PL237127B1 - Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu - Google Patents

Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu Download PDF

Info

Publication number
PL237127B1
PL237127B1 PL422499A PL42249917A PL237127B1 PL 237127 B1 PL237127 B1 PL 237127B1 PL 422499 A PL422499 A PL 422499A PL 42249917 A PL42249917 A PL 42249917A PL 237127 B1 PL237127 B1 PL 237127B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
dihydroxyprogesterone
hydroxyprogesterone
hours
strain
organic solvent
Prior art date
Application number
PL422499A
Other languages
English (en)
Other versions
PL422499A1 (pl
Inventor
Ewa Kozłowska
Jordan Sycz
Edyta Kostrzewa-Susłow
Tomasz Janeczko
Original Assignee
Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
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 Wrocław University Of Environmental And Life Sciences filed Critical Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority to PL422499A priority Critical patent/PL237127B1/pl
Publication of PL422499A1 publication Critical patent/PL422499A1/pl
Publication of PL237127B1 publication Critical patent/PL237127B1/pl

Links

Landscapes

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

Abstract

Niniejsze zgłoszenie dotyczy sposobu wytwarzania 6β,11α-dihydroksyprogesteronu o wzorze 2. W wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Isaria farinosa KCh KW1.1 następuje hydroksylacja przy nieaktywowanych atomie węgla C-6. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (chloroform).

