CS276695B6 - Method of producing cortalcerone antibiotic by enzymatic transformation of D-glucose or D-glucosone - Google Patents
Method of producing cortalcerone antibiotic by enzymatic transformation of D-glucose or D-glucosone Download PDFInfo
- Publication number
- CS276695B6 CS276695B6 CS905172A CS517290A CS276695B6 CS 276695 B6 CS276695 B6 CS 276695B6 CS 905172 A CS905172 A CS 905172A CS 517290 A CS517290 A CS 517290A CS 276695 B6 CS276695 B6 CS 276695B6
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- cortalcerone
- antibiotic
- immobilized
- glucose
- transformation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Způsob výroby antibaktsriálniho antibiotika cortalceronu účinného zejména proti grampozitivnimzbakteriím enzymovou transformaci D-glukozy nebo D-glukosonu pomoci enzymů produkovaných kulturami některých basidiomycetů, výhodně druhem Phanerochaete chrysosporium. Transformaci lze provést promytým intaktnim nebo psrmeabiiizovaným myceliern ze submersnich kultur P.chrysosporium a/nebo volnými enzymy pyranosa- -2-oxidasou a pyranosondehydratasou izolovanými z téhož zdroje do různého stupně čistoty. Transformaci lzs rovněž provést imobilizovaným dezintegrovaným buněčným preparátem a/nebo imobilizovaným ve vodě nerozpustným enzymovým preparátem na bázi zesitěných enzymů pyranosa-2-oxidasy a pyranosondehydratasy izolovaných z P. chrysosporium. Stabilitu těchto přípravků lze zvýšit koimobilizaci enzymu katalázy. Součásti řešeni je rovněž i způsob izolace antibiotika cortalceronu spočívající v chromatografii na měniči iontů v Ca2+ cyklu, přičemž pro eluci je užita voda.Method for producing the antibacterial antibiotic cortalcerone, which is effective especially against gram-positive bacteria, by enzymatic transformation of D-glucose or D-glucosone using enzymes produced by cultures of some basidiomycetes, preferably the species Phanerochaete chrysosporium. Transformation can be performed using washed intact or immobilized mycelium from submerged cultures of P. chrysosporium and/or free enzymes pyranose-2-oxidase and pyranosone hydratase isolated from the same source to varying degrees of purity. Transformation can also be performed using an immobilized disintegrated cell preparation and/or an immobilized water-insoluble enzyme preparation based on cross-linked enzymes pyranose-2-oxidase and pyranosone hydratase isolated from P. chrysosporium. The stability of these preparations can be increased by co-immobilization of the enzyme catalase. The solution also includes a method for isolating the antibiotic cortalcerone, which involves chromatography on an ion exchanger in the Ca2+ cycle, with water used for elution.
Description
Vynález se týká způsobu výroby antibiotika cortalceronu enzymovou transformaci □-glukózy nebo D-glukosonu intaktnimi nebo imobilizovanými disintegrovanými buňkami vyšších hub či koimobilizovanými enzymy a způsobu izolace tohoto antibiotika.The invention relates to a process for the production of the antibiotic cortalcerone by enzymatic transformation of β-glucose or D-glucosone by intact or immobilized disintegrated cells of higher fungi or by co-immobilized enzymes and to a process for the isolation of this antibiotic.
Názvem cortalceron je označováno antibakteriální antibiotikum houbového, původu, účinné zejména proti gram-pozitivním baktériím izolované z fermentační tekutiny kultury basidiomycetu Corticium caeruleum, vystavené vlivu stressových faktorů (zvýšení teploty na 42 °C,' expozice par toxických rozpouštědel jako jsou chloroform, ether, aceton, octan ethylnatý nebo kontaktem mycelia se směsi voda-toluen při pokojové teplotě (Baute a kol.. Phytochemistry 15, 1753-55 (1976/). Chemické složení cortalceronu CgHgOg odpovídá hydroxypyronovému derivátu, 2-hydroxy-6H-3-pyron-2-karboxaldehyd hydrátu, jehož struktura je znázorněna na obr. 1, vzorce I.Cortalcerone is an antibacterial antibiotic of fungal origin, effective especially against gram-positive bacteria isolated from the fermentation fluid of a culture of the basidiomycet Corticium caeruleum, exposed to stress factors (temperature rise to 42 ° C, exposure to vapors of toxic solvents such as chloroform, ether, acetone). , ethyl acetate or contact of mycelium with a mixture of water-toluene at room temperature (Baute et al., Phytochemistry 15, 1753-55 (1976)). -carboxaldehyde hydrate, the structure of which is shown in Figure 1, of formula I.
