NO326848B1 - Fremgangsmate for fremstilling av desglukodesrhamno-ruscin ved hydrolyse av Ruscus aculeatus steroidglykosider med Aspergillus niger - Google Patents
Fremgangsmate for fremstilling av desglukodesrhamno-ruscin ved hydrolyse av Ruscus aculeatus steroidglykosider med Aspergillus niger Download PDFInfo
- Publication number
- NO326848B1 NO326848B1 NO20015824A NO20015824A NO326848B1 NO 326848 B1 NO326848 B1 NO 326848B1 NO 20015824 A NO20015824 A NO 20015824A NO 20015824 A NO20015824 A NO 20015824A NO 326848 B1 NO326848 B1 NO 326848B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- hydrolysis
- aspergillus niger
- fermentation
- glycosides
- nutrient broth
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 title claims abstract description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229930002534 steroid glycoside Natural products 0.000 title claims abstract description 7
- 240000000353 Ruscus aculeatus Species 0.000 title claims abstract description 6
- 235000003500 Ruscus aculeatus Nutrition 0.000 title claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 4
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 claims abstract description 4
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 15
- PKQGPNNFRIIDFC-MTRMYNQZSA-N Ruscoside Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](C)O[C@H]([C@@H]1O)O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)CO[C@H]1O[C@@H]1CC2=CC[C@H]3[C@@H]4C[C@H]5[C@@H]([C@]4(CC[C@@H]3[C@@]2(C)[C@H](O)C1)C)[C@@H]([C@@](O5)(O)CCC(=C)CO[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)C)[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O PKQGPNNFRIIDFC-MTRMYNQZSA-N 0.000 claims description 11
- JWGLJRXUTIFBHW-GKDQWZISSA-N Ruscoside Natural products O(CC(=C)CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@@]5(C)[C@H](O[C@H]6[C@H](O[C@H]7[C@H](O)[C@@H](O[C@H]8[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O8)[C@@H](O)[C@H](C)O7)[C@H](O)[C@H](O)CO6)C[C@H](O)CC5=CC4)CC3)C[C@@H]2O1)[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 JWGLJRXUTIFBHW-GKDQWZISSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 claims description 2
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QMQIQBOGXYYATH-IDABPMKMSA-N Ruscogenin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H]([C@]2(CC[C@@H]3[C@@]4(C)[C@H](O)C[C@H](O)CC4=CC[C@H]3[C@@H]2C1)C)[C@@H]1C)[C@]11CC[C@@H](C)CO1 QMQIQBOGXYYATH-IDABPMKMSA-N 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- TWCMVXMQHSVIOJ-UHFFFAOYSA-N Aglycone of yadanzioside D Natural products COC(=O)C12OCC34C(CC5C(=CC(O)C(O)C5(C)C3C(O)C1O)C)OC(=O)C(OC(=O)C)C24 TWCMVXMQHSVIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PLMKQQMDOMTZGG-UHFFFAOYSA-N Astrantiagenin E-methylester Natural products CC12CCC(O)C(C)(CO)C1CCC1(C)C2CC=C2C3CC(C)(C)CCC3(C(=O)OC)CCC21C PLMKQQMDOMTZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 4
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 4
- PFOARMALXZGCHY-UHFFFAOYSA-N homoegonol Natural products C1=C(OC)C(OC)=CC=C1C1=CC2=CC(CCCO)=CC(OC)=C2O1 PFOARMALXZGCHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 4
- 229930182490 saponin Natural products 0.000 description 4
- 150000007949 saponins Chemical class 0.000 description 4
- 235000017709 saponins Nutrition 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BSUPFYRQXCQGLJ-UHFFFAOYSA-N Ruscogenin Natural products CC1CCC2(OC1)OC3C(O)C4C5CC=C6CC(O)CC(O)C6(C)C5CCC4(C)C3C2C BSUPFYRQXCQGLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- QMQIQBOGXYYATH-UHFFFAOYSA-N epiruscogenin Natural products CC1C(C2(CCC3C4(C)C(O)CC(O)CC4=CCC3C2C2)C)C2OC11CCC(C)CO1 QMQIQBOGXYYATH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940109990 ruscogenin Drugs 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- RILPIWOPNGRASR-UHFFFAOYSA-N (2R,3S)-2-Hydroxy-3-methylpentanoic acid Natural products CCC(C)C(O)C(O)=O RILPIWOPNGRASR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RILPIWOPNGRASR-WHFBIAKZSA-N L-Isoleucic acid Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](O)C(O)=O RILPIWOPNGRASR-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 108010047754 beta-Glucosidase Proteins 0.000 description 2
