KR910007857B1 - 생물전환에 의한 하이드로코티손으로부터 프레드니솔론의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

생물전환에 의한 하이드로코티손으로부터 프레드니솔론의 제조방법

본 발명은 아트로박터 심프렉스(Arthrobacter simplex) 균주에 의해 하이드로코티손(hydrocortisone)을 델타-1-탈수소화(△＇-dehydrogenation)하여 프레드니솔론(prednisolone)을 제조하는 방법에 관한 것이다.

프레드니솔론은 하이드로코티손에 비해 소염활성(antinflammatory activity)이 높으며 또한 부작용이 적은 고가의 부신피질 호르몬 제제로서 제조방법으로는 크게 두가지 방법이 있다. 첫째는 화학적인 전환방법으로써 셀레늄 다이옥싸이드(selenium dioxide)가 반응에 이용된다. 따라서, 반응후에 셀레늄 다이옥싸이드를 제거해야 하기 때문에 공정상 많은 어려움을 지니고 있다. 두 번째로, 미생물에 의한 전환방법으로써 화학적인 전환방법에 비해 높은 경제성을 지니고 있어 현재 산업적으로 많이 이용되고 있다. 그러나, 미생물에 위한 전환방법은 생산성이 높은 반면 스테로이드환(steroid ring) 20번의 케토그룹(keto group)이 환원된 20-하이드록씨 유도체(20-hydroxy derivative)의 부산물이 생긴다는 단점이 있다. 이러한 부반응(side reaction)을 억제하기 위해 아이오도 아세테이트(iodoacetates)와 같은 부반응 억제물질(side reaction inhibitor)을 첨가한 예가 있다(US Paten No. 3, 022, 226).

일반적으로 스테로이드계 물질은 수용액상에서의 낮은 용해도를 갖기 때문에 고수율의 생산물을 얻기 위한 프레드니솔론 제조공정으로써 유사결정발효법(pseudo-crystallo-fermentation)이 보고된 바 있다(E. Kondo and E. Masuo, J. Gen. Appl. Microbiol., vol;. 7, 113-117, 1961). 이것은 기질인 하이드로코티손을 미세한 분말로 분쇄한 후 이것을 직접 발효배지내에 첨가하여 프레드니솔론으로 전환시키는 방법이다. 이 경우 고농도의 프레드니솔론이 발효액내에서 고체상태로 석출되므로 회수가 용이하다는 장점이 있으나 전환시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.

본 발명에서는 하이드로코티손을 기질로 하여 프레드니솔론을 보다 효율적으로 제조하기 위한 새로운 방법을 개발하였다. 즉, 미생물에 의한 전환시 생기는 부산물의 생성을 억제할 수 있는 발효배지를 개발하였으며, 기존의 유사결정발효법 보다 높은 생산성을 갖는 전환방법을 개발하였다. 특히, 본 배지는 그 조성에 있어 상당히 낮은 농도의 영양성분들만을 함유함으로써 배지비용을 훨씬 절감할 수 있어 기존의 방법들 보다 경제적인 측면에서도 큰 장점을 갖는다고 할 수 있다.

다음은 본 발명의 실시예이나 본 발명의 범위를 여기에만 국한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

공시 균주중 하나인 아트로박터 심프렉쓰를 가)에서와 같은 접종용 영양배지 및 조건에서 20시간 배양하였다.

[가)접종용 영양배지 및 조건]

포도당 2gram

Yeast extract 1gram

KH₂PO₄0.1gram

K₂HPO₄0.1 gram

증류수 : 100mL

온도 : 30℃

초기 pH : 7.3

회전식 진탕 배양기에서 150-180rpm으로 교반

각종 탄소원, 질소원, 금속이온 및 인산 농도등의 최적화 실험을 거쳐 나)와 같은 프레드니솔론 생산배지를 얻었다.

[나)프레드니솔론 생산배지]

포도당 0-0.2gram

Casamino acid 0.1-1.0gram

KH₂PO₄0.05-0.5gram

K₂HPO₄0.05-0.5gram

MgCl₂0.001-0.01gram

Yween 80 0.5%(v/v)

증류수 100mL

초기 pH : 6-9

가)의 조건에서 20시간 배양후 나)의 배지에 체적비 5%(v/v)로 접종하였다. 접종 후 30℃, 150-180rpm의 회전식 진탕 배양기에서 4시간 배양 후 50g/L농도의 하이드로코티손을 미세한 분말로 첨가하여 프레드니솔론의 생산을 본 결과 28시간 경과 후 42.1g/L의 프레드니솔론이 생산 되었다. 본 방법은 기존의 유사결정발효법에 비해 생산성이 약 1.4배 높으며, 실제 발효시간도 단축된다는 장점을 갖는다.

[표 1]

[실시예 2]

실시예 1과 같은 조건에서 나)의 생산배지에 계면활성제 Tween 80을 첨가하지 않고 프레드니솔론 생산 실험 결과 실시예 1과 거의 차이가 없었다. 따라서, 실제로 발효기 조업시 Tween 80을 첨가하였을 경우 통기(aeration) 때문에 생기는 극심한 기포(foam)형성을 억제할 수 있는 조업이 가능하게 되었다.

[실시예 3]

실시예 1과 같은 조건에서 온도만 35℃로 올려준 후 프레드니솔론 생산 실험을 하였다. 실시예 1에서는 28시간 경과 후 42.1g/L의 프레드니솔론이 생산되었지만 본 예에서는 21시간 경과 후 이와 대등한 양의 프레드니솔론이 생산되어 전환시간을 훨씬 더 단축할 수 있었다.

[실시예 4]

포도당 10g/L, casamino acid 10g/L, KH₂PO₄1g/L, K₂HPO₄1g/L, 조성의 배지를 이용하여 30℃에서 20g/L 농도의 하이드로코티손을 균주 배양 4시간 후 7g/L, 11시간 후 7g/L, 17시간후 6g/L로 나누어 발효액에 첨가하여 프레드니솔론으로 전환시켰다. 30시간 후 17g/L의 프레드니솔론이 생산되었다.

Claims (1)

1. 하이드로코티손의 델라-1-탈수소화능이 있는 미생물을 사용하여 하이드로코티손으로부터 프레드니솔론을 제조하는 방법에 있어서, 포도당 0-0.2gr, casamino acid 0.1-1.0gr, KH₂PO₄0.05-0.5gr, K₂HPO₄0.05-0.5gr, MgCl|₂0.001-0.01gr, Tween 80-0.05gr 및 증류수 100ml의 조성을 갖는 배지를 이용, 온도 30-37℃, pH 6-9 조건에서 프레드니솔론을 제조하는 방법.