PL246071B1 - Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu - Google Patents

Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu Download PDF

Info

Publication number
PL246071B1
PL246071B1 PL442098A PL44209822A PL246071B1 PL 246071 B1 PL246071 B1 PL 246071B1 PL 442098 A PL442098 A PL 442098A PL 44209822 A PL44209822 A PL 44209822A PL 246071 B1 PL246071 B1 PL 246071B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nortestosterone
hydroxy
transformation
hours
culture
Prior art date
Application number
PL442098A
Other languages
English (en)
Other versions
PL442098A1 (pl
Inventor
Paulina Łyczko
Alina Świzdor
Anna Panek
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 PL442098A priority Critical patent/PL246071B1/pl
Publication of PL442098A1 publication Critical patent/PL442098A1/pl
Publication of PL246071B1 publication Critical patent/PL246071B1/pl

Links

Classifications

    • 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
    • C12P33/06Hydroxylating
    • C12P33/08Hydroxylating at 11 position
    • C12P33/10Hydroxylating at 11 position at 11 alpha-position
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

Zgłoszenie dotyczy sposobu wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu, o wzorze 2, na drodze mikrobiologicznej hydroksylacji substratu, którym jest 19-nortestosteron, o wzorze 1, przy użyciu systemu enzymatycznego grzyba strzępkowego Beauveria bassiana KCH 1065.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 11 a-hydroksy-19-nortestosteronu, o wzorze 2, przedstawionym na rysunku.
Sposobem, według wynalazku, można otrzymać związek, który ze względu na swoją aktywność biologiczną może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym oraz stanowić prekursor nowych steroidów o potencjale terapeutycznym.
19-Nortestosteron (nandrolon) jest syntetycznym steroidem o aktywności anabolicznej i androgennej. Związek ten znalazł zastosowanie w terapii osteoporozy oraz schorzeń mięśniowych spowodowanych przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP) i chorobami nerek (Tatem A., et al., Transl. Androl. Urol. 2020,9, 186-194). Badania przeprowadzone na szczurach wykazały, że związek ten może również łagodzić stany lękowe (Kouvelas D. et al, Int. J. Neuropsychopharmacol. 2008, 11,925-34).
Wprowadzenie grupy hydroksylowej do cząsteczki steroidowej może skutkować wzmocnieniem lub zmianą aktywności biologicznej cząsteczki (Donova M.V., Egorova O.V., App. Microbiol. Biotechnol., 2012, 94, 1423-1447; El Kihel L, Steroids, 2012, 77, 10-26). Obecność grupy hydroksylowej powoduje jednocześnie wzrost polarności związku i ułatwia przeprowadzanie kolejnych przemian strukturalnych cząsteczki.
11a-Hydroksysteroidy są jednymi z najważniejszych produktów pośrednich w światowej produkcji glukokortykoidów (Felpeto-Santero C. et al., Microb. Biotechnol. 2021, 14, 2514-2524). 11a-Hydroksy-19-nortestosteron charakteryzuje się niską aktywnością endokrynną i wykazuje silne właściwości immunomodulacyjne. W badaniach dotyczących leczenia drobiu wykazano, że związek ten znacząco wpływa na ochronę przed wystąpieniem samoistnego autoimmunologicznego zapalenia tarczycy (Schuurs A. H. W. M. et al., Int. Arch. Allergy Immunol. 1992, 97, 337-344).
Chemiczna synteza leków steroidowych wymaga zwykle przeprowadzania licznych operacji technologicznych, związanych m. in. z koniecznością osłaniania niektórych grup funkcyjnych przed niespecyficznymi co do miejsca i konformacji reakcjami chemicznymi. W przeciwieństwie do metod chemicznych, transformacje mikrobiologiczne ze względu na wysoką regio- oraz stereoselektywność reakcji pozwalają modyfikować strukturę cząsteczek jednoetapowo. Przykładowo, mikrobiologiczna 11 α-hydroksylacja progesteronu prowadzona w kulturze Rhizopus nigricans umożliwiła redukcję liczby etapów procesu otrzymywania kortyzonu z 36 do 11, co znacząco wpłynęło na obniżenie ceny tego leku (Sarett L. H., 1947, U. S. Patent 2,462,133; Hogg, J. A. Steroids 1992, 57, 593-616).
Z opisu US 2,686,792 znany jest sposób otrzymywania 11 a-hydroksy-19-nortestosteronu jako jednego z dwóch produktów mikrobiologicznej hydroksylacji nortestosteronu przez Rizopus reflexus. W innym znanym przykładzie podczas transformacji 19-nortestosteronu w kulturze Beauveria bassiana AM446 uzyskano 11a-hydroksy-19-nortestosteron z wydajnością 40,5% (Huszcza E. et al, Z. Naturforsch., C, J. Biosci. 2005, 60, 103-108). Po czternastu dniach transformacji nandrolonu przy wykorzystaniu Trichoderma hamatum 11a-hydroksy-nandrolon otrzymywany był z wydajnością 16% jako jeden z trzech produktów (Bartmańska A., Dmochowska - Gładysz J., Enzyme Microb. Technol. 2007, 40, 1615-1621).
