JPS643879B2 - - Google Patents

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JPS643879B2
JPS643879B2 JP54090951A JP9095179A JPS643879B2 JP S643879 B2 JPS643879 B2 JP S643879B2 JP 54090951 A JP54090951 A JP 54090951A JP 9095179 A JP9095179 A JP 9095179A JP S643879 B2 JPS643879 B2 JP S643879B2
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JP
Japan
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cleomycin
formula
cleomycins
amino group
bleomycin
Prior art date
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JP54090951A
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English (en)
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Hamao Umezawa
Tomohisa Takita
Akio Fujii
Yasuhiko Muraoka
Aoi Kunishima
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Microbial Chemistry Research Foundation
Original Assignee
Microbial Chemistry Research Foundation
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Publication date
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Priority to US06/167,439 priority patent/US4326054A/en
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Priority to GB8023653A priority patent/GB2054591B/en
Priority to IT49278/80A priority patent/IT1145379B/it
Priority to DE19803027326 priority patent/DE3027326A1/de
Priority to FR8015927A priority patent/FR2461716A1/fr
Publication of JPS5625197A publication Critical patent/JPS5625197A/ja
Publication of JPS643879B2 publication Critical patent/JPS643879B2/ja
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    • C07H15/26—Acyclic or carbocyclic radicals, substituted by hetero rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K9/00—Peptides having up to 20 amino acids, containing saccharide radicals and having a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K9/001—Peptides having up to 20 amino acids, containing saccharide radicals and having a fully defined sequence; Derivatives thereof the peptide sequence having less than 12 amino acids and not being part of a ring structure
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
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    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は一般式（） （式中、Ｒはクレオマイシン類の末端アミノ残
基で、アミノ基を含めて２以上の塩基性基を含む
脂肪族第１級アミノ基を表わす。）で表わされる
新規抗生物質クレオマイシン（cleomycin）類と
その製造法に関する。 クレオマイシンはブレオマイシン群に属する抗
生物質で、抗腫瘍性と抗菌性とを有し、癌あるい
は細菌感染症の化学療法剤として有用である。 本発明の方法をより詳しく説明すると、放線菌
ストレプトミセス・バーチシラス（Streptom―
yces verticillus）に属するクレオマイシン生産
菌株を培地に接種し、必要に応じて、アミノ基を
含めて２個以上の塩基性基を有する脂肪族第一級
アミンを培地に添加し、培養し前記一般式（）
で示されるクレオマイシン類を生産させたのち、
培養液からこれを採取することを特徴とするクレ
オマイシン類の製造法に関する。 本発明に用いられる微生物は、抗生物質ブレオ
マイシン（梅沢ら：ジヤーナル・オブ・アンチビ
オチクス19巻、200頁、1966年）の生産菌として
公知の放線菌ストレプトミセス・バーチシラスで
あり、これに属するクレオマイシンの生産菌なら
何でもよい。その代表的なものは、ストレプトミ
セス・バーチシラス（Stre―ptomyces
verticillus）の菌株コレクシヨン番号NK68―144
（微工研菌寄第4108号）である。放線菌は自然あ
るいは人工的に抗生物質の生産能が変化し易いこ
とは周知のことであり、公知の方法たとえば、エ
ツクス線、紫外線あるいは変異誘起剤を作用させ
るなどの方法で、クレオマイシン生産能の比較的
高いストレプトミセス・バーチシラスの変異株を
造成し用いることは可能である。本発明で用いら
れる生産菌にはこのような自然あるいは人工変異
株も当然包含される。 本発明の培養方法を説明すると、培地に加える
栄養源として、澱粉、水飴、グルコース、マンノ
ース、ラクトース、マルトース、シユークロー
ス、イノシトール、マンニトール、グリセリン、
糖蜜、有機酸などの炭素源、塩化アンモン、硫酸
アンモン、硝酸アンモン、硝酸ナトリウム、尿
素、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、乾燥酵
母、コーン・スチープ・リカー、大豆粉、脱脂大
豆粉、魚粉、カザミノ酸 （デイフコ社）、アミ
ノ酸類などの無機あるいは有機窒素源、塩化ナト
リウム、塩化カリ、燐酸塩、炭酸カルシウム、硫
酸亜鉛、硫酸銅などの無機塩類などが適切に組み
合わされて用いられる。 上記培地で前記菌を培養することによりクレオ
マイシンは十分に生産されるが、通常末端アミノ
残基の異る数種類のクレオマイシン類たとえば、
３―Ｓ，Ｓ―ジメチルメルカプトプロピルアミノ
クレオマイシン、４―グアニジノブチルアミノク
レオマイシン、３―（４―アミノブチルアミノ）
プロピルアミノクレオマイシンなどが共に生産さ
れる。そこで、必要に応じ特定のクレオマイシン
類の生産を促進する目的で、分子中にアミノ基を
含めて２個以上の塩基性基を有する脂肪族第一級
アミンを栄養源の他に添加することができる。こ
れを具体的に説明すると、分子中にアミノ基を含
めて２個以上の塩基性基を有する脂肪族第一級ア
ミン（以下、「アミノ化合物」という。）を培地に
適当量、たとえば0.01ないし１％添加して培養す
る。生産菌がクレオマイシンを生合成する過程
で、上記アミノ化合物がとりこまれて末端アミノ
残基になることが研究の結果わかつた。この方法
によれば、添加するアミノ化合物をかえることに
より、多種類のクレオマイシン類が製造できる。
また、一種類のアミノ化合物を適当量添加するこ
とにより、一種類のクレオマイシンを選択的に生
産することが可能であり、これは工業的に大いに
有益である。添加されるアミノ化合物はアミノ基
を含めて２個以上の塩基性基を有する脂肪族第一
級アミンならば特に限定はないが、例えば一般式 Ｘ―R11―NH2 （） ｛式中R11はアルキレンまたは式―R12―Y1―
R13―または―R12―Y1―R13―Y2―R14―で示さ
れる基〔但し式中R12R13またはR14はアルキレン
であり、Y1またはY2は式
【式】で示される基 （但し式中R1は水素または低級アルキル基）また
は
【式】または
【式】で示され る基〕、Ｘは塩基性基であれば特に限定はないが、
例えば式
【式】 【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】または
【式】 で示される基であり、式中、R1は前記と同じ、
R2，R3およびR6は低級アルキル、R4およびR5は
水素またはアルキル基である。｝で示されるアミ
ノ化合物をあげることができる。このアミノ化合
物におけるアルキレンとしては―CH2―，―
（CH2）2―，
【式】―（CH2）3―，
【式】―（CH2）4―，
【式】
【式】― （CH2）5―，
【式】
【式】―（CH2）6―，―（CH2）8 ―，
【式】等があげられ る。 また低級アルキル基としてはメチル、エチル、
プロピルノブチル、ペンチル、ヘキシル等があげ
られる。アルキル基としては低級アルキル基の他
にヘプチル基、オクチル基等があげられる。これ
らの低級アルキル基またはアルキル基は水酸基、
アルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、プロ
ポキシ、ブトキシおよびオクトキシ等またはフエ
ニル基（低級アルキル基で置換されていてもよ
い）等により置換されていてもよい。 これらのアミノ化合物とこれらのアミノ化合物
を加えて培養することによつて得られるクレオマ
イシン類の例を第１表に示す。 培養法としては、液体培養法とくに深部撹拌培
養法が工業的に最も適している。培養温度は、20
ないし40℃、PHは中性付近で行うことが望まし
い。液体培養で通常２日ないし10日間培養する
と、クレオマイシンが培地中に生成蓄積される。
培養液中の生成量が最大に達したときに培養を停
止し、菌体を別して得られる培養液中より目
的物を精製単離する。 クレオマイシン類は第二銅と錯体（以下、「含
銅体」という。）を形成する性質があり、培養
液からはまず「含銅体」が単離されるが、容易に
銅を含まないクレオマイシン（以下、「脱銅体」
という。）にかえることができる。以下、その工
程を詳しく説明する。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 クレオマイシン類の抽出精製には理化学的性質
が似ているブレオマイシン類に用いられる公知の
方法がすべて使える。その概略を説明すると以下
にのべるように公知の液体クロマトグラフイーを
適切に組合せて行う。たとえば、まず培養液を
弱酸性陽イオン交換樹脂、たとえばアンバーライ
ト IRC―50（H+型ロームアンド・ハース社）を
充填した塔に通し、目的物を吸着させる。塔を水
洗したのち、稀塩酸で溶出する。被検菌ミコバク
テリウム・スメグマチス（Myco―bacterium
Smegmatis）ATCC607に活性を示す分画を集
め、苛性ソーダで中和後脱塩のためマクロレチキ
ユラー型吸着樹脂たとえばアンバーライト
XAD―２（ローム・アンド・ハース社）を充填し
た塔に通し目的物を吸着させる。塔を水洗したの
ち、塩酸を添加して酸性にした含水メタノールで
溶出する。活性を示す分画を集め、弱塩基性陰イ
オン交換樹脂、たとえばダウエツクス 44（OH
型、ダウ・ケミカル社）を用いて中和後、減圧下
に濃縮乾固すると、脱塩された褐色の粗粉末が得
られる。これをメタノールあるいは含水メタノー
ルに溶解し、可溶部を同じ溶媒を用いて充填した
中性アルミナの塔に通す。上記溶媒で溶出する
と、青緑色の分画が得られるので、濃縮乾固し粉
末とする。この粉末を蒸留水に溶解し、セフアデ
ツクス Ｇ―25（フアルマシア・フアイン・ケミ
カルズ社）の塔に注入する。蒸留水で溶出する
と、黄色色素が除かれ青色の分画が得られる。こ
れを再び蒸留水に溶解し、蒸留水で充填したCM
―セフアデツクス Ｃ―25（Na+型、フアルマシ
ア・フアイン・ケミカルズ社）の塔に注入する。
溶出液の塩化ナトリウム濃度を１モル濃度まで
徐々に上げる方法で溶出し、クレオマイシンを含
有する青色の分画を採取する。２種類以上のクレ
オマイシンが生産される場合には、これらは上記
の工程で分離され、別々に採取される。これをす
でに説明したアンバーライト XAD―２を用い
る方法で脱塩し、凍結乾燥すればクレオマイシン
を含有する青色粗粉末が得られる。 通常のクレオマイシン生産菌株は、ブレオマイ
シンを副生するので、以上に説明した精製工程を
経て得られるクレオマイシンの粉末には、不純物
として同じ末端アミノ残基を有するブレオマイシ
ンが混入している。そこで、ブレオマイシンを除
去し、純粋のクレオマイシンを得るための方法を
発明者らは種々検討した結果、マクロレチキユラ
ー型吸着樹脂、たとえばアンバーライト XAD
―２もしくはダイヤイオン HP―40（三菱化成
工業）などを充填した樹脂塔、あるいはまた逆層
型液体クロマトグラフイー用に市販されている化
学結合型シリカ（chemical bonded silica）を充
填したクロマトグラフ塔、たとえばリクロプレツ
プ （E.メルク社）のタイプRP8あるいはRP18、
プレプパツク 500／C18カートリツジ（ウオー
ターズ・アソシエート社）などを用いて液体クロ
マトグラフイーを行う方法を開発するに至つた。 クレオマイシンは同じ末端アミノ残基を有する
ブレオマイシンと比較して、上記の充填剤への親
和性が強い。したがつて適切な溶媒系で展開すれ
ばブレオマイシンを先に溶出させて排除すること
が可能である。これをさらに具体的に説明する
と、たとえばアンバーライト XAD―２を充填
した樹脂塔に、前述の粗粉末の水溶液を注入し吸
着させる。蒸留水または含水メタノールで展開す
ると、ブレオマイシンが先に移動し排除される。
後から溶出するクレオマイシンの分画を集め濃縮
し凍結乾燥すれば、純粋のクレオマイシンが（含
銅体）が青色無定形粉末で得られる。両者が混在
する中間分画を樹脂塔に還流し、再度吸着、溶出
の操作（以下、これを「リサイクル」という。）
を行えば、再度純粋なクレオマイシンを採取する
ことが可能である。この「リサイクル」を必要に
応じくり返せばよい。 上記の展開溶媒のメタノール濃度は、目的とす
るクレオマイシンの疎水性に応じて高めるのがよ
く、一般に80％（ｖ／ｖ）以下の適切な濃度を選
べばよい。また、溶媒に塩化ナトリウム、塩化ア
ンモン、硫酸ナトリウム、硫酸アンモン、酢酸ナ
トリウム、酢酸カリ、酢酸アンモン、ギ酸アンモ
ン、クエン酸ナトリウム、リン酸１ナトリウム、
リン酸２ナトリウム、リン酸１カリ、リン酸２カ
リ、などの塩類を加えたり、PHを調節する目的で
塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、クエン酸、などの酸
類を適当量添加することは分離能を高める効果が
ある。 以上に説明した方法は、他のタイプの充填剤、
たとえば前述の化学結合型シリカを用いる場合に
も適用しうる。たとえば、本発明の方法で製造さ
れるクレオマイシン類（含銅体）の逆層型液体ク
ロマトグラフイーにおける保持時間の実例を表２
に示す。
【表】
【表】
【表】 以上の方法で得られるクレオマイシン（含銅
体）を公知の方法、たとえばEDTAを用いる方
法（特公昭52―31875）で脱銅すれば脱銅体が得
られる。 その一例を説明すると、含銅体を蒸留水に溶解
し、アンバーライト XAD―２の樹脂塔に注入
し吸着する。その塔を２％の塩化ナトリウムと５
％のエチレンジアミン四酢酸・２ナトリウム（以
下、「EDTA・Na2」という。）からなる水溶液で
洗い、次に過剰のEDTA・Na2を２％塩化ナトリ
ウム水溶液で除去後蒸留水で洗滌する。次に酸性
の含水メタノール、たとえば0.02規定塩酸水溶液
―メタノール（１：4v／ｖ）で溶出して波長
290mμ付近に吸収極大を示す分画を集める。ダウ
エツクス 44（OH―型）を用いてPH6.0に合わせ
たのち、減圧下で濃縮し、凍結乾燥すると脱銅体
の塩酸塩が淡黄白色の無定形粉末で得られる。前
記の塩酸水溶液の代りに、たとえば硫酸水溶液を
用いれば目的物は硫酸塩で得られる。このよう
に、上記の溶出工程で用いられる酸を選択するこ
とにより、薬剤学的に許容される任意の酸との間
の非毒性塩が得られる。 本発明の方法で製造されるクレオマイシン（含
銅体）の紫外線吸収スペクトルの極大は波長
292mμおよび243mμ付近にあり、ブレオマイシン
に極めて類似している。上記スペクトル（以下、
「ブレオマイシン型紫外吸収スペクトル」とい
う。）をその他のフレオマイシン・ブレオマイシ
ン群抗生物質と比較すると、放線菌ストレプトミ
セス・バーチシラス843―1ATCC21890の生産す
るフレオマイシン（梅沢ら：ジヤーナル・オブ・
アンチビオチクス９巻、82頁、1956年）、ストレ
プトミセス・ビキニエンシス・バリアント・ゾル
ボネンシス（Streptomyces bikiniensis var.
zorbonensis）の生産するゾルバマイシン（アル
グデリスら：ジヤーナル・オブ・アンチビオチク
ス24巻、543頁、1971年）、ストレプトミセス・フ
ミヅス・バリアント・アンチツモリス
（Streptomyces humidus var.antitumoris）の生
産するYA―56物質（古米ら：ジヤーナル・オ
ブ・アンチビオチクス24巻、727頁、1971年）な
どとは明確に異る。 また、クレオマイシン類を６規定塩酸中105℃
で24時間加水分解すると、表３に示す分解物が生
成する。 ブレオマイシンと比較したとき、その特微は、
Ｌ―トレオニンが生成しないことである。この点
を「ブレオマイシン型紫外吸収スペクトル」を示
す他の抗生物質と比較すると、放線菌ストレプト
アロテイツクス（Streptoalloteichus）が生産す
るタリソマイシン（川口ら：ジヤーナル・オブ・
アンチビオチクス30巻、779頁、1977年）、放線菌
ストレプトスポランギウム・ビオラセオクロモゲ
ネス・亜種グロボフイルム（Streptosporangium
violaceochromogenes subsp.globophilum）の
生産するプラトマイシン（高沢ら：ジヤーナル・
オブ・アンチビオチクス28巻、366頁、1975年）
などはＬ―ト
【表】 レオニンを生成し、2′―（２―アミノエチル）―
２，４―ビチアゾール―４―カルボン酸を生成し
ないのでクレオマイシンとは明らかに異る。スト
レプトミセス・ビキニエンシス・バリアント・ゾ
ルボネンシスの生産するゾルボノマイシン（アル
グデリスら：ジヤーナル・オブ・アンチビオチク
ス24巻、543頁、1971年）はＬ―トレオニンを生
成しないが、代りにβ―オキシ―Ｌ―バリンを生
成するので、これとも明らかに異なる。ストレプ
トスポランギウム・ビオラセオクロモゲネスの生
成するビクトマイシン（河本ら：ジヤーナル・オ
ブ・アンチビオチクス28巻、358頁、1975年）の
硫黄含量が1.98％であるのに対し、構成成分とし
て含硫アミノ酸2′―（２―アミノエチル）―２，
4′―ビチアゾール―４―カルボン酸を含有するク
レオマイシン類では低いものでも４％前後の値を
示す。この点から、ビクトマイシンは上記構成成
分を含有しないと考えられクレオマイシンとは区
別される。 さらに、本発明の方法で製造される代表的なク
レオマイシンについて炭素13NMRおよびプロト
ンNMRスペクトルを測定した。その結果と化学
的性質に基づいて化学構造の検討を行い、前記一
般式〔〕で表わされる新規な化学構造を明らか
にした。 すなわち、テトラメチルシランを外部基準とし
て重水で100メガヘルツのプロトンNMRを測定
し、化学シフトδ1.2（ppm）付近にクレオマイシ
ン類に共通に現われる４個のプロトンに相当する
巾広いシグナルを認め、新規な部分構造式〔〕
のメチレン基（４および５）に帰属された。式
〔〕で表わされる部分は、前記加水分解でシク
ロプロパン環の開裂と脱炭酸反応の結果１―アミ
ノ―２―ブタノンに分解することがわかつた。 ジオキサンを内部基準とし、重水で測定した
25.2メガヘルツの炭素13NMRスペクトルを代表
例、３―〔（Ｓ）―1′―フエニルエチルアミノ〕
プロピルアミノクレオマイシン〔表１のクレオマ
イシンNO33〕で示すと、クレオマイシン類の基
本構造に帰属された共通に認められるシグナル
（δ）として、178.0，176.9，172.1，172.0，
171.0，169.8，168.5，166.1，165.4，163.8，
163.1，158.7，153.0，149.3，147.6，137.6，
135.4，125.7，119.9，118.6，113.1，99.0，98.3，
75.4，75.2，74.4，73.8，71.2，70.0，69.2，68.8，
67.9，65.6，61.8，61.2，60.4（×２），57.8，56.3，
53.3，48.3，47.7，43.6，40.9，39.9，32.9，15.6，
12.7（×３），11.7など51個の炭素原子に因るシグ
ナルが観測された。また末端アミノ残基に帰属さ
れるシグナル（δ）として、136.2，130.3，130.1
（×２），128.3（×２），59.0，45.3，37.0，26.3，
19.3が認められ、合わせて62個の炭素原子に因る
シグナルが観測された。これらを、文献（長縄
ら：ジヤーナル・オブ・アンチビオチクス30巻、
388頁、1977年）に記載されているブレオマイシ
ン類のシグナルを参考にして検討した結果、一般
式〔〕式の妥当性が裏づけられた。部分構造式
〔〕については172.1(1)，56.3(3)，60.4(2)，12.7
×２（４および５）（注、かつこ内は帰属を示す。）
の帰属がなされた。 代表的なクレオマイシンについて、理化学的性
質を表４に示す。 つぎに、クレオマイシン（脱銅体）について測
定した生物活性の代表例を説明する。 (1) 抗菌活性 関連抗生物質であるブレオマイシンと比較し
た。すなわち、ブレオマイシンA2を標準（1000
単位／mg）とし、円筒平板法によりミコバクテリ
ウム・スメグマチスATCC607に対する相対的抗
菌力価（単位／mg）を求めると表５の通りであ
る。
【表】 ○Ｒ
(注１) (a) シリカゲル60F254 (メルク社)、メタ
ノール−10％酢酸アンモン−10％アンモニア水(10：9：
1v／v)
○Ｒ
(b) アビセルSF (FMC社)、n−プロパノー
ル−ピリジン−酢酸−水(15：10：3：12v／v)
○Ｒ
(注２) アビセルSF 、ギ酸−酢酸−水(25：75：900
v／v)、800V、15分間
【表】 ○Ｒ
(注１) (a) シリカゲル60F254 (メルク社)、メタ
ノール−10％酢酸アンモン−10％アンモニア水(10：9：
1v／v)
○Ｒ
(b) アビセルSF (FMC社)、n−プロパノー
ル−ピリジン−酢酸−水(15：10：3：12v／v)
○Ｒ
(注２) アビセルSF 、ギ酸−酢酸−水(25：75：900
v／v)、800V、15分間
【表】 (2) 培養HeLaS3細胞に対する作用 クレオマイシン（33）と対照化合物ブレオマイ
シンA2について、被験試料存在下で72時間培養
後の増殖阻害率を測定し、50％阻害濃度（LD50
値）を求めた。その結果を表６に示す。
【表】 物）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中Ｒはアミノ基を含めて２以上の塩基性基
    を有する脂肪族第１級アミノ基を示す。）で表さ
    れる新規抗生物質クレオマイシン類およびその非
    毒性塩。 ２ ストレプトミセス・バーチシラスに属するク
    レオマイシン生産菌株を培地に接種し、必要に応
    じてアミノ基を含めて２個以上の塩基性基を有す
    る脂肪族第１級アミンを培地に添加し、培養した
    後下記一般式で示されるクレオマイシン類を採取
    とることを特徴とする。 （式中Ｒはアミノ基を含めて２以上の塩基性基
    を有する脂肪族第１級アミノ基を示す。）新規抗
    生物質クレオマイシン類の製造法。
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GB2054591A (en) 1981-02-18
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