RU2801749C1 - New producer strain of vancomycin amycolatopsis keratiniphila - Google Patents

New producer strain of vancomycin amycolatopsis keratiniphila Download PDF

Info

Publication number
RU2801749C1
RU2801749C1 RU2023108607A RU2023108607A RU2801749C1 RU 2801749 C1 RU2801749 C1 RU 2801749C1 RU 2023108607 A RU2023108607 A RU 2023108607A RU 2023108607 A RU2023108607 A RU 2023108607A RU 2801749 C1 RU2801749 C1 RU 2801749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vancomycin
strain
amycolatopsis
keratiniphila
cultivation
Prior art date
Application number
RU2023108607A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Александрович Белый
Эдуард Юрьевич Лопатухин
Кира Яковлевна Заславская
Сергей Валентинович Федоров
Диана Насыровна Нигматова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Промомед Рус"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Промомед Рус" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Промомед Рус"
Application granted granted Critical
Publication of RU2801749C1 publication Critical patent/RU2801749C1/en

Links

Abstract

FIELD: microbiology; biotechnology.
SUBSTANCE: proposed strain Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 is a producer of vancomycin. The use of this strain for production of vancomycin is also proposed. The specified strain is cultivated, and vancomycin is extracted from the culture fluid, followed by purification.
EFFECT: group of inventions provides increased productivity of the vancomycin-producing strain, reduced cultivation time, reduced number of impurities in the vancomycin antibiotic substance, high biochemical activity and increased resistance of the new strain to adverse factors, including during storage and cultivation.
3 cl, 1 dwg, 1 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии и касается штамма-продуцента антибиотика ванкомицина.The invention relates to the field of microbiology and biotechnology and concerns a strain-producer of the antibiotic vancomycin.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Ванкомицин представляет собой трициклический гликозилированный нерибосомный пептидный антибиотик с разветвленной цепью и часто используется для профилактики и лечения инфекций, вызванных различными грамположительными бактериями.Vancomycin is a branched-chain tricyclic glycosylated nonribosomal peptide antibiotic and is often used to prevent and treat infections caused by various gram-positive bacteria.

В настоящее время ванкомицин используется для лечения инфекций, вызванных грамположительными микроорганизмами, резистентными к β-лактамным антибиотикам, а также при повышенной чувствительности или непереносимости β-лактамных соединений; псевдомембранозных колитов и энтероколитов, не поддающихся лечению метронидазолом; Clostridium difficile - ассоциированной диареи; для профилактики эндокардитов; для лечения инфекций костей и суставов, в том числе остеомиелитов; для противоинфекционной профилактики в травматологии при искусственном протезировании суставов; для лечения сепсиса, менингита, пневмоний, абсцессов легких, а также при некоторых заболеваниях кожи (Белоусов Д.Ю., и др., Сравнительная характеристика препаратов ванкомицина, зарегистрированных в РФ // Качественная Клиническая Практика. - 2009. - 4).Currently, vancomycin is used to treat infections caused by gram-positive microorganisms resistant to β-lactam antibiotics, as well as hypersensitivity or intolerance to β-lactam compounds; pseudomembranous colitis and enterocolitis, not amenable to treatment with metronidazole; Clostridium difficile - associated diarrhea; for the prevention of endocarditis; for the treatment of infections of bones and joints, including osteomyelitis; for anti-infective prophylaxis in traumatology with artificial prosthetics of the joints; for the treatment of sepsis, meningitis, pneumonia, lung abscesses, as well as for some skin diseases (Belousov D.Yu., et al., Comparative characteristics of vancomycin preparations registered in the Russian Federation // Qualitative Clinical Practice. - 2009. - 4).

Основными продуцентами антибиотика ванкомицина считаются штаммы Amycolatopsis orientalis (P. Naga Padma; A. Bhaskar Rao; J. S. Yadav; Gopal Reddy. Optimization of fermentation conditions for production of glycopeptide antibiotic vancomycin by Amycolatopsis orientalis. - 2002.- 102-103(1-6), 395-405.). Из уровня техники также известны штамм продуцент ванкомицина Amycolatopsis orientalis (CN101608209, 23.12.2009) и Amycolatopsis orientalis ВКПМ Ac-1505, выбранные авторами изобретения в качестве прототипов.The main producers of the antibiotic vancomycin are Amycolatopsis orientalis strains (P. Naga Padma; A. Bhaskar Rao; JS Yadav; Gopal Reddy. Optimization of fermentation conditions for the production of glycopeptide antibiotic vancomycin by Amycolatopsis orientalis. - 2002.- 102-103 ), 395-405.). The prior art also known strain producer of vancomycin Amycolatopsis orientalis ( CN101608209, 12/23/2009) and Amycolatopsis orientalis VKPM Ac-1505, selected by the inventors as prototypes.

