JPS61280293A - ステロイド化合物のリン酸エステルの製造方法 - Google Patents

ステロイド化合物のリン酸エステルの製造方法

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JPS61280293A
JPS61280293A JP12148885A JP12148885A JPS61280293A JP S61280293 A JPS61280293 A JP S61280293A JP 12148885 A JP12148885 A JP 12148885A JP 12148885 A JP12148885 A JP 12148885A JP S61280293 A JPS61280293 A JP S61280293A
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steroid compound
phosphoric acid
alkali metal
metal salt
acid ester
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JP12148885A
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Haruji Sawada
沢田 治司
Masaaki Watanuki
綿貫 雅章
Masahiko Mutai
務台 方彦
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Yakult Honsha Co Ltd
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Yakult Honsha Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮栗上皇肘■立国 本発明はステロイド化合物のリン酸エステルの微生物学
的製造方法に関するものである。
更に詳細には、ステロイド化合物をリン酸エステル化す
る能力を有するモルティエレラ属に属する糸状菌を培養
する工程と、該モルティエレラ属に属する糸状菌をステ
ロイド化合物またはそのアルカリ金属塩に接触させる工
程と、該ステロイド化合物またはその塩から変換された
ステロイド化合物のリン酸エステルまたはそのアルカリ
金属塩を回収する工程とを含む微生物変換によ北ステロ
イド化合物のリン酸エステルまたはそのアルカリ金属塩
の製造方法に関するものである。
従米抜吉 芳香族化合物の硫酸エステル化やグルクロン酸エステル
化についてはヒドロキシビフェニールのアスペルギルス
・トキシカリウス(とy山1■匹toxicarius
)による硫酸エステル化反応(J、 Bacterio
l、、156,49.1983)および1−ナフトール
や4−ヒドロキシビフェニールのカンニングハメラ・エ
レガンス(Cunn江肢U姓り姐」l匣)による硫酸お
よびグルクロン酸エステル化反応(Appl。
Environ、 Microbio!、、旦、 10
70.1982)が最近報告されているが、微生物によ
るステロイド化合物や多環炭化水素のリン酸エステル化
反応については全く知られていないのが現状である。
また、ステロイド化合物は種々の生理活性を有すること
が明らかとなっており、すでにいくつかの医薬品に応用
され、かつその用途の拡大のための研究がなされている
。しかし、一般にステロイド化合物は水難溶性のため、
水易溶性ステロイド化合物は複雑な工程を経て化学合成
により製造されている。また、なかには合成困難なもの
もある。
即ち本発明の目的は水難溶性ステロイド化合物に対し、
ステロイド化合物の強力なリン酸エステル化能を有する
微生物によって水易溶−性ステロイド化合物を製造する
ことにある。
−をゞするための手 本発明者らはステロイド化合物のリン酸化を指標に種々
の菌株について鋭意研究した結果、特開昭59−159
795号記載の糸状菌モルティエレラ・ラマニャーナ・
ラマニャーナ(Mortierella ramann
iana var、 ramanniana)Y2−1
 (微工研条寄第440号)がステロイド化合物に対す
る強力なリン酸エステル化活性を示すことを見い出した
