PL228517B1 - Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu - Google Patents

Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu

Info

Publication number
PL228517B1
PL228517B1 PL413209A PL41320915A PL228517B1 PL 228517 B1 PL228517 B1 PL 228517B1 PL 413209 A PL413209 A PL 413209A PL 41320915 A PL41320915 A PL 41320915A PL 228517 B1 PL228517 B1 PL 228517B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
androst
propionate
concentration
sequence
formula
Prior art date
Application number
PL413209A
Other languages
English (en)
Other versions
PL413209A1 (pl
Inventor
Agnieszka Rugor
Maciej Szaleniec
Tomasz Janeczko
Monika Dymarska
Edyta Kostrzewa-Susłow
Original Assignee
Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk
Univ Przyrodniczy We Wroclawiu
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 Wroclawiu filed Critical Inst Katalizy I Fizykochemii Powierzchni Im Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL413209A priority Critical patent/PL228517B1/pl
Publication of PL413209A1 publication Critical patent/PL413209A1/pl
Publication of PL228517B1 publication Critical patent/PL228517B1/pl

Links

Landscapes

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

Description

(21) Numer zgłoszenia. 413209 C12P 33/02 (2006 01)
C12R 1/01 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 21.07.2015 (54)
Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3-on-17-olu (73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
30.01.2017 BUP 03/17 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2018 WUP 04/18 m
co
CM
CM
Ω.
UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU, Wrocław, PL INSTYTUT KATALIZY I FIZYKOCHEMII POWIERZCHNI IM. JERZEGO HABERA POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL (72) Twórca(y) wynalazku:
AGNIESZKA RUGOR, Kraków, PL MACIEJ SZALENIEC, Kraków, PL TOMASZ JANECZKO, Wrocław, PL MONIKA DYMARSKA, Wrocław, PL EDYTA KOSTRZEWA-SUSŁOW, Wrocław, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz, pat. Anna Kasperowicz
PL 228 517 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3-on-17-olu.
Metoda, według wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym do wytwarzania leku stosowanego w terapii hormonalnej (A. S. Clark, E.V. Harrold, A.S. Fast; Anabolic - androgenic steroid effects on the sexual behavior of intact male rats. Horm Behav 31, 1997, 35-46).
Biotransformacje są ekologiczną alternatywą względem klasycznej syntezy chemicznej w uzyskiwaniu aktywnych 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-ketosteroid-A1-dehydrogenase in steroid transformation. Appl Microbiol Biotechnol 96, 2012, 133-142). Wprowadzenie wiązania podwójnego między pierwszym i drugim atomem węgla w pierścieniu A związku steroidowego może zwiększyć aktywność biologiczną nowo powstałego związku. 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 3-ketosteroid-A1-dehydrogenase from Arthrobacter simplex in Bacillus subtilis. Lett Appl Microbiol, 44, 2007, 563-568).
Znana jest chemiczna metoda otrzymywania propionianu androst-1,4-dien-3-on-17-olu z propionianu androst-4-en-3-on-17-olu w wyniku zastosowania 2,3-dichloro-5,6-dicyjano-1,4-benzochinonu. Konwersja tego procesu wynosi 81% (K. Chen, C. Liu, L. Deng, G. Xu; A practical A1-dehydrogenation of A4-3-keto-steroids with DDQ in the presence. Steroids 75, 2010, 513-516).
W dostępnej literaturze nie znaleziono metody mikrobiologicznego uzyskiwania propionianu androst-1,4-dien-3-on-17-olu.
Istota wynalazku polega na tym, że regioselektywne wprowadzenie podwójnego wiązania między pierwszym i drugim atomem węgla w substracie, którym jest propionian androst-4-en-3-on-17-olu, w wyniku którego otrzymuje się propionian androst-1,4-dien-3-on-17-olu, 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 oznaczonej 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-b-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-b-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 propionianu androst-1,4-dien-3-on-17-olu, o wysokiej aktywności anabolicznej, jako jedynego produktu reakcji, z wydajnością izolowaną 57% (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 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 m M heksacyjanożelazianu
PL 228 517 B1 potasu, 8% 2-hydroksypropylo-3-cyklodekstryny (w/v) oraz 2,56 mg propionianu androst-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 48 godzin. Produkt oczyszczano metodą SPE stosując polimerowe kolumienki chromatograficzne Strata-Xp z 40% izopropanol/H2O i 100% izopropanolem jako czynnik elucyjny. Na tej drodze otrzymano 1,46 mg propionian androst-1,4-dien-3-on-17-olu (wydajność 57%, stopień konwersji >99%).
Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:
1H NMR (600 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 0.86 (s, 3H, 18-H); 1.10-1.01 (m, 3H, 7-Ha, 9-H, 14-H); 1.14 (t, 2H, J = 7.6Hz, 20-H); 1.24 (s, 3H, 19-H); 2.32 (q, 3H, J = 7.6Hz, 21-H); 1.20 (dt, 1H, J = 12.9, 4.5Hz, 12-Ha); 1.37 (ddd, 1H, J = 24.6, 12.3, 6.3 Hz, 15-He); 1.52 (dddd, 1H, J = 19.7, 8.3, 6.6, 2.8Hz, 16-He); 1.71-1.60 (m, 3H, 8-H, 11-He, 15-Ha); 1.74 (ddd, 1H, J = 13.3, 7.2, 4.2Hz, 11-Ha); 1.80 (ddd, 1H, J = 12.8, 4.0, 3,1Hz, 12b); 1.98-1.93 (m, 1H, 7-He); 2.18 (dtd, 1H, J = 13.8, 9.4, 6.3Hz, 16-Ha); 2.37 (dddd, 1H, J = 13.3, 9.2, 4.1,2.6Hz, 6-Ha); 2.47 (tdd, 1H, J = 13.4, 5.0, 1.2 Hz, 6-He); 4.60 (dd, 1H, J = 8.8, 8.2 Hz, 17-H); 6.07 (bs, 1H, 4-H); 6.23 (dd, 1H, J = 10.1, 1.9 Hz, 2-H); 7.04 (d, 1H, J = 10.1 Hz, 1-H).
13C NMR (151 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 186.43 (C-3), 174.58 (C-20), 168.90 (C-5), 155.73 (C-1), 127.75 (C-2), 124.14 (C-4), 82.24 (C-17), 52.42 (C-14), 50.10 (C-9), 43.66 (C-13), 42.97 (C-10), 36.73 (C-12), 35.54 (C-8), 33.24 (C-7), 32.89 (C-6), 27.94 (C-21), 27.66 (C-16), 23.84 (C-15), 22.52 (C-11), 18.90 (C-19), 12.28 (C-18), 9.39 (C-22).
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, D. Heintz, A. Van Dorsselaer, G. Fuchs; Cholest-4-en-3-one-A1-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. Demier, 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 (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania propionianu androst-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 pochodzącego 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
    PL 228 517 Β1 przez co najmniej delecję, insercję, substytucję albo kombinację wyżej wymienionych, niezależnie od mikroorganizmu, w którym podlegał on ekspresji bądź nadekspresji, dodaje się propionian androst-4-en-3-on-17-olu 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-3-cyklodekstryny o stężeniu objętościowym od 2 do 10%, po czym produkt oczyszcza się metodą chromatograficzną.
  2. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie heksacyjanożelazianu III potasu wynosi 12,5 mM.
  3. 3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie 2-hydroksypropylo-3-cyklodekstryny wynosi 8%.
  4. 4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się metodą SPE z polimerowymi kolumienkami chromatograficznymi Strata-X, stosując izopropanol jako eluent.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces dehydrogenacji prowadzi się w temperaturze od 20 do 45°C.
PL413209A 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu PL228517B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413209A PL228517B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413209A PL228517B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL413209A1 PL413209A1 (pl) 2017-01-30
PL228517B1 true PL228517B1 (pl) 2018-04-30