- 102000006995 beta-Glucosidase Human genes 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000001397 quillaja saponaria molina bark Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALTRINCJVPIQNK-HWOQDVLDSA-N 3-epineoruscogenin Natural products C[C@H]1[C@H]2[C@H](C[C@@H]3[C@@H]4CC=C5C[C@H](O)C[C@@H](O)[C@]5(C)[C@@H]4CC[C@]23C)O[C@]16CCC(=C)CO6 ALTRINCJVPIQNK-HWOQDVLDSA-N 0.000 description 1
- 108010021511 Aspergillus oryzae carboxyl proteinase Proteins 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical class [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical class [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001521901 Tribulus lanuginosus Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N acetonitrile;hydrate Chemical compound O.CC#N PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 239000002021 butanolic extract Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- SKCNIGRBPJIUBQ-UHFFFAOYSA-N chloroform;ethyl acetate Chemical compound ClC(Cl)Cl.CCOC(C)=O SKCNIGRBPJIUBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N chloroform;methanol Chemical compound OC.ClC(Cl)Cl WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000002338 cryopreservative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000012225 czapek media Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- ALTRINCJVPIQNK-NHIXJPGBSA-N delta5-convallamarogenin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H]([C@]2(CC[C@@H]3[C@@]4(C)[C@H](O)C[C@H](O)CC4=CC[C@H]3[C@@H]2C1)C)[C@@H]1C)[C@]11CCC(=C)CO1 ALTRINCJVPIQNK-NHIXJPGBSA-N 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-(3-ethyl-3-methylpentyl)propanedioate Chemical class CCC(C)(CC)CCC(C(=O)OC)C(=O)OC AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- UREBWPXBXRYXRJ-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;methanol Chemical compound OC.CCOC(C)=O UREBWPXBXRYXRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INCWELKXTZCRSA-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;methanol;hydrate Chemical compound O.OC.CCOC(C)=O INCWELKXTZCRSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical class [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 238000012009 microbiological test Methods 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940066779 peptones Drugs 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 150000005856 steroid saponins Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- DKVBOUDTNWVDEP-NJCHZNEYSA-N teicoplanin aglycone Chemical group N([C@H](C(N[C@@H](C1=CC(O)=CC(O)=C1C=1C(O)=CC=C2C=1)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)OC=1C=C3C=C(C=1O)OC1=CC=C(C=C1Cl)C[C@H](C(=O)N1)NC([C@H](N)C=4C=C(O5)C(O)=CC=4)=O)C(=O)[C@@H]2NC(=O)[C@@H]3NC(=O)[C@@H]1C1=CC5=CC(O)=C1 DKVBOUDTNWVDEP-NJCHZNEYSA-N 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P33/00—Preparation of steroids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/44—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av desglukodesrhamnoruscin omfattende hydrolyse av rhamnose/arabinose heterosidiske bindinger av Ruscus aculeatus stereoglykosider via fermentering av et substrat inneholdende nevnte glykosider ved hjelp av sopp av Aspergillus niger-arten oppnådd ved utvelgelse på et dyrkningsmedium hvor den konvensjonelle karbonkilde har blitt byttet ut eller supplementert med ruscosid eller desglukoruscosid.
Desglukorhamnoruscin og de tilsvarende frie aglykoner, ruscogenin og neoruscogenin, som lett kan oppnås fra desglukodesrhamnoruscin ved sur hydrolyse, er verdifulle farmasøy-tiske aktive prinsipper som har anti-inflammatoriske og konnektivbeskyttende aktiviteter.