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 6β ,11 α-dihydroksyprogesteronu.
Metoda, według wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym do wytwarzania leków o właściwościach antyzapalnych i regulujących prawidłowy rozwój ciąży.
11a-dihydroksyprogesteron jest ważnym związkiem farmaceutycznym. Ma działanie antyandrogenne i słabe właściwości estrogenne (J. Tamm, M. Seckelmann, U. Volkwein, E. Ludwig, The effect of the antiandrogen 11a-hydroxyprogesterone on sebum production and cholesterol concentration of sebum, Br. J. Dermatol. 107 (1982) 63-70). Aktywuje procesy ułatwiające zagnieżdżeniu się zapłodnionej komórce jajowej w macicy (A.H. van der Willigen, J.D. Peereboom-Wynia, T. van Joost, E. Stolz, A preliminary study of the effect of 11a-hydroxyprogesterone on the hair growth in men suffering from androgenetic alopecia, Acta Derm. Venereol 67(1987) 82-85; J. Nikolaus, K.T. Nguyen, C. Virus, J.L. Riehm, M. Hutter, R. Bernhardt, Engineering of CYP106A2 for steroid 9β- and 6β-hydroxylation. Steroids 120 (2017) 41-48). Ponadto, 11a-hydroksyprogesteron wpływa na regulację ciśnienia krwi, powodując selektywne hamowanie dehydrogenazy 11β-hydroksysteroidowej typu 2. Ten enzym metabolizuje kortyzol do kortyzonu u ludzi, a zatem związek ten jest ważny w regulacji równowagi elektrolitowej nerek (H. Morita, M. Zhou, M.F. Foecking, E.P. Gomez-Sanchez, E.N. Cozza, C.E. Gomez-Sanchez, 11 βHydroxysteroid dehydrogenase type 2 complementary deoxyribonucleic acid stably transfected into Chinese hamster ovary cells: specific inhibition by 11 a-hydroxyprogesterone, Endocrinol 137 (1996) 23082314; G.W. Souness, D.J. Morris, 11α- and 11β-hydroxyprogesterone, potent inhibitors of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase, possess hypertensinogenic activity in the rat, Hypertension 27 (1996) 421 -425). Ponadto jako substrat można stosować 11a-hydroksyprogesteron do wytwarzania kortyzonu i hydrokortyzonu (J.A. Hogg, P.F. Beal, A.H. Nathan, F.H. Lincoln, W.P. Schneider, B.J. Magerlein, A. R. Hanze, R.W. Jackson, The adrenal hormones and related compounds. I. A “direct” synthesis of hydrocortisone acetate and cortisone acetate from 11a-hydroxyprogesterone, J. Am. Chem. Soc. 77 (16) (1955) 4436-4438; J. Fried, R.W. Thoma, J.R. Gerke, J.E. Herz, M.N. Donin, D. Perlman, Oxidation of steroids by microorganisms. II. hydroxylations in position 11 and synthesis of cortisone from Reichenstein’s compound S, J. Am. Chem. Soc. 74 (15) (1952) 3962-3963). 6β-hydroksyprogesteron może być stosowany jako substrat do syntezy 6b,14a-dihydroksyandrost-4-eno-3,17-dionu - inhibitora wzrostu komórek raka piersi (H. Yoshioka, S. Asada, S. Fujita (1994), Process for production of 6β, 14a-hydroxyandrost-4-ene-3,17-dione, European Patent 5: 99, 658). Stwierdzono również, że 6β-hydroksyprogesteron hamuje aktywność 5a-reduktazy steroidowej u samców szczurów. Dlatego jest on interesującym związkiem pod kątem wytwarzania nowych przeciw nowotworom gruczołu krokowego (A. Yamada, M. Yamada, Y. Fujita, T. Nishigami, K. Nakasho, K. Uematsu, Selfaugmentation effect of male-specific products on sexually differentiated progesterone metabolism in adult male rat liver microsomes, J. Biol. Chem. 276 (2001) 4604-4610).
Znane są mikrobiologiczne metody otrzymywania 6β,11 α-dihydroksyprogesteronu z progesteronu: - z wydajnością 65.5% w wyniku zastosowania szczepu Rhizomucor pusillus (Habibi Z, Yousefi M, Ghanian S, Mohammadi M, Ghasemi S. Biotransformation of progesterone by Absidia griseolla var. igachii and Rhizomucorpusillus. Steroids 77 (2012) 1446-1449.); - w wyniku zastosowania 10 mg progesteronu w kulturze szczepu Acremonium chrysogenum oraz Absidia griseolla uzyskano odpowiednio 2,72 i 3,73 mg (Yousefi M, Mohammadi M, Habibi Z, Shafiee A. Biotransformation of Progesterone by Acremonium chrysogenum and Absidia griseolla var. igachii. Biocatalysis and Biotransformation, 2010; 28(4): 254-258.); - z wydajnością 21% w wyniku zastosowania szczepu Mucor M881 (Kolet SP, Niloferjahan S, Haidar S, Gonnade R, Thulasiram HV. Biocatalyst mediated production of 6b,11a-dihydroxy derivatives of 4-ene-3-one steroids. Steroids 78 (2013) 1152-1158); - w kulturach czterech szczepów z rodzaju Trichoderma (T. aureoviride, T. hamatum, T. koningii, T. pseudokoningii) (El-Kadi I.A., Eman Mostafa M. Hydroxylation of Progesterone by Some Trichoderma Species. Folia Microbiol. 