SK278716B6 - Mikrobiologický spôsob oxidácie metylových skupín - Google Patents
Mikrobiologický spôsob oxidácie metylových skupín Download PDFInfo
- Publication number
- SK278716B6 SK278716B6 SK2366-91A SK236691A SK278716B6 SK 278716 B6 SK278716 B6 SK 278716B6 SK 236691 A SK236691 A SK 236691A SK 278716 B6 SK278716 B6 SK 278716B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- conversion
- carried out
- substrate
- microorganism
- xylene
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 title claims abstract description 21
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 title claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title abstract description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 title abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 25
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 25
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 25
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- HFPZCAJZSCWRBC-UHFFFAOYSA-N p-cymene Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C)C=C1 HFPZCAJZSCWRBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 10
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 claims abstract description 4
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 229930007927 cymene Natural products 0.000 claims abstract 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 22
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000411 inducer Substances 0.000 claims description 16
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 claims description 15
- -1 aromatic 5- Chemical class 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XCYJPXQACVEIOS-UHFFFAOYSA-N 1-isopropyl-3-methylbenzene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC(C)=C1 XCYJPXQACVEIOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 150000000644 6-membered heterocyclic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 claims description 3
- AVPYQKSLYISFPO-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzaldehyde Chemical compound ClC1=CC=C(C=O)C=C1 AVPYQKSLYISFPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 2
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims description 2
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 claims 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 abstract description 9
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract 1
- LCZUOKDVTBMCMX-UHFFFAOYSA-N 2,5-Dimethylpyrazine Chemical compound CC1=CN=C(C)C=N1 LCZUOKDVTBMCMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 19
- ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 3-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CN=C1 ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000001934 2,5-dimethylpyrazine Substances 0.000 description 12
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N nicotinic acid Natural products OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- RBYJWCRKFLGNDB-UHFFFAOYSA-N 5-methylpyrazine-2-carboxylic acid Chemical compound CC1=CN=C(C(O)=O)C=N1 RBYJWCRKFLGNDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940127463 Enzyme Inducers Drugs 0.000 description 8
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 6
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 6
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 6
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 6
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N picolinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=N1 SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC=N1 BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 4
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- JBEBGTMCZIGUTK-TZFCGSKZSA-N (2Z,4E)-2-hydroxymuconic acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C=C(/O)C(O)=O JBEBGTMCZIGUTK-TZFCGSKZSA-N 0.000 description 2
- IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1Cl IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NJTOKKIKQVURSF-UHFFFAOYSA-N 2,3,5-triethylpyrazine Chemical compound CCC1=CN=C(CC)C(CC)=N1 NJTOKKIKQVURSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYYNAJVZFGKDEQ-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC(C)=C1 JYYNAJVZFGKDEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAPNRQCYSFBWDI-UHFFFAOYSA-N 2,5-Dimethyl-1H-pyrrole Chemical compound CC1=CC=C(C)N1 PAPNRQCYSFBWDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWQOOADXMVQEFT-UHFFFAOYSA-N 2,5-Dimethylthiophene Chemical compound CC1=CC=C(C)S1 GWQOOADXMVQEFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethylfuran Chemical compound CC1=CC=C(C)O1 GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=C(C)N=C1 XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HJFZAYHYIWGLNL-UHFFFAOYSA-N 2,6-Dimethylpyrazine Chemical compound CC1=CN=CC(C)=N1 HJFZAYHYIWGLNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QENGPZGAWFQWCZ-UHFFFAOYSA-N 3-Methylthiophene Chemical compound CC=1C=CSC=1 QENGPZGAWFQWCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 4-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC=C1 FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QMHIMXFNBOYPND-UHFFFAOYSA-N 4-methylthiazole Chemical compound CC1=CSC=N1 QMHIMXFNBOYPND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000000565 5-membered heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000507 anthelmentic effect Effects 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- CAWHJQAVHZEVTJ-UHFFFAOYSA-N methylpyrazine Chemical compound CC1=CN=CC=N1 CAWHJQAVHZEVTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- IAEGWXHKWJGQAZ-UHFFFAOYSA-N trimethylpyrazine Chemical compound CC1=CN=C(C)C(C)=N1 IAEGWXHKWJGQAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HMVYYTRDXNKRBQ-UHFFFAOYSA-N 1,3-thiazole-4-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CSC=N1 HMVYYTRDXNKRBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSSXJPIWXQTSIX-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1Br QSSXJPIWXQTSIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZMVVHAHSRJOEO-UHFFFAOYSA-N 1-chloropropylbenzene Chemical compound CCC(Cl)C1=CC=CC=C1 MZMVVHAHSRJOEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVYJOAKJQRTIDH-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-ethyl-6-methylpyridine