Den kjemiske fremstilling av nevnte aktive prinsipper som starter fra ruscosid eller desglukoruscosid er imidlertid problematisk siden det krever drastiske betingelser, slik som hydrolyse med sterke syrer, og komplekse driftstrinn, som gir en svært heterogen blanding av mellomprodukter og produkter.
Det ville derfor være svært ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av desglukodesrhamnoruscin som overkommer ulempene nevnt over forbundet med de kjente kjemiske prosesser.
Det er tidligere kjent fra GB-A-1380253 en fremgangsmåte for fremstilling av desglukodesrhamnoruscin ved hydrolyse av Ruscus aculeatus steroidglykosider ved enzymatisk spalting med takadiastase eller cellulase og det er fra en artikkel av Perepelitsa, E.D. et al., i Prikladnaya biokhimiya i mikrobilogiys, vol. 11, nr.6,s. 901-905, kjent å anvende enzymatisk ekstrakt fra Aspergillus niger for å hydrolysere steroidsaponiner fra Tribulus terrestris. Foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller slike behov, ved å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av desglukodesrhamnoruscin som omfatter hydrolyse av Ruscus aculeatus steroidglykosider (ruscosaponiner) gjennom fermentering av et substrat inneholdende nevnte glykosider ved hjelp av sopp av Aspergillus nigerarten som angitt ovenfor.
En dyrkningsnæringsbuljong blir typisk anvendt som et kom-pleks næringsmiddelsubstrat, hvor den konvensjonelle karbonkilde har blitt byttet ut eller supplementert med ruscosid eller desglukoruscosid.
Fermentering blir generelt utført ved en temperatur på 25-30°C, foretrukket 27°C, under røring og lufting for å oppnå et p02 høyere enn eller lik 50%.
Konsentrasjonen av de startende stereoidglykosidene spenner vanligvis fra 5 til 15% w/v, foretrukket fra 8 til 10% w/v og pH til dyrkningsnæringsbuljongen spenner fra 4 til 6, foretrukket 4,5-5,5.
Den bioteknologiske prosessen ifølge foreliggende oppfinnelse tillater å utføre hele reaksjonssekvensen i ett en-kelt fermenteringstrinn idet mikroorganismen, valgt med passende mikrobiologiske teknikker, er i stand til å ut-trykke de nødvendige enzymatiske aktiviteter for operasjon av alle de transformasjonssekvensielle reaksjoner fra ut-gangskompleks heteroglykosidet til monoglykosidet eller det ferdige aglykon. Nevnte hydrolasetransformasjoner omfatter faktisk en sekvens av p-glukosidase-, a-rhamnosidasereak-sjoner på mellomproduktene som blir suksessivt frigitt i løpet av prosessen. En ytterligere a-arabinosidasereaksjon muliggjør oppnåelse av det frie aglykon (ruscogenin).
Nevnte tilnærmelse er ganske ny, idet ingen anvendbare eksempler på nevnte fremgangsmåte for fremstillingen av nevnte produkter kan finnes i litteraturen. Mikroorganismene som er passende for å utføre de involverte transformasjoner blir oppnådd ved valg av syntetiske eller semi-syntetiske medier tilsatt de samme substratene som skal transformeres, i tillegg til eller i stedet for de konvensjonelle karbonkilder (glukose, sakkarose, og lignende) . De involverte substrater (ruscosid, desglukoruscosid) kan i dette tilfellet tilsettes i like høye konsentrasjoner, f.eks. 90-100 g/l. De agariserte isoleringsmediene omfatter de vanlige formuleringer for mikrobiologi, slik som Malt-agar og Czapek-agar, eller lignende formuleringer, hvori nitrogenkilden er representert ved peptoner, urea, ammoniumnitrat og lignende, mens den konvensjonelle kar-bonkilden (glukose, sakkarose) har blitt substituert eller supplementert av ruscosid eller desglukoruscosid. Nevnte medier kan videre tilsettes med mineralsalter av kalium, magnesium, mangan, sink, etc, slik som fosfater, sulfater og/eller klorider. pH til isoleringsmediene kan spenne fra 4 til 6, foretrukket fra 4,5 til 5,5.
