PL228071B1 - Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu - Google Patents

Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu

Info

Publication number
PL228071B1
PL228071B1 PL413208A PL41320815A PL228071B1 PL 228071 B1 PL228071 B1 PL 228071B1 PL 413208 A PL413208 A PL 413208A PL 41320815 A PL41320815 A PL 41320815A PL 228071 B1 PL228071 B1 PL 228071B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
concentration
sequence
methylandrost
enzyme
formula
Prior art date
Application number
PL413208A
Other languages
English (en)
Other versions
PL413208A1 (pl
Inventor
Agnieszka Rugor
Maciej Szaleniec
Tomasz Janeczko
Monika Dymarska
Edyta Kostrzewa-Susłow
-Susłow Edyta Kostrzewa
Original Assignee
Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk
Univ Przyrodniczy We Wrocławiu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk, Univ Przyrodniczy We Wrocławiu filed Critical Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL413208A priority Critical patent/PL228071B1/pl
Publication of PL413208A1 publication Critical patent/PL413208A1/pl
Publication of PL228071B1 publication Critical patent/PL228071B1/pl

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu.
Metoda, według wynalazku, może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym do w ytwarzania leków stosowanych w kulturystyce (R.M. Duffy, B.D. Kelly; Steroids, psychos is and polysubstance abuse. Irish Journal of Psychological Medicine, 32, 2015, 227-230).
Biotransformacje są ekologiczną alternatywą względem klasycznej syntezy chemicznej w uz yskiwaniu aktywnych biologicznie związków i są coraz częściej stosowane w przemyśle biofarmaceutycznym, zwłaszcza do produkcji leków steroidowych (M.-M. Chen, F.-Q. Wang, L.-C. Lin, K. Yao, D.-Z. Wei; Characterization and application of fusidane antibiotic biosynethsis enzyme 3-ketosteroidΔ -dehydrogenase in steroid transformation. Appl Microbiol Biotechnol 96, 2012:133-142). Wprowadzenie wiązania podwójnego między pierwszym i drugim atomem węgla w pierścieniu A 17α-metyloandrost-1-en-3-on-17-olu zwiększa jego aktywność anaboliczną, a zmniejsza androgenną (S. Mosler, C. Pankratz, A. Seyfried, M. Piechotta, P. Diel; The anabolic steroid methandienone targets the hypothalamic-pituitary-testicular axis and myostatin signaling in a rat training model. Arch Toxicol 86, 2012, 109-119).
Chemiczne metody otrzymywania 1-en-steroidów są wielostopniowe i mogą prowadzić do spontanicznej aromatyzacji pierścienia A (Y. Li, F. Lu, T. Sun, L. Du; Expression of ksdD gene encoding 1
3-ketosteroid-.-\ -dehydrogenase from Arthrobacter simplex in Bacillus subtilis. Lett Appl Microbiol, 44, 2007, 563-568).
Znana jest chemiczna metoda otrzymywania 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu (dianabolu) z 17a-metyloandrost-1-en-3-on-17-olu w wyniku zastosowania 2,3-dichloro-5,6-dicyjano-1,4-benzochinonu (DDQ). Konwersja tego procesu wynosi 78% (K. Chen, C. Liu, L. Deng, G. Xu; A practical Δ -dehydrogenation of Δ -3-keto-steroids with DDQ in the presence of TBDMSCI at room temperature. Steroids 75, 2010, 513-516).
Znana jest także mikrobiologiczna metoda otrzymywania 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu (dianabolu) z wydajnością 11%, jako jednego z czterech produktów z 17a-metyloandrost-1-en-3-on-17-olu, w wyniku zastosowania kultury szczepu Trichoderma hamatum KCh25 (A. Bartmańska, J. Dmochowska-Gładysz; Transformation of steroids by Trichoderma hamatum. Enzyme Microb Tech 40, 2007, 1615-1621).
Istota wynalazku polega na tym, że regioselektywne wprowadzenie podwójnego wiązania między pierwszym i drugim atomem węgla w substracie, którym jest 17a-metyloandrost-4-en-3-on-17-ol, w wyniku którego otrzymuje się 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-ol, prowadzi się przy zastosowaniu preparatu enzymatycznego o aktywności AcmB pochodzącego natywnie ze szczepu bakterii Sterolibacterium denitrificans Chol-1S DSM: 13999 o sekwencji SEQ ID 1 albo pochodzącego z dowolnego mikroorganizmu wytwarzającego białko enzymatyczne o sekwencji aminokwasowej ozn aczonej w bazie GenBank kodem akcesyjnym ABV59992.1, tj. o sekwencji zgodnej z SEQ ID 1 albo przy zastosowaniu preparatu enzymatycznego o sekwencji aminokwasów zgodnej w minimum 75% z sekwencją SEQ ID 1, która to sekwencja została zmieniona przez co najmniej delecję, insercję, substytucję albo kombinację wyżej wymienionych, niezależnie od mikroorganizmu, w którym podlegał on ekspresji bądź nadekspresji. Stosuje się od 0,1 do 1 mg substratu na 1 ml preparatu. Substrat, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, wprowadzany jest do mieszaniny reakcyjnej złożonej z buforu utrzymującego pH w granicach od 6,0 do 7,5; akceptora elektronowego enzymu: heksacyjanożelazianu III potasu o stężeniu od 5 do 20 mM oraz z 2-hydroksypropylo-p-cyklodekstryny o stężeniu objętościowym od 2 do 10%, po czym produkt oczyszcza się metodą chromatograficzną.
Korzystne jest, gdy stężenie heksacyjanożelazianu III potasu wynosi 12,5 mM.
Korzystne również jest, gdy stężenie 2-hydroksypropylo-p-cyklodekstryny wynosi 8%.
Korzystne także jest, gdy oczyszczanie prowadzi się metodą SPE z polimerowymi kolumienkami chromatograficznymi Strata-X, stosując izopropanol jako eluent.
Korzystne również jest, gdy proces dehydrogenacji prowadzi się w temperaturze od 20 do 45°C.
Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu, o wysokiej aktywności anabolicznej, jako jedynego produktu reakcji, z wydajnością izolowaną 73% (konwersja według GC >99%), w temperaturze pokojowej.
P r z y k ł a d 1. Procedura przygotowania preparatu enzymatycznego poprzedzona jest dwoma etapami prowadzącymi do pozyskania natywnego preparatu enzymatycznego z aktywnością
PL 228 071 B1
AcmB: hodowlą bakteryjną oraz izolowaniem z masy bakteryjnej preparatu enzymatycznego o aktywności AcmB. Hodowlę bakterii Sterolibacterium denitrificans Chol-1S (DSM: 13999) prowadzi się w środowisku beztlenowym według procedury opisanej w literaturze (Y.-R. Chiang, W. Ismail, M. Muller, G. Fuchs; Initial steps in the anoxic metabolism of cholesterol by the denitrifying Sterolibacterium denitrificans. J Biol Chem, 282, 2007, 13240-13249). Preparat enzymatyczny o aktywności AcmB pozyskuje się w warunkach tlenowych w formie homogenatu bakteryjnego (preparat enzymatyczny „homogenat” stanowiący białka rozpuszczalne i solubilizowane), otrzymanego w wyniku rozbicia komórek, solubilizacji białek z błony i ultrawirowania celem odseparowania frakcji błonowej.
Do bioreaktora o pojemności 15 ml, zawierającego 100 mM buforu fosforanowego o pH 7,5; wprowadzono 12,5 mM heksacyjanożelazianu potasu, 8% 2-hydroksypropylo-p-cyklodekstryny (w/v) oraz 2,14 mg 17a-metyloandrost-4-en-3-on-17-olu rozpuszczonego w 2-metoksyetanolu tak, by finalne stężenie 2-metoksyetanolu w reaktorze wyniosło 1,25% (v/v) oraz 0,3 ml preparatu enzymatycznego o aktywności AcmB „homogenat”. Transformację prowadzi się w temperaturze pokojowej przy ciągłym wstrząsaniu przez 8 dni. Produkt oczyszczano metodą SPE stosując polimerowe kolumienki chromatograficzne Strata-X, z 40% izopropanol/H2O i 100% izopropanolem jako czynnikiem elucyjnym.
Na tej drodze otrzymano 1,56 mg 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu (wydajność 73%, stopień konwersji >99%).
Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi: H NMR (600 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 0.94 (s, 3H, 18-H); 1.25 (s, 3H, 19-H); 1.20 (s, 3H, 20-H); 1.07-0.98 (m, 2H, 7-Ha, 14-H); 1.18 (m, 1H, 9-H); 1.38-1.28 (m, 2H, 12-He, 15-He); 1.62-1.54 (m, 2H, 12-Ha, 15-Ha); 1.801.64 (m, 3H, 11-Ha, 11-He, 16-He); 1.84 (td, 1H, J = 12.5, 3.3 Hz, 16-Ha); 1.99-1.94 (m, 1H, 7-He); 2.36 (ddd, 1H, J = 13.2, 4.0, 2.6 Hz, 6-Ha); 2.47 (tdd, 1H, J = 13.5, 5.1, 1.3 Hz, 6-He); 6.07 (bs, 1H,
4-H); 6.23 (dd, 1H, J = 10.1, 1.9 Hz, 2-H); 7.06 (d, H, J = 10.1 Hz, 11-H).
13C NMR (151 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 186.29 (C-3), 169.00 (C-5), 155.74 (C-1), 127.52 (C-2), 123.90 (C-4), 81.39 (C-17), 77.00 (C-14), 52.51 (C-9), 49.87 (C-13), 45.66 (C-10), 43.60 (C-16), 38.83 (C-8), 36.43 (C-7), 33.31 (C-6), 32.82 (C-12), 31.39 (C-20), 23.40 (C-15), 22.58 (C-11), 18.73 (C-19), 13.98 (C-18).
P r z y k ł a d 2: Alternatywną metodą otrzymywania enzymu AcmB jest przeprowadzenie hodowli E. coli (np. E. coli K38/pGP1-2) genetycznie zmodyfikowanej tak, by uzyskała zdolność do syntezy enzymu np. zgodnie z protokołem opisanym w publikacji (Y.-R. Chiang, W. Ismail, S. Gallien, 1
D. Heintz, A. Van Dorsselaer, G. Fuchs; Cholest-4-en-3-one-A -dehydrogenase, a flavoprotein catalyzing the second step in anoxic cholesterol metabolism. Appl Environ Microb, 74, 2008, 107-113). Rekombinowany enzym oczyszczony na kolumnie powinowactwa typu Ni-NTA a następnie odsolony na kolumnie PD-10 jest bezpośrednio używany do reakcji. Dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Otrzymuje się produkt jak w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 3: Preparat enzymatyczny otrzymany jak w przykładzie 1, przy czym zmieniono kod genetyczny mikroorganizmu w wyniku czego otrzymano białko o sekwencji zgodnej w 75% z SEQ ID 1. Dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Otrzymuje się produkt jak w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 4: Postępuje się jak w przykładzie 1, z tym że preparat enzymatyczny o aktywności AcmB pozyskany w warunkach tlenowych w formie homogenatu bakteryjnego, podczyszcza się w punkcie przebicia kolumny na złożu DEAE-Sepharose (preparat enzymatyczny „po oczyszczeniu”) jak w artykule (J. Dermer, G. Fuchs; Molybdoenzyme that catalyzes the anaerobic hydroxylation of a tertiary carbon atom in the side chain of cholesterol. J Biol Chem, 287, 2012, 36905-36916).
P r z y k ł a d 5: Postępuje się jak w przykładzie 2, z tym że preparat enzymatyczny o aktywności AcmB pozyskany w warunkach tlenowych w formie homogenatu bakteryjnego podczyszcza się w punkcie przebicia kolumny na złożu DEAE-Sepharose (preparat enzymatyczny „po oczyszczeniu”) jak w artykule (J. Dermer, G. Fuchs; Molybdoenzyme that catalyzes the anaerobic hydroxylation of a tertiary carbon atom in the side chain of cholesterol. J Biol Chem. 287, 2012, 36905-36916).
P r z y k ł a d 6: Postępuje się jak w przykładzie 3, z tym że preparat enzymatyczny o aktywności AcmB pozyskany w warunkach tlenowych w formie homogenatu bakteryjnego podczyszcza się w punkcie przebicia kolumny na złożu DEAE-Sepharose (preparat enzymatyczny „po oczyszczeniu”) jak w artykule (J. Dermer, G. Fuchs; Molybdoenzyme that catalyzes the anaerobic hydroxylation of a tertiary carbon atom in the side chain of cholesterol. J Biol Chem. 287, 2012, 36905-36916).