Следует отметить, что род бактерий Amycolatopsis является важнейшим родом актиномицетов и представляет особый интерес, так как его представители являются важнейшими источниками образования разнообразных ценных биоактивных метаболитов, например, антибиотиков, в том числе ванкомицина. Род Amycolatopsis в настоящее время продолжает оставаться в центре внимания при поиске новых активных агентов для лекарственных средств (Kisil O.V. et al., Looking Back to Amycolatopsis: History of the Antibiotic Discovery and Future Prospects // Antibiotics (Basel).- 2021 Oct 15.-10(10):1254).It should be noted that the bacterial genus Amycolatopsis is the most important genus of actinomycetes and is of particular interest, since its representatives are the most important sources of the formation of various valuable bioactive metabolites, for example, antibiotics, including vancomycin. The genus Amycolatopsis currently continues to be the focus of attention in the search for new active agents for drugs (Kisil OV et al., Looking Back to Amycolatopsis: History of the Antibiotic Discovery and Future Prospects // Antibiotics (Basel).- 2021 Oct 15. -10(10):1254).

Группой исследователей был описан штамм Amycolatopsis keratiniphila subsp. keratiniphila D2 T разлагающий кератиновые побочные продукты крупного рогатого скота (Espersen R, et al., Two novel S1 peptidases from Amycolatopsis keratiniphila subsp. keratiniphila D2T degrading keratinous slaughterhouse by-products. Appl Microbiol Biotechnol. 2020 Mar;104(6):2513-2522).A group of researchers described a strainAmycolatopsis keratiniphila subsp. keratiniphilaD2T degrading bovine keratin by-products (Espersen R, et al., Two novel S1 peptidases fromAmycolatopsis keratiniphila subsp. keratiniphila D2T degrading keratinous slaughterhouse by-products. Appl Microbiol Biotechnol. 2020 Mar;104(6):2513-2522).

Из уровня техники известна высокоэффективная CRISPR/Cas9-опосредованная система редактирования генома в продуцирующем ванкомицин штамме A. keratiniphila HCCB10007. Посредством удаления больших фрагментов ECO-0501 BGC удалось увеличить продукцию ванкомицина (Hu M, et al., CRISPR/Cas9-mediated genome editing in vancomycin-producing strain Amycolatopsis keratiniphila. Front Bioeng Biotechnol. 2023 Mar 3; 11: 1141176).A highly efficient CRISPR/Cas9-mediated genome editing system in a vancomycin-producing A. keratiniphila HCCB10007 strain is known from the prior art. By removing large fragments of ECO-0501 BGC, it was possible to increase vancomycin production (Hu M, et al., CRISPR/Cas9-mediated genome editing in vancomycin-producing strain Amycolatopsis keratiniphila. Front Bioeng Biotechnol. 2023 Mar 3; 11: 1141176).

Цель настоящего изобретения - получение нового штамма микроорганизма, превосходящего по уровню накопления ванкомицина известные ранее штаммы.The purpose of the present invention is to obtain a new strain of a microorganism that is superior in terms of accumulation of vancomycin to previously known strains.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение продуктивности штамма-продуцента ванкомицина, сокращение времени культивирования, снижение количества примесей в субстанции антибиотика ванкомицина, высокая биохимическая активность и повышенная устойчивость нового штамма к неблагоприятным факторам, в том числе, при хранении и культивировании.The technical result of the claimed invention is to increase the productivity of the vancomycin-producing strain, reduce the cultivation time, reduce the amount of impurities in the vancomycin antibiotic substance, high biochemical activity and increased resistance of the new strain to adverse factors, including during storage and cultivation.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В процессе индуцированного мутагенеза и последующего ступенчатого отбора из штамма дикого типа, выделенного из образца дерново-подзолистой почвы (Мордовия) был получен высокопродуктивный штамм V-0509, продуцирующий антибиотик ванкомицин.In the process of induced mutagenesis and subsequent stepwise selection, a highly productive strain V-0509 producing the antibiotic vancomycin was obtained from a wild-type strain isolated from a sample of soddy-podzolic soil (Mordovia).

Для повышения секреции ванкомицина штамм дикого типа подвергался индуцированному мутагенезу в результате целенаправленного воздействия ультрафиолета при низких температурах. Полученному высокопродуктивному штамму был присвоен внутренний номер V-0509.To increase the secretion of vancomycin, the wild-type strain was subjected to induced mutagenesis as a result of targeted exposure to ultraviolet light at low temperatures. The resulting highly productive strain was assigned the internal number V-0509.