Mikroorganismene som er passende for de krevde biotrans-formasjoner blir gjenvunnet ved skalar fortynning og "pla-ting" av vandige suspensjoner av prøver av jord, humus, vegetabilske ekstrakter og andre lignende organiske kilder.
De mikrobielle kulturene valgt som beskrevet over, blir isolert i mikrobiologiske testrør inneholdende de samme dyrkningsmediene og anvendt for biotransformasjonen av ruscosid og desglukoruscosid, tilsatt i høye konsentrasjoner (til 100 g/l) til flytende kulturmedier inneholdende de samme nitrogenkilder som anvendt i isolasjonsmediene, slik som urea eller pepton, med tilsetning av fosfater og andre mineralsalter, som beskrevet over, ved pH som spenner fra 4 til 6, foretrukket 4,5-5,5.
Ved å følge fremgangsmåtene beskrevet har det blitt funnet at valgte kulturer av Aspergillus niger er i stand til å omforme ruscosid og desglukoruscosid til desglukodesrhamnoruscin, et direkte forstadium til ruscogeniner, ved en sekvens av enzymatisk p-glukosidase- og a-rhamnosidasereak-sjoner.
En etterfølgende a-arabinosidasereaksjon tilveiebringer saponinet i aglykonformen (ruscogenin-neoruscogenin).
Den valgte kulturen er i stand til å utføre nevnte transformasjoner, og den vokser i kontrollerte (termostatiske) betingelser, ved optimale temperaturer som spenner fra 25°C til 30°C, under røring på en roterende rister (200-300 rpm). Nevnte fermentering kan også utføres i en passende bioreaktor, ved forskjellige skalanivåer, for industriell produksjon av de ønskede saponinderivater.
Mikroorganismene anvendt for nevnte biotransformasjon er i stand til å stabilt opprettholde den katalytiske aktivitet, til og med for repeterte fermenteringssykler, i porsjons-vise eller kontinuerlige prosesser.
Foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer viktige fordeler, slik som at trinnene for separasjon og gjenvinning av produktet er mindre komplekse, og også er lette å utføre så vel som kostnadsbesparende.
De valgte mikroorganismer kan fryses for langtidslagring, i suspensjoner anriket med kryokonserveringsmidler, slik som glyserol, pepton og lignende, ved temperaturer som spenner fra -80°C til -196°C (i flytende nitrogen), eller utsatt for frysetørkende behandlinger.
Forløpet av bioomformingen kan overvåkes av TLC- og HPLC-analyse på dyrkningsnæringsbuljongen, ved anvendelse av de følgende analytiske metoder:
TLC- Analyse
Silikagelplater 60 F250 Merck
Eluenter:
A) Etylacetat - Metanol 9:1
B) Etylacetat - Metanol - Vann 100:15:10
Deteksjon: Reaksjon med 10% svovelsyre og oppvarming til 120°C i 5 minutter, deretter synlig og UV-deteksjon.
HPLC- Analyse
Kolonne: Supelcosil LC18, 250 x 4,6, 5 ym
Eluent: acetonitril - vann 60:40
Bølgelengde: 200 nm
Injeksjonsvolum: 10ul
- Strømning: 1 ml/min
De ferdige biotransformasjonsproduktene, slik som desglukodesrhamnoruscin, kan gjenvinnes ved ekstraksjon av dyrk-ningsnæringsbul jongen med n-butanol, deretter rensetrinn med klorerte løsningsmidler (slik som trikloretan) og sili-kagelkromatografi. Til slutt kan produktet krystalliseres fra forskjellige løsningsmidler, slik som isopropanol, etylacetat, kloroform, aceton, metanol. I tillegg til hovedproduktet kan desglukodesrhamnorusciner forestret ved C-2', for eksempel med 2-hydroksy-3-metylpentansyre, oppnås .