Biotransformacje steroidów z udziałem szczepów należących do gatunku Beauveria bassiana prowadzą do otrzymania hydroksylowych i polihydroksylowych pochodnych (Kozłowska E. et al., Sci. Rep., 2018, 8, 1-11; Gonzalez R et al., Biocatal. Biotransformation, 2017, 35, 103-109, Kollerov V. et al. Phytochemistry, 2019,169,112160; Hussain Z. et al., RSC Advances 2020, 10, 451-460). Hydroksylacje te zachodzą najczęściej w pozycjach C-11 oraz C-7 szkieletu steroidowego. Szczep Beauveria bassiana KCH 1065 był ujawniony w literaturze jako biokatalizator w syntezie steroidowych 11a-hydroksy-D-laktonów.
Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla wzrostu grzybów strzępkowych wprowadza się zawiesinę komórek Beauveria bassiana KCH 1065 i inkubuje się ją przez kilka dni przy stałym wstrząsaniu w temperaturze 24-27°C. Po upływie co najmniej 48 godzin dodaje się substrat: nortestosteron, o wzorze 1, jako zawiesinę w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu co najmniej przez 24 godziny w warunkach typowych dla hodowli mikroorganizmu. Uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą, osusza i odparowuje rozpuszczalnik. W ten sposób otrzymuje się surowy produkt, który następnie oczyszcza się chromatograficznie.
Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,25 g : 1 L.
Korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się przez 24 godziny.
Korzystne jest, gdy jako ekstrahent stosuje się chloroform.
Korzystne jest także, gdy jako eluent stosuje się mieszaninę heksan:aceton, w proporcji objętościowej składników 2:1.
Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 11 a-hydroksy-19-nortestosteronu jako jedynego produktu reakcji z wydajnością 92%, w temperaturze pokojowej i pH bliskim obojętnemu.
Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.
Do kolby Erlenmeyera o pojemności 300 ml, w której znajduje się 100 ml sterylnej pożywki zawierającej 3 g glukozy i 1 g aminobaku, wprowadza się 2 cm3 zawiesiny komórek Beauveria bassiana KCH 1065. Hodowlę prowadzi się przez kolejne trzy dni przy stałym wstrząsaniu w temperaturze 24-27°C. Następnie do hodowli mikroorganizmu dodaje się 25 mg 19-nortestosteronu, o wzorze 1, w postaci zawiesiny w 0,5 cm3 acetonu.
Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 24 godziny w warunkach, w których prowadzona była hodowla mikroorganizmu. Następnie uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie chloroformem, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Po oczyszczeniu surowego produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, stosując jako eluent mieszaninę heksan:aceton w proporcji objętościowej składników 2:1, otrzymuje się 23 mg 11 a-hydroksy-19-nortestosteronu (wydajność izolowana 92% mol.), o wzorze 2.
Uzyskany produkt 11a-hydroksy-19-nortestosteron charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:
1H NMR (CDCle) δ (ppm): 0,82 (s, 3H, 18-H); 3.69-3,72 (m, 1H, 17a-H); 3,87-3.91 (m, 1H, 11p-H); 5,83 (s, 1 H, 4-H);
13C NMR (CDCle) δ (ppm): 200,6 (C-3); 167,2 (C-5); 124,5 (C-4); 81,1 (C-17); 72,1 (C-11 ); 54,8 (C-9); 48,9 (C-14); 48,1 (C-12); 44,0 (C-10); 43,7 (C-13); 40,1 (C-8); 36,2 (C-2); 36,0 (C-6); 31,5 (C-7); 30,5 (C-16); 29,7 (C-1); 23,1 (C-15); 12,0 (C-18).

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania 11a-hydroksy-19-nortestosteronu na drodze transformacji mikrobiologicznej znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się zawiesinę komórek Beauveria bassiana KCH 1065, następnie po upływie co najmniej 48 godzin do hodowli dodaje się 19-nortestosteron o wzorze 1, jako zawiesinę w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, transformację prowadzi się w temperaturze od 24°C do 27°C, przy ciągłym wstrząsaniu co najmniej 24 godziny, po czym produkt ekstrahuje się trzykrotnie rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą, ekstrakt osusza i odparowuje rozpuszczalnik, otrzymując surowy produkt, który oczyszcza się chromatograficznie.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,25 g : 1 L.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że transformację prowadzi się przez 24 godziny.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ekstrahent stosuje się chloroform.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako eluent stosuje się mieszaninę heksan:ace- ton, w proporcji objętościowej składników 2:1.
PL442098A 2022-08-26 2022-08-26 Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu PL246071B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442098A PL246071B1 (pl) 2022-08-26 2022-08-26 Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442098A PL246071B1 (pl) 2022-08-26 2022-08-26 Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL442098A1 PL442098A1 (pl) 2024-03-04
PL246071B1 true PL246071B1 (pl) 2024-11-25