Далее штамм V-0509 был идентифицирован по макро- и микроморфологическим признакам, а родовая принадлежность была подтверждена секвенированием гена 16S рДНК.Further, strain V-0509 was identified by macro- and micromorphological features, and the genus was confirmed by sequencing of the 16S rDNA gene.

По результатам анализа секвенсов вариабельных участков генов, кодирующих 16S рРНК, тестируемый штамм оказался наиболее близок к виду Amycolatopsis keratiniphila. According to the results of the analysis of the sequences of the variable regions of the genes encoding 16S rRNA, the tested strain was the closest to the species Amycolatopsis keratiniphila.

Полученный новый штамм Amycolatopsis keratiniphila депонирован в Национальный Биоресурсный Центр Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» под номером VKPM Ac-2192.The resulting new strain of Amycolatopsis keratiniphila was deposited with the National Bioresource Center All-Russian Collection of Industrial Microorganisms of the National Research Center "Kurchatov Institute" under the number VKPM Ac-2192.

Таким образом, одним из вариантов настоящего изобретения является штамм продуцент ванкомицина Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192. Другим вариантом настоящего изобретения является применение штамма Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 для получения антибиотика ванкомицина. Еще одним из вариантов настоящего изобретения является способ получения антибиотика ванкомицина, который заключается в том, что осуществляют культивирование штамма Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 и выделение ванкомицина из культуральной жидкости с последующей очисткой (Фиг.1).Thus, one of the variants of the present invention is the vancomycin producing strain Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192. Another embodiment of the present invention is the use of the Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 strain for the preparation of the antibiotic vancomycin. Another option of the present invention is a method for producing the antibiotic vancomycin, which consists in culturing a strain of Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 and isolating vancomycin from the culture fluid, followed by purification (Figure 1).

ТЕРМИНЫ и ОПРЕДЕЛЕНИЯTerms and Definitions

Ниже приведены термины, которые могут использоваться при описании настоящего изобретения. Если не указано иное, все технические и специальные термины, использованные в описании, имеют общепринятое в данной области техники значение.The following are terms that may be used in describing the present invention. Unless otherwise indicated, all technical and technical terms used in the description have the meaning generally accepted in the art.

Термин «антибиотик» включает в себя молекулу, которая может ингибировать рост, разрушать или приводить к гибели микроорганизмов, но не является смертельным для пациента в интервалах концентрации и дозирования, предполагаемых для введения. Согласно настоящему изобретению указанные антибиотики могут быть классифицированы как бактерицидные (т.е., непосредственно приводящие к гибели микроорганизма) или бактериостатические (т.е. предотвращающие деление и/или размножение микроорганизма). В контексте настоящего изобретения антибиотик не является токсичным для пациента, в интервалах вводимых концентраций и дозирования.The term "antibiotic" includes a molecule that can inhibit the growth, destroy or kill microorganisms, but is not fatal to a patient at the concentration and dosage ranges intended for administration. According to the present invention, these antibiotics can be classified as bactericidal (ie, directly killing the microorganism) or bacteriostatic (ie, preventing the division and/or reproduction of the microorganism). In the context of the present invention, the antibiotic is not toxic to the patient, in the range of administered concentrations and dosing.

Использование термина «антибиотический» в контексте настоящего изобретения означает эффект или тип воздействия в лечении или профилактике инфекций, вызванных грамотрицательными и/или грамположительными бактериями.The use of the term "antibiotic" in the context of the present invention means an effect or type of action in the treatment or prevention of infections caused by Gram-negative and/or Gram-positive bacteria.

Термин «биомасса» в контексте настоящего изобретения относится к совокупной массе клеток Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192, отделенных в процессе центрифугирования от супернатанта культуральной жидкости, полученной в результате культивирования, в том числе, в качалочных колбах или биореакторах (например, при культивировании батарейным способом).The term "biomass" in the context of the present invention refers to the total mass of Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 cells separated by centrifugation from the supernatant of the culture liquid obtained as a result of cultivation, including in shake flasks or bioreactors (for example, when culturing in a battery way ).

Термин «культуральная жидкость» в контексте настоящего изобретения означает газожидкостную питательную (или ферментационную) среду, в которую в процессе глубинного культивирования микроорганизмы выделяют продукты метаболизма (в т.ч. вторичные метаболиты).The term "culture liquid" in the context of the present invention means a gas-liquid nutrient (or fermentation) medium into which, during submerged cultivation, microorganisms excrete metabolic products (including secondary metabolites).

Термин «биореактор» в контексте настоящего изобретения относится к сосуду или устройству, в котором осуществляются процесс глубинного культивирования микроорганизмов для наработки целевого продукта (в рамках настоящего изобретения, антибиотика ванкомицина).The term "bioreactor" in the context of the present invention refers to a vessel or device in which the process of submerged cultivation of microorganisms is carried out to produce the target product (in the framework of the present invention, the antibiotic vancomycin).