Saponinene i aglykonformen (ruscogeniner) blir oppnådd ved sur hydrolyse av fermenteringsproduktene beskrevet over.
De følgende eksempler fremlegger oppfinnelsen i større detalj.
Eksempel 1
2 flasker av dyrkningsmedium (malt næringsbuljong, 250 ml per flaske) blir inokulert med sporer fra en kultur av Aspergillus niger på Malt-agar, oppnådd ved valg på modifi-sert agar maltmedium (tilsatt 2% ruscosid). Flaskene blir inkubert i 48 timer ved +27°C på en orbitalrører ved 250 rpm. Etter inkubering blir prekulturen overført til bio-reaktoren, inneholdende omkring 7 1 steril produksjonsnær-ingsbuljong RO90, som har den følgende sammensetning (ver-dier referert til én liter avionisert vann): Ruscosid tørr ekstrakt (g 90), urea (g 1), pepton (g 1), MgSCv7H20 (g 5), KC1 (g 1,5), KH2P04 (g 1), MnS(VH20 (g 0,2), ZnS(V7H20 (g 0,1) antiskum P2000 (ml 1,5) ved omkring pH 5.
Fermenteringen blir utført på basis av oppløst oksygen pro-sentandel (p02) ved å progressivt øke rørehastigheten og luftstrømmen for å oppnå en p02-verdi som er høyere enn 50%. Fremdriften av bioomformingen blir overvåket ved HPLC-og TLC-analyse. Etter 5 dagers inkubasjon ved +27°C er fermenteringen over. TLC- og HPLC-analyse av næringsbuljongen viser at ruscosid har forsvunnet mens desglukodesrhamnoruscin er tilstede som hovedprodukt, med spor av ruscogenin.
Dyrkningsnæringsbuljongen blir grundig ekstrahert med n-butanol. Butanolekstrakten blir konsentrert til tørrhet under vakuum ved +60°C, oppløst på nytt i 70% metanol og tilbakeekstrahert med trikloretan. Den klorerte oppløsning-en blir konsentrert til et faststoff under vakuum. Etter oppløsning på nytt i en kloroform-metanol-blanding, blir produktet renset med kolonnekromatografi (Kieselgel, Merck), med etylacetat-kloroform 9:1 som eluent. Fraksjon-ene blir undersøkt ved TLC- eller HPLC-analyse. Den rensede produktfraksjonen blir konsentrert under vakuum, deretter oppløst på nytt i aceton og krystallisert. En ytterligere krystallisasjon fra metanol gir omkring 7 g produkt identi-fisert ved spektroskopisk analyse som desglukodesrhamnoruscin. I tillegg til hovedproduktet blir et desglukodesrhamnoruscin forestret ved C-2' med 2-hydroksy-3-metylpentan-syre oppnådd i mindre mengde (omkring 800 mg).
Sur hydrolyse av fermenteringsproduktene beskrevet over gir saponinene i aglykonformen (ruscogeniner).
Eksempel 2
Ved drift i en fermenter som beskrevet i Eksempel 1, blir en første biotransformasjonssyklus utført. Etter det blir 90% av dyrkningsnæringsbuljongen tatt for å ekstraheres for å oppnå produktet; den gjenværende 10% fermenteringsnær-ingsbuljong blir tilsatt til fermenteren med fersk RO90-me-dium til et sluttvolum på omkring 71. Denne andre fermen-teringssyklusen blir utført med de samme parametrene og analytiske kontroller som beskrevet over. Etter omkring 5 dagers inkubasjon ved +27°C er fermenteringen fullført.
Dyrkningsnæringsbuljongene fra de to fermenteringssyklene blir behandlet som beskrevet i eksempel 1 for ekstraksjon og gjenvinning av produktet. Ved slutten av det siste trinnet blir omkring 14 g desglukodesrhamnoruscin oppnådd.
