parent strain of the bacterium, the parent strain ATCC 25790 belongs to the M. paraportuitum complex as a conclusion of a joint study by the International Working Groupon Mycobacterial Taxonomy of 13 experts. See Saito Hajime, Tabamura Michio, International Journal of Cystematic Bacteriology, Vol. 27, pp. 75-85 (1977, USA).

이 균 ATCC 25790호균은 탕초 다바무라(束村) #309호균으로 하고, 다바무라 #358호균(ATCC 23366호균)을 기준균주로 하여 마련한 신종 M.아우룸(aurum) 다바무라에 포함되어 있었다[다바무라 미찌오, 의학과 생물학, 72권, 270내지 273면, 1966년].The bacterium ATCC 25790 was included in the new M. aurum Tabamura prepared as Tangcho Tabamura 309, and it was prepared using Tabamura # 358 (ATCC 23366) as a reference strain. Tachimura Tabio, Medicine and Biology, Vol. 72, pp. 270 to 273, 1966].

그 후, 다바무라씨는 다바무라 #3503호균(ATCC 25795호균)을 기준 균주로 하고 M.아우럼의 별종으로서 M.네오아우룸(neoaurum) 다바무라를 창설하였는데, ATCC 25790호균은 M.아우럼에 속한다고 되어 있었다[다라무라 미찌오, 의학과 생물학, 85권, 229∼233면, 1972년].Subsequently, Mr. Tabamura established M. neoaurum Tabamura as a different strain of M. aurum as a reference strain of Tabamura # 3503 (ATCC 25795), and ATCC 25790 was M. au. It was said to belong to rum [Taramura Michio, Medicine and Biology, Vol. 85, pp. 229–233, 1972].

그러나, 최근의 사이또, 다바무라등의 문헌(전출)에 의하면, ATCC 25790호균은 M.아우룸이 아니고, M.네오아우룸의 일원이라고 되어 있다[사이또, 다바무라 외, 전출문헌 77면 제1도 참조]. 또한, 같은 문헌중에서 M.속의 분류에 관하여 M.파라포르투리툼 다바무라, M.아우룸 다바무라, M.네오아우룸 다바무라, M.디에론호페리 베닛크 앤드 고오하쓰(diernhoferi Bonicke & Juhasz) 및 "카나자와 스트레인즈"(Kanazawa Strains)는 상호 극히 근연(近緣)관계에 있고 현단계에서는 구별할 수 없는 것이라 하여 이 5종은 분산해 두지않고 M.파라포르투이툼 컴플렉스로서 일괄하여 취급하도록 결론지어져 있다.However, according to the recent literature (transfer) of Saito, Tabamura et al., ATCC 25790 bacteria are not members of M. aurum, but are members of M. neoaurum [Saito, Tabamura et al., Transfer reference 77 See FIG. 1]. In addition, in the same literature, M. paraporturitum Tabamura, M. aurum Tabamura, M. neoaurum Tabamura, M. dieronhoferi Benikek & Kohasz ) And "Kanazawa Strains" are extremely close to each other and are indistinguishable at this stage, so these five species are not distributed and should be treated collectively as M. Paraportitum complex. It is concluded.

다바무라 등도 다른 문헌에서 거의 동일한 결론에 달하여, M.아우룸 및 M.네오아우룸은 M.파라포르투이툼 컴플렉스의 일원 또는 M.파라포르투이툼의 아종으로 취급한다고 하고 있다[저널오브 제네럴 마이크모바이올로지(Journal of General Microbiology) 98권 511∼517면, (1977년 영국) 참조].Tabamura et al. Have reached almost the same conclusions in other literature, saying that M. aurum and M. neoaurum are treated as members of the M. paraportitum complex or as subspecies of M. paraportutumum [Journal of General Micmo]. See Journal of General Microbiology, Vol. 98, pp. 511-517 (UK, 1977).

M.파라포르투이툼 컴플렉스의 일반적 성질 및 근연 동류와의 비교에 관하여는 사이또 하지메(결핵, 50권, 402면, 1975 일본) 사이또외 (전출, 75권, 80∼81면, 1977년 일본) 및 다바무라외(전출, 515면, 1977년 일본)을 참조하기 바란다.For the comparison of the general properties of the M. paraportuitum complex and the related species, Saito Hajime (TB, 50, 402, 1975 Japan) Saito et al. (Ex. 75, 80-81, Japan, 1977) And Tabamura et al. (Exchange, p. 515, 1977, Japan).