Термин «продуктивность штамма» в контексте настоящего изобретения относится к количеству полученного антибиотика ванкомицина, рассчитанному на единицу объема культуральной жидкости, при глубинном культивировании штамма Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 в условиях биореактора, выраженному в граммах ванкомицина на литр культуральной жидкости.The term "strain productivity" in the context of the present invention refers to the amount of antibiotic vancomycin obtained, calculated per unit volume of culture fluid, when submerged cultivation of the Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 strain under bioreactor conditions, expressed in grams of vancomycin per liter of culture fluid.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано посредством Фиг. 1.The present invention is further illustrated by FIG. 1.

На Фиг. 1 изображены основные этапы скрининга штамма Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 и наработки ванкомицина из его культуральной жидкости, полученной после глубинного культивирования.On FIG. 1 shows the main stages of screening the strain Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 and the production of vancomycin from its culture liquid obtained after submerged cultivation.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Согласно настоящему изобретению предложен новый штамм продуцент ванкомицина - штамм Amycolatopsis keratiniphila, депонированный в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» под номером VKPM Ac-2192.According to the present invention, a new vancomycin-producing strain , the Amycolatopsis keratiniphila strain, deposited at the National Bioresource Center of the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms of the National Research Center "Kurchatov Institute" under the number VKPM Ac-2192, is proposed.

Культурально-морфологические признаки штамма продуцента ванкомицина: Cultural and morphological features of the vancomycin producer strain:

Аэроб, окраска по Граму - положительная; на плотной среде нижеуказанного состава через 5-12 суток культивирования образует колонии от белого до молочного цвета, конической формы, диаметром 3-5 мм, приподнятые над агаром, с волнистыми краями и неровной поверхностью.Aerobe, Gram stain - positive; on a dense medium of the following composition, after 5-12 days of cultivation, it forms colonies from white to milky, conical in shape, 3-5 mm in diameter, raised above the agar, with wavy edges and an uneven surface.

Для хранения и приготовления посевного материала используется среда следующего состава, г/л: соевый пептон - 8.0 - 12.0; растворимый крахмал - 7.0 - 9.0; глюкоза - 1.0 - 4.0; агар-агар - 18.0 - 20.0; вода очищенная; рН среды 6.9±0.3.For storage and preparation of inoculum, the medium of the following composition is used, g/l: soy peptone - 8.0 - 12.0; soluble starch - 7.0 - 9.0; glucose - 1.0 - 4.0; agar-agar - 18.0 - 20.0; purified water; Medium pH 6.9±0.3.

Условия культивирования для выделения единичных колоний: - 5-12 суток, при температуре 25-34°С.Conditions of cultivation for isolation of single colonies: - 5-12 days, at a temperature of 25-34°C.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Изобретение поясняется следующими иллюстративными примерами, которые не ограничивают заявленный объем охраны.The invention is illustrated by the following illustrative examples, which do not limit the claimed scope of protection.

Пример 1. Способ селективного выделения Amycolatopsis keratiniphila из образцов почв. Example 1 Method for Selective Isolation of Amycolatopsis keratiniphila from Soil Samples.

Объектами исследования были образцы дерново-подзолистой почвы, отобранные в Республике Мордовия в летний период из верхних горизонтов почвы.The objects of the study were samples of soddy-podzolic soil taken in the Republic of Mordovia in the summer from the upper soil horizons.

Для выделения штамма дикого типа - продуцента ванкомицина из образцов почв использовали метод посева на твердые питательные среды. Гомогенизированный образец почвы массой 1 г помещали в колбу со 100 мл воды для инъекций, далее готовили разведение 1:300 и проводили посев на чашки с питательной средой Гаузе 1. В питательную среду добавляли антибиотики широкого спектра для ограничения роста и активности нежелательных микроорганизмов.To isolate the wild-type strain - the producer of vancomycin from soil samples, the method of sowing on solid nutrient media was used. A homogenized soil sample weighing 1 g was placed in a flask with 100 ml of water for injection, then a 1:300 dilution was prepared and inoculated on plates with Gause 1 nutrient medium. Broad-spectrum antibiotics were added to the nutrient medium to limit the growth and activity of undesirable microorganisms.

Посевы инкубировали при температурах 20 - 30°С до появления видимых колоний с морфологией, характерной для данного штамма. Чистую культуру выводили путем последовательных пересевов до единичной колонии. Контроль чистоты культуры проводили микроскопически.The inoculations were incubated at temperatures of 20 - 30°C until the appearance of visible colonies with a morphology characteristic of this strain. The pure culture was derived by successive passages to a single colony. Culture purity was controlled microscopically.

Пример 2. Получение высокопродуктивного штамма-продуцента ванкомицина. Example 2. Obtaining a highly productive strain-producer of vancomycin.

Путем многоступенчатой селекции с применением мутагенных факторов и направленных методов отбора модификантов штамма дикого типа был получен новый высокопродуктивный штамм - продуцент ванкомицина V-0509.By means of multistage selection with the use of mutagenic factors and directed methods of selection of wild-type strain modifiers, a new highly productive strain producing vancomycin V-0509 was obtained.

Для этого проводили облучение УФ с длиной волны 250 нм (лампа Mineralight) водной суспензии спор и клеток штамма дикого типа, размещенного на расстоянии 55 см от лампы в течение 20 минут при температуре 0°C. Полученному штамму был присвоен внутренний номер V-0509.To do this, UV irradiation with a wavelength of 250 nm (Mineralight lamp) was performed on an aqueous suspension of spores and cells of a wild-type strain placed at a distance of 55 cm from the lamp for 20 minutes at a temperature of 0°C. The resulting strain was assigned the internal number V-0509.

Пример 3. Идентификация штамма V-0509 до вида с помощью ПЦР-анализа 16sРНК. Example 3 Identification of strain V-0509 to species by PCR analysis of 16sRNA.

Выделение ДНК штамма V-0509 для ПЦР проводили по стандартной методике (PCR Protocols. A Guide to methods and applications. Innis M, Gelfand D., Sninsky J.p.14-15.DNA isolation of strain V-0509 for PCR was performed according to the standard method (PCR Protocols. A Guide to methods and applications. Innis M, Gelfand D., Sninsky J.p.14-15.

Для секвенирования использовали консервативные праймеры для наработки 16S rDNA -For sequencing, conservative primers were used to generate 16S rDNA -

8F - AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG8F - AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG

926R - CCG TCA ATT CCT TTR AGT TT926R - CCG TCA ATT CCT TTR AGT TT

Секвенирование проводили на автоматическом секвенаторе АЕ3000 с режимами реакции:Sequencing was performed on an AE3000 automatic sequencer with reaction modes:

1. 95°С - 3мин.1. 95°C - 3 min.

2. 35 циклов2. 35 cycles

95°С - 30 сек.95°C - 30 sec.

57°С - 30 сек.57°C - 30 sec.

72°С- 1 мин. 30 сек.72°С - 1 min. 30 sec.

3. 72°С - 5мин3. 72°C - 5min

Для анализа секвенированных последовательностей использовали специализированные филогенетические компьютерные программы. Для стабильности воспроизведения результатов проводили не менее трех повторов ПЦР-реакций.For the analysis of sequenced sequences, specialized phylogenetic computer programs were used. For the stability of reproducing the results, at least three repetitions of PCR reactions were performed.

Далее проводили электрофорез ПЦР исследуемых образцов в 1,0% агарозном геле, при напряженности электрического поля 5 В/см.Next, PCR electrophoresis of the studied samples was carried out in 1.0% agarose gel, at an electric field strength of 5 V/cm.

Согласно базе данных GenBank, исследуемый штамм относился к следующим систематическим группам: Bacteria; Actinobacteria; Micromonosporales; Micromonosporaceae; Actinoplanes.According to the GenBank database, the studied strain belonged to the following systematic groups: Bacteria; Actinobacteria; micromonosporales; Micromonosporaceae; Actinoplanes.

Последовательности были выровнены в соответствии с последовательностями ближайших видов бактерий, доступными в базе данных GenBank.The sequences were aligned according to the sequences of the closest bacterial species available in the GenBank database.

Также обработку секвенированных последовательностей проводили при помощи модуля программы BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), предназначенной в том числе для определения степени филогенетической близости микроорганизмов.The sequenced sequences were also processed using the BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) program module, which is designed, among other things, to determine the degree of phylogenetic similarity of microorganisms.

По результатам анализа последовательностей вариабельных участков генов, кодирующих 16S рРНК, исследуемый штамм V-0509 был наиболее близок к штаммам вида Amycolatopsis keratiniphila. According to the results of the analysis of the sequences of the variable regions of the genes encoding 16S rRNA, the studied strain V-0509 was the closest to the strains of the species Amycolatopsis keratiniphila.

Пример 4. Методика культивирования. Example 4. Method of cultivation.

Проводили подготовку посевного материала путем посева культуры Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 на чашках Петри. Для этого агаризованную среду засевали исходной посевной культурой, и выдерживали в термостате от 5 до 12 суток, при температуре 25-34°С.The inoculum was prepared by seeding the Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 culture on Petri dishes. To do this, the agar medium was seeded with the original seed culture, and kept in a thermostat for 5 to 12 days at a temperature of 25-34°C.