Claims (8)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av desglukodesrhamnoruscin,
karakterisert ved at den omfatter hydrolyse av rhamnose/arabinose heterosidiske bindinger av Ruscus aculeatus steroidglykosider via fermentering av et substrat inneholdende nevnte glykosider ved hjelp av sopp av Aspergillus niger-arten oppnådd ved utvelgelse på et dyrkningsmedium hvor den konvensjonelle karbonkilde har blitt byttet ut eller supplementert med ruscosid eller desglukoruscosid.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte substrat er en næringsmiddelbuljong.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte fermentering utføres ved en temperatur på 25-30°C, under røring og luft-bobling for å nå et p02 høyere enn eller lik 50%.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at temperaturen er 27°C.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at utgangskonsentra-sjonen av nevnte steroidglykosider spenner fra 5 til 15% w/v.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte konsentrasjon spenner fra 8 til 10% w/v.
7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 2-6, karakterisert ved atpH til dyrkningsnæringsbuljongen spenner fra 4 til 6.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved atpH til dyrkningsnæ-ringsbul jongen spenner fra 4,5 til 5,5.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT1999MI001223A ITMI991223A1 (it) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Processo per la preparazione di derivati di glicosidi steroidei di ruscus aculeatus |
| PCT/EP2000/004794 WO2000073489A1 (en) | 1999-06-01 | 2000-05-26 | A process for the preparation of derivatives of ruscus aculeatus steroid glycosides |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20015824L NO20015824L (no) | 2001-11-29 |
| NO20015824D0 NO20015824D0 (no) | 2001-11-29 |
| NO326848B1 true NO326848B1 (no) | 2009-02-02 |
Family
ID=11383097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20015824A NO326848B1 (no) | 1999-06-01 | 2001-11-29 | Fremgangsmate for fremstilling av desglukodesrhamno-ruscin ved hydrolyse av Ruscus aculeatus steroidglykosider med Aspergillus niger |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6528280B1 (no) |
| EP (1) | EP1181384B1 (no) |
| JP (1) | JP4699661B2 (no) |
| KR (1) | KR100670413B1 (no) |
| CN (1) | CN1261587C (no) |
| AT (1) | ATE290603T1 (no) |
| AU (1) | AU773234B2 (no) |
| CA (1) | CA2375087C (no) |
| CZ (1) | CZ301224B6 (no) |
| DE (1) | DE60018560T2 (no) |
| ES (1) | ES2237436T3 (no) |
| HK (1) | HK1046432B (no) |
| HU (1) | HUP0201380A3 (no) |
| IL (1) | IL146827A0 (no) |
| IT (1) | ITMI991223A1 (no) |
| NO (1) | NO326848B1 (no) |
| PL (1) | PL200908B1 (no) |
| PT (1) | PT1181384E (no) |
| RU (1) | RU2249043C2 (no) |
| SK (1) | SK286195B6 (no) |
| WO (1) | WO2000073489A1 (no) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138994A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Biocon Limited | A fermentation process for the production of secondary metabolites |
| CN102504007B (zh) * | 2011-12-15 | 2013-09-25 | 成都普思生物科技有限公司 | 一种鲁斯考皂苷元单体的分离纯化方法 |
| CN103588852B (zh) * | 2013-11-26 | 2016-03-30 | 陕西嘉禾生物科技股份有限公司 | 从假叶树中提取分离鲁斯可皂苷元的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2104911A1 (en) | 1970-09-03 | 1972-04-28 | Investigations Sci Pharm | Heterosides from ruscus aculeatus l - useful as antiinflammatories vasconstructors and fibrinolytics |
| GB1380253A (en) | 1971-01-21 | 1975-01-08 | Inverni Della Beffa Spa | Prosapogenins |
| JPS59192075A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-31 | Dainippon Ink & Chem Inc | アロエ抽出物の苦味改良法 |
-
1999
- 1999-06-01 IT IT1999MI001223A patent/ITMI991223A1/it unknown
-
2000
- 2000-05-16 US US09/979,141 patent/US6528280B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-26 HU HU0201380A patent/HUP0201380A3/hu unknown
- