JPH08501215A - 抗生物質ge2270因子aの生産を選択的に増加させる方法 - Google Patents
抗生物質ge2270因子aの生産を選択的に増加させる方法Info
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Abstract
(57)【要約】
プラノビスポラ・ロセア ATCC 53773又はその抗生物質GE2270生産性突然変異株又は変異株の発酵培地に、ビタミンB12又はビタミンB12と同様な活性を有するビタミンB12の類似体を添加することから成る、GE2270の因子Aの選択的生産及び全抗生物質収率を増加させる方法。
Description
【発明の詳細な説明】
抗生物質GE2270因子Aの生産を選択的に増加させる方法
抗生物質GE2270は、プラノビスポラ・ロセア(Planobispor a rosea)
ATCC53773の培養物から単離されたチアゾリルペプ
チド物質である。
グラム陽性菌及びいくらかのグラム陰性菌に対して主として活性であるこの物
質は、それを得る方法及び対応する製薬学的組成物と共にヨーロッパ特許公開第
359062号に述べられている。
抗生物質GE2270は、既に単離されそして特徴付けされている密接に関連
した成分A、B1、B2、C1、C2、C2a、D1、D2、E及びTの複合物
(complex)として微生物により生産される。
主要な量で得られる成分でありそして生物学的活性に最も関係のある成分であ
る因子A(Factor A)は、その単離及び使用と共に前記のヨーロッパ特
許出願第359062号に記載されている(E.Selva et al.,“
Antibiotic GE2270 A:A Novel Inhibito
r of Bacterial Protein Synthesis.I.I
solation and Characterization”.The J
ournal of Antibiotics,Vol.44 No.7,69
3 − 701,1991; J.Kettenring et al,“An
tibiotic GE2270 A:A Novel Inhibitor
of Bacterial Protein Synthesis.I
I.Structure Elucidation”.The Journal
of Antibiotics,Vol.44 No.7,702−715,
1991)参照)。
因子Aは、抗生物質GE2270因子A1、A2、A3(加水分解による)及
びH(還元剤、例えばNaBH4による処理による)の製造のための出発物質と
して利用される。
因子B1、B2、C1、C2、D1、D2、E及びT並びにそれらの単離方法
及びそれらの使用はヨーロッパ特許出願公開第451486号に記載されている
。因子C2a及びその単離方法はヨーロッパ特許出願公開第529410号(米
国特許出願第07/931084号に相当する)に記載されている。
GE2270因子Aからの抗生物質GE2270因子A1、A2、A3及びE
の製造は、ヨーロッパ特許出願公開第406745号に記載されている。E.S
elva et al., “Natural Antibiotics Re
lated to GE2270 A.: I solation,Struc
ture Elucidation and Biological Char
acterization”,31st ICAAC,Sept.29−Oct
.2,1991,Chicago.参照。この論文では、因子C2はC2bと同
一のものであるとされている。
複合物GE2270の成分の構造は表I記載されている。
最近の抗生物質処理に対する耐性及び抵抗の発生が増加していることにより、
新規な抗生物質に対する要求は依然として高い。一定の物理化学的挙動(例えば
安定性)及び生物学的挙動(例えば薬動力学)を執るよく規定されそして標準化
された組成を有する単一の単離された形態の抗生物質が特に望ましい。
EP−A−359062に記載の最近の発酵法では、因子Aが一般に70%よ
り少ない(HPLCによる)複合物混合物が得られ、全抗生物質生産性は一般に
300ppmより低い。本発明に従えば、GE2270抗生物質複合物の生産に
使用される発酵培地に、ビタミンB12(シアノコバラミン)又はシアノ基が他の
リガンドにより代替されているビタミンB12と同様な活性を有するビタミンB12
の類似体を添加すると、全抗生物質複合物収率と因子Aの生産の選択性の両方が
高められることが見いだされた。
ビタミンB12と同様な活性を有するビタミンB12の類似体の例は、例えば、ヒ
ドロキソコバラミン、5′−デオキシアデノシルコバラミン、メチルコバラミン
及び本“THE VITAMINS”, Chemistry,Physiol
ogy,Pathology,Methods”、edited by W.E
.Sebrell and R.S.Harris、Vol.II,pg.18
1、Academic Press,New York−London,196
8.に記載のものである。
ビタミンB12の効果による抗生物質の生産の改良は、モネンシン、ホーチマイ
シン、ゲンタマイシン、チュアンキシンマイシン(chuangxinmyci
n)、SF−2312、へプテム酸(heptemi
c acid)骨格を有する抗生物質(チエナマイシン,PS−5等)、エルサ
マイシン(elsamicin)及びレイナマイシン(leinamycin)
について文献に報告されている。
しかしながら、全抗生物質収率の増加と複合物の成分の1つの高度に選択性の
生産を示す同時的二重の効果が観察されたことはないと思われる。
ミクロモノスポラ・プルプレア(Micromonospora purpu rea)
のゲンタマイシン生産株に関して詳細な検討がロシア人の著者によりな
された(T.P.Krasnova et al.:“Comparative
Studies on Active Strain of Micromo nospola
purpurea and its Low Active
Mutant in Connection with Biosynthes
is of Gentamycin”.Antibiotics 24,No.
5,323−328,1979;Ringdog Abstract 3104
4U)。それらの結果は下記の如く要約することができる。
(a)発酵培地へのコバルトの添加は、ビタミンB12の生合成を刺激しそして
抗生物質複合物の組成に影響を与える。
(b)コバルト添加の効果について提唱された機構は、コバルトイオンが、メ
チル基の供給源(source)であるメチオニンの合成に必要な内因性B12の
合成を刺激するということである。
G2270に関して本発明者により行われた実験では、CoCl2添加では中
程度の効果しか見られず、因子Aの選択性は僅かに影響を受けそして全体的GE
2270合成は僅かに増加して300ppmのオーダ
ーの値になったにすぎない。
本発明に従う所望の効果を達成するために発酵培地に加えられるべきビタミン
B12又はその類似体の量は、普通は生産菌株及び使用される培養培地の組成に依
存して変わる。簡単な実験室規模の試験で、発酵培地に添加されるべきビタミン
B12又はその類似体の適切な量を当業者は決定することができる。
通常の発酵条件下では、有効量は一般に0.0005ppm乃至5ppmの範
囲にある。5ppmより多い量を用いることができるが、上記の範囲の上限の値
で達成することができる効果より何ら実質的に高められない。ビタミンB12の好
ましい添加は、0.005ppm乃至1ppmの範囲にある。
ビタミンB12は、遊離化合物として(例えば、結晶性ビタミンB12)、又は濃
厚物として、又は発酵培地に添加することができるより複雑な物質の成分として
添加することができる。該物質は、抗生物質GE2270の生産に必要な発酵条
件に対して許容されうるものであるべきであり、即ち、それは上記の菌株に対し
て毒性ではないものであるべきでありそしてその生育及び生産性に負の影響を与
えないものであるべきである。
好ましくは、この物質は、微生物によりその生育のために必須の元素の有効な
供給源としても利用されることができる、即ち、それは炭素、窒素及び/又は無
機塩類の供給源としても利用することができる。例えば、ビタミンB12活性は、
標準魚粉及び脱脂魚粉に含まれている。故に、発酵培地への適当な量の魚粉の添
加は、同化可能な窒素源として作用し、同時に本発明の効果を達成するのに必要
な量のビタミンB12を提供することができる。
本発明の方法に使用される発酵培地及び培養プロセス条件は、上記のEP−A
−359062に既に実質的に述べられている。プラノビスポラ・ロセア AT
CC 50773又はその抗生物質GE2270生産性突然変異株(mulan
t)又は変異株(varlant)が、抗生物質GE2270生産性微生物とし
て使用される。該変異株又は突然変異株は、例えば、上記EP−A 35906
2に示されたような種々の公知の突然変異源による処理により得ることができる
。
要約すると、本発明は、炭素、窒素及び無機塩類の同化可能な供給源(sou
rces)の存在下で液内(submerged)好気性条件下に菌株プラノビ スポラ・ロセア
ATCC 50773又はその抗生物質GE2270生産性突
然変異株又は変異株を培養することにより、主要な(predominant)
因子Aの含有量を選択的に高めた抗生物質GE2270複合物を高収率で生産す
る発酵方法であって、ビタミンBl2又はシアノ基が他のリガンドにより置換され
ているビタミンB12と同様な活性を有するB12の類似体を発酵培地に添加するこ
とを特徴とする方法から成る。
上記のように、本発明に従って利用される発酵方法は、抗生物質GE2270
複合物を生産するための技術水準に述べられた方法と実質的に同じである。プラ ノビスポラ・ロセア
の凍結培養物サンプルを使用して栄養培地(vegetat
ive medium)を入れたフラスコ又は容器に接種する。次いで、培養物
を所望の生育を達成するに十分な時間26℃乃至37℃の温度で振とうしながら
インキュベーションする。28℃乃至30℃の温度で、60−75時間のインキ
ュベーション時間は、一般に満足な生育のために十分である。この期間の後、得
られた培
養物のアリコートを、適当な量のビタミンB12又はその類似体を添加された発酵
培地の入っているフラスコ又は容器に移す。ビタミB12が複合物質の成分として
又は好ましくは発酵培地の栄養素物質(nutrient materials
)の成分として添加されるならば、該物質はそのビタミンB12の含有率に関係し
て添加されるべきである。本発明の効果を得るのに必要な添加量は、種々の異な
る濃度の選ばれた物質を発酵培地に加える一連の培養実験を行うことにより、又
は溶媒(例えば、ベンジルアルコール、フェノール又はブタノール)抽出及び抽
出物のクロマトグラフィー分離/分析により該物質のビタミンB12の含有率を決
定することにより決めることができる。
しかしながら、或る場合には、或る濃度値以上では、いくらかの物質はGE2
270複合物を生産する微生物に対して一般的抑制効果を示すので、発酵ブロス
(fermentation broth)に加えることができる物質の量には
限界がある。
例えば、1g/リットル乃至15g/リットルの添加量で全GE2270複合
物生産性の増加及び因子Aの選択的生産の増加の両方を促進する或る種の魚粉[