Family

ID=57867712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL413209A PL228517B1 (pl) 2015-07-21 2015-07-21 Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228517B1 (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
PL413209A1 (pl) 2017-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Regiospecific chlorination of (S)-β-tyrosyl-S-carrier protein catalyzed by SgcC3 in the biosynthesis of the enediyne antitumor antibiotic C-1027
CN113493756B (zh) 一种基因工程菌及其应用
Girhard et al. Cytochrome P450 reductase from Candida apicola: versatile redox partner for bacterial P450s
JP2020517251A (ja) コリネバクテリウムグルタミクムを用いた3’−フコシルラクトースの生産方法
JP7364611B2 (ja) ステロイドの21-ヒドロキシル化
EP2130907B1 (en) Transformed strain derived from strain deficient in multidrug efflux protein, and bioconversion method using the same
CN107281204A (zh) 一种非对称的1,2,4,5‑四嗪分子的应用
US20060211095A1 (en) Process for the fermentative production of S-adenosylmethionine
JP7072809B2 (ja) 組換え微生物、その製造方法及び補酵素q10の生産における使用
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
PL228517B1 (pl) Sposób wytwarzania propionianu androst-1,4-dien-3- on-17-olu
KR100256025B1 (ko) 스테로이드를 변환시키기 위한 다중유전자 시스템의 제조에 유용한 발현 카세트
CN114752572A (zh) 甲酸脱氢酶突变体及其应用
CN108138126A (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
EP2141236A1 (en) Process for production of lipstatin and microorganisms therefore
PL228071B1 (pl) Sposób wytwarzania 17a -metyloandrost -1,4 -dien -3-on -17 -olu
PL228070B1 (pl) Sposób wytwarzania octanu androst -1,4,6 -trien -3-on -17 -olu
Tiwari et al. pH-rate profiles of L-arabinitol 4-dehydrogenase from Hypocrea jecorina and its application in L-xylulose production
EP0340878A1 (en) Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor
KR102747996B1 (ko) 7-Keto-LCA에서 우르소데옥시콜산으로의 전환율을 증진시키는 루미노코쿠스 나버스 균주 유래 7-beta-HSDH의 변이체 및 이를 이용한 우르소데옥시콜산 생산방법
TW200406419A (en) 5-Androsten-3 β- ol steroid intermediates and processes for their preparation
CN115349012B (zh) 用于进行提高谷氨酰胺生产力的转化的重组载体和使用其的菌株
CN108690836B (zh) 一种环己酮单加氧酶及其在合成拉唑中的应用
KR101282331B1 (ko) 신규한 라이보스-6-인산 이성화효소 또는 그 돌연변이체에 의한 알로스 생산
PL241477B1 (pl) Sposób wytwarzania (25R)-spirosta-1,4-dien-3-onu z diosgenonu