Baute a kol. rovněž zjistil přímý biogenetický vztah cortalceronu k D-glukóze, popř. k intermediárnímu D-glukosonu (D-arabino-2-hexosulóze) (Baute a kol.,‘ Phytochemistry 16, 1895-97 /1977/). Navrhli rovněž schéma tvorby tohoto antibiotika, zahrnující oxidaci D-glukózy na D-glukoson enzymem pyranosa 2-oxidasa (E.C. 1.1.3.10) a následující dvojnásobnou enzymovou dehydrataci D-glukosonu na meziprodukt, jehož spontánní cyklizací vzniká cortalceron (Baute a kol.. Phytochemistry 25; 1395-97 /1987/). Z tohoto schématu vycházejí rovněž američtí autoři (US patentový spis č. 4,569,910) při optimalizaci postupu přípravy čistých preparátů pyranosa-2-oxidasy a jejich využití pro výrobu pyranoeonů. Přitom v kulturách některých basidiomycetů zjistili přítomnost enzymu pyranoson dehydratázy,' katalyzujícího shora uvedenou dvojnásobnou dehydrataci D-glukosonu na cortalceron. Tento enzym přečistili a částečně charakterizovali.Baute et al. also found a direct biogenetic relationship of cortalcerone to D-glucose, or to the intermediate D-glucosone (D-arabino-2-hexosulose) (Baute et al., Phytochemistry 16, 1895-97 (1977)). They also proposed a scheme for the production of this antibiotic, involving the oxidation of D-glucose to D-glucosone by the enzyme pyranose 2-oxidase (EC 1.1.3.10) and subsequent double enzymatic dehydration of D-glucosone to an intermediate whose spontaneous cyclization produces cortalcerone (Baute et al. Phytochemistry 25; 1395-97 (1987). This scheme is also used by U.S. authors (U.S. Pat. No. 4,569,910) to optimize the process for preparing pure pyranose-2-oxidase preparations and their use in the production of pyranoeones. In some cultures of some basidiomycetes, they found the presence of the enzyme pyranosone dehydratase, which catalyzes the above-mentioned double dehydration of D-glucosone to cortalcerone. They purified and partially characterized this enzyme.
Dosavadní informace o antibiotické aktivitě cortalceronu se omezují na konstatováni, že je účinný proti gram-pozitivním bakteriím, včetně některých pathogenních druhů,<jako Staphylococcus aureus nebo Staphylococcus pyogenes (Bérdy a kol., CRC Handbook of antibiotic compounds, vol. V, p. 395 /1981/). Podrobnější údaje dosud chybí. Vzhledem k jeho strukturní podobnosti s microthecinem, obr. 1, vzorec II (Japonsko, patentový spis č. 79,122,796), lze usuzovat na možnou aplikační perspektivu cortalceronu. Ovšem této možnosti však dosud bránila nízká úroveň produkce tohoto antibiotika zdlouhavou stacionární kultivací basidiomycetu Corticium caeruleum (Baute a kol.,’ Phytochemistry 25, 1472-73 /1986/) nebo některých příbuzných makromycetů. Inkubace mycelia S roztokem D-glukózy a plasmolytických agens (např. 1% toluen) indukuje produkci D-glukosonu a jeho následnou konverzi na cortalceron. Použité kultivační doby se pohybuji mezi 15 až 20 dny a výtěžnost antibiotika se pohybuje okolo 200 mg na 1 litr submersni houbové kultury. Postup izolace cortalceronu z fermentační tekutiny popsaný Bautem a kol. (Phytochemistry 15, 1753-55 /1976/) zahrnuje extrakci produktu směsi chloroform-methanol 93:7 a několikrát opakovanou chromatografii na silikagelové koloně. Fermentační tekutina obsahuje řadu balastních látek; které je třeba před vlastní extrakcí srážet methanolem a propanolem.Current information on the antibiotic activity of cortalcerone is limited to stating that it is effective against gram-positive bacteria, including some pathogenic species, such as Staphylococcus aureus or Staphylococcus pyogenes (Berdy et al., CRC Handbook of Antibiotic Compounds, vol. V, p. 395/1981 /). More detailed data is still missing. Due to its structural similarity to microthecin, Fig. 1, Formula II (Japan, Patent No. 79,122,796), a possible application perspective of cortalcerone can be inferred. However, this possibility has so far been hindered by the low level of production of this antibiotic by lengthy stationary cultivation of the basidiomycet Corticium caeruleum (Baute et al., Phytochemistry 25, 1472-73 (1986)) or some related macromycetes. Incubation of the mycelium with a solution of D-glucose and plasmolytic agents (eg 1% toluene) induces the production of D-glucosone and its subsequent conversion to cortalcerone. The culture times used are between 15 and 20 days and the yield of antibiotic is around 200 mg per 1 liter of submerged fungal culture. The procedure for isolating cortalcerone from fermentation broth described by Baut et al. (Phytochemistry 15, 1753-55 (1976)) involves the extraction of the product with a chloroform-methanol mixture 93: 7 and repeated chromatography on a silica gel column. The fermentation fluid contains a number of ballast substances; which must be precipitated with methanol and propanol before the actual extraction.
Uvedené nevýhody dosavadního postupu zdlouhavé a málo výtěžné přípravy cortalceronu odstraňuje předmětný způsob, založený na principu enzymové transformace D-glukozy nebo alternativně D-glukosonu. Využívá - ve vhodném sledu nebo kombinaci - hrubých nebo částečně přečištěných enzymových preparátů houbového původu, obsahujících volné nebo imobilizované enzymy podílející se na tvorbě cortalceronu (tj. pyranosa-2-oxidasu a pyranoson dehydratasu). Výhodou navrženého postupu je rychlost,' vysoká výtěžnost a usnadněná izolace produktu (bez použití organických rozpouštědel).The above-mentioned method, based on the principle of enzymatic transformation of D-glucose or alternatively D-glucosone, eliminates the stated disadvantages of the prior art process of lengthy and low yielding preparation of cortalcerone. It uses - in a suitable sequence or combination - crude or partially purified enzyme preparations of fungal origin, containing free or immobilized enzymes involved in the formation of cortalcerone (ie pyranose-2-oxidase and pyranosone dehydratase). The advantages of the proposed process are speed, high yield and easy isolation of the product (without the use of organic solvents).
Podstatou způsobu výroby antibakteriálního antibiotika cortalceronu enzymovou transformaci D-glukozy nebo D-glukosonu je, že transformace se provádí pomoci enzymů produkováných myceliálními kulturami některých basidiomycetů. Pro tuto transformaci je výhodné použít určitých druhů basidiomycetů, zejména druhu Phanerochaete chrysosporium. S výhodou se předmětný způsob transformace D-glukozy nebo D-glukosonu na antibiotikum cortalceron provádí pomocí intaktního mycelia ze submersních kultur basidiomycetu PhanerochaeteThe essence of the method for the production of the antibacterial antibiotic cortalcerone by the enzymatic transformation of D-glucose or D-glucosone is that the transformation is performed by means of enzymes produced by mycelial cultures of some basidiomycetes. It is advantageous to use certain species of basidiomycetes for this transformation, in particular the species Phanerochaete chrysosporium. Preferably, the present method of transforming D-glucose or D-glucosone to the antibiotic cortalcerone is performed using an intact mycelium from submerged cultures of the basidiomycet Phanerochaete
CS 276 695 B6 2 chrysosporium. Transformaci D-glukózy nebo D-glukosonu na antibiotikum cortalceron lze též podle předmětného způsobu provést pomoci desintegrovaného nebo desintegrovaného a zmobilizovaného mycelia tohoto druhu basidiomycetů, popřípadě koimobilizovanými enzymy izolovanými do různého Stupně Čistoty z mycelia tohoto, popřípadě jiných druhů basidiomycetů obsahujících příslušné enzymy,' popřípadě koimobilizaci katalazy, což umožňuje vícenásobné použiti zmobilizovaných preparátů pro přípravu tohoto antibiotika z uvedených substrátů. Izolace antibiotika cortalceronu z reakční směsi se podle předmětného způsobu provádí pomocí chromatografie na iontoměniči v Ca cyklu s vodou jako eluentem.CS 276 695 B6 2 chrysosporium. The transformation of D-glucose or D-glucosone to the antibiotic cortalcerone can also be carried out according to the present method by means of disintegrated or disintegrated and mobilized mycelia of this type of basidiomycetes or co-immobilized enzymes isolated to different degrees of purity from this or other types of basidiomycetes. co-immobilization of the catalase, which allows the multiple use of mobilized preparations for the preparation of this antibiotic from said substrates. Isolation of the antibiotic cortalcerone from the reaction mixture is performed according to the present method by chromatography on an ion exchanger in a Ca cycle with water as eluent.
D-glukoson se připravuje oxidací D-glukózy (např. podle čs. autorského osvědčení č. 175897). K biotransformaci lze použít pouze D-formu glukózy nebo glukosonu; L-glukoza ani L-glukoson nereagují.D-glucosone is prepared by oxidation of D-glucose (eg according to Czechoslovak author's certificate No. 175897). Only the D-form of glucose or glucosone can be used for biotransformation; Neither L-glucose nor L-glucosone react.
V případě G-glukózy (1 až 10 % hmota/objem) jako substrátu lze jako enzymově aktivní preparát použít promyté mycelium ze submersní kultury houby Phanerochaete chrysosporium, obsahující jak enzym pyranosa-2-oxidasu,' oxidující D-glukózu na D-glukoson, tak i pyranoson dehydratasu, katalyzující následnou dvojnásobnou dehydrataci D-glukosonu za tvorby dosud přesně neidentifikovaného meziproduktu (Patrně 4-deoxy-aldehydo-D-glycero-2,3-hexodiulosy a jejich tautomsrů). Účinnost biotransformačniho procesu je možno zvýšit přídavkem katalazy, rozkládající peroxid vodíku; uvolněný v reakční směsi při oxidaci D-glukózy. Dinak dochází ke hromadění peroxidu vodíku, který denaturuje oba zúčastněné enzymy.In the case of G-glucose (1 to 10% w / v), washed mycelium from a submerged culture of Phanerochaete chrysosporium containing both pyranose-2-oxidase enzyme, oxidizing D-glucose to D-glucosone, can be used as the enzyme active preparation. as well as pyranosone dehydratase, catalyzing the subsequent double dehydration of the D-glucosone to form a hitherto precisely unidentified intermediate (presumably 4-deoxy-aldehyde-D-glycero-2,3-hexodilose and their tautomers). The efficiency of the biotransformation process can be increased by the addition of a hydrogen peroxide decomposing catalyst; released in the reaction mixture during the oxidation of D-glucose. Dinak accumulates hydrogen peroxide, which denatures both enzymes involved.
3e samozřejmé, že místo enzymově aktivního mycelia Phanerochaste chrysosporium je možné použít i částečně přečištěný preparát obsahující volnou pyranosa-2-oxidasu a pyranoson dehyďratázu, připravenu např. postupem dle Erikssona a kol. (Appl. Microbiol. Biotechnol., 23; 257-262 /1986/). Zvláště výhodné je užití biokatalyzátoru s oběma enzymy koimobilizovanými spolu s katalázou na buněčných fragmentech desintegrovaného mycelia produkční houby, Enzymově aktivní myceliální biomasu lze získat 10 až lldenní submersní kultivaci příslušné houby v baňkách na třepačce nebo ve fermentoru při 28 °C na živném médiu o složeni D-glukóza 20 g, kukuřičný extrakt 15 g, MgS04.7H20 1,5 g v 1 litru roztoku s pH upraveným na 5,5 přídavkem 6M NaOH. Pro ukončení fermentace je přitom rozhodující pH fermentační tekutiny: maximální obsah obou enzymů podílejících se na biosyntéze cortalceronu byl zjištěn v myceliu sklizeném při pH 6,3 až 6,8, což je dokumentováno v následujících příkladech provedení.3e Of course, instead of the enzymatically active mycelium Phanerochaste chrysosporium, it is possible to use a partially purified preparation containing free pyranose-2-oxidase and pyranosone dehydrate, prepared, for example, according to the method of Eriksson et al. (Appl. Microbiol. Biotechnol., 23; 257-262 (1986)). Particularly preferred is the use of a biocatalyst with both enzymes koimobilizovanými along with catalase cell fragments disintegrated mycelium production mushroom, enzyme active mycelial biomass can be obtained from 10 to lldenní submerged cultivation respective fungi in flasks on a shaker or in a fermenter at 28 ° C, N, and nutrient medium composed D-glucose 20 g, corn extract 15 g, MgSO 4 .7H 2 0 1.5 g in 1 liter of a solution adjusted to pH 5.5 by the addition of 6M NaOH. The pH of the fermentation broth is decisive for the end of the fermentation: the maximum content of both enzymes involved in the biosynthesis of cortalcerone was found in the mycelium harvested at pH 6.3 to 6.8, which is documented in the following examples.