具体的には、ステロイド化合物や胆汁酸の中でも脂溶性
の強いりトコール酸あるいはそのアミノ酸泡合体を基質
とし、リン酸エステル化能を有する菌株を、■ヤクルト
本社中央研究所保存菌株の中からスクリーニングし、該
糸状菌にその活性を見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
即ち、本発明の構成はモルティエレラ属に属する糸状菌
を出発物質としてのステロイド化合物またはそのアルカ
リ金属塩に接触させて、ステロイド環に存在するα又は
β型水酸基をリン酸エステル化することにより、水易溶
性のステロイド化合物のリン酸エステルを製造するもの
である。
さらに詳述すれば、ステロイド化合物をリン酸エステル
化する能力を有するモルティエレラ属に属する糸状菌の
菌株、典型的にはモルティエレラ・ラマニャーナ・ラマ
ニャーナ(Mortierella ramannia
na var、 nn島n皿)Y2−1株(以下、単に
Y2−1株という)の菌体をステロイド化合物またはそ
のアルカリ金属塩に対して接触させることにより、微生
物変換の方法を用いて該ステロイド化合物のリン酸エス
テルまたはそのアルカリ金属塩を製造する方法であり、
具体的には下記の方法を包含する。
(1)ステロイド化合物またはそのアルカリ金属塩を含
有する培養培地にて、上記糸状菌を培養することにより
培地中に該ステロイド化合物のリン酸エステルまたはそ
のアルカリ金属塩を蓄積させて、これを回収する方法。
(2)上記糸状菌が良好に生育する培養培地にて該糸状
菌を培養して得た菌体を、反応液中にてステロイド化合
物またはそのアルカリ金属塩に接触させることにより、
該ステロイド化合物のリン酸エステルまたはそのアルカ
リ金属塩を生成させてこれを回収する方法。
次に上記各方法につき更に詳述する。上記(1)の方法
ではステロイド化合物またはそのアルカリ金属塩を培養
工程の適宜の時期に培養培地に一度に加えてもよく、あ
るいは段階的にまたは連続的に加えてもよい。また方法
はバッチ式、流加式または連続式で行い得る。
培養におけるステロイドの濃度はとくに制限されないが
好ましくは0.1〜100g/J!の範囲である。微生
物を接種する前に、適当な培地で増殖させたのちに変換
用培地に接種してもよい。追加の栄養素、または別の炭
素源、エネルギー源を所望により添加してもよい。好ま
しい炭素およびエネルギー源はグルコース、グリセロー
ル、廃糖蜜、酵母エキス、脂肪酸など、また好ましい窒
素源はアンモニウム塩、コーシスチーブリカー、大豆ミ
ール、綿実ミール、フィツシュミール、牛肉エキス、魚
肉エキスなどである。培養には適当な温度が採用され、
通常10〜45℃、好ましくは25〜30℃である。培
養pHは通常4〜8で行われるが、好ましくはpH7〜
7.5である。好適な培養時間は48時間以上、最適に
は5日程度である。
目的化合物の収穫の好適な時期は菌体濃度、培地中の炭
素源濃度、溶存酸素濃度、排出ガス中の酸素や二酸化炭
素の1つ以上をモニターすることにより、あるいは培養
濾液の各種クロマトグラフィー分析などにより決定する
次に上記(2)の方法では一旦培養培地から分離した菌
体の全部もしくは一部(胞子)をステロイド化合物また
はそのアルカリ金属塩を懸濁させた反応液中に投与して
もよい。また分離した菌体の全部もしくは一部をポリア
クリルアミドやカルシウムアルギネート等を用いて固定
化した後にステロイド化合物またはそのアルカリ金属塩
に接触させてもよい。更に反応液中にエネルギー源とし
ての有機物質、典型的にはブドウ糖、ガラクトース、そ
の他の炭水化物、カゼイン加水分解物、酵母エキス等を
低濃度に添加することにより反応効率がよくなる。
変換生成物はイオン交換樹脂に吸着させ、ついで溶出す
るか、または適当な水混和性有機溶媒にて抽出し、つい
で結晶化させるなどの種々の方法で回収される。
本発明に使用するモルテイエレラ属の糸状菌、典型的に
はY2−1株の生育形態および生理学的性質は特開昭5
9−159795号に記載の通りである。
本発明方法でリン酸エステル化される好ましい化合物の
例として下記のものがあげられるが、ここに記載する化
合物に限定されるものではなく、芳香族化合物や多環式
炭化水素化合物に該糸状菌を作用させて各々のリン酸エ
ステル化物を調製することも可能である。