Chemical compound CCC1=CC=C(C)N=C1Cl YVYJOAKJQRTIDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXLYOURCUVQYLN-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-5-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=C(Cl)N=C1 VXLYOURCUVQYLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDXAWLJRERMRKF-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethyl-1h-pyrazole Chemical compound CC=1C=C(C)NN=1 SDXAWLJRERMRKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNBALVIZMGWZHS-UHFFFAOYSA-N 3-chloro-2,5-dimethylpyrazine Chemical compound CC1=CN=C(C)C(Cl)=N1 NNBALVIZMGWZHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXOFWLUIYMOGME-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethylpyrrolidine-2-carboxylic acid Chemical compound CC1CC(C(O)=O)NC1C KXOFWLUIYMOGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSBIUXKNVUBKRI-UHFFFAOYSA-N 4,6-dimethylpyrimidine Chemical compound CC1=CC(C)=NC=N1 LSBIUXKNVUBKRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RLYUNPNLXMSXAX-UHFFFAOYSA-N 5-methylthiazole Chemical compound CC1=CN=CS1 RLYUNPNLXMSXAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000004998 Abdominal Pain Diseases 0.000 description 1
- 102000007698 Alcohol dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108010021809 Alcohol dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 102000005369 Aldehyde Dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108020002663 Aldehyde Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- 208000002881 Colic Diseases 0.000 description 1
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016680 Dioxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010028143 Dioxygenases Proteins 0.000 description 1
- 240000001973 Ficus microcarpa Species 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019728 animal nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 229940124339 anthelmintic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000921 anthelmintic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003266 anti-allergic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002609 anti-worm Effects 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229960003475 cambendazole Drugs 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001923 cyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 229940081066 picolinic acid Drugs 0.000 description 1
- XCCTWPQKGKYDJW-UHFFFAOYSA-M potassium;5-methylpyrazine-2-carboxylate Chemical compound [K+].CC1=CN=C(C([O-])=O)C=N1 XCCTWPQKGKYDJW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- QZWHWHNCPFEXLL-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-[2-(1,3-thiazol-4-yl)-3h-benzimidazol-5-yl]carbamate Chemical compound N1C2=CC(NC(=O)OC(C)C)=CC=C2N=C1C1=CSC=N1 QZWHWHNCPFEXLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229960005206 pyrazinamide Drugs 0.000 description 1
- NIPZZXUFJPQHNH-UHFFFAOYSA-N pyrazine-2-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CN=CC=N1 NIPZZXUFJPQHNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPEHBUMCGVEMRF-UHFFFAOYSA-N pyrazinecarboxamide Chemical compound NC(=O)C1=CN=CC=N1 IPEHBUMCGVEMRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003216 pyrazines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003217 pyrazoles Chemical class 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Substances C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYSBZLVHMPNJMR-UHFFFAOYSA-N pyridine-3-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1.OC(=O)C1=CC=CN=C1 OYSBZLVHMPNJMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N tetrahydropyrrole Substances C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N tetramethyltin Chemical compound C[Sn](C)(C)C VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N thiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004308 thiabendazole Substances 0.000 description 1
- 235000010296 thiabendazole Nutrition 0.000 description 1
- 229960004546 thiabendazole Drugs 0.000 description 1
- 150000003557 thiazoles Chemical class 0.000 description 1
- QERYCTSHXKAMIS-UHFFFAOYSA-N thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CS1 QERYCTSHXKAMIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000001549 tubercolostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000814 tuberculostatic agent Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka mikrobiologickej oxidácie metylových skupín v aromatických 5-6 členných heterocykloch na zodpovedajúce karboxylové kyseliny, pričom hetero- 5 cyklické zlúčeniny neobsahujú žiadne substituenty v susediacich uhlíkových atómoch pri tej metylovej skupine, ktorá sa má oxidovať na zodpovedajúcu karboxylovú kyselinu.
Doterajší stav techniky
Tieto heterocyklické karboxylové kyseliny sú napríklad dôležitými medziproduktami pri výrobe farmaceutík.
Napríklad kyselina nikotínová (3-pyridínkarboxylová kyselina) je dôležitým medziproduktom pri výrobe amínu kyseliny nikotínovej, ktorý predstavuje vitamín skupiny B a má veľký význam pre výživu ľudí i zvierat (Ullmann, Bd. 19, 1980, s.'603).
Pyrazinkarboxylová kyselina je napríklad dôležitým medziproduktom pri výrobe tuberkulostatika pyrazínamidu (2-pyrazínkarboxylamid) (Rômps Chémie Lexikón, Bd, 5, 1987).
4-Tiazolkarboxylová kyselina slúži na výrobu tiabendazolu vysoko účinného antihelmintika (prostriedok proti červom), ktorý je ďalej východzím materiálom pre iné nové antihelmintika, ako napríklad Cambendazol (Ullmann, Bd. 23, 1980, s. 46).
2-Tiofénkarboxylová kyselina má antialergické účinky (Ullmann, Bd. 23, 1980, s. 219).
Výskumy oxidácie metylových skupín boli doteraz prevádzané s aromatickými uhľovodíkmi.
Výroba karboxylových kyselín pomocou mikrobiologickej oxidácie pri metylovaných aromatických zlúčeninách bola podrobne opísaná v prácach (Raymond a spol. Process Biochem. 1969, s. 71-74).
US-PS 3,383289 opisuje postup biochemickej oxidácie metylových skupín v aromatických uhľovodíkoch s gram pozitívnym kmeňom mikroorganizmu rodu Nocardia.
Nevýhoda tohto postupu je v tom, že pri oxidácii metylových skupín v aromatických uhľovodíkoch dochádza k štiepeniu benzínového kruhu na zodpovedajúce kyseliny.