49 (3), (2004) 285-290); - z wydajnością 17% w wyniku zastosowania szczepu Beauveria bassiana (Świzdor A, Kołek T, Panek A, Białońska A Microbial Baeyer-Villiger oxidation of steroidal ketones using Beauveria bassiana: Presence of an 11 a-hydroxyl group essential to generation of D-homo lactones. Biochimica et Biophysica Acta 1811 (2011) 253-262). W publikacji tej 11a-hydroksyprogesteronu był obserwowany jako produkt pośredni podczas biotransformacji progesteronu. Jednak w dostępnej literaturze nie znaleziono metody otrzymywania 6β,11α-dihydroksyprogesteronu z 11a-hydroksyprogesteronu stosowanego jako substratu.
PL 237 127 B1
Istotą wynalazku jest to, że w wyniku regioselektywnego wprowadzenia grupy hydroksylowej w cząsteczce substratu, którym jest 11a-hydroksyprogesteron, otrzymuje się 63,11a-dihydroksyprogesteron.
Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Isaria farinosa KCh KW1.1. Po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 11 α-hydroksyprogesteron o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, co najmniej 12 godzin. Kolejno produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.
Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,1 mg : 1 mL.
Korzystnie także jest, gdy proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza.
Dodatkowo, korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się przez 24 godziny.
Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania układu enzymatycznego zawartego w komórkach szczepu Isaria farinosa KCh KW1.1, następuje steroselektywna hydroksylacja przy atomie węgla C-6. Uzyskany w ten sposób produkt wydziela się z wodnej kultury mikroorganizmu, znanym sposobem, przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą (chloroform).
Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 6 3,11a-dihydroksyprogesteronu z wydajnością izolowaną na poziomie 53% (konwersja substratu według GC = 100%), w temperaturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu.
Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.
P r z y k ł a d. Do kolby Erlenmajera o pojemności 2000 cm3, w której znajduje się 500 cm3 sterylnej pożywki zawierającej 5 g aminobaku i 15 g glukozy, wprowadza się szczep Isaria farinosa KCh KW1.1. Po 72 godzinach jego wzrostu dodaje się 100 mg 11a-hydroksyprogesteronu o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm3 DMSO. Transformację prowadzi się w 25 stopniach Celsjusza przy ciągłym wstrząsaniu przez 24 godziny. Następnie mieszaninę poreakcyjną ekstrahuje się trzykrotnie chloroformem, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany ekstrakt oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszanin y heksanu i acetonu w stosunku objętościowym 2:1.
Na tej drodze otrzymuje się 53 mg 63,11a-dihydroksyprogesteronu (wydajność 53%, stopień konwersji substratu = 100%).
Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:
1H NMR (600 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 0.73 (s, 3H, 18-H); 1.10 (t, 1H, J = 10.3 Hz, 9-H); 1.271.32 (m, 2H, 14-H, 15-Κβ); 1.50 (s, 3H, 19-H); 1.51 (t, 1H, J = 11.4 Hz, 12-Ha); 1.67-1.78 (m, 2H, 15-Ha, 16-Ha); 1.92 (td, 1H, J = 14.4, 4.4 Hz, 1-Ha); 1.99 (dt, 1H, J = 13.9, 3.0 Hz, 7-Ha); 2.012.07 (qd, 1H, J = 11.9, 2.7 Hz, 8-H); 2.13 (s, 3H, 21-H); 2.16-2.23 (m, 1H, 16-Hβ); 2.28-2.40 (m, 3H, 2-Hβ, 7-Hβ, 12-Hβ); 2.51-2.58 (m, 2H, 2-Hβ, 17-Hβ); 2.79 (ddd, 1H, J = 13.7, 4.8, 3.0 Hz, 1-Hβ); 4.09 (td, 1H, J = 10.6, 4.8 Hz, 11-Hβ); 4.34 (t, 1H, J = 2.8 Hz, 6-Ha); 5.81 (s, 1H, 4-H).
13C NMR (151 MHz) (ppm) (CDCI3) δ: 14,67 (C-18); 20,33 (C-19); 23,14 (C-16); 24,32 (C-15); 28,50 (C-8); 31,45 (C-21); 34,55 (C-2); 37,66 (C-7); 39,11 (C-1); 39,39 (C-10); 44,40 (C-13); 50,52 (C-12); 55,44 (C-14); 59,10 (C-9); 63,27 (C-17); 69,02 (C-11); 73,19 (C-6); 127,17 (C-4); 168,41 (C-5); 201,14 (C-3); 209,06 (C-20).