Family

ID=90107022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL442098A PL246071B1 (pl) 2022-08-26 2022-08-26 Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246071B1 (pl)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004011663A2 (de) * 2002-07-24 2004-02-05 Schering Aktiengesellschaft Mikrobiologische verfahren zur herstellung von 7alpha-substituierten 11alpha-hydroxysteroiden

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004011663A2 (de) * 2002-07-24 2004-02-05 Schering Aktiengesellschaft Mikrobiologische verfahren zur herstellung von 7alpha-substituierten 11alpha-hydroxysteroiden

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUSSAIN Z. ET AL.: "RSC Advances 2020, 10, pp. 451-460 doi: 10.1039/c9ra05878h", "SEVEN NEW METABOLITES OF DROSTANOLONE HEPTANOATE BY USING BEAUVERIA BASSIANA, AND MACROPHOMINA PHASEOLINA CELL SUSPENSION CULTURES." *
HUSZCZA E. ET AL.: "Z Naturforsch C J Biosci. 2005, 60(1-2), pp. 103-108 doi: 10.1515/znc-2005-1-219", "TRANSFORMATIONS OF STEROIDS BY BEAUVERIA BASSIANA." *
ŚWIZDOR A. ET AL.: "Steroids 2014, 82, pp. 44-52 doi: 10.1016/j.steroids.2014.01.006", "MICROBIAL BAEYER–VILLIGER OXIDATION OF 5Α-STEROIDS USING BEAUVERIA BASSIANA. A STEREOCHEMICAL REQUIREMENT FOR THE 11Α-HYDROXYLATION AND THE LACTONIZATION PATHWAY." *

Also Published As

Publication number Publication date
PL442098A1 (pl) 2024-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ekiz et al. Biotransformation of cyclocanthogenol by the endophytic fungus Alternaria eureka 1E1BL1
DE3042136A1 (de) Verfahren zur herstellung von 3 (beta), 7 (beta) -dihydroxy- (delta) (pfeil hoch)5(pfeil hoch) -steroiden
Shah et al. Biotransformation of 17α-ethynyl substituted steroidal drugs with microbial and plant cell cultures: a review
Xu et al. Site-selective oxidation of unactivated C–H sp3 bonds of oleanane triterpenes by Streptomyces griseus ATCC 13273
CN102321678A (zh) 一种微生物转化制造1α-羟基维生素D的方法
CN116715718B (zh) 乌苏烷型三萜类化合物、其微生物转化制备方法及应用
Yazdi et al. Biotransformation of hydrocortisone by a natural isolate of Nostoc muscorum
PL246071B1 (pl) Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu
CN107164421B (zh) 羟基化续随子二萜烷型衍生物的转化方法及其在制备抗肿瘤药物中的用途
Choudhary et al. Biotransformation of dehydroabietic acid with microbial cell cultures and α-glucosidase inhibitory activity of resulting metabolites
JP2006507369A (ja) 5−アンドロステン−3β−オールステロイド中間体およびそれらの製法
Atif et al. Solid phase microbial fermentation of anabolic steroid, dihydrotestosterone with ascomycete fungus fusarium oxysporum
Hunter et al. Fate of novel Quasi reverse steroidal substrates by Aspergillus tamarii KITA: Bypass of lactonisation and an exclusive role for the minor hydroxylation pathway
CN103451242A (zh) 一种微生物转化制造1α-羟基维生素D的方法
PL246161B1 (pl) Sposób wytwarzania 19-nortestololaktonu
PL244020B1 (pl) Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu
EP0013405B1 (de) Verfahren zur Herstellung von 19-Hydroxysteroiden der Androstan- und Pregnanreihe
Atif et al. Solid phase microbial reactions of sex hormone, trans-androsterone with filamentous fungi
PL239842B1 (pl) Sposób wytwarzania 19-nortestololaktonu
PL241536B1 (pl) Sposób wytwarzania 9α-hydroksyoksandrolonu
TW200525036A (en) Microbial method for hydrolysis and oxidation of androst-5-ene and pregn-5-ene steroid esters
PL241537B1 (pl) 15α-Hydroksyoksandrolon i sposób wytwarzania 15α-hydroksyoksandrolonu
EP0301102B1 (en) NOVEL 7$g(b)-HYDROXY-4-PREGNENE-3,20-DIONE DERIVATIVES AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION
Zhang et al. The clarification of two hydroxylation steps in the conversion of cholesterol to OSW‐1 in Ornithogalum saundersiae
JP2001523259A (ja) 4−アザ−ステロイド類