アグラス タイプ(Agras type)99.9]は、20g/リットルの
濃度では、微生物の増殖及び抗生物質の生産を実質的に抑制することが観察され
た。このような効果は、脱脂した魚粉アグラス タイプ99.9の添加では観察
されなかった。
標準発酵培地及び適当な量のビタミンB12の入っているフラスコ又は容器を、
上記の培養物の接種の後、抗生物質GE2270複合物の最大収率を達成するた
めの十分に長い期間振とう又は撹拌しながら、24℃乃至37℃、好ましくは、
28℃乃至30℃の温度に保つ。この期間は、
感受性の微生物[例えば、バチルス・サブチリス(Bacillus subt ilis
)又はストレプトマイセス・オーレウス(S.aureus)]に対す
るペーパーディスク又は寒天拡散アッセイ(paper disc or ag
ar diffusion assays)のようなバイオアッセイ、当業界で
普通に使用されるTLC又はHPLC法(EP−A−359062参照)を包含
する分析法により発酵の進行を監視することにより本質的に決定される。
一般に、本発明に従って使用される条件下に抗生物質GE2270の最大収率
を達成するのに十分な発酵期間は3日乃至7日の範囲である。
本発明の方法を実施するために利用される標準前培養(pre−cultur
e)及び発酵培地の組成は、当業界で普通に使用される栄養素物質を含有する。
しかしながら、或る種の栄養素物質が好ましい。
好ましい炭素源は、グルコース、マンノース、ガラクトース、デンプン、コー
ンミール及び同様なものである。好ましい窒素源は、アンモニア、硝酸塩、大豆
ミール、ペプトン、加水分解カゼイン、肉エキス、酵母エキス、トリプトン、ア
ミノ酸及び同様なものである。培養培地に導入することができる無機塩類として
は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、鉄イオン、亜鉛イオン、コバルトイオ
ン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオン、塩化物イオ
ン、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン及び同様なイオンを生
じることができる慣用の可溶性塩がある。
例えば、標準発酵培地(ビタミンB12又はその類似体の添加を考慮しないで)
は、可溶性デンプン、加水分解カゼイン、酵母エキス、肉エキス、大豆ミール、
グルコース及び炭酸カルシウムを含有することができ
る。ビタミンB12が複合物質の成分として補充される場合には、上記した栄養素
成分に他の物質を添加することができる。魚粉、動物器官抽出物、ビタミンB12
微生物生産からの粗抽出物(raw extracts)は、ビタミンB12を含
有する該複合物質の代表的な例である。
発酵培地に硫酸アンモニウムを添加すると、発酵ブロスの因子A生産の選択性
及び総合的効力に対する特定の効果が観察された。硫酸アンモニウムの好ましい
濃度は0.5g/l乃至1.5g/lの範囲にある。
発酵を止めるとき、本発明の一般的条件下に得られる抗生物質GE2270複
合物は、80%より多くの(HPLC)因子Aを含有する。最も好ましい条件下
に発酵プロセスを行うことにより、発酵ブロス中350〜500ppmのオーダ
ーの全抗生物質GE2270複合物の最終濃度が得られ、その際因子Aの割合は
約90%(HPLC)である。
抗生物質生成物は、従来開示された方法に従って発酵ブロスから回収され、精
製されうる(EP−A−359062参照)。特に、粗製GE2270が90%
以上の割合で因子Aを含有する場合には、有機溶媒又は有機溶媒の混合物からの
再結晶により直接それを精製して、総量で5%未満の他の因子を含有する生成物
を得ることができる。
下記の実施例は本発明の方法を行うためのいくつかの代表的な方法を述べる。実施例1 発酵方法
1.1)微生物
使用する微生物は実用在庫品(working stocks)として使用す
るために−80℃に保たれた凍結培養ブロス中に貯蔵されてい
るプラノビスポラ・ロセア(Planobispora rosea)ATCC
53773又はそのGE2270生産性突然変異株又は変異株である。
貯蔵培地は下記の組成を有する
可溶性デンプン 20 g/リットル
ポリペプトン 5 g/リットル
酵母エキス 3 g/リットル
肉エキス 2 g/リットル
大豆ミール 2 g/リットル
CaCO3 1 g/リットル
1.2) 発酵条件
上記の培地と同じ培地を入れたフラスコに上記の凍結培養物5mlを接種する
ことにより、500mlのエルレンマイヤーフラスコ中に前培養物(pre−c
ultures)を調製する。
接種したフラスコを、振とうさせながら(200rpm)28℃で72時間イ
ンキューベーションし、次いで培養ブロスの4mlのアリコートを、選ばれた量
のビタミンB12又はその類似体を添加された下記の培地の入っているフラスコに
移す。
可溶性デンプン 35 g/リットル
加水分解カゼイン 5 g/リットル
酵母エキス 8 g/リットル
肉エキス 3.5 g/リットル
大豆ミール 3.5 g/リットル
グルコース 10 g/リットル
CaCO3 2 g/リットル
この培地は蒸留水で調製され、pHは滅菌(122℃で30分間)の前に7.