Claims (1)

  1. Sposób wytwarzania 17a-metyloandrost-1,4-dien-3-on-17-olu, znamienny tym, że do preparatu enzymatycznego o aktywności AcmB pochodzącego natywnie ze szczepu bakterii Sterolibacterium denitrificans Chol-1S DSM: 13999 o sekwencji SEQ ID 1 o wzorze 3 albo z dowolnego mikroorganizmu wytwarzającego białko enzymatyczne o sekwencji aminokwasowej oznaczonej w bazie GenBank kodem akcesyjnym ABV59992.1, tj. o sekwencji zgodnej z SEQ ID 1 o wzorze 3, albo do preparatu enzymatycznego o sekwencji aminokwasów zgodnej w minimum 75% z sekwencją przedstawioną wzorem 3, która to sekwencja została zmieniona przez co najmniej delecję, insercję, substytucję albo kombinację wyżej wymienionych, niezależnie od mikroorganizmu, w którym podlegał on ekspresji bądź nadekspresji, dodaje się 17o-metyloandrost-4-en-3-on-17-ol o wzorze 1, w ilości od 0,1 do 1 mg/ml preparatu enzymatycznego, który to substrat rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, wprowadzany jest do mieszaniny reakcyjnej złożonej z buforu utrzymującego pH w granicach od 6,0 do 7,5; akceptora elektronowego enzymu, który to składa się z heksacyjanożelazianu III potasu o stężeniu od 5 do 20 mM oraz z 2-hydroksypropylo-p-cyklodekstryny o stężeniu objętościowym od 2 do 10%, po czym produkt oczyszcza się metodą chromatograficzną.
    Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie heksacyjanożelazianu III potasu wynosi 12,5 mM.
    Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie 2-hydroksypropylo-p-cyklodekstryny wynosi 8%.
    Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się metodą SPE z polimerowymi kolumienkami chromatograficznymi Strata-X, stosując izopropanol jako eluent. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces dehydrogenacji prowadzi się w temperaturze od 20 do 45°C.
PL413208A 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu PL228071B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413208A PL228071B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413208A PL228071B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL413208A1 PL413208A1 (pl) 2017-01-30
PL228071B1 true PL228071B1 (pl) 2018-02-28