コレステロール コレスタン−3β−オール 17α−メチル−テストステロン 5α−アントロスタン−3β、17β−ジオールΔ5−
アンドロステン−3β、17β−ジオールテストステロ
ン アンドロステロン テヒドロイソアンドロステロン へ4−アンドロステンー11β−オール−3,17−シ
オン デオキシコルチコステロン 17α−ヒドロキシ−プレグネノロン プレドニソロン アルドステロン コルチコステロン Δ5−プI/グネンー3β−オール−20−オン17α
−ヒドロキシ−プロゲステロン ヒドロコルチゾン コルチゾン 17α−エチニルエストラジオール エストロン エストリオール β−エストラジオール コール酸 ケノデオキシコール酸 ウルソデオキシコール酸 デオキシコール酸 リトコール酸 次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はこれらに限定されない。
〈実施例1〉 水道水1eに対してグルコース50g1ポリペプトン5
g、酵母エキス2 g 1KHzPO* 1g 、 K
JPO4,2g 、 Mg5Oa  −71200,5
g 、 CaClzlomg、FeSO4□ 7Hz0
10mg 、塩酸チアミン10■および変換基質として
のタウロリトコール酸1gを混合してなる61の液体培
地を1011容量の発酵槽に投入し、予め同組成の培地
を用いて27℃にて48時間坂ロフラスコ中で振盪培養
したY2−1株をと記発酵槽内の液体培地に5%接種し
、培養温度27°C,p)17〜7.5に調整しながら
攪拌速度300rpm、通気量0.5 vvmで5日間
、好気的に培養した。培養終了後、培養液を5℃に冷却
し、遠心して菌体および沈澱生成物とともに透明な上清
液を得る。この上清液を適当なポリマー非イオン性吸着
剤ポリスチレン−ジビニルベンゼンコポリ−r −(ア
ンバーライトXAD−2が好ましい吸着剤である。)の
吸着床を通過させて、生成物を吸着させる。この吸着床
を脱イオン水で洗浄して不要の無機物を除き、ついでメ
タノールまたはエタノールで溶出し、生成物を回収する
このものと上記遠心により得られた固体層を70%熱水
メタノールまたはエタノールで抽出して得られる生成物
とを混合する。この混合抽出物を減圧下に濃縮してメタ
ノールまたはエタノールをほとんど除き、濃縮物を得た
これをセファデクスLH20350gを充填したカラム
に吸着させ、0.01M NaC1を含むクロロホルム
:メタノール(1: 1)から成る混合溶媒で脂溶性画
分を溶出したのち、メタノールにて水溶性画分を回収し
た。これを減圧下に濃縮乾固し、3.5gの固形物を得
た。
次に上記固形物をDBAEセファデクスA−2560g
を充填したカラムにて0〜1Mの食塩濃度勾配下に溶出
することによってタウロリトコール酸のリン酸エステル
画分を採取した。
この目的画分を前記XAD2樹脂に吸着させて脱イオン
水にて洗浄、脱塩後メタノールにて溶出し、タウロリト
コール酸−3−リン酸のナトリウム塩の結晶2.1gを
得た。
〈実施例2〉 実施例1の培地のタウロリトコール酸の濃度を0.1g
/12とした培地にて、pH7、通気量0.5vvms
攪拌速度300rpmでY2−1株を48時間培養した
。この菌体をガーゼにて採取し、pH7のリン酸緩衝液
で洗浄した後、これをに2肝041g1グルコース10
g1酵母エキス065gおよびタウロリトコール酸0.
2g、蒸留水11から成る反応液<pH7,5)に菌体
濃度20 g / 12となるように懸濁させて、30
℃にて60時間変−反応を行わせた。以後は実施例1の
場合と同一の操作により反応液11当り0.1gのタウ
ロリトコール酸−3−リン酸のナトリウム塩の結晶を得
た。
なお、本願発明の実施例(11、(2)にて回収された
結晶を以下に列記する分析法を用いて化学的同定を行っ
た。
(1)2次イオン化質量分析(S IMS)モレキュラ
ーピーク(M++)(+)は630に認められることよ
り分子量は629である。
(2)赤外吸収スペクトル KBr法にて測定した結果を第2図に示す。
120Qcm−’にp−o−φのC−O伸縮振動、10
2102O’にP、0の伸縮振動を示す吸収が認められ
る。
(3)融点 280℃にて分解した。
(41’ H−N M R サンプル測定は重水中で行った。
■ 4.58ppm H−C−OH(m)  3位4.