이상과 같이 친주 ATCC 25790호균 쓰까무라(Tsukamura) #309의 분류학적 위치는 이 방면의 최고 권위자의 결론에 따라 M.파라포르투이툼 컴플렉스에 속하는 것으로 하는 것이 타당하다.As mentioned above, the taxonomic position of the parent strain ATCC 25790 Tsukamura # 309 belongs to the M. paraportitum complex according to the conclusion of the chief authority in this area.

M.파라포르투이툼 컴플렉스는 그람양성, 항산성, 비운동성, 비포자 형성의 한군(桿菌)이며 신속 발육성, 암발색성(暗發色性) 항산균(rapid growing scotochromogenic mycobactreia) 또는 루니용(Runyon)의 IV군 항산균에 속한다.M. paraportuitum complex is a group of gram-positive, anti-acidic, non-motile, non-spore-forming, rapidly developing, rapidly growing scotochromogenic mycobactreia, or Runyon. Group IV)

한편, 이 친주 ATCC 25790호균에서 분리된 돌연 변이주 MCI-0617호균은 친주에 비하여 전자가 한천배지상에서 조면(粗面)의 집락을 형성하는 점 이외에 균학적으로는 차이가 없었으며, 친주가 기술한 바와 같이, M. 파라포르투이툼 컴플렉스에 속하므로 돌연 변이주 MCI 0617호균은 M.파라포르투이툼 컴플렉스에 속한다.On the other hand, the mutant strain MCI-0617 isolated from the parent strain ATCC 25790 had no microbial difference except that the former formed rough colony on the agar plate compared to the parent strain. As such, the mutant strain MCI 0617 belongs to the M. paraportuitum complex because it belongs to the M. paraportuitum complex.

따라서, 당연한 것이기는 하나, 이들 돌연 변이주는 미국특허 제3,759,791호 및 제3,684,657호 명세서에 4AD 및 ADD 생산돌연 변이주로서 소개된 M.스피시즈(SP.) NRRL B-3683호균 및 동 MRRL B-3805호균[본 균주는 일본국 특허공고소 52-105289호 공보에서 M.박카에(vaccae)로 동정되어 있다]과 다른 신규의 균이다.Thus, although not surprisingly, these mutant strains have been introduced as U.S. Patent Nos. 3,759,791 and 3,684,657 as 4AD and ADD production mutant strains, M. SP. NRRL B-3683 and MRRL B-3805. [This strain is identified as M. baccae in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-105289].

이를 분류 군의 비교에 관하여는 버어지 편람 제8판["Bergey's Manual of Determinative Bacteriologyed. k", 695∼696면, 윌리엄 & 윌킨스 컴파니(Williams & Wilkins Co.,) 1974년, 미국], 사이또 하지메(전출, 402면 1975년), 사이또외(전출, 80∼81면, 1977년) 및 다바무라 외(전출, 515면 1977년)의 문헌을 참조하기 바란다.For a comparison of the taxa, see Bursey Handbook, 8th edition ["Bergey's Manual of Determinative Bacteriologyed. K", pp. 695-696, Williams & Wilkins Co., 1974, USA). See also Hajime (Transfer, p. 402, 1975), Saito et al. (Ex., P. 80-81, 1977), and Tabamura et al. (Ex., P. 515, 1977).

또한, MCI-0617호균은 NRRL B-3805호균, B-3683호균과 분류학적 성질외에 ADD, 4AD, 9α-OH-4AD의 분해능력이 다르고 전자가 이들을 기질로 하여 약간 생육하는데 후자는 생육하지 않는다고 하는 차이점이 있다.In addition, MCI-0617 bacterium differs from NRRL B-3805 and B-3683 bacterium in terms of degradability of ADD, 4AD and 9α-OH-4AD, and the former grows slightly as a substrate, but the latter does not grow. There is a difference.

이와 같이 돌연 변이주 MCI-0617호균은 M.파라포르투이툼 컴플렉스에 속하는 것으로 생각되며 기지의 ADD, 4AD생산 돌연 변이주와는 분류학상 별도의 것임이 명백하다.As such, the mutant strain MCI-0617 is considered to belong to the M. paraportuitum complex and it is obvious that the strain is distinct from the known ADD and 4AD production mutants.

본 발명에서 기질로서 사용되는 스테롤류라 함은, 각종 스테롤, 그 C-3 에스테르, 에테로 유도체 또는 그들의 산화 중간체를 종합하여 스테롤류라 칭한다. 각종 스테롤이라 함은 페르히드록시클로펜타노페난트렌핵의 C-3에 히드록실기를, 통상 C-5에 이중결합을, C-17에 탄소수 8 내지 10개의 측쇄를 가지며 경우에 따라서는 C-7, C-8, C-9(11) 등에 이중결합을 가져도 된다.The sterols used as the substrate in the present invention are collectively called sterols by combining various sterols, their C-3 esters, ether derivatives or their oxidizing intermediates. The various sterols include a hydroxyl group at C-3, a double bond at C-5, and a C-17 side chain having 8 to 10 carbon atoms in C-17 of the perhydroxycyclopentanophenanthrene nucleus, and in some cases C- 7, C-8, C-9 (11) or the like may have a double bond.

이와 같이 각종 스테롤으로서는 콜레스테롤, 스티그마스테롤, 캄페스테롤, 시토스테롤, 에르고스테롤, 브랏시카스테롤, 후코스테롤, 라노스테롤, 아그노스테롤, 디히드로라노스테롤, 디히드로아그노스테롤등을 들 수 있다. 바람직한 스테롤은 콜레스테롤, 캄페스테롤 및 시토스테롤이다.Thus, various sterols include cholesterol, stigmasterol, camphorsterol, cytosterol, ergosterol, brassicasterol, fucosterol, lanosterol, agnosterol, dihydrolanosterol, dehydroagnosterol, and the like. Preferred sterols are cholesterol, camphorsterol and cytosterol.

또한, 각종 스테롤의 3β수산기와 황산등의 무기산 또는 지방산 등의 유기산과의 C-3 에스테르 유도체도 본 발명 방법의 원료로서 사용된다.In addition, C-3 ester derivatives of 3β hydroxyl groups of various sterols and inorganic acids such as sulfuric acid or organic acids such as fatty acids are also used as raw materials of the method of the present invention.

이와 같은 C-3 에스테르 유도체로서의 콜레스테릴올레에이트, 콜레스테릴팔미테이트, 콜레스테릴설페이트 등을 들 수가 있다. 또한, 예를 들어 각종 스테롤의 3β-OH에 알킬렌 옥시드를 부가시키는 방법등에 의하여 얻어지는 C-3 에테르 유도체도 본 발명 방법의 원료로서 사용된다.Cholesteryl oleate, cholesteryl palmitate, cholesteryl sulfate, etc. as such a C-3 ester derivative are mentioned. In addition, C-3 ether derivatives obtained by, for example, a method of adding alkylene oxide to 3β-OH of various sterols are also used as raw materials of the method of the present invention.

이와 같은 C-3 에테르 유도체로서는 폴리옥시에틸렌 콜레스테릴에테르 등을 들 수 있다.Polyoxyethylene cholesteryl ether etc. are mentioned as such C-3 ether derivatives.

상기한 각종 스테롤의 C-3 에스테르 유도체를 함유하는 양모지(羊毛脂)(우울왁스), 라놀린 및 라놀린의 가수분해에서 얻어지는 콜레스테롤을 함유하는 우울 아로올 및 우울 알코올에 에틸렌 옥시드를 반응시켜서 얻어지는 C-3 에테르 유도체인 폴리옥시에틸렌 라놀린 알코올 에테르도 본 발명 방법의 원료로서 사용됨은 물론이다.C obtained by reacting ethylene oxide with depressed arool and melancholy alcohol containing cholesterol obtained from wool paper (wool wax), lanolin and hydrolysis of lanolin containing C-3 ester derivatives of the various sterols described above Of course, polyoxyethylene lanolin alcohol ether, which is a -3 ether derivative, is also used as a raw material of the method of the present invention.

어유 또는 오징어유로 부터의 알칼리 세척 다이크유, 또한 식물유의 탈취스컴, 탈취슬러지, 토올유등의 스테롤 함유 천연물 및 가공물도 역시 본 발명 방법의 원료로서 사용된다.Alkali-washed dike oil from fish oil or squid oil, as well as sterol-containing natural products and processed products, such as deodorized scum, deodorized sludge and earth oil of vegetable oil, are also used as raw materials of the method of the present invention.

또한, 각종 스테롤 또는 그의 C-3 에스테르 또는 에테르 유도체의 산화 중간체도 본 발명 방법의 기질로서 사용되다. 이와 같은 산화 중간체로서는 각종 스테롤, 그의 C-3 에스테르, C-3 에테르 유도체의 4-엔-3-온 또는 1,4-디엔-3-온 유도체를 들 수 있는데, 구체적으로는 예를 들어 코레스트-4-엔-3-온, 코레스타-1,4-디엔-3-온, 코레스타-1,4-디엔-3-온, 코레스타-4,22-디엔-3-온 등이다.In addition, oxidation intermediates of various sterols or their C-3 ester or ether derivatives are also used as substrates of the process of the invention. Such oxidizing intermediates include various sterols, their C-3 esters, and 4-en-3-one or 1,4-dien-3-one derivatives of C-3 ether derivatives, specifically, for example, Kore Str-4-en-3-one, Coresta-1,4-diene-3-one, Coresta-1,4-diene-3-one, Coresta-4,22-diene-3-one, and the like. .

본 발명 방법에서 사용되는 배지에는, 탄소원, 질소원 및 무기물이 적절히 첨가된다.A carbon source, a nitrogen source, and an inorganic substance are suitably added to the medium used by the method of the present invention.

탄소원으로는, 예를 들어 탄화수소; 메타놀, 에타놀 등의 알코올류, 호박산, 초산 등의 유기산 및 그의 염, 대두유, 면실유 등의 글리세리드와 유지, 전분, 맥아당, 서당, 포도당, 탐노오스 등의 당류를 들 수가 있다. 탄원, 질소원 및 기타의 영양물질을 함유하는 천연 영양원으로서는 하이테스트 당밀 및 크실로오스 당밀을 함유하는 당밀류, 바가스, 코온코브, 아르프아르파, 코온스팁 리커, 디스티라아즈소르블, 미액, 어분, 밀기울, 육엑키스, 효모, 효모 엑키스, 포테이토 엑키스, 맥아 엑키스, 구르텐, 펩톤, 글루타민산염, 아스파라긴, 글리신, 카제인, 카제인 분해물, 스킴밀크, 대두박, 채종박, 호마박, 아마인박, 면실박 등의 식물유지박 및 환대두, 채종, 호마, 아마인, 면실 등의 유종자, 유과실을 들 수 있다.As a carbon source, For example, Hydrocarbon; Alcohols such as methanol, ethanol, organic acids such as succinic acid and acetic acid, and salts thereof, glycerides such as soybean oil and cottonseed oil, and sugars such as fats and oils, starch, maltose, sucrose, glucose and tamnose. Natural sources of nutrients containing nitrogen, nitrogen sources and other nutrients include molasses, vargas, cooncove, arpalfa, coonstack liquor, distirazolsor, undiluted liquor, which contains high test molasses and xylose molasses. Fish meal, bran, meat extract, yeast, yeast extract, potato extract, malt extract, gurten, peptone, glutamate, asparagine, glycine, casein, casein degradant, skim milk, soybean meal, rapeseed meal, horsetail, flax seed Vegetable oils, such as gourd and cottonseed gourd, and oilseeds, such as rapeseed, rapeseed, horse, linseed, and cottonseed, and fruit trees.

무기물로서는 유안, 염안 등이 질소원, 인배수소이칼륨 등의 칼륨 및 인원(燐源); 철, 구리, 마그네슘, 망간, 코발트, 아연, 칼슘 등의 염류, 당밀 등 천연물의 화합물(灰化物)을 들 수가 있다. 기타 필요에 따라 비타민류를 첨가할 수도 있다.Examples of the inorganic substance include yuan, salt and the like, such as a nitrogen source and dipotassium phosphate; Salts such as iron, copper, magnesium, manganese, cobalt, zinc and calcium; molasses; and compounds of natural products. Vitamins can also be added as needed.

배지의 조성은 사용하는 균종의 종류에 따라 선택되는데, 탄소원, 질소원, 칼륨, 인 및 마그네슘은 배지 성분으로서 불가결하다.The composition of the medium is selected according to the type of fungal species used, and carbon source, nitrogen source, potassium, phosphorus and magnesium are indispensable as the medium component.

소포제가 필요한 경우에는 주지의 것을 첨가하면 된다. 구체적으로는 폴리옥시알키렌 글리코올 등을 들 수 있으나 반드시 소포제를 첨가할 필요는 없다.What is necessary is just to add a well-known antifoamer. Specific examples thereof include polyoxyalkyrene glycol, and the like, but it is not necessary to add an antifoaming agent.

계면 활성제는 스테롤류의 유화제로서 유효하고 배지중에 첨가하는 것이 바람직하다. 계면 활성제로서는 비이온계 및 음이온계의 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 폴리옥시에틸렌 소르비탄모노스테아레이트, 소르비탄모노팔미테이트, 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트 등을 들 수가 있다.Surfactant is effective as an emulsifier of sterols, and it is preferable to add in surfactant. As surfactant, a nonionic and anionic thing is preferable. Specifically, polyoxyethylene sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate, polyethyleneglycol monostearate, etc. are mentioned, for example.

배양온도는 통상 20 내지 40℃인데 30 내지 35℃부근이 최적이다.The incubation temperature is usually 20 to 40 ℃, the optimum is around 30 to 35 ℃.

배지의 pH는 통상 5 내지 10으로 조정되는데 6 내지 9가 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 미생물이 M속에 속하는 것이므로 주지된 바와 같이 10부근의 pH에도 견딜 수 있다.The pH of the medium is usually adjusted to 5 to 10, with 6 to 9 being preferred. Since the microorganism used in the present invention belongs to the genus M, it can withstand a pH of around 10 as is well known.

본 발명 방법의 원료인 스테롤류는 배지와 함께 살균되는 것이 일반적이지만, 배양 개시 후, 배지에 첨가하여도 좋다. 또한, 분할 첨가도 가능하다. 이 경우, 건조살균 또는 습열 살균 후 그대로 첨가하든가, 혹은 디메틸포름아미드 등에 용해시켜 용액으로서 첨가하든가, 혹은 초음파 처리에 의하여 미세하게 분산현탁시켜 현탁액으로서 첨가한다. 또한, 계면 활성제를 동시에 첨가하면 기질 스테롤류 등의 유화가 촉진되므로 바람직하다.Sterols which are raw materials of the method of the present invention are generally sterilized together with the medium, but may be added to the medium after the start of the culture. In addition, divided addition is also possible. In this case, it is added as it is after sterilization or wet heat sterilization, or dissolved in dimethylformamide or the like as a solution, or finely dispersed and suspended by sonication to be added as a suspension. The addition of a surfactant at the same time is preferable because emulsification of substrate sterols and the like is promoted.

배양 시간은 특히 제한되지 않는데. 통상은 원료 스테롤류 등의 첨가 후 3일째 경부터 HP의 생산량이 급증한다. 그 후는 배양 시간과 함께 서서히 HP의 생산량이 증가하지만 20일이상 배양하는 것은 공업적 의미가 희박하다.Incubation time is not particularly limited. Usually, about 3 days after addition of raw material sterols, the yield of HP increases rapidly. After that, the production of HP gradually increases with the incubation time, but culturing for 20 days or more is of little industrial significance.

배양 종료 후, 배양액중에 축적된 HP는 공지의 방법으로 채취, 분리 경제시킬 수 있다.After the end of the culture, HP accumulated in the culture liquid can be collected and separated economically by a known method.

예를 들어 배양액으로부터 HP를 수배량의 초산에틸 등의 물과 혼화되기 어려운 유기 용매로 추출하고 추출액으로부터 용매를 유거하면, 조 HP가 얻어진다. HPD, 4HP, 기질 스테롤류 또는 부생물을 상호 분리시킬 필요가 있을 경우에는, 다공성 수지, 실리카겔, 알루미나 등을 흡착제로 하고 석유 에테르, 벤젠, 클로로포름, 에테르, 아세톤, 메타놀, 초산에틸 등을 용리제로서 사용하는 컬럼 크로마토그라피에 의하여 상기 생성물을 분리할 수가 있다.For example, crude HP is obtained by extracting HP from the culture solution with an organic solvent which is difficult to be mixed with water such as several times the amount of ethyl acetate and distilling the solvent from the extract solution. If it is necessary to separate HPD, 4HP, substrate sterols or by-products, porous resin, silica gel, alumina, etc. are used as adsorbent and petroleum ether, benzene, chloroform, ether, acetone, methanol, ethyl acetate, etc. The product can be separated by column chromatography used as.

단리된 HPD 또는 4HP를 각각 정제하려면, 예를 들어 10% 에타놀, 헥산등 적당한 용매로 재결정을 반복 시행하면 된다.To purify the isolated HPD or 4HP, respectively, recrystallization may be repeated with a suitable solvent such as 10% ethanol or hexane.