O mikroorganizme Pseudomonas putida ATCC 33015 je známe, že biochemická oxidácia metylovej skupiny toluénu prebieha v troch stupňoch na benzoovú kyselinu. Účinkom toluén-monoxy-genázy vzniká najskôr benzylalkohol, ktorý sa potom mení na kyselinu v dvoch ďalších stupňoch za katalýzy alkoholdehydrogenázy a aldehyddehydrogenázy. Tento kmeň obsahuje xyl-gény, ktoré kódujú enzýmy pôsobiace na xylén, a tiež gény, ktoré zodpovedajú za reguláciu xyl-génu na plazmid pWWO. Tento archetyp tol-plazmid bol už molekulárne biologicky preskúmaný (Harayama a osť, J. Bacteriol. 171, 1989, s. 5048 - 5055, Burlage a ost. Appl. Environ Microbiol. 55, 1989, s. 1323 - 1328).
Práve tak sú v literatúre známe mikrobiologické postupy oxidácie metylových skupín v N-heterocykloch. Podľa SU - PS 417 468 je 2-metylpyridín oxidovaný na zodpovedajúcu kyselinu pomocou gram pozitívneho kmeňa mikroorganizmu rodu Nocardia.
SU - PS 228 688 opisuje mikrobiologický postup pri výrobe nikotínovej kyseliny z 3-metylpyridínu pomocou gram pozitívneho mikroorganizmu kmeňa Mycobactérium.
Zo SU - PS 302 341 je známy mikrobiologický postup pri výrobe nikotínovej kyseliny gram pozitívnymi baktériami rodu Nocardia.
Nevýhody oxidácie metylových skupín N-heterocyklov pomocou gram pozitívnych baktérii spočívajú v tom, že pri týchto baktériách utilizujúcich alkány musí byť presný pomer medzi množstvom alkánu a oxidujúcej 10 substancie, aby bola dosiahnutá biotransformácia a ďalej, že nedochádza k žiadnej biotransformácii substrátu pri absencii alkánu, čo znamená, že pri indukcii použitý alkán musí byť pri premene substrátu prítomný. Porovnávacími pokusmi medzi gram pozitívnymi baktériami 15 rodu Nocardia a naším gram negatívnym rodom Pseudomonas bolo jednoznačne dokázané, že mikroorganizmus rodu Nocardia ani v prítomnosti alkánu, ako sú napr. dodekán alebo 3-metylpyridín, neoxiduje heterocyklickc zlúčeniny na nikotínovú kyselinu.
Ďalej US - PS 4 859 592 opisuje postup výroby pi kyseliny kolínovej s Pseudomonas putida tak, že aromatický uhľovodík substitujúcí alkyl v prítomnosti molekulárneho kyslíka v prvom stupni je vytvorený dioxygenázou semialdehydu 2-hydroxy-mukonovej kyseliny, 25 ktorý je potom v druhom stupni amoniakom alebo primárnym amínom premenený na kyselinu 2-pikolínovú.
Nevýhoda tohto postupu spočíva v tom, že zodpovedajúca kyselina pikol ínová sa tvorí premenou semialdehydu 2-hydro-xymukonovej kyseliny s amoniakom až v 30 druhom stupni.
Cieľom predloženého vynálezu bolo vylúčiť tieto nevýhody a vyvinúť jednoduchý a jednostupňový postup mikrobiologickej oxidácie metylových skupín, pričom zodpovedajúce kyseliny môžu byť izolované v dobrom 35 výťažku a čistote a aromatický heterocyklus sa neštiepi.
Ďalším cieľom je zaviesť taký postup, pri ktorom zlúčeniny používané pri indukcii a po následnej indukcii enzýmu nemusia byť prítomné počas premeny substrátu a zároveň, aby premena nezávisela od množstva prítom40 ných induktorov enzýmu. Toto bolo vyriešené podľa patentového nároku č. 1.
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu spočíva v mikrobiologickom spôsobe oxidácie metylových skupín v 5- alebo 6-členných heterocyklických zlúčeninách, pričom heterocyklus neobsahuje žiadny substituent na susednom uhlíkovom a50 tóme pri tej metylovej skupiny, ktorá sa má oxidovať na zodpovedajúcu karboxylovú kyselinu, pričom premena sa uskutočňuje s jedným metylovaným aromatickým 5alebo 6-členným heterocyklom, ako substrátom, ktorý obsahuje jeden alebo viac heteroatómov z radu kyslíka, 55 dusíka alebo síry a premena sa uskutočňuje pomocou toluén-, xylén-, alebo cymén-ultizujúceho mikroorganizmu rodu Pseudomonas, ktorého enzýmy sa predtým indukovali. Indukcia enzýmu sa pritom vykonáva buď zlúčeninami, ktoré slúžia mikroorganizmu ako zdroj uh60 líka a energie alebo zlúčeninami, ktoré mikroorganizmu neslúžia ako zdroj uhlíka alebo energie. Výhodne sa používa kmeň mikroorganizmu Pseudomonas putida s označením ATCC 33015 alebo tiež kmeň mikroorganizmu Pseudomonas putida utilizujúci xylén s označe65 ním DSM 5709. Zvlášť výhodne je použitie kmeňa
II U II
Pseudomonas putida ATCC 33105.
Kmeň mikroorganizmu Pseudomonas putida (DSM 5709) bol uložený v nemeckej zbierke mikroorganizmov (DSM) a bunkových kultúr GmbH, Mascheroderweg lb, 3300 Braunschweig, BRO, dňa 22.12.1989 pod číslom 5 DSM 5709.
Kmeň mikroorganizmu Pseudomonas putida s označením ATCC 33015 je uložený pod číslom 12301 v americkej zbierke kultúr pod číslom ATCC 33015 Parklawn Drive Rockville Maryland 20852, USA. 10
Indukcia enzýmov môže byť účelne uskutočnená so zlúčeninami slúžiacimi mikroorganizmu ako zdroj uhlíka a energie (napr. p-xylén, m-xylén, p-cymén, m-cymén a toluén), tak i so zlúčeninami, ktoré mikroorganizmu ako zdroj uhlíka a energie neslúžia, ako napr. monosubstituo- 15 vaný alebo disubstituovaný metyl, etyl chlórtoluén, benzylalkohol a p-chlórbenzaldehyd, ktoré už boli opísané ako enzýmové induktory na odbúravanie aromatických uhľovodíkov (Abril M. - A. a spol. J. Bacteriol., Vol. 171, 1989, s. 6782-6789). 20
Výhodne sa uskutočňuje enzýmová indukcia s p-xylénom, m-xylénom, 2-chlórtoluénom alebo 2-brómtoluénom.
Zlúčeniny používané na indukciu môžu byť buď prítomné počas premeny substrátu, alebo môže byť ich pri- 25 vod zostavený pred premenou substrátu.
Koncentrácia induktora je obvykle volená tak, aby bola nižšia ako minimálna koncentrácia enezýmov zodpovedných za premenu.
Výhodne je prívod zlúčenín používaných na indukciu 30 zastavený, a to zastavením prívodu alebo odstredením buniek.
Menované kmene rastú obvykle s p-xylénom, m-xylénom, p-cyménom, m-cyménom alebo s toluénom, ako s jedinými zdrojmi uhlíka a energie v minerálnom prostredí 35 (Kulla a spol. Árch. Microbiol. 135, 1983, s. 1 - 7) alebo s komplexným médiom (Nutrient Broth Nr. 2 Oxoid Ltd., GB) alebo minimálnym médiom, ktorého zloženie je uvedené v tabuľke č. 3. Rastový substrát bol do média privádzaný v plynnej forme podľa údajov Clause a Wal- 40 kera (J. Gen. Microbiol. 36, 1964, s. 107 - 122), pričom hodnota splynenia je 0,5 V/min.
Pred pridaním substrátu boli bunky pomnožené v kultúre až do optickej hustôt}' od 1 až 200 pri 650 nm výhodne od 5 do 100 pri 650 nm. Premena je účelná vý- 45 hodne prerušovaným alebo kontinuálnym prídavkom substrátu tak, aby sa nezvyšovala koncentrácia substrátu nad 20 % (hmot./obj.) v živnom prostredí a výhodne nad 5 % hmot./obj. Ako prídavok substrátu je možné použiť zmes induktora enzýmu a substrátu. Reakcia prebehne 50 bežne v rozmedzí pH 4 až 11, výhodne od 6 do 10.
Bežne reakcia prebieha pri teplote 15 až 50 °C, výhodne pri teplote od 25 až 40 °C. Reakcia sa uskutoční obvykle počas 1 až 24 hodín.
Ako substráty na reakciu môžu byť výhodne použité 55 metylované aromatické 5-členné heterocyklické zlúčeniny, ktoré obsahujú jeden alebo viac heteroatómov z radu kyslíka, dusíka, síry, ako sú napr. metylované tiofény, íúrány, pyrroly, tiazoly, pyrazoly alebo imidazoly, ktoré neobsahujú žiadny substituent na susednom uhlíkovom 60 atóme tej metylovej skupiny, ktorá sa má oxidovať; výhodne furán, tiofén, pyrrol a tiazol. Zvlášť výhodne sa ako 5 - 6 členné heterocyklické zlúčeniny používajú 3,5-dimetylpyrazol, 5-metyl-tiazol, 4-me tyltiazol, 2,5-dimetyltiofén, 3-metyltiofén, 2,5-dimetylfurán a 2,5-dimetylpyrrol.
Bežne môže reakcia prebehnúť s aromatickými metylovanými 6-člennými heterocyklickými zlúčeninami s jedným alebo viacerými dusíkatými atómami, ako napr. metylovaný pyridín, pyrimidín, pyrazín alebo pyridazín, ktoré neobsahujú žiadny substituent na susednom uhlíkovom atóme pri tej metylovej skupine, ktorá sa má oxidovať, výhodne pyridíny, pyrazíny a pyrimidín ako napr. 2-mctylpyridín, 3-metylpyridín, 4-metylpyridín, 2,5dimetylpyridín, 2,4-dimetylpyridín, 6-chlór-3-metylpyridín, 2-chlór-3-etyl-6-metylpyridín, 4,6-dimetylpyrimidín, 2-metylpyrazín, 2,5-dimetyl-pyrazín, 2,6-dimetylpyrazín, 2,3,5-trimetylpyrazín a 2-chlór-3,6-dimetylpyrazín.
Prehľad obrázkov na výkrese
Na obr. 1 je znázornená schéma uskutočnenia postupu podľa vynálezu. Obr. 2 graficky znázorňuje výsledky mikrobiologickej syntézy' 5-metyl-2-pyrazín karboxylovej kyseliny.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Podľa uskutočnenia na obr. 1 sa môže priviesť enzýmový induktor a/alebo metylovaná heterocyklická zlúčenina ako substrát do bioreaktora 2, pričom dodávané množstvo je riadené koncentráciou enzýmového induktora v odpadovom vzduchu 3 bioreaktora 2.
Výhodne sa koncentrácia induktora enzýmu v odpadovom vzduchu 3 meria meracím zariadením 4. Ako meracie zariadenie pre koncentráciu induktorov enzýmu môže slúžiť napr. fotometer pre ultrafialové svetlo alebo plynový chromatograf spojený s hmotnostným spektrometrom.
Toto meracie zariadenie 4 je účelne spojené s riadiacim prvkom 5, ktorý privádzané množstvo induktora enzýmu a/alcbo mctylovanej heterocyklickej zlúčeniny upravuje čerpadlom 1, ktorým sa dosahuje dávkovanie induktora enzýmu a/alebo metylovanej heterocyklickej zlúčeniny do bioreaktora 2.
Týmto spojením sa účelne riadi dávkovanie induktorov enzýmu a/alebo metylovanej heterocyklickej zlúčeniny.
Výhodne sa týmto ovládaním udržuje konštantná koncentrácia induktorov enzýmu v odpadovom vzduchu.
Regulácia prebieha tak, aby koncentrácia induktorov enzýmu v odpadovom vzduchu ležala medzi 0,001 mmol/1 odpadového vzduchu a 10 mmol/1 odpadového vzduchu, výhodne medzi 0,01 mmol/1 vzduchu a 3 mmol/1 odpadového vzduchu.
Výhodne sa induktor enzýmu a/alebo metylovaná heterocyklická zlúčenina ako substrát privádzajú do biologického reaktora vo forme zmesi.
Pomer induktora enzýmu k substrátu je bežne medzi 5 : 1 a3 : 1.
Podľa tohto uskutočnenia sa induktor enzýmu a/alebo metylovaná heterocyklická zlúčenina privádza do bioreaktora privádzaným vzduchom.
Po reakcii môžu byť zodpovedajúce kyseliny izolované známym spôsobom a postupom, napr. extrakciou organickými rozpúšťadlami, alebo ak sa vytvorí alkalic3 ká soľ heterocyklickej karboxylovej kyseliny zahustením bezbunkovej kultúry.
Alkalická soľ heterocyklickej karboxylovej kyseliny sa môže vytvoriť napríklad pridaním alkalického hydroxidu s účelom upravenia hodnoty' pH prostredia kultúry.
Spôsob podľa vynálezu je jednoduchý a jednostupňový mikrobiologický postup na oxidáciu metylovýcb skupín v aromatických 5- alebo 6-členných heterocyklických zlúčeninách, ktorým sa získavajú zodpovedajúce kyseliny v dobrom výťažku a čistote.
Ďalšia výhoda tohto postupu spočíva v tom, že sa aromatická heterockylická zlúčenina nerozštiepi a čas reakcie nezávisí od množstva induktorov enzýmu.
karboxylovej kyseliny, čo zodpovedá výťažku 90 % vztiahnuté na 2,5-dimetylpyrazín vložený do reakcie.
Príklad 4
Mikroorganizmus Pseudomoas putida DSM 5709 bol dávkovaný analogicky ako v príklade 3, ale s p-cyménom ako jediným zdrojom uhlíka a energie. Počas 16 hodín bolo získané 0,5 mmol 5-metyl-2-pyrazína karboxylovej kyseliny, čo zodpovedá výťažku 50 % vztiah10 nuté na 2,5-dimetylpyrazín vložený do reakcie.
Príklady 5 - 28 boli uskutočnené analogicky s príkladom 3 s množstvom 1 mmol substátu na 100 ml bunkovej suspenzie a sú zhrnuté v tabuľke 2.
Príklad 1 15
5-Metyl-2-pyrazínkarboxylová kyselina
Mikroorganizmus Pseudomonas putida ATCC 33015 bol v komplexnom prostredí (100 ml) Nutrient Broth Nr. 2 (Oxoid Ltd., Anglia) dávkovaný do fermentora pri pH = 7,0 a s teplotou 30 °C, pričom bol tiež privedený in- 20 duktor enzýmu p-xylén v plynnej forme podľa údajov Clausa a Walkera (J. Gen. Microbiol. 36,1964, s. 107 -122) do koncentrácie 1 mmol/1.
Potom boli bunky 2-krát premyté minerálnym prostredím (Kulla a i., Árch. Microbiol. 135, 1983, s. 1 - 7) a 25 nastavená optická hustota 10 pri 650 nm v 100 ml minerálneho prostredia. K tejto bunkovej suspenzii bol pridaný 1 mmol 2,5-di-metylpyrazínu, čo zodpovedá koncentrácii substrátu 0,108 % (hmotn./obj.) v 100 ml. Po štvorhodinovej inkubačnej dobe pri 30 0 C bolo získané v 30 neprítomnosti induktora enzýmu 0,9 mmol 5-metyl-2-pyrazínkarboxylovej kyseliny, zodpovedajúcej výťažku 90 %, vztiahnuté na 2,5-dimetylpyrazín vloženého do reakcie.
Príklad 2
V spôsobe podľa príkladu 1 boli použité zlúčeniny, ako induktory enzýmu, ktoré sú zhrnuté so zodpovedajúcou koncentráciou v tabuľke 1.
Tabuľka 1
| Induktor enzýmu | Koncentrácia mol na 100 ml buniek | Množstvo substrátu 1 mnol na 100 ml zodpovedajúcich 0,108 1 (hmotn·/ Obj.) | % výťažku na 5-netyl-2-pyrazínkarboxylovej kyseliny |
| o~xylén | 0,1 mmol | 2,5-dímetylpyrazín | 90 |
| m-xylén | 0,1 mnol | 2,5-dimetylpyrazin | 90 |
| 2-chlórťoluén | 0,1 mmol | 2,5-dimetylpyrazín | 90 |
| 2-bróntoiuén | 0,1 mmol | 2,5-dimetylpyraz in | 90 |
labulfal ?
| Príklad Substátu | Koncentrácia substátu T 1 (hmotn./obj v kultúra | Reakčný čas v ho· dinid | lonečný produkt | Výťažok v 1 | |
| 5 | 2-zetylpyrazÍD | 3.N9 | k | 2-pyn2Ínkarboxyl0vá kyselina | 30 |
| 1 | 2,5-dLMtyl-pyraeín | O,KB | 4 | 2-Mtyl-5'Fpä:iokart»lyltwá kyselina | 90 |
| 7 | 2,6-dúetyl-pyiazín | 0flC9 | 4 | 2<etjl*íp]ič2inhibc· xyltvá kyselina | 10 |
| ó 3, 5»triiietylpyrazin | ¢,122 | lí | 2,3-diMtyl-S-pfrizinkirboxyloví kyselina | ‘0 | |
| í | l-dilóE*3,4*diu'.ylpyra2Íh | 0,142 | K | 2-cblôr-3-metyl-6-pyrazÍDkaibcotylwí kyselina | 90 |
| 10 | 2-ietylpyridín | 0,M3 | 16 | 2-pyridínkarbojylwá kysehu | 90 |
| 11 | lnetylpyridin | 0,093 | lá | J-pyridínkartroxylcr/ä kyselina | 50 |
| 12 | 4-oelylpyridín | 0,093 | u | (fyridífikaitaylwá kyselina | 1) |
| 13 | 2,6-dáetylpyridía | 0,107 | 14 | á-Ktyl-l-pyndínkubcxjlcsá kyselira | 00 |
| 14 | 2,5-dur tylpyridla | 0,107 | 14 | 5*tyl-2-pyridínkaxbcrylcvá kyselina | 40 |
| 15 | 2,1-diaetylpyriäin | 0,107 | 16 | 4-» ty. -2 -pyridinka tt > | 40 |
lylcvj kyMlini
Príklad 3
5-Metyl-2-pyrazínkarboxylová kyselina
Mikroorganizmus Pseudomonas putida ATCC 33015 bol zodpovedajúcim spôsobom podľa príkladu 1 pridaný v minerálnom prostredí (Kulla a i., Árch. Microbiol. 135, 55
1983, s. 1 - 7) s p-xylénom ako jediným zdrojom uhlíka a energie. Do bunkovej suspenzie (100 ml) s optickou hustotou 10 bol pridaný 1 mmol 2,5-dimetylpyrazínu, čo zodpovedá 0,108% (hmotn./obj.) koncentrácii. Počas reakcie substátu bolo zamedzené dávkovanie p-xylénu. 60
V týchto podmienkach zreagovalo 1 mmol 2,5-dime-talpyrazínu počad 4 hodín na 0,39 mmol 5-metyl-2-pyrazín-
| 14 | 3,5-duKtylpyrLdui | 0,107 U | 5-Ktyl -3 -pyr idí okaibonylmá íjmIím | 40 | |
| 17 | í<klčt-2*netylpyridín | 0,12í | 14 | S-cblcr*2-pyridinkirbo· rylová kyselina | 93 |
| 16 | d-ctlôr-l-eetylpyridla | 0,123 | K | {-chlóc-2-pyriiiínkarbo· xyLcvá kyselina | »3 |
| 1? | 2-dilór-l-etyl4-ietyl· pyridín | 0,157 | H | l-dtlór-l-etyl-í-pyridín· käľc-ojfljví cysekiaa | 10 |
| 20 | 4,í-dúetylpyriiKĽfl | lí | í-netyl-Ďjyriiidíi karboxyloví kyselina | 2C | |
| 21 | 3,5-diietylpyruol | 0,05í | lí | 5-wtyl-J-pywl· kaiDtxploví kyselina | 00 |
| 22 | 5-mtyltiazcl | 0,0» | 1í | í’túzclkarboxylow kyselina | 00 |
| 23 | 4-Bítyltiazcl | 9,PJ9 | 14 | 4-tiuol<arhsy2<m kyselina | 00 |
| 24 | 2,5-dÍMtyltioíén | 5,112 | 10 | S-íetyl-l-ticlétikartic· xyLová hssliM | 90 |
| 25 | l-Kijitiafén | 0,098 | lí | l-tiaféndrbcxylcví íyselua | 90 |
| 25 | )-ie:yitwÍM | 0,013 | 1S | 1-úní snkaibúiylová kyselina | 90 |
| 2) | l.S-dbeiylfurát | 0,0» | lí | 5-w.yl-l-iuiáikait»syiová kyselina | 15 |
| 28 | !,i-d liety Ipynol | 0,055 | u | í-tt'.yl-i-pyrrčUaibc- | 40 |
kýlová kyselina
SK 278716 Β6
Príklad 29
Výroba 5-metyl-2-pyrazínkarboxylovej kyseliny
Mikroorganizmus Pseudomonas putida ATCC 33015 bol v minimálnom prostredí, ktorého zloženie je uvedené v tabuľke 3, dávkovaný do 20 1 bioreaktora 2 s pracovným objemom 15 1.
Teplota bola 30° C; hodnota pH bola udržiavaná na konštantnej hodnote 7,0 dávkovaním hydroxidu draselného. Splynené množstvo bolo 20 1 za minútu. Ako substrát rastu slúžila zmes zo 4 dielov (obj./obj.) p-xylénu a 1 diel 2,5-dimetylpyrazínu. Pridávanie tejto zmesi do bioreaktora 2 sa uskutočňovalo čerpadlom 1. Dávkovanie rastového substátu bolo umožnené pomocou merania xylénu vo vzduchu 3 odchádzajúceho z bioreaktora 2 s ovládacím prvkom 5. Pritom bola koncentrácia xylénu v odchádzajúcom vzduchu riadená prvkom na konštantnú hodnotu 0,2 mmol/1 (obr. 1).
Biotransformácia bola prerušená až vtedy, keď nepokračoval rast. Obr. 2 ukazuje výsledky takejto biotransformácie.
Krivka A na obr. 2 predstavuje optickú hustotu pri 650 nm. Krivka B na obr. 2 predstavuje koncentráciu v g/12,5-dimetylpyrazínu.
Krivka C na obr. 2 predstavuje koncentráciu v g/1 draselnej soli 5-metyl-2-pyrazínkarboxylovej kyseliny. Týmto postupom bola získaná 5-metyl-2-pyrazínkarboxylová kyselina s koncentráciou 38 g/1.
Tabuľka 3
Zloženie prostredia:
| - MgClj. 6H2O | 0,8 g/1 |
| - CaCl, | 0,16 g/1 |
| - (NH^SO, | 2 g/1 |
| - NH4C1 | 5 g/1 |
| - Na2SO4 | 0,25 g/1 |
| - KH2SO4 | 0,4 g/1 |
| - Na2HPO4 | 0,9 g/1 |
| stopový prvok | 1 ml/l |
| - FeEDTA | 15 ml/l |
| Zloženie roztoku stopových prvkov: | |
| - KOH | 15 g/1 |
| - EDTANa2.2H2O | 10 g/1 |
| - ZnSO4.7H2O | 9 g/1 |
| - MnCl2.4H2O | 4 g/1 |
| - H3BO3 | 2,7 g/1 |
| - CoCl2.6H2O | 1,8 g/1 |
| - CuCl2.2H2O | 1,5 g/1 |
| - NiCl2.6H2O | 0,18 g/1 |
| - Na2MoO4.2H2O | 0,2 g/1 |
| Zloženie FeEDTA: | |
| - EDTA Na2.2H2O | 5 g/1 |
| - FeSO4.7H2O | 2 g/1 |
| Porovnávacie príklady |
a) Pseudomonas putida ATCC 33015
Biotransformácia 3-metylpyridínu pomocou Pseudomonas putida ATCC 33015 bola uskutočnená podľa príkladu 3 s 1 mmol 3-metylpyridínu. Po inkubačnom čase 8 hodín bolo získané 0,25 mmol kyseliny nikotínovej, čo zodpovedá výťažku 25 % vztiahnuté na 3-metylpyridín vložený do reakcie.
b) Rhodoccocus rhodochrous, prípadne Nocardia
Rhodoccocus rhodochrous DSM 43002 (ATCC
19149) bol podľa príkladu 3 dávkovaný v minerálnom prostredí s 0,4 % dodekánom ako zdrojom uhlíka a energie a následne vymytý v rovnakom minerálnom prostredí, ale bez dodekánu. Bunkové suspenzie (100 ml) s optickou hustotou 10 pri 650 nm boli pridané do troch oddelených baniek s nasledujúcimi zlúčeninami: a) 1 mmol 3-metylpyridínu, b) 1 mmol 3-metylpyridínu a 0,055 mmol dodekánu, c) 1 mmol 3-metylpyridínu a 5,5 mmol dodekánu.
Po 8 hodinách inkubačného času pri 30 °C nebola v uvedených násadách dokázaná kyselina nikotínová.
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Mikrobiologický spôsob oxidácie metylových skupín v aromatických 5- alebo 6-členných heterocyklických zlúčeninách, pričom heterocyklus neobsahuje žiadny substituent na susednom uhlíkovom atóme pri tej metylovej skupine, ktorá sa má oxidovať na zodpovedajúcu karboxylovú kyselinu, vyznačujúci sa t ý m , že premena sa uskutočňuje s jedným metylovým aromatickým 5- alebo 6-členným heterocyklom ako substrátom, ktorý obsahuje jeden alebo viac heteroatómov z radu kyslíka, dusíka alebo síry a premena sa uskutočňuje pomocou toluén-, xylén- alebo cymén-utilizujúceho mikroorganizmu rodu Pseudomonas, ktorého enzýmy sa predtým indukovali, pričom indukcia enzýmu sa uskutočňuje buď zlúčeninami, ktoré slúžia mikroorganizmu ako zdroj uhlíka a energie, napr. p-xylén, p-cymén, m-cymén a toluén alebo zlúčeninami, ktoré mikroorganizmu neslúžia ako zdroj uhlíka alebo energie, napríklad monosubstituovaný alebo disubstituovaný metyl-, etyl- a chlórtoluén, benzylalkohol a p-chlórbenzaldehyd.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že premena sa uskutočňuje pomocou mikroorganizmu druhu Pseudomonas putida utilizujúceho toluén, xylén a cymén.
- 3. Spôsob podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa t ý m , že premena sa uskutočňuje pomocou kmeňa mikroorganizmu Pseudomonas putida označeného ATCC 33015 utilizujúceho xylén.
- 4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje kmeňom mikroorganizmu Pseudomonas putida označeného DSM 5709 utilizujúceho cymén.
- 5. Spôsob podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje za pridania substrátu jednorázovo alebo kontinuálne tak, aby koncentrácia substrátu v prostredí kultúry neprekročila 20 % (hmot./obj.).
- 6. Spôsob podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje pri pH 4 až 11.
- 7. Spôsob podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje pri teplote 15 až 50 °C.
- 8. Spôsob podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje s jedným metylovaným aromatickým 5-členným heterocyklom ako substrátom, ktorý obsahuje jeden alebo viac heteroatómov z radu kyslíka, dusíka alebo síry.
- 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že premena sa uskutočňuje s metylovanýmISK 278716 Β6 tiofénom, furánom, pyrolom, tiazolom, pyrazolom alebo imidazolom ako substrátom.
- 10. Spôsob podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že premena sa uskutočňuje s jedným metylovaným aromatickým 6-členným heterocyklom ako 5 substrátom, ktorý' obsahuje jeden alebo viac atómov dusíka ako heteioatómu.
- 11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa t ý m , že ako substrát sa používa metylovaný pyri- dín, pyrimidín, pyrazín alebo pyridazín. 10
- 12. Spôsob podľa nárokov lažl2, vyznačujúci sa tým, že enzýmový induktor a/alebo metylovaný heterocyklus ako substrát sa pridáva do bioreaktora, pričom pridávané množstvo sa riadi koncentráciou enzýmového induktora v odpadovom vzduchu bio- 15 reaktora.
- 13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa t ý m , že koncentrácia enzýmového induktora v odpadovom vzduchu sa udržuje konštantná v rozmedzí medzi 0,001 mmol/1 odpadového vzduchu a 10 mmol/1 20 odpadového vzduchu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS912366A CZ279291B6 (cs) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Způsob mikrobiologické oxidace metylových skupin v aromatických 5-nebo 6- členných heterocyklických sloučeninách |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK236691A3 SK236691A3 (en) | 1995-07-11 |
| SK278716B6 true SK278716B6 (sk) | 1998-01-14 |
Family
ID=5360600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK2366-91A SK278716B6 (sk) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Mikrobiologický spôsob oxidácie metylových skupín |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ279291B6 (sk) |
| SK (1) | SK278716B6 (sk) |
-
1991
- 1991-07-29 CZ CS912366A patent/CZ279291B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1991-07-29 SK SK2366-91A patent/SK278716B6/sk not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK236691A3 (en) | 1995-07-11 |
| CZ236691A3 (en) | 1993-02-17 |
| CZ279291B6 (cs) | 1995-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2036139C (en) | Microbiological oxidation of methyl groups in heterocycles | |
| Cartwright et al. | Bacterial degradation of the nitrobenzoic acids. 2. Reduction of the nitro group | |
| EP0046284B1 (en) | Method for preparing 2,5-diketo-d-gluconic acid and microorganisms for carrying out the method | |
| US5173412A (en) | Microbiological process for the production of hydroxylated pyrazine derivatives | |
| US5236832A (en) | Microbiological oxidation of methyl groups in heterocycles | |
| US5213973A (en) | Microbiological process for oxidation of methyl groups | |
| SK278716B6 (sk) | Mikrobiologický spôsob oxidácie metylových skupín | |
| US5242816A (en) | Microbiological oxidation of alkyl groups in heterocycles | |
| CN1051803C (zh) | 制备6－羟基含氮六元环化合物的方法 | |
| CZ279492B6 (cs) | Mikrobiologický způsob výroby kyseliny 6-hydroxypikolinové | |
| Kost et al. | Microbiological transformation of pyridine derivatives | |
| US5238829A (en) | Microbiological process for the production of 6-hydroxypyrazinecarboxylic acid | |
| Nozaka et al. | Metabolism of Hydrocarbons in Microorganisms: Part II. Degradation of Toluene by Cell-Free Extracts of Pseudomonas mildenbergii | |
| HU213020B (en) | Microbiological process for preparation of 5-hydroxi-pyrazin-carbonic acid | |
| KR100290444B1 (ko) | 미생물을 이용한 5-히드록시피라진카본산 및 그의 염의 제조방법 | |
| KR100471703B1 (ko) | 알칼리게네스속미생물을사용하여헤테로방향족카르복실산을제조하는미생물학적방법 | |
| IE920681A1 (en) | A process for the terminal hydroxylation of ethyl groups on aromatic 5- or 6-membered heterocyclic compounds | |
| CA2203884A1 (en) | Sulphoxides | |
| JP3309460B2 (ja) | ６−ヒドロキシ含窒素６員環化合物の製造方法 | |
| GB2222176A (en) | P. putida cells for microbial production of catechols |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20090729 |