06ppm LC(t)タウリン側鎖メチレン3.56
ppm HzC(t)タウリン側鎖メチレン1.42p
pm H:+C(d) 21位]、、41ppm 83
C(S) 19位11−16pp H3C(S) 18
位■ 3位の1Hが基質タウロリトコール酸の3位の’
H(4,10ppm)より低磁場シフトしていることよ
りタウロリトコール酸の3α水酸基にリン酸基がエステ
ル結合していることがわかる。
(5)  ホスファターゼによるリン酸エステルの遊離 実施例1で得られた結晶1■をpH10,4のグリシン
緩衝液50m1中に溶解し、100ユニツトのアルカリ
ホスファターゼ(BovineIntestinal 
Mucosa由来シグマ1VkLP−5521,)を添
加し、37℃にて7時間脱リン酸化を行わせた。反応終
了後、反応液中に遊離したリンの量を比色定量法(デニ
ゲス法農芸化学実験書第1巻P103京都大学農学部農
芸化学教室曙)によって定量したところ48.9μgが
検出された。これはタウロリトコール酸のリン酸エステ
ルのナトリウム塩の中に含まれる理論的含有量49.2
μgとほぼ一致する。また、アルカリホスファターゼ処
理によって遊離したタウロリトコール酸を胆汁酸専用高
速液体クロマトグラフィー(日本分光製パイルパックお
よびエンザイムバックシステム)にて測定したところ、
1.60μmoleのタウロリトコール酸が検出された
。これは1■のタウロリトコール酸のリン酸エステルの
ナトリウム塩が理論的に含有するタウロリトコール酸の
含量1,59μmo1.eとほぼ一致する。以上質量分
析より分子量が629であること、赤外吸収スペクトル
よりリン酸基が認められることおよび基質がタウロリト
コール酸であることに基づいて、リン酸エステル化が起
こったと判断され、さらに’H−NMRスペクトルより
基質の水酸基にリン酸がエステル結合していることが確
認された。
さらにホスファターゼ処理によってリン酸が遊離するこ
とから、この結晶はタウロリトコール酸−3−リン酸の
ナトリウム塩と同定された。
〈実施例3〉 水道水11に対してグルコース50g、ポリペプトン5
g 、酵母エキス2g 、 KIhPOt 2g −K
zHPOa 3g 5Mg5O4−7Hz00.5g、
 Fe5Oa  ’71hO10mg 、 CaC1z
 10mg、塩酸チアミン10呵およびリン酸エステル
化の基質として表1に示した26種類のステロイド化合
物をそれぞれ0.5gを混合して成る液体培地を500
m1の坂ロフラスコに100m1づつ分注し、121℃
10分間滅菌し、室温にて冷却後、予めステロイドの入
っていない上記培地にて2日間27℃で振盪培養したY
2−1株の培養液を5%接種した。各々の坂ロフラスコ
を27℃にて3日間毎分120ストロークスで振盪培養
した。培養終了後培養液を5N塩酸および5Nの水酸化
ナトリウムにてpH6に8周整しその20m lを40
m lのn−フ゛名ノールでそれぞれ抽出し、減圧下に
濃縮乾固した。−次に各濃縮物の半量にpH10,4の
グリシン緩衝液10m1を注入し、超音波処理を行って
均一溶液としたのち中小腸粘膜由来のアルカリホスファ
ターゼ(シグマ阻P−5521) 12.5ユニツトを
投入し、37℃にて7時間脱リン酸化反応を行わせた。
次にこの反応液を20m1のn−ブタノールで抽出し、
減圧下に濃縮乾固した。このようにして調整した培養液
のn−ブタノール抽出標品とそれぞれをアルカリホスフ
ァターゼ処理した標品についてその一定量をn−ブタノ
ール:酢酸:水(10: 5 : 3)の展開溶媒系に
てシリカゲル(メルクキーゼルゲルG−60、F254
.0.2511)の薄層クロマトグラフィー分析を行い
、ホスファターゼ処理によって消失するスポットのを無
とその量をTLCスキャナー(島津デュアルウェイブレ
シス、TLCスキャナ・−)にて定量した。
表1は各基質とy2−1株によるそのリン酸化効率を示
したものである。
表I  Y2−1株による各ステロイドのリン酸エステ
