JPS6324893A - イソソルビト−ル・ジニトレ−トの選択的生物学的変換方法 - Google Patents

イソソルビト−ル・ジニトレ−トの選択的生物学的変換方法

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JPS6324893A
JPS6324893A JP62171375A JP17137587A JPS6324893A JP S6324893 A JPS6324893 A JP S6324893A JP 62171375 A JP62171375 A JP 62171375A JP 17137587 A JP17137587 A JP 17137587A JP S6324893 A JPS6324893 A JP S6324893A
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dinis
monis
medium
microorganism
incubation
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JP62171375A
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ランファン マリス
ロパンガ ジャセック
ウイメル エリック
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Societe Nationale des Poudres et Explosifs
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Societe Nationale des Poudres et Explosifs
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Publication date
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/181Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system, e.g. Salinomycin, Septamycin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S435/8215Microorganisms
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  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イソソルビトール・ジニトレート(以下DI
NISと称する)の硝酸エステル基を水酸基にする選択
的生物学的変換に関する。
〔従来の技術〕
イソソルビトールの2つのモノニトレート(以下MON
 I Sと称する)の間には区別がある。水酸基がエキ
ソ配位(exo position )であれば、その
化合物はMON I S−5と称され、エンド配位(e
ndo position)であればMO’N’1S−
2と称される。
MON I Sは、DINISおよびニトログリセリン
風の冠動脈抗張剤として知られている。
MON I Sは現在のところ欠点のある方法で製造さ
れている。
イソソルビトールのニトロ化による合成は、HNO,−
無水酢酸−酢酸のニトロ化混合物の使用を必要とするが
、それはニトログリセリンよりもより敏感な爆発性があ
ると考えられるアセチル・ニトレートの生成の可能性が
ある。
他の合成方法としては、イソソルビトールのアセテート
を調製し、それをニトロ化する方法があるが、これも、
また爆発の危険性があり、工程は長く、収率は低い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
新しい方蓮は、この型の化合物の製造に危険性を限定す
るこを可能にしたが、しかし、安全性および/または収
率の点から完全に満足されるものではなかった(フラン
ス特許2500835号参照)。
それ故、生物学的変換を用いるこれら化合物の温和な技
術での製造に興味がもたれるのである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の方法は、さらに詳しくはDINISのMONI
S−5への選択的生物学的変換を意図するものであり、
グルタチオン・トランスフェラーゼを有する少なくとも
一つの微生物を含む培地、またはそのような微生物の細
胞抽出物、好ましくは該微生物の培地中にDINISを
添加することを特徴とするものである。
本発明において使用される微生物としては、特に原生動
物(protozoa ) 、真菌(fungi )お