Дальнейшее культивирование осуществляли в качалочных колбах в жидкой среде при 25-34°С в течение 24-48 часов на термостатируемой качалочной установке при 200-300 об/мин.Further cultivation was carried out in shake flasks in a liquid medium at 25–34°C for 24–48 hours on a thermostatically controlled shaker at 200–300 rpm.

Далее нарабатывали посевную культуру в ферментере объемом 15/100 л, для этого проводили засев ферментера путем внесения посевной культуры в количестве 5-15% от объема среды в ферментере, также производили непрерывную подачу стерильного воздуха во время культивирования при перемешивании в течении 120-170 часов.Next, a seed culture was produced in a fermenter with a volume of 15/100 l; for this, the fermenter was seeded by introducing a seed culture in an amount of 5-15% of the volume of the medium in the fermenter; sterile air was also continuously supplied during cultivation with stirring for 120-170 hours .

Контроль содержания антибиотика проводили методом ВЭЖХ. При максимальном накоплении антибиотика процесс ферментации прекращали.Antibiotic content was monitored by HPLC. At the maximum accumulation of the antibiotic, the fermentation process was stopped.

Пример 5. Определение содержания ванкомицина в культуральной жидкости методом ВЭЖХ. Example 5. Determination of the content of vancomycin in the culture liquid by HPLC.

Анализ содержания ванкомицина в культуральной жидкости методом ВЭЖХ проводили на колонке С18, 100 Å, 250*4,6 мм, 5 мкм; подвижная фаза А - 0,1 % ацетонитрила в 0,1 % водном растворе трифторуксусной кислоты; подвижная фаза В: 0,1 % изопропилового спирта и 0,1 % подвижной фазы А в ацетонитриле скорость потока -1,1 мл/мин; длина волны детектирования - 254 нм.Analysis of the content of vancomycin in the culture liquid by HPLC was carried out on a C18 column, 100 Å, 250*4.6 mm, 5 µm; mobile phase A - 0.1% acetonitrile in 0.1% aqueous solution of trifluoroacetic acid; mobile phase B: 0.1% isopropyl alcohol and 0.1% mobile phase A in acetonitrile flow rate -1.1 ml/min; detection wavelength - 254 nm.

Полученные данные представлены в Таблице 1.The data obtained are presented in Table 1.

Таблица 1. Выход целевого продукта при глубинном культивированииTable 1. Yield of the target product during submerged cultivation ШтаммStrain Продуктивность штаммов (г/л культуральной жидкости±0,5 г/л)Productivity of strains (g/l of culture liquid±0.5 g/l) в ферментере объемом 15 литровin a 15 liter fermenter в ферментере объемом 100 литровin a 100 liter fermenter Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 16,09
15,60
15,93
16.09
15.60
15.93
17,05
17,59
16,95
17.05
17.59
16.95
Amycolatopsis orientalis
ВКПМ Ac-1505
Amycolatopsis orientalis
VKPM Ac-1505
9,02
8,45
8,95
9.02
8.45
8.95
8,05
8,95
8,70
8.05
8.95
8.70

Также, согласно литературным данным продуктивность мутантного штамма Amycolatopsis orientalis составляла до 8,9 г/л (CN101608209, 23.12.2009).Also, according to the literature data, the productivity of the mutant strain Amycolatopsis orientalis was up to 8.9 g/l (CN101608209, 12/23/2009).

Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что новый штамм по настоящему изобретению обладает высоким биотехнологическим потенциалом, значительно увеличенной продуктивностью и может применяться для промышленного производства антибиотика ванкомицина.The research results allow us to conclude that the new strain of the present invention has a high biotechnological potential, significantly increased productivity and can be used for the industrial production of the antibiotic vancomycin.

Пример 6. Методика выделения ванкомицина. Example 6 Vancomycin Isolation Procedure.

После завершения культивирования микроорганизма Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 культуральную жидкость, полученную в процессе глубинного культивирования в биореакторе, подкисляли раствором хлористоводородной кислоты до значений pH ~ 1,8-2,5, далее биомассу отделяли путем двух последовательных этапов центрифугирования. Очищенную от биомассы культуральную жидкость переносили на стадию дальнейшей очистки, а отработанную биомассу утилизировали.After the cultivation of the microorganism Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 was completed, the culture liquid obtained during submerged cultivation in the bioreactor was acidified with a solution of hydrochloric acid to pH values ~ 1.8–2.5, then the biomass was separated by two successive stages of centrifugation. The culture liquid purified from biomass was transferred to the stage of further purification, and the spent biomass was disposed of.

Супернатант очищали от низкомолекулярных примесей способом диализа через полупроницаемую мембрану после чего пропускали его через адсорбционную колонку. Вытесненный с колонки раствор утилизировали. Затем осуществляли десорбцию колонки водным раствором аммиака с концентрацией 3,3 г/л.The supernatant was purified from low molecular weight impurities by dialysis through a semipermeable membrane, after which it was passed through an adsorption column. The solution displaced from the column was discarded. Then the column was desorbed with an aqueous ammonia solution with a concentration of 3.3 g/l.

Полученный на предыдущем этапе элюат наносили на колонку с гидрофобным сорбентом НР-20. Вытесненный с колонки раствор утилизировали. Колонку промывали водой очищенной. Элюат собирали и фильтровали.The eluate obtained at the previous stage was applied to a column with a hydrophobic sorbent HP-20. The solution displaced from the column was discarded. The column was washed with purified water. The eluate was collected and filtered.

Полученный раствор снова наносили на колонку с сорбентом НР-20. Колонку промывали водой очищенной. Затем колонку элюировали 50 % водным этанолом с добавлением уксусной кислоты. Контроль осуществляли методом ВЭЖХ/УФ.The resulting solution was again applied to the column with the HP-20 sorbent. The column was washed with purified water. Then the column was eluted with 50% aqueous ethanol with the addition of acetic acid. The control was carried out by HPLC/UV.

Далее элюат фракционировали, фракции анализировали методом ВЭЖХ. Фракции, содержащие ванкомицин с чистотой не менее 92 %, объединяли. Менее чистые фракции подавали на повторную очистку. Очищенный раствор ванкомицина деколоризировали перемешиванием в течение 30 мин. с 0.5 % масс. угля апирогенного. Уголь отделяли фильтрованием через слой силикагеля.Next, the eluate was fractionated, the fractions were analyzed by HPLC. Fractions containing vancomycin with a purity of at least 92% were pooled. Less pure fractions were submitted for re-purification. The purified vancomycin solution was decolorized by stirring for 30 minutes. with 0.5% wt. pyrogen-free coal. Coal was separated by filtration through a layer of silica gel.

Далее раствор ванкомицина фильтровали и проводили процесс кристаллизации. Полученный состав дополнительно фильтровали.Next, the vancomycin solution was filtered and the crystallization process was carried out. The resulting composition was further filtered.

Claims (3)

1. Штамм Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 – продуцент ванкомицина.1. The strain Amycolatopsis keratiniphila VKPM Ac-2192 is a producer of vancomycin. 2. Применение штамма по п.1 для получения ванкомицина.2. Use of the strain according to claim 1 for the preparation of vancomycin. 3. Способ получения ванкомицина, включающий культивирование штамма по п.1 и выделение ванкомицина из культуральной жидкости с последующей очисткой.3. A method for producing vancomycin, including cultivating the strain according to claim 1 and isolating vancomycin from the culture liquid, followed by purification.
RU2023108607A 2023-04-05 New producer strain of vancomycin amycolatopsis keratiniphila RU2801749C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801749C1 true RU2801749C1 (en) 2023-08-15

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0159180A2 (en) * 1984-04-16 1985-10-23 Eli Lilly And Company Improvements in and relating to antibiotics M43A, M43B, M43C and M43D
KR20080075979A (en) * 2007-02-14 2008-08-20 주식회사 바이오앤진 Mutant strain of amycolaptosis orientalis and process for preparing vancomycin hydrochloride
CN101608209A (en) * 2009-07-14 2009-12-23 厦门大学 Ribosome resistance mutagenesis breeding vancomycin production bacterial strain and application thereof
CN106520589A (en) * 2015-09-15 2017-03-22 江苏海阔生物医药有限公司 Vancomycin bacterial strain and method for fermentation production of vancomycin
RU2633511C1 (en) * 2016-06-29 2017-10-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе" Amycolatopsis orientalis strain - dimethylvancomycin antibiotic producer and method for antibiotic production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0159180A2 (en) * 1984-04-16 1985-10-23 Eli Lilly And Company Improvements in and relating to antibiotics M43A, M43B, M43C and M43D
KR20080075979A (en) * 2007-02-14 2008-08-20 주식회사 바이오앤진 Mutant strain of amycolaptosis orientalis and process for preparing vancomycin hydrochloride
CN101608209A (en) * 2009-07-14 2009-12-23 厦门大学 Ribosome resistance mutagenesis breeding vancomycin production bacterial strain and application thereof
CN106520589A (en) * 2015-09-15 2017-03-22 江苏海阔生物医药有限公司 Vancomycin bacterial strain and method for fermentation production of vancomycin
RU2633511C1 (en) * 2016-06-29 2017-10-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе" Amycolatopsis orientalis strain - dimethylvancomycin antibiotic producer and method for antibiotic production