Family

ID=57867719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL413208A PL228071B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228071B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL441592A1 (pl) * 2022-06-29 2024-01-03 Instytut Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk Odwodorniona pochodna dipterokarpolu, sposób jej wytwarzania na drodze enzymatycznej oraz zastosowanie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL441592A1 (pl) * 2022-06-29 2024-01-03 Instytut Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk Odwodorniona pochodna dipterokarpolu, sposób jej wytwarzania na drodze enzymatycznej oraz zastosowanie
PL248345B1 (pl) * 2022-06-29 2025-12-01 Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk Odwodorniona pochodna dipterokarpolu, sposób jej wytwarzania na drodze enzymatycznej oraz zastosowanie

Also Published As

Publication number Publication date
PL413208A1 (pl) 2017-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. A biocatalytic hydroxylation-enabled unified approach to C19-hydroxylated steroids
Dhakal et al. Bioactive molecules from Nocardia: diversity, bioactivities and biosynthesis
Gachotte et al. Characterization of the Saccharomyces cerevisiae ERG27 gene encoding the 3-keto reductase involved in C-4 sterol demethylation
EP3231870B1 (en) Mutant lacking the hydroxyacyl-coenzyme a dehydrogenase gene and use thereof
Holert et al. Identification of bypass reactions leading to the formation of one central steroid degradation intermediate in metabolism of different bile salts in P seudomonas sp. strain C hol1
Pang et al. Co‐overexpression of lmbW and metK led to increased lincomycin A production and decreased byproduct lincomycin B content in an industrial strain of Streptomyces lincolnensis
JP6066439B2 (ja) リベロマイシンaまたはその合成中間体の製造法、スピロケタール環含有化合物の製造方法、並びに新規抗癌剤、抗真菌剤および骨疾患治療剤
CN113493756A (zh) 一种基因工程菌及其应用
Tan et al. Heterologous expression leads to discovery of diversified lobophorin analogues and a flexible glycosyltransferase
CN113583984A (zh) 一种细胞色素p450单加氧酶cyp109b2及其应用
US20060211095A1 (en) Process for the fermentative production of S-adenosylmethionine
Yan et al. Combinatorial biosynthesis of oxidized combamides using cytochrome P450 enzymes from different polycyclic tetramate macrolactam pathways
Zou et al. Discovery of oxidized polycyclic tetramate macrolactams bearing one or two rings through combinatorial pathway reassembly
Wang et al. Microbial metabolism of diosgenin by a novel isolated Mycolicibacterium sp. HK‐90: A promising biosynthetic platform to produce 19‐carbon and 21‐carbon steroids
Karpov et al. Pregnenolone and progesterone production from natural sterols using recombinant strain of Mycolicibacterium smegmatis mc2 155 expressing mammalian steroidogenesis system
Horinouchi et al. ORF18-disrupted mutant of Comamonas testosteroni TA441 accumulates significant amounts of 9, 17-dioxo-1, 2, 3, 4, 10, 19-hexanorandrostan-5-oic acid and its derivatives after incubation with steroids
PL228071B1 (pl) Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu
CN108138126B (zh) 一种分枝杆菌基因工程菌及其在制备甾体化合物中的应用
Gawas et al. A highly conjugated dihydroxylated C28 steroid from a myxobacterium
CN112094797A (zh) 基因工程菌及其制备9α,22-二羟基-23,24-双降胆甾-4-烯-3-酮的应用
Abdalla et al. Ent-Homoabyssomicins A and B, two new spirotetronate metabolites from Streptomyces sp. Ank 210
PL228517B1 (pl) Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu
RU2425052C1 (ru) Способ получения 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона из андрост-4-ен-3,17-диона, способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (эксеместана) с использованием полученного 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона
PL228070B1 (pl) Sposób wytwarzania octanu androst -1,4,6 -trien -3-on -17 -olu
Ponzone et al. Biotransformation of colchicinoids into their corresponding 3-O-glucosyl derivatives by selected strains of Bacillus megaterium