V případě D-glukoeonu jako substrátu (připraveného např. postupem podle čs. autorského osvědčení č. 175897) lze jako zdroj pyranoson dehydratázy, v tomto případě jediného potřebného enzymu, rovněž alternativně použít promyté mycelium Phanerochaete chrysosporium nebo z něj připravený zmíněný částečně přečištěný enzymatický preparát, popř. biokatalyzátor na bázi imobilizovaného enzymu. Příprava tohoto antibiotika za použití D-glukozy jako substrátu je pochopitelně jednodušší a podstatně ekonomičtější.In the case of D-glucoeone as a substrate (prepared, for example, according to the procedure according to Czechoslovak author's certificate No. 175897), washed Phanerochaete chrysosporium mycelium or the partially purified enzyme preparation prepared therefrom can also be used as a source of pyranosone dehydratase, in this case the only required enzyme. , or biocatalyst based on immobilized enzyme. The preparation of this antibiotic using D-glucose as a substrate is of course simpler and considerably more economical.
Pro imobilizaci desintegrovaného mycelia produkčních buněk basidiomycetů obsahujících příslušné enzymy, popřípadě pro koimobilizaci enzymu katalázy a/nebo koimobilizaci těchto enzymů izolovaných do různé čistoty lze výhodně použít princip imobilizace podle čs. autorských osvědčení č. 231458 a/nebo č. 231656, které spočívají na vzájemné reakci glutaraldehydu, polyethyleniminu a Celých buněk nebo disintegrovaných buněčných směsí obsahujících různé enzymy u různých druhů mikroorganismů včetně basidiomycetů a/nebo různých surových nebo do různého stupně čistoty izolovaných enzymů z různých mikrobních, rostlinných^' nebo živočišných zdrojů za tvorby navzájem chemicky vázaných buněčných nebo enzymových agregátů nerozpustných ve vodě a využívaných pro diskontinuálni nebo kontinuální enzymové biotransformace.For the immobilization of the disintegrated mycelia of the production cells of basidiomycetes containing the respective enzymes, or for the co-immobilization of the catalase enzyme and / or the co-immobilization of these enzymes isolated to different purity, the principle of immobilization according to MS No. 231458 and / or No. 231656, which consist of the reaction of glutaraldehyde, polyethyleneimine and whole cells or disintegrated cell mixtures containing different enzymes in different species of microorganisms, including basidiomycetes and / or different crude or to different degrees of purity isolated enzymes from different microbial, plant or animal sources to form chemically bound water-insoluble cellular or enzyme aggregates used for discontinuous or continuous enzyme biotransformations.
Izolace cortalceronu z reakční směsi podle předmětného způsobu spočívá v chromatografickém oddělení cortalceronu od cukerných intermediátů a od 2-furylglyoxalu, identifikovaného jako spontánní degradačni produkt cortalceronu. To lze podle předmětného vynálezuIsolation of cortalcerone from the reaction mixture of the present method involves the chromatographic separation of cortalcerone from sugar intermediates and from 2-furylglyoxal, identified as a spontaneous degradation product of cortalcerone. This can be done according to the present invention
CS 276 695 B6 provést na koloně plněné lontoměničsm v Ca cyklu. Výhodou tohoto postupu oproti purifikaci používané Bautem a kol. (Phytochemistry 15,' 1753-55 /1976/) js, že látku není třeba v průběhu izolace převádět do organického rozpouštědla; k- izolaci je potřeba pouze destilovaná voda a eluát získaný z kolony je možno přímo lyofilizovat, což je rovněž doloženo v následujících příkladech provedení předmětného vynálezu, aniž by se jimi tento omezoval.CS 276 695 B6 is performed on a column packed with ion exchangers in a Ca cycle. The advantage of this procedure over the purification used by Baut et al. (Phytochemistry 15, 1753-55 (1976)) that the substance does not need to be converted into an organic solvent during isolation; Only distilled water is required for isolation, and the eluate obtained from the column can be directly lyophilized, as also demonstrated in the following examples of the present invention, without being limited thereto.
Dále jsou uvedeny příklady provedení způsobu výroby antibiotika cortalceronu podle vynálezu.The following are examples of embodiments of the process for the preparation of the antibiotic cortalcerone according to the invention.