본 발명 방법에 의하면, HP를 소르비스테롤류당 50몰%이상, 통상 70몰%이상의 수율로 얻을 수가 있다. 또한, 본 발명 방법에 의하면 높은 기질 농도로 배양을 시행하면, 그에 비례하여 HP의 수량이 증가되는 점에서도 공업적 이점이 크다.According to the method of the present invention, HP can be obtained in a yield of at least 50 mol%, usually at least 70 mol% per sorbosterols. In addition, according to the method of the present invention, if the culture is carried out at a high substrate concentration, the industrial advantage is also great in that the amount of HP increases in proportion.

이하의 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나, 본 발명은 그 요지를 초월하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples unless they exceed the gist of the present invention.

그리고, 이하의 실시예에 있어서 스테롤류 및 그의 유도체, HP, 잔존 스테롤류 및 부생 스테로이드의 정성 및 정량은 가스크로마토그래피에 의하여 행하였다.In the following examples, the qualitative and quantitative determination of sterols and derivatives thereof, HP, remaining sterols and by-product steroids was carried out by gas chromatography.

또한, 이하의 실시예에 있어서 %는 중량에 의한 것이다.In the following examples,% is based on weight.

[실시예 1]Example 1

글루코오스 1.0%, 육추출물 1.0%, 펩톤 1.0% 및 물로 되는 종배지(pH 7.2) 100ml를 500ml 견부(肩付) 플라스크에 분주하고, 12℃로 15분간 증기 살균한 후, M.파라포르투이툼 컴플렉스 MC 10617호균을 일백금의 접종하고 30℃에서 120왕복/분, 진폭 7cm의 왕복 진탕 조건하에 72시간 종배양한다. 이 종배양액 2ml를 탈지 대두분 4.0%, 어박 2.0%, K2HP40.2%, NaNO30.2%, NgSO47·H2O 0.1%, 대두유 1.0%(pH 7.0, 120℃ 20분간 살균) 콜레스테롤 0.8% 및 물로 되는 본 배양배지 50ml(pH 7.0, 120℃로 20분간 증기살균)을 함유하는 500ml 견부 플라스크 10개에 접종한다.100 ml of medium (pH 7.2) consisting of 1.0% glucose, 1.0% meat extract, 1.0% peptone and water was dispensed into a 500 ml shoulder flask, steam sterilized at 12 ° C. for 15 minutes, and then M. paraportumtum complex Inoculate MC 10617 with platinum and incubate for 72 hours at 30 ° C. under reciprocating shaking conditions of 120 round trips / minute and amplitude of 7 cm. 2 ml of this seed culture solution was degreased soybean meal 4.0%, fish paste 2.0%, K 2 HP 4 0.2%, NaNO 3 0.2%, NgSO 4 7H 2 O 0.1%, soybean oil 1.0% (pH 7.0, sterilized at 120 ° C for 20 minutes) 10 ml 500 ml shoulder flasks containing 0.8 ml of cholesterol and 50 ml of this culture medium (pH 7.0, steam sterilization at 120 ° C. for 20 minutes) are inoculated.

본 배양은 30℃에서 120왕복/분, 진폭 7cm의 왕복진탕 조건하에 시행하여 배양개시 후 160시간째에 배양을 정지하고 배양액을 전부 합쳐서 초산 에틸 2ℓ로 2회 추출한다.The culture was performed at 30 ° C. under reciprocating shaking conditions of 120 reciprocation / min and amplitude of 7 cm. The culture was stopped at 160 hours after the start of the culture, and the cultures were combined and extracted twice with 2 L of ethyl acetate.

그 추출액을 합쳐서 균체 등의 불용물을 여과한 후, 스테로이드양을 분석한 결과, 잔기질 콜레스테롤 0.05g, HPD 2.65g, 4HP 0.22g이었다. 이것은 대(對) 소비콜레스테롤당 약 85% 수율로 HP가 생성된 셀이다. 부생물중에 ADD가 0.03g 존재하였다.The extracts were combined and the insolubles, such as cells, were filtered, and the amount of steroid was analyzed. The result was 0.05 g of residue cholesterol, 2.65 g of HPD, and 0.22 g of 4HP. This is the cell in which HP was produced in about 85% yield per large consumption of cholesterol. 0.03 g of ADD was present in the byproducts.

추출액을 실리카겔컬럼 크로마토그래피를 시행하여 20% 초산에틸-n-헥산을 용매로서 추출하면 HPD와 4HP는 상호 분리되고 나아가서 기질 콜레스테롤 및 부생물로부터도 분리된다. 용출한 HPD 및 4HP 각각의 획분을 수집하여 용매 유거한 후 10% 에타놀 헵탄에서 2회 재결정함으로써 HPD 2.45g, 4HP 0.17g의 순결정을 얻었다. 본 품은 융점, 질량분석, NMR, IR이 문헌기재의 데이터와 모두 일치하였다.When the extract was subjected to silica gel column chromatography to extract 20% ethyl acetate-n-hexane as a solvent, HPD and 4HP were separated from each other and further separated from substrate cholesterol and by-products. Fractions of each of the eluted HPD and 4HP were collected and the solvent was distilled off and recrystallized twice from 10% ethanol heptane to obtain 2.45 g of HPD and 0.17 g of 4HP. Melting point, mass spectrometry, NMR, and IR were in agreement with the literature data.

[실시예 2]Example 2

실시예 1에 있어서 원료 스테로이드로서 콜레스테롤 대신에 하기표 1에 게재한 각종 스테로이드를 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복 시행하였다.In Example 1, Example 1 was repeated except having used the various steroids shown in following Table 1 instead of cholesterol as a raw material steroid.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 3]Example 3

실시예 1에 있어서 본 배양배지에 환대두 마쇄물 6.0%, 효모 1.0%, K2HPO40.25%, MgSO4·7H2O 0.1% 및 각종 농도의 콜레스테롤을 함유하는 수성배지를 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복 시행하였다. 그 결과를 표 2에 제시한다.Except for using the culture medium in Example 1, a cultured soybean meal containing 6.0%, soybean 1.0%, K 2 HPO 4 0.25%, MgSO 4 · 7H 2 O 0.1% and various concentrations of cholesterol in the culture medium Example 1 was repeated. The results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[실시예 4]Example 4

실시예 1에 있어서 본 배양에 글루코오스 1.0%, 육추출물 1.0%, 펩톤 1.0%, 카오 아트라스사제의 계면 활성제 "Tween-80" 0.5% 콜레스테롤 1.0% 및 물로 되는 배지 800ml를 함유하는 5ℓ들이 견부 플라스크를 사용하여 종배양 20ml 접종한 후 30℃, 100왕복/분, 진폭 7cm의 진탕 조건에서 150시간 본 배양을 행한 것을 제외하고는 실시예 1을 반복 시행하였다. 초산 에틸 추출액을 분석한 결과 HPD 0.90%, 4HPO 0.76g이 존재하고 있는 것을 확인하였다. 콜레스 테롤은 4.8g 잔존하고 있었다.In Example 1, a 5-liter shoulder flask containing 1.0% glucose, 1.0% meat extract, 1.0% peptone, 1.0% surfactant "Tween-80" from Kao Atlas, and 800 ml of medium containing water was prepared. Example 1 was repeated except that the culture was inoculated with 20 ml of the seed, and then the main culture was carried out for 30 hours at 30 ° C., 100 round trips / minute, and shaking of 7 cm in amplitude. As a result of analyzing the ethyl acetate extract, it was confirmed that 0.90% of HPD and 0.76 g of 4HPO were present. Cholesterol remained 4.8 g.

Claims (1)

스테롤류를 기질로하여 미코박테리움 파라포르투이툼 컴플렉스 MCI 0617호 균주를 배양함을 특징으로 하는 20α-히드록시메틸프레그나-1,4-디엔-3-온, 20α-히드록시메틸프레근-4-엔-3-온 또는 그의 혼합물의 제조방법.20α-hydroxymethylpregna-1,4-dien-3-one, 20α-hydroxymethylpregine- characterized by culturing Mycobacterium paraportumtum complex MCI 0617 strain with sterols as a substrate. Process for preparing 4-en-3-one or mixtures thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106854630A (en) * 2017-02-21 2017-06-16 中国科学院天津工业生物技术研究所 The mycobacteria of one plant of ketone of 4 alkene of biosynthesis 20 hydroxyl, 23,24 dinorchola 3 and synthetic method

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CN106854630A (en) * 2017-02-21 2017-06-16 中国科学院天津工业生物技术研究所 The mycobacteria of one plant of ketone of 4 alkene of biosynthesis 20 hydroxyl, 23,24 dinorchola 3 and synthetic method

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