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania 6β,11 a-dihydroksyprogesteronu, znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Isaria farinosa KCh KW1.1, następnie po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli wprowadza się substrat, którym jest 11a-hydroksyprogesteron o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, przy czym transformację prowadzi się w temperaturze od 20 do 30 stopni Celsjusza, przy ciągłym wstrząsaniu, co najmniej 12 godzin, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.
PL237 127 Β1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,1 mg : 1 mL.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 25 stopni Celsjusza.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że transformację prowadzi się przez 24 godziny.
PL422499A 2017-08-09 2017-08-09 Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu PL237127B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL422499A PL237127B1 (pl) 2017-08-09 2017-08-09 Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL422499A PL237127B1 (pl) 2017-08-09 2017-08-09 Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL422499A1 PL422499A1 (pl) 2019-02-11
PL237127B1 true PL237127B1 (pl) 2021-03-22

Family

ID=65270275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL422499A PL237127B1 (pl) 2017-08-09 2017-08-09 Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL237127B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444652A1 (pl) * 2023-04-27 2024-10-28 Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu 12β,17α-Dihydroksy-pregn-1,4-dien-3,20-dion i sposób wytwarzania 12β,17α-dihydroksy-pregn-1,4-dien-3,20-dionu

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444652A1 (pl) * 2023-04-27 2024-10-28 Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu 12β,17α-Dihydroksy-pregn-1,4-dien-3,20-dion i sposób wytwarzania 12β,17α-dihydroksy-pregn-1,4-dien-3,20-dionu

Also Published As

Publication number Publication date
PL422499A1 (pl) 2019-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhatti et al. Biological transformations of steroidal compounds: a review
US5861388A (en) Steroid inhibitors of estrone sulfatase and associated pharmaceutical compositions and methods of use
Świzdor et al. Microbial Baeyer–Villiger oxidation of 5α-steroids using Beauveria bassiana. A stereochemical requirement for the 11α-hydroxylation and the lactonization pathway
Huang et al. Biotransformation of dehydroepiandrosterone (DHEA) with Penicillium griseopurpureum Smith and Penicillium glabrum (Wehmer) Westling
Milecka-Tronina et al. Hydroxylation of DHEA and its analogues by Absidia coerulea AM93. Can an inducible microbial hydroxylase catalyze 7α-and 7β-hydroxylation of 5-ene and 5α-dihydro C19-steroids?
Wu et al. Efficient hydroxylation of functionalized steroids by Colletotrichum lini ST-1
Andryushina et al. 14α-Hydroxylation of steroids by mycelium of the mold fungus Curvularia lunata (VKPM F-981) to produce precursors for synthesizing new steroidal drugs
Liu et al. Synthesis of steroidal lactone by penicillium citreo-viride
Świzdor et al. Hydroxylative activity of Aspergillus niger towards androst-4-ene and androst-5-ene steroids
Faramarzi et al. Formation of hydroxysteroid derivatives from androst-4-en-3, 17-dione by the filamentous fungus Mucor racemosus
Brzezowska et al. Biotransformation XXXIX. Metabolism of testosterone, androstenedione, progesterone and testosterone derivatives in Absidia coerulea culture
PL237127B1 (pl) Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu
PL237128B1 (pl) Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksyprogesteronu
Mao et al. Microbial hydroxylation of steroids by Penicillium decumbens
PL238288B1 (pl) Sposób wytwarzania 6β, 11α-dihydroksy-16α, 17α-epoksyprogesteronu
Holland et al. Microbial hydroxylation of acetylaminosteroids
Atif et al. Solid phase microbial fermentation of anabolic steroid, dihydrotestosterone with ascomycete fungus fusarium oxysporum
Hunter et al. Transformation of some 3α-substituted steroids by Aspergillus tamarii KITA reveals stereochemical restriction of steroid binding orientation in the minor hydroxylation pathway
Zhang et al. Transformation of prednisolone to a 20β-hydroxy prednisolone compound by Streptomyces roseochromogenes TS79
Hunter et al. Transformation of a series of saturated isomeric steroidal diols by Aspergillus tamarii KITA reveals a precise stereochemical requirement for entrance into the lactonization pathway
CN108707553B (zh) 能够高效转化4ad特异性合成睾内酯酮和add的菌株及其应用
Romano et al. Enantioselective production of 3-hydroxy metabolites of tibolone by yeast reduction
Atif et al. Solid phase microbial reactions of sex hormone, trans-androsterone with filamentous fungi
Łyczko et al. Highly Regioselective and Stereoselective Biohydroxylations of Oxandrolone. Catalysts 2021, 11, 16
Pádua et al. A simple chemical method for synthesizing malonyl hemiesters of 21-hydroxypregnanes, potential intermediates in cardenolide biosynthesis