よび細菌(bacteria )があげられる。更に詳
しくは、原生動物としては、テトラヒメ (Tetra
hymena )があげられ、真菌としてはボウベリア
(Beauveria)、アスペルギルス、ストレプト
ミセスおよびカニンガメラ(Cunninghan+e
lla )があげられる。
D I N I S’を含む培地中で、これらの微生′
PA醗酵をおこさせると、MONISが生成され、MO
NIS−2に比べMONIS−5が多(生成する。
D I N I Sの生物学的変換は、微生物細胞を含
む培地でのみ行われるが、この変換は培養培地中で行う
のが好ましい。この培地は、好ましくは、グルコース5
〜20g/l、酵母エキスを含む最小培地中であり、生
物学的変換は20ないし30°Cの温度、中性付近のp
Hで行われる。
実験によると、アミノ酸を培地に添加するとM’0NI
S−5の収量が明確に上昇することが示された。
上記の条件ではDINISの濃度は、1ないし5g/l
が利用可能である。
更に加わうるに、真菌を用いる場合には、既に培養経過
した菌体を使用することにより、高い生物学的変換率が
得られる。勿論、生育中の培地を使用するときには培地
に空気を供給することが必要である。
既に示したように、生育培地でない培地中での菌体の使
用も可能であり、ある場合には部分的に細胞の形態から
はなれた抽出物を使用することも可能であり、それによ
り次の分離操作が容易になる。
ある場合には、微生物は固定化形態、例えば担体に吸着
させたり、ポリマー、例えば寒天にカプセル化して使用
することもできる。
この生物学的変換を実施する条件で、この種の産物の取
り扱いに付随する、ある種の危険を避けることが可能と
なり、得られるMONIS−5の収量は相当なものであ
り、それは以下の実施例から明らかにされるであろう。
本発明において、出発物質として使用されるDINIS
は爆発性の物質であるが、しかし、この物質は、しめら
せるか、溶媒をしみ込ませるか、あるいは溶液にするこ
とで、安全に取り扱うことが可能である。
以下の実施例は、本発明のその他の利点と特徴を示すた
めのものである。
泣聚換 寒天斜面培地中、24℃にてポテト寒天(1゜P、 P
、 )上で前培養を行゛った。次いで、250m1容三
角フラスコ中、大豆粉(5oya flour )液体
培地50nlで振とう培養(180rpm)を24℃で
行った。接種は平均密度3X10’胞子/mlの胞子懸
濁液0.5〜1mlを添加して行った。培養44時間の
後、検査してからDINIsを培地中または0.05M
リン酸緩衝液pH7の菌体懸濁液中に加え、24℃にて
必要な時間インキュベートした。
種々の生物学的変換条件を検討した。即ち(al  培
地中でのインキュベーション、DINISをメタノール
溶液(50*/ml)で1 g / 1の割合に加える
(b)0.05Mリン酸緩衝液、pH7中でのインキュ
ベーション、DINISをメタノール溶液(50■/m
l)でIg/jtの割合に加える。
(C)0.05Mリン酸緩衝液、pH7中でのインキュ
ベーション、DINISを粉末で1g/lの割合に加え
る。
生物学的変換中に時間を追ってMONrS−5とMON
IS−2の生成量を、crBondapack C−1
8のカラムを用いた高速液体クロマトグラフィー(HP
 L C”)で分析した。
結果は第1表にC,ech、を用いた場合、第2表にC
,elを用いた場合を示す。
(a)  培地中でのインキュベーション;DINIS
1g/l、メタノール溶液(50mg/me)にて添加
;44時間培養、菌体量;73g/j2:時間  DI
NIS     MONIS−2MONIS−5(mg
ムe>    (mg/J)   (mg/ f)33
  445    7:3    186(b)0.0
5Mリン酸緩衝液、pH7中でのインキュベーションH
DINI31g/lメタノール溶液(50mg/β)に
て添加;44時間培養;菌体量;80g/j!: 時間  DINIS     MONIS−2MONI
S−5(mgムiり     (mg/j’)    
(mg/  f)(C)0.05Mリン酸緩衝液、pH
7中でのインキュベーション;DINIS1g/11粉
末にて添加;44時間培養;菌体量:101g/l : 時間  DINIS     MONIS−2MONI
S−5(mg/j2)    (ll1g#り   (
mg/ J)33  510     4.8   1
0146   480     .56     13
6DINIS初j’A ?Mr度:DrNiS、MON
IS−2およびMONIS−5の濃度は、補正していな
い(10〜15%程度の蒸散は考慮せねばならない)。
fa)  培地中でのインキュベーション;DINIS
1g/l、メタノール溶液(50m g / m I!
 )にて添加;44時間培養;菌体量:13g/II;
時間  D[NIS     MONIS−2MO[S
−5−5(/II>    Cmg八gへ   (mg
/j)120   14.5   170      
188山)0.05Mリン酸緩衝液、pH7中でのイン
キュベーション、DINI31g/j2、メタノール溶
液(50mg/mAりにて添加;44時間培養;菌体量
:80g/(1: 時間  DINIS     MONIS−2MONI
S−5(mgムe>    (mg/J)  、 (m
g/ J)4   631     13   、  
23DINIS初期濃度: D I N I S 、、
M ON I S−2およびMON?S−5の濃度は、
補正していない(10〜15%程度の蒸散は考慮せねば
ならない)。
■、二つの菌株C,ech、およびC0elはDINI
SをMONIS−5およびMONI S−2に変換する
2、菌株C,ech、を培地中73時間インキュベート
したときに最大転換率が得られた。培養時間を延長する
と、総収量(DINIS+MONI S−5+MON 
I 5−2)の低下が見られ、モノニドラード誘導体の
イソソルバイトへ引き続いての変換が明らかであった。
前記のような条件下で、DINISSMONIS−5、
MONIS−2(7)混合物が総収量58%で得られた
。モノニドラード誘導体がMON I S−5,33%
、MONIS−2約13%の割合で生成したく収率はD
INISの消費量から計算した)即ち、比率は: MONIS−5 =2. 6 MoNIS−2 変換率を改善するために、DINISを500■/βに
減らして試験した。結果は、第3表に示す。
時間    DINIS    門0NIS−51’l
0NIS−2(mg/A)  * (mgムe)  *
 (mg/j2)  *試験 110?    216   95 D IN I S 500mg/II、メタノール(5
0mg/mz)にて培地中に添加;44時間培養;平均
菌体量;78g/J: *DINIS、MONIS−5およびMONIS−2の
濃度は補正していない。(10〜15%程度の蒸散は考
慮しなければならない)。
上記の条件下で、インキュベーション時間を63から9
3時間変化させると、混合物(D I N IS +M
ON I S −5+MON I S −2)が総収量
80〜90%で得ることが可能である。モノニドラード
誘導体MONIS−5、MONIS−2はそれぞれ50
および22%の収率で得られた。
(消費されたDI?lSの量から計算)。
菌株C9ech、は、MONIS−5を優先的に生成す
るが、これに対して菌株C0elは、DINISを異性
体2に変換する。
以上の結果から、同じフィコミセーテス(Phycom
ysetes )の科でも菌株が異なると、種々の割合
でDINIsをソノ異性体MONIS−5およびMON
IS−2に変換する酵素を含み得ることが示された。
実崖斑−主  力ニンガメラ・エキヌラタの変処ユニ C0ech、の胞子を5%アジリジン致死溶液で4分間
処理して、寒天培地上で72時間インキュベーションの
後に検出できる突然変異体の生成がみられた。
ヌあjJl記1色佳: 前培養斜面培地2本からとったC、ech、の胞子を水
8ml(4mll/試験管)で洗浄し、水4.75m1
中に再懸濁し、アジリジン0.25m1を加えた(H終
濃度5%)。
4分後、試料(0,5mβ)を取り、希釈した(10”
、10’、10’倍)。そしてポテト寒天のシャーレに
0.2mβ/皿の割合で接種した。
得られた結果は、以下で表す。
1、処理前の胞子溶液の濃度は、2X10’胞子/mβ
であり、処理後は3X10’胞子/ m 1(1,5%
)であった。
2.72時間培養後の変異株の分離の可能性。
DINISの生物学的変換に有効な分離変異株の効果は
、通常の条件下で液体培地中で評価した。
猜果 15変異株が分離された斜面培地で培養した。
変異株は、C,ech、のために選んだ条件(44時間
培養菌体)でDINISを生物学的変換する能力で評価
した。生物学的変換は48時間インキュベーションの後
に評価した。
結果は以下の通りであった。
1、変換処理によって、MONIS−2とMONIS−
5の生物学的変換の割合は、菌株によって変化する可能
性があり、その比MON r S−5/ M ON I
 S −2は、2.07から2.91の間で生物学的変
換に対する酵素の比により変化した。
2、変異株2株が親株より効率的であり、DINISか
らMONIS−5への変換が優勢で得られた、1変異株
は異性体2が優勢であった。
3、変異株2株は、定量的な総収量(D I N IS
+MONIS−5+MONIS−2)”il?生物学的
変換を行うことができた。
下記に示す種々の真菌で以下の実験を行った。
ボウベリア・バシアナ(Beauveria bass
iana)ATCC7159 アスペルギルス・オクラセウス(Aspergillu
sochraceus) A T CC18500アス
ペルギルス・フエティダス(Aspergil 1us
foetidus) A T CC10254アスペル
ギルス・アリケウス(Aspergillusalli
caeus) A T CC10060アスペルギルス
・ニガー(Aspergillus niger)AT
CC9142 ストレプトミセス・ツー(Streptomyces 
Tu )ストレプトミセス・イン力ルナタス(S Lr
ep tomyces 1ncarnatus) 実施例1のC0ech、の条件で予備実験を行った。
前培養をポテト寒天斜面培地で行った。培養菌は、大豆
粉液体培地で48時間生育させた。DIN I Sを培
地に添加(500ml/jり シ、44および68時間
インキュベートした。生物学的変換率はHPLCで測定
して求めた。
結果は、第4表に示すが: 16試験した全ての菌株は、DINISのMONIS5
およびMONIS−2への変換を種々の比、種々の速度
で、実現した。
2、ポウベリア・バシアナATCC7159株が顕著で
あった。同菌株は、48時間のインキュベーシヨンで、
完全に定量的にDINISからMONIS−5およびM
ONI S−2へ(7)変換を行った。収率はそれぞれ
85%および15%であった。
第4表 種々の 菌によるDINTSの生物学的物質の
量 菌   インキュベ MONIS−2MONIS−5D
INIS株   −ジョンの 時間 ボウベリア ・バシアナ  44  46  252 110ATC
C715968663610 アスペルギル ス・フエティ 44  18  31  430ダスA
TCC10254682338425アスペルギル ス・アリケウス44  60  71  286ATC
C10060686197212アスペルギル ス・ニガー  44   0  43  383ATC
C9142681058377 アスペルギルス ・オクラセウ 44   0  27  396スAT
CC1850068038373ストレプトミ 44 
   0  21   497セス・ツー9668  
28  47  413ストレプトミ セス・イス力 44  20  70  400ルナタ
ス   68  53 100  360DINIS(
500■/ml)は、48時間菌体生育後に添加した。
収量はDINIS (分子量236)からMON I 
S (分子量191)への変換中のNO□基の減少で以
って測定した。
培養条件 1.1)且境l 前培養は、必要に応じて二種類培地で寒天斜面で6日間
24℃で行った。
(a)  ポテト寒天(1,P、P、);(b)M、培
地HBacto酵母エキス4g、Bactoモルトエキ
ス10g。
Bactoデキストロース4g。
水11当たり寒天20g、 pH7、 (E、B、Shirling and D、 Gott
lieb (Intern。
J、 5yst、 Bact、 16 .313−34
0.1966による〕M2培地の方が胞子形成は良好で
あった。
1.2)筆墨 B、bassiana (以下B、b、と称す)の培養
は、大豆粉液体培地で行った( R,E、 Betts
、 D、E、 Walters+ J、 P、 Ros
saza % J、 Med、 Chem、 17  
、597−602 (1974’)による〕培地組成:
大豆粉5g、グルコース20g、酵母エキス5g、、N
aCl!5gXK2HP045g1金属塩; Fe+2
0.1mg/l、Zn+” 0゜1mg/l、Mo +
2  o、01 mg/12、CLI+20゜02mg
/j2、Mn+” 0.01mg/l、水、pH7゜ 
 ・ 培地5Qmj!に寒天斜面培地から採取し、6mlの蒸
溜水で取り上げた胞子懸濁液(500000〜30oo
oo胞子iml>0.5ないし1mlを接種した。
250mj!容三角フラスコ中で24℃、180rpm
回転振とう器で培養した。
2)生 ′・ ・換  のノ) : DINIS、MONIS−5、MONIS−2の相対濃
度は、HPLCで測定した。分析は、Wa tersの
装置(Pye lJnicamのU、V、検出器付)で
Wa tersのインチグレーターを用いて行った。
・、crBondapack C18(10μm−4X
250璽N)カラム 一?容媒  M e  OH/ Hz  ○ :  2
 5/7 5・流速 0.5m//分 −U、V、検出器、λ=220nm、感度0゜三化合物
の分離は、良好であった。即ち、・M ON I S 
−5二Rt=10分20秒・MONIS−2:Rt=9
分 ・DINIS   :Rt=25分20秒測定感度の向
上により、20μ!注入で60ng(3mg/A)から
6pg (300ar/jり程度の物質量が測定し得る
ので、濃度は生物学的変換試験に使用される条件に矛盾
しない。
三化合物で、ピーク面積と注入した物質量との間に直線
的関係があるので、インキュベーション培地中に存在す