ル化の効率 ステロイド    リン エステルヒtシ (%)コレ
ステロール           30コレスタン−3
β−オール      4017α−メチル−テストス
テロン    505α−アントロスタン−3β、  
   6517β−ジオール △5−アンドロステンー3β、     6017β−
ジオール テストステロン           55アンドロス
テロン          25テヒトロイソアンドロ
ステロン    15△4−アンドロステン−11β−
10 オール−3,17−シオン デオキシコルチコステロン       517α−ヒ
ドロキシ−プレグネノロン  30プレドニソロン  
         15アルドステロン       
     5コルチコステロン          2
0△5−プレグネン−3β−オール−4520−オン 17α−ヒドロキシ−プロゲステロン  10ヒドロコ
ルチゾン           10コルチゾン   
           1517α−エチニルエストラ
ジオール    5エストロン           
  75エストリオール           10β
−エストラジオール        80コール酸  
            45ケノデオキシコール酸 
       35ウルソデオキシコール酸     
  40デオキシコール酸          45リ
トコール             50
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る変換反応基質の基本構造式を示
す説明図であり、第2図は実施例1によって生産された
タウロリトコール酸−3−リン酸のナトリウム塩の赤外
吸収スペクトルである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステロイド化合物をリン酸エステル化する能力を
    有するモルティエレラ属に属する糸状菌を培養する工程
    と、 該モルティエレラ属に属する糸状菌をステロイド化合物
    またはそのアルカリ金属塩に接触させる工程と、 該ステロイド化合物またはその塩から変換されたステロ
    イド化合物のリン酸エステルまたはそのアルカリ金属塩
    を回収する工程 とを含むことを特徴とする微生物変換によるステロイド
    化合物のリン酸エステルまたはそのアルカリ金属塩の製
    造方法。
  2. (2)ステロイド化合物をリン酸エステル化する能力を
    有するモルティエレラ属に属する糸状菌をステロイド化
    合物またはそのアルカリ金属塩に接触させる工程が、該
    糸状菌を培養する工程のための培養培地中で実行される
    工程である特許請求の範囲第1項記載の微生物変換によ
    るステロイド化合物のリン酸エステルまたはそのアルカ
    リ金属塩の製造方法。
  3. (3)ステロイド化合物をリン酸エステル化する能力を
    有するモルティエレラ属に属する糸状菌を培養培地から
    採取する工程と、該糸状菌が懸濁する反応液を準備する
    工程とを更に含み、前記糸状菌をステロイド化合物また
    はそのアルカリ金属塩に接触させる工程が、該反応液中
    で実行される工程である特許請求の範囲第1項記載の微
    生物変換によるステロイド化合物のリン酸エステルまた
    はそのアルカリ金属塩の製造方法。
  4. (4)モルティエレラ属に属する糸状菌がモルティエレ
    ラ・ラマニヤーナ・ラマニヤーナ(¥Mortiere
    lla¥¥ramanniana¥¥var¥.¥ra
    manniana¥)Y2−1株である特許請求の範囲
    第1項ないし第3項記載の微生物変換によるステロイド
    化合物のリン酸エステルまたはそのアルカリ金属塩の製
    造方法。
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