2に補正される。各培地は発泡防止剤としてホダーグ(Hodag) AFM−
5、0.03%を含む。
発酵は、振とうさせながら28℃〜300℃で7日間行い、その間発酵された
ブロスを抗生物質の生産について監視する。
1.3) ビタミンB12の添加
1.3.1) ビタミンB12又はその類似体を25mg/mlの出発濃度で蒸
留水に溶解し、水で希釈する。溶液をろ過により滅菌し、選ばれた濃度で上記の
発酵培地に加える。
1.3.2) 魚粉(アグラスタイプ99.9及び脱脂したアグラスタイプ9
9.9)を選ばれた量で上記培地の入っている発酵フラスコに添加する。
1.4) 抗生物質生産のHPLC分析
発酵ブロス1容量をアセトニトリル2容量で、室温で約20分間撹拌すること
により抽出し、得られる懸濁液を3.000rpmで5分間遠心分離する。
得られる溶液を、希釈比1:3としてHPLC分析に使用する。
HPLCの条件:
機器 :UV254検出器を有するHP1082
カラム :ブラウンリー (Brownlee)RP−18
5μ 22cm
プレカラム :ブラウンリー RP−18 5μ 1.5cm
溶離剤相A :NaH2PO4 20mM−CH3CN
90:10
溶離剤相B :NaH2PO4 20mM−CH3CN
30:70
勾配のタイプ :線形
勾配時間 :45%Bから75%Bまで20分
流速 :1.5ml/分
注入 :30μl
上記の条件下に、6.20分乃至13.67分の保持時間(Rt)間隔内に
入るHPLCクロマトグラフィープロフィルのすべてのピークは、GE2270
複合物の因子に関係がある。因子Aは11.65分のRt値を示す。実施例2 ビタミンB12又はその類似体の添加の効果
2.1) 下記の表1は、発酵培地への種々の濃度でのビタミンB12の添加の
効果を示す2つの実験を報告する。評価はHPLC法により行う。
2.2) 下記の表2は、発酵培地への種々の濃度でのメチルコバラミンの添
加の効果を示す。
2.3) 下記の表3は、発酵培地への種々の量の魚粉の添加の効果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.炭素、窒素及び無機塩類の同化可能な供給源の存在下で液内好気性条件下 に菌株プラノビスポラ・ロセア ATCC 53773又はその抗生物質GE2 270生産性突然変異株又は変異株を培養することにより、主要な因子Aの含有 量を選択的に高めた抗生物質GE2270複合物を高収率で生産する発酵方法で あって、ビタミンB12又はシアノ基が他のリガンドにより置換されているビタミ ンB12と同様な活性を有するB12の類似体を発酵培地に添加することを特徴とす る方法。 2.発酵培地に添加されるビタミンB12又はその類似体の量が0.0005p pm乃至1ppmの範囲にある請求の範囲第1の方法。 3.ビタミンB12又はその類似体が、ビタミンB12、ヒドロキソコバラミン、 5′−デオキシアデノシルコバラミン及びメチルコバラミンから選ばれる請求の 範囲1又は2の方法。 4.ビタミンB12を、抗生物質GE2270の生産のために必要な発酵条件に 対して許容され得る複合物質の成分として添加する請求の範囲1及び2のいずれ かの方法。 5.複合物質が魚粉又は脱脂された魚粉である請求の範囲4の方法。 6.発酵培地に添加される魚粉又は脱脂された魚粉の量が1g/リットル乃至 15g/リットルの範囲にある請求の範囲5の方法。 7.魚粉がアグラスタイプ99.9又は脱脂アグラスタイプ99.9である請 求の範囲6の方法。 8.硫酸アンモニウムを、好ましくは0.5g/リットル乃至1.5g/リッ トルの範囲の濃度で、発酵培地に添加する請求の範囲1乃至7のいずれかの方法 。
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