る異なった内容の濃度の評価が可能である。
3)培地から内容物の抽出: 濾過(または遠心分離)した培養物0.05m1をKi
eselgel 60  シリカゲル1gをつめたガラ
スカラム(径0.5■)に入れた。エチルエーテル10
m1を通過させた。エーテルを減圧濃縮しし・濃縮試料
をメタノール/水(25/45)混合液2m 12で希
釈した。この溶液を直接HPLCに注入した。抽出は定
量的であった。
培養物50ml、48時間培養にDINISメタノール
溶液50■/ m Itを加えて試験を行った。
里叉箪: 生物学的変換を17ないし45時間インキュベーション
でしらべた。DINISo、5g/lで得られた結果(
第5表)によると25時間から殆ど完全な変換が行われ
(D I N I S残量3%)でおり、38時間目で
は全て、MONIS−5(85%)とMONIS−2(
15%)の混合物となっており、比率MONIS−5/
MONIS−2=5.16/1で収率は93%であった
物質量 時間   MONIS−5MONIS−2DINIS培
地中B、 bassianaのインキュベーション。
DINIS濃度: 500mg/m/。
上記と同じ菌体量でDINIS?jW度を1g/lにし
たとき、第6表に示すようにDINISの完全消費とM
ON I S−2の生成に68時間インキュベーション
が必要であった。MON T Sの聡収率は91%であ
る。しかし、このような、ゆるやかな生物学的変化では
MON I S−5/MON lS−2=3.9/1と
なり、異性体5の製造に不都合である。
第6表 ボウベリア・バシアナATCC7159物質量 時間    MONIS−5MONIS−2DINIS
17     91    41    B51培地中
B、 bassianaのインキュベーション。
DINIS濃度:1g/It 生物学的変換の選択性に及ぼすDINIS量/菌体量の
比の重要性がこれらの実験により示された。
4.2)  2  でのインキュベーション第2の系列
の実験として水中で行った。このような条件では培地内
容物が除かれて、インキュベーション媒体から生物学的
変換生成物の抽出が単純化される。
48時間培養の菌体を、最終濃度1g/lになるような
りlNl5メタノール溶液の存在下、水に懸濁した。
生物学的変換体培地の分析の結果(第7表)、このよう
な条件ではB、 bassianaはDINISを非常
にゆっくりと加水分解することが示された。
30時間のインキュベーションで、培地中になお40%
のDINISが残存することが判った。
物質量 時間   MONIS−5MONIS−2DINISB
、 bassianaの水中でのインキュベーション。
DINIS:Ig#t。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イソソルビトール・ジニトレートをグルタチオン
    ・トランスフェラーゼを有する少なくとも一種の微生物
    を含む培地または該微生物の細胞抽出物に加えることを
    特徴とするイソソルビトール・ジニトレートのイソソル
    ビトール・モノニトレートへの選択的生物学的変換方法
  2. (2)イソソルビトール・ジニトレートをグルタチオン
    ・トランスフェラーゼを有する微生物を含む培地に入れ
    ることよりなる特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)微生物が原生動物、真菌および細菌から選ばれた
    ものである特許請求の範囲第1項記載の方法。
  4. (4)微生物がテトラヒメナ(Tetrahymena
    )、カニンガメラ(Cunninghamella)、
    アスペルギルス(Aspergillus)、ボウベリ
    ア(Beauveria)およびストレプトミセス(S
    treptomyces)から選ばれたものである特許
    請求の範囲第3項記載の方法。
  5. (5)微生物がボウベリア属から選択されたものである
    特許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)生物学的変換が20ないし30℃で行われる特許
    請求の範囲第1項記載の方法。
  7. (7)培地がグルコース5〜20g/lを含む最小培地
    およびアミノ酸を含む有機チッソ源である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。
  8. (8)イソソルビトール・ジニトレートを1〜5g/l
    の濃度で加える特許請求の範囲第1項記載の方法。
  9. (9)培地のpHが中性付近である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
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