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HU, M. et al. CRISPR/Cas9-mediated genome editing in vancomycin-producing strain Amycolatopsis keratiniphila. FRONT. BIOENG. BIOTECHNOL. 03.03.2023, v.11, pp.1-11. *
TIСТЕЧОК, С.I. и др. Розробка системи клонування генів в штамі Аmycolatop-sis japonica DSM 44213 та його вплив на ріст рослин в ґрунтах, забруднених солями плюмбуму. Материалы VI Международной конференции молодых ученых "Биоразнообразие. Экология. Адаптация. Эволюция.", посвященной 150-летию со дня рождения известного ботаника В.И. Липского, Одесса, 13-17 мая 2013, Печатный дом, с.295. PADMA, P.N. et al. Optimization of Fermentation Conditions for Production of Glycopeptide Antibiotic Vancomycin by Amycolatopsis orientalis. APPLIED BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY. 2002, v. 102-103, pp.395-405. *
КЛЕЦ О.П. и др. Антибиотики: учебное пособие для студентов всех факультетов, ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России, Иркутск, 2013, 72 с. ЖЕЛДАКОВА Р. А. Механизмы биосинтеза антибиотиков и их действие на клетки микроорганизмов. Учебно-методический комплекс для студентов специальности 1-31 01 01 "Биология", Минск, БГУ. 2004, 111 с. БЕЛОУСОВ Д. Ю. и др. Сравнительная характеристика препаратов ванкомицина, зарегистрированных в РФ. КАЧЕСТВЕННАЯ КЛИНИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА. 2009, н. 4, Найдено в Интернет [18.07.2023] URL: https://www.clinvest.ru/jour/article/view/397. Регистр лекарственных средств России, Найдено в Интернет [18.07.2023] URL: https://www.rlsnet.ru/drugs/vankomicin-35411. ЕФИМЕНКО, Т. А. Бактериальные продуценты антибиотиков, активных в отношении микроорганизмов с лекарственной устойчивостью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, Москва, 2008, сс.1-140. KISIL, O.V. et al. Looking Back to Amycolatopsis: History of the Antibiotic Discovery and Future Prospects *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5729919B2 (en) Thiacomycin production
CN108676757B (en) Streptomyces strain and application thereof in producing staurosporine
US9982314B2 (en) Bacterial strain of Actinoplanes sp. and application thereof
Hoshino et al. Transvalencin A, a thiazolidine zinc complex antibiotic produced by a clinical isolate of Nocardia transvalensis I. Taxonomy, fermentation, isolation and biological activities
RU2801749C1 (en) New producer strain of vancomycin amycolatopsis keratiniphila
WO2023016387A1 (en) Bacillus amyloliquefaciens and use thereof in preparation of 1-deoxynojirimycin
CN115850409B (en) Leader-free bacteriocin A3 resistant to multiple pathogenic bacteria, and preparation method and application thereof
RU2788348C1 (en) New strain producing vancomycin amycolatopsis japonica
CN109280034B (en) Benzoxazepine compound with antibacterial activity and preparation method and application thereof
RU2802575C1 (en) Streptomyces baarnensis, a new daptomycin producer
RU2788347C1 (en) New producer strain of chloreremomycin kyibdelosporangium aridum
RU2789838C1 (en) New producer strain of ramoplanin actinoplanes ramoplaninifer
KR920003666B1 (en) Antibiotic a 42125 and process for its production
CN109182216B (en) Marine streptomyces SCFJ-05 with inhibition effect on succulent plant stem rot
RU2784815C1 (en) STREPTOMYCES sp. KMM 9044 - PRODUCER OF COMPOUNDS WITH ANTIBACTERIAL ACTIVITY
CN109312298B (en) Thiamine miehei bacillus strain and application thereof
CN87105285A (en) Novel microbiotic and additive salt thereof
RU2790669C1 (en) New leuconostoc mesenteroides dextran producer strain
KR900006997B1 (en) Novel streptomyces tende and process for producing of nicomycinx
CN117625473A (en) Lactobacillus kunkinii FM01 strain and application thereof
EP3684758A1 (en) Antibacterial compounds produced by the microorganism strain corallococcus coralloides st201330 (dsm 24989)
CN117417865A (en) Novel strain of acinetobacter and application thereof
CN113215064A (en) Slime bacterium for producing meishadazole compounds and application thereof
CN117757869A (en) Method for producing geldanamycin by efficient fermentation
CN118109541A (en) Method for producing iturin by high-density fermentation of Brevibacillus brevis engineering strain