Příklad 1Example 1
Mycelium basidiomycetu Phanerochaete chrysosporium bylo kultivováno na reciprokém třepacím stroji (150 rpm) v 500 ml baňkách obsahujících 80 ml tekutého média o složení: D-glukóza 20 g,’ kukuřičný extrakt 15 g, MgSO^.THgO 1,5 g v 1 litru vodovodní vody. V průběhu kultivace bylo sledováno pH, produkce biomasy a aktivity pyranosa-2-oxidasy a pyranoson dehydratázy. Příslušné hodnoty byly získány měřením průměrných vzorků ze tří spojených paralelních baněk odebíraných v 2denních intervalech. (Jedna jednotka (U) aktivity pyranosa-2-oxidasy (P-2-0) odpovídá oxidaci 1 /Umolu D-glukózy za 1 min. při 25 °C v užitém reakčním systému (Eriksson a kol.,r Appl. Microbiol. Biotechnol., 23, 257-262 /1986/); jedna jednotka aktivity (U) pyranoson dehydratázy (PO) je definována jako množství enzymu způsobující v užitém uzavřeném systému absorbance při 265 nm o jednotku (△Aggg = 1) za 1 minutu při 25 °C.Phanerochaete chrysosporium basidiomycetus mycelium was cultured on a reciprocating shaker (150 rpm) in 500 ml flasks containing 80 ml of liquid medium consisting of: D-glucose 20 g, corn extract 15 g, MgSO 4 .THgO 1.5 g in 1 liter of tap water . PH, biomass production and pyranose-2-oxidase and pyranosone dehydratase activities were monitored during cultivation. The respective values were obtained by measuring average samples from three connected parallel flasks taken at 2-day intervals. (One unit (U) of activity pyranose-2-oxidase (P-2-0) corresponds to the oxidation of 1 / umol of D-glucose per 1 min. At 25 ° C in the applied reaction system (Eriksson et al., R Appl. Microbiol. Biotechnol., 23, 257-262 (1986), one unit of (U) pyranosone dehydratase (PO) activity is defined as the amount of enzyme causing absorbance at 265 nm per unit (△ Aggg = 1) per minute in the closed system used. 25 ° C.
Na obr. 2 uvedeném v příloze předmětného vynálezu je graficky znázorněna produkce enzymů pyranosa-2-oxidasy (P-2-0),' pyranoson dehydratázy (PD), pH a biomasy v průběhu submersní kultivace basidiomycetu Phanerochaete chrysosporium. Na ose x jsou uvedeny dny kultivace (d). Průběh produkce P-2-0 je znázorněn plnými kroužky (jednotky jsou U/g sušiny mycelia,: hodnoty jsou na ose y vlevo), produkce PD je znázorněna prázdnými kroužky (jednotky jsou U/g sušiny mycelia, hodnoty jsou na ose y vlevo). Čtverečky jsou znázorněny hodnoty pH (osa y vpravo), trojúhelníčky jsou znázorněny hodnoty produkce biomasy (jednotky jsou mg sušiny/ml kultury, hodnoty jsou na ose y vpravo). Z uvedených průběhů vyplývá, že optimální doba kultivace pro produkci aktivního mycelia (vzhledem k transformaci D-glukózy na cortalceron) je 10 až 11 dní. Dobu vhodnou ke sklizni kultur signalizuje vzrůst pH nad hodnotu pH 6,'3. Při hodnotách pH fermentačni tekutiny nad 6,8 dochází k výraznému poklesu obou enzymových aktivit. Aktivní mycelium sklizené ve vhodnou dobu se oddělí filtrací na filtrační tkanině, promyje se vodou a bu3 bezprostředně nebo po uchovávání ve zmraženém stavu (-20 °C) se použije k transformaci, jak následuje.Figure 2 in the appendix of the present invention graphically depicts the production of the enzymes pyranose-2-oxidase (P-2-0), pyranosone dehydratase (PD), pH and biomass during submerged cultivation of the basidiomycet Phanerochaete chrysosporium. The x-axis shows the culture days (d). The course of the production of P-2-0 is shown by filled circles (units are U / g dry mycelium: the values are on the y axis on the left), the PD output is represented by open circles (units are U / g dry weight of mycelium, the values are on the y axis on the left ). Squares show pH values (y-axis on the right), triangles show biomass production values (units are mg dry matter / ml culture, values are on the y-axis on the right). These courses indicate that the optimal culture time for the production of active mycelium (due to the transformation of D-glucose to cortalcerone) is 10 to 11 days. The time suitable for harvesting the cultures is signaled by an increase in pH above pH 6.3. At pH values of the fermentation broth above 6.8, there is a significant decrease in both enzyme activities. The active mycelium harvested at the appropriate time is separated by filtration on a filter cloth, washed with water and either immediately or after storage in a frozen state (-20 ° C) for transformation as follows.
Do dvou 250 ml baněk bylo odváženo po 10 g vlhkého enzymově aktivního mycelia Phanerochaete chrysosporium a přidáno po 50 ml 2% roztoku D-glukosonu. Směs byla inkubována při 20 °C na reciprokém třepacím stroji (150 rpm). Po 24 hod. bylo aktivní mycelium odfiltrováno, promyto a ve vodné suspenzi uchováno pro další použití. Roztok cortalcero2+ nu byl zahuštěn na rotační vakuové odparce a přečištěn na sloupci Dowsxu 50 v Ca cyklu. Spojené frakce obsahující čistý cortalceron byly zmraženy a lyofilizovány. Výtěžek postupu byl 0,654 g cortalceronu (tj. 41 % vzhledem k použité koncentraci substrátu).10 g of moist enzyme-active mycelium Phanerochaete chrysosporium were weighed into two 250 ml flasks and 50 ml of 2% D-glucosone solution was added. The mixture was incubated at 20 ° C on a reciprocating shaker (150 rpm). After 24 hours, the active mycelium was filtered off, washed and stored in aqueous suspension for further use. The cortalcero2 + nu solution was concentrated on a rotary evaporator and purified on a Dowsx 50 column in a Ca cycle. The combined fractions containing pure cortalcerone were frozen and lyophilized. The yield of the process was 0.654 g of cortalcerone (i.e. 41% with respect to the substrate concentration used).
Příklad 2 g vlhkého mycelia Phanerochaete chrysosporium obsahujícího enzymy pyranosa-2-oxidasu a pyranoson dehydratázu, připraveného podle příkladu 1 se po promytí vodou suspenduje ve 120 ml destilované vody a za chlazení ledem se 5krát 0,5 minuty homogenizuje při maximálních otáčkách homogenizátoru Ultra-Turrax. Ibomolizace desintegrovaného mycelia a koimobilizace katalázy se provádí podle čs. autorského osvědčení č. 231458 vhodně modifikovaného pro biokatalyzátor sloužící k přípravě antibiotika cortalceronu takto:Example 2 g of Phanerochaete chrysosporium wet mycelium containing pyranose-2-oxidase and pyranosone dehydratase enzymes prepared according to Example 1, after washing with water, are suspended in 120 ml of distilled water and homogenized 5 times for 0.5 minutes at maximum speed with an Ultra-Turrax homogenizer. . Ibomolization of disintegrated mycelium and co-immobilization of catalase is performed according to MS. Author's Certificate No. 231458 suitably modified for a biocatalyst used for the preparation of the antibiotic cortalcerone as follows:
. k uvedenému množství desintegrovaného mycelia se za intenzivního míchání přidá 0,6 g technického větveného polyethyleniminu (Sedipur CL-930, BASF, SRN) a poté 10 ml suspenze ko. 0.6 g of technical branched polyethyleneimine (Sedipur CL-930, BASF, Germany) is added to the indicated amount of disintegrated mycelium with vigorous stirring, followed by 10 ml of co-suspension
CS 276 695 B6 merčního enzymu katalázy (Reanal, Maňarsko) a za intenzivního chlazení se upraví pH reakčni směsi na hodnotu 7,8 vodným O,'5 M roztokem NaOH. Pak se za stálého míchání přidává po kapkách celkem 4,'8 ml 25% roztoku glutaraldehydu. Suspenze se po dalších 5 minutách intenzivního míchání rozlije v tenké vrstvě do fotomisky a uloží se do mrazícího boxu při teplotě -15 °C. Po 24 hodinách se rozmrazí přelitím destilovanou vodou. Imobilizovaný preparát se zfiltruje a promývá destilovanou vodou tak dlouho, až filtrát neobsahuje zbytky použitých činidel (kontrola např. snímáním UV spekter). Takto připravený enzymový preparát je možné uchovávat jako suspenzi v destilované vodě v chladu po dobu asi 4 měsíců bez výrazné ztráty aktivity. Celkem bylo z 75 g vlhkého mycelia (obsah sušiny 6 %) získáno 60 g vlhké hmoty směsného imobilizovaného buněčného a enzymového preparátu ve formě agregátů o celkovém obsahu suché hmoty 22 %.CS 276 695 B6 of the measuring enzyme catalase (Reanal, Hungary) and the pH of the reaction mixture was adjusted to 7.8 with aqueous 0.5 M NaOH solution under vigorous cooling. A total of 4.8 ml of a 25% glutaraldehyde solution is then added dropwise with stirring. After a further 5 minutes of vigorous stirring, the suspension is poured into a thin layer in a photomix and stored in a freezer at -15 ° C. After 24 hours, thaw by pouring distilled water. The immobilized preparation is filtered and washed with distilled water until the filtrate does not contain residues of used reagents (check eg by scanning UV spectra). The enzyme preparation thus prepared can be stored as a suspension in distilled water in the cold for about 4 months without significant loss of activity. A total of 60 g of wet mass of the mixed immobilized cell and enzyme preparation in the form of aggregates with a total dry matter content of 22% was obtained from 75 g of wet mycelium (dry matter content 6%).
Přiklad 3Example 3
Do dvou 250 ml baněk bylo odváženo po 10 g vlhkého enzymově aktivního mycelia basidiomycetu Phanerochaete chrysosporium připraveného podle přikladu 1 a přidáno po 50 ml 2% roztoku D-glukózy. Směs byla inkubována na reciprokém třepacím stroji (150 rpm) při 20 °C. V různých časových intervalech byly odebírány vzorky tekutiny (0,1 ml), ve kterých byl zjištován obsah cortalceronu pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie na NH2 koloně Separon SGX. Mobilní fázi tvořil 70% vodný acetonitril o pH 5,0 (H3P04), detekce UV detektorem při 225 nm.10 g of moist enzyme-active mycelium of the Phanerochaete chrysosporium basidiomycet prepared according to Example 1 were weighed into two 250 ml flasks and 50 ml of 2% D-glucose solution were added. The mixture was incubated on a reciprocating shaker (150 rpm) at 20 ° C. Fluid samples (0.1 mL) were taken at various time intervals to determine cortalcerone content by high performance liquid chromatography on a Separon SGX NH 2 column. The mobile phase consisted of 70% aqueous acetonitrile pH 5.0 (H 3 PO 4 ), detection by UV detector at 225 nm.
Na obr. 3 v příloze předmětného vynálezu je znázorněn časový průběh biotransformace D-glukozy na antibiotikum cortalceron aktivním myceliem basidiomycetu Phanerochaete chrysosporium.Figure 3 of the appendix of the present invention shows the time course of D-glucose biotransformation to the antibiotic cortalcerone by the active mycelium of the basidiomycet Phanerochaete chrysosporium.
Na ose x je uveden čas inkubace v hodinách, na ose y obsah cortalceronu v g/1 reakční směsi. Z obrázku vyplývá, že maximální konverze bylo dosaženo v 26. hodině inkubace. Po ukončeni transformace bylo aktivni mycelium odfiltrováno,’ promyto a ve vodné suspenzi uchováno pro další transformace. Roztok cortalceronu byl zahuštěn na rotační vakuové odparce, přečištěn na sloupci Dowexu 50 v Ca cyklu a spojené frakce obsahující čistý cortalceron byly zmraženy a lyofilizovány. Výtěžek postupu byl O,'567 g cortalceronu (tj. 32 % vzhledem k použité koncentraci substrátu - D-glukóza).The x-axis shows the incubation time in hours, the y-axis the cortalcerone content in g / l of the reaction mixture. The figure shows that the maximum conversion was reached at 26 hours of incubation. After completion of the transformation, the active mycelium was filtered off, washed and kept in aqueous suspension for further transformations. The cortalcerone solution was concentrated on a rotary evaporator, purified on a Dowex 50 column in a Ca cycle, and the combined fractions containing pure cortalcerone were frozen and lyophilized. The yield of the process was 0.567 g of cortalcerone (i.e. 32% with respect to the substrate concentration used - D-glucose).
Přiklad 4Example 4
Do pěti 250 ml baněk bylo odváženo po 7 g imolizovaného směsného enzymového preparátu připraveného jak je uvedeno v přikladu 2 a přidáno po 50 ml 2% roztoku D-glukózy. Baňky byly inkubovány na reciprokém třepacím stroji (150 rpm) při 20 °C. V různých časových intervalech byly odebírány vzorky tekutiny (0,1 ml),' ve kterých byl zjišťován obsah cortalceronu pomoci vysokoúčinné kapalinové chromatografie na NH2 koloně Separon SGX. Mobilní fázi tvořil 70% vodný acetonitril o pH 5^0 (H3P04), detekce UV detektorem při 225 nm.7 g of the immolized mixed enzyme preparation prepared as described in Example 2 were weighed into five 250 ml flasks and 50 ml of 2% D-glucose solution was added. The flasks were incubated on a reciprocating shaker (150 rpm) at 20 ° C. Fluid samples (0.1 mL) were taken at various time intervals to determine cortalcerone content by high performance liquid chromatography on a Separon SGX NH 2 column. The mobile phase consisted of 70% aqueous acetonitrile at pH 50 (H 3 PO 4 ), detection by a UV detector at 225 nm.
Na obr. 4,' který je uveden v příloze předmětného vynálezu, je znázorněn přírůstek cortalceronu v závislosti na době transformace. Na ose x ja uveden čas transformace D-glukozy na antibiotikum cortalceron v hodinách, na ose y obsah cortalceronu v g/1 reakční směsi. Z hodnot uvedených na tomto obrázku vyplývá, že maximální konverze bylo dosaženo v 22. hodině enzymové transformace. Po ukončení transformace byl imobilizovaný enzymový preparát odfiltrován, promyt a’uchován pro další opakované použiti. Roztok cortalceronu byl po zahuštěni a přečištění jak je uvedeno v následujícím příkladě lyofilizován. Výtěžek postupu byl 3,73 g cortalceronu (tj. 84 % vzhledem k použité koncentraci substrátu D-glukóze)jJ tedy přibližně třikrát vyšši než za použití intaktniho mycelia v příkladu 3.Figure 4, in the appendix to the present invention, shows the increase in cortalcerone as a function of transformation time. The x-axis shows the time of transformation of D-glucose to the antibiotic cortalcerone in hours, the y-axis the content of cortalcerone in g / l of the reaction mixture. The values shown in this figure show that the maximum conversion was reached at 22 hours of enzyme transformation. After completion of the transformation, the immobilized enzyme preparation was filtered off, washed and stored for further reuse. The cortalcerone solution was lyophilized after concentration and purification as described in the following example. Process yield was 3.73 g cortalcerone (i.e. 84%, owing to the concentration of substrate D-glucose) J J which is approximately three times higher than an intact mycelium in Example 3.
Příklad 5Example 5
Roztok cortalceronu získaný jak je uvedeno v příkladu 4 byl po odfiltrování imobilizovaného enzymového preparátu zahuštěn na rotační vakuové odparce při teplotě nepřevyšuji5 CS 276 695 B6 ci 40 °C na objem 50 ml. Na kolonu (30 cm x 4 cm) iontoměniče Dowex 50 v Ca2+ cyklu bylo dávkováno po 2,5 ml zahuštěného roztoku cortalceronu. Oako mobilní fáze byla použita destilovaná voda a jímaly se frakce o objemu 10 ml. V každé frakci byla měřena absorbance při 225 nm.The cortalcerone solution obtained as in Example 4, after filtering off the immobilized enzyme preparation, was concentrated on a rotary evaporator at a temperature not exceeding 40 ° C or 40 ° C to a volume of 50 ml. 2.5 ml of concentrated cortalcerone solution was loaded onto a column (30 cm x 4 cm) of a Dowex 50 ion exchanger in a Ca 2+ cycle. Distilled water was used as the mobile phase and 10 ml fractions were collected. The absorbance at 225 nm was measured in each fraction.
Na obr. 5j uvedeném v příloze předmětného vynálezu, je znázorněn eluční profil cortalceronu na Dowexu 50 v Ca cyklu. Na ose x je uveden objem eluátu v ml (V/ml), na ose y hodnoty absorbance při 225 nm. Z obrázku vyplývá, že pík cortalceronu (1) odpovídá elučnimu objemu zhruba 180 ml, pík 2-furylglyoxalu (2) elučnímu objemu zhruba 430 ml. Píky cukerných intermediátů (3; 4) následuji. Frakce obsahující cortalceron byly spojeny a lyofilizovány. lontoměniěová kolona byla důkladně promyta destilovanou vodou a tak připravena pro další použití. Při dávkování 63,4 mg surového cortalceronu v 2,J5 ml vzorku bylo po průchodu kolonou nalezeno 54,4 mg čistého cortalceronu v 50 ml; výtěžnost popsaného izolačního a purifikačního postupu dosahuje tedy 86 %.Figure 5j, annexed to the present invention, shows the elution profile of cortalcerone on Dowex 50 in the Ca cycle. The x-axis shows the volume of eluate in ml (V / ml), the y-axis the absorbance values at 225 nm. The figure shows that the cortalcerone peak (1) corresponds to an elution volume of about 180 ml, the 2-furylglyoxal peak (2) to an elution volume of about 430 ml. The peaks of the sugar intermediates (3; 4) follow. Fractions containing cortalcerone were pooled and lyophilized. The ion exchange column was washed thoroughly with distilled water to prepare for further use. At a dosage of 63.4 mg of crude cortalcerone in 2 J 5 ml sample was found after passage through the column of 54.4 mg of the pure cortalcerone 50 ml; the yield of the described isolation and purification procedure thus reaches 86%.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS905172A CS517290A3 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Process for preparing cortalceron antibiotic by enzyme transformation ofd-glucose or d-glucosan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS905172A CS517290A3 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Process for preparing cortalceron antibiotic by enzyme transformation ofd-glucose or d-glucosan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS276695B6 true CS276695B6 (en) | 1992-07-15 |
| CS517290A3 CS517290A3 (en) | 1992-07-15 |
Family
ID=5396111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS905172A CS517290A3 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Process for preparing cortalceron antibiotic by enzyme transformation ofd-glucose or d-glucosan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS517290A3 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003037918A3 (en) * | 2001-10-31 | 2003-10-16 | Danisco | Pyranosone dehydratase from phanerochaete chrysosporium |
| WO2004039993A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Danisco A/S | Polynucleotide encoding a pyranosone dehydratase |
| EP1840211A1 (en) * | 2001-10-31 | 2007-10-03 | Danisco A/S | Pyranosone dehydratase from phanerochaete chrysosporium |
-
1990
- 1990-10-24 CS CS905172A patent/CS517290A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003037918A3 (en) * | 2001-10-31 | 2003-10-16 | Danisco | Pyranosone dehydratase from phanerochaete chrysosporium |
| EP1840211A1 (en) * | 2001-10-31 | 2007-10-03 | Danisco A/S | Pyranosone dehydratase from phanerochaete chrysosporium |
| WO2004039993A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Danisco A/S | Polynucleotide encoding a pyranosone dehydratase |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS517290A3 (en) | 1992-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110527646B (en) | Bacillus tropicalis WZZ018 and its application | |
| CN103266152B (en) | Method for producing trehalose through utilizing immobilized trehalose synthase | |
| Huwig et al. | Laboratory procedures for producing 2-keto-D-glucose, 2-keto-D-xylose and 5-keto-D-fructose from D-glucose, D-xylose and L-sorbose with immobilized pyranose oxidase of Peniophora gigantea | |
| US4442207A (en) | Process for production of glucosone | |
| Iborra et al. | Picrocrocin hydrolysis by immobilized β-glucosidase | |
| CN1094978C (en) | Process for biotransformation of colchicinoid compounds into corresponding 3-glycosyl derivatives | |
| CS276695B6 (en) | Method of producing cortalcerone antibiotic by enzymatic transformation of D-glucose or D-glucosone | |
| Chibata et al. | Immobilized cells: Historical background | |
| KR840000892B1 (en) | Process for preparing "mycophenolic acid glucoside" | |
| GUPTA et al. | Immobilization and properties of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides culture, LM1 | |
| JPH0226957B2 (en) | ||
| EP0717047B1 (en) | Process for producing disaccharides and novel saccharides | |
| JP2012080878A (en) | Method for producing vinyl glycine derivative or salt of the same | |
| JPH022589B2 (en) | ||
| US5162221A (en) | Fructose-1,6-bisphosphate aldolase, a process for the preparation thereof and its use | |
| RU2234511C2 (en) | Method for preparing macrocyclic lactone | |
| EP0365029B1 (en) | Method of systhesizing optically active beta-halolactic acid or glycidic acid | |
| Křen et al. | Bioconversion of agroclavine by free and immobilized Claviceps fusiformis cells | |
| JPH05176785A (en) | Production of arbutin | |
| Imdad et al. | Fermentation-Based Production and Immobilization of β-Glucuronidase From Talaromyces pinophilus Li-93 for Efficient Bioconversion of Glycyrrhizin | |
| KR800000241B1 (en) | The method for the prepation of fixed glucose transferase | |
| JPS6219599A (en) | Novel macrolide antibiotic m119 | |
| RU2032743C1 (en) | Method for producing of yeast alcohol oxidase | |
| JPH07284389A (en) | New trehalose phosphorylase and its production | |
| KR810001824B1 (en) | Immobilization of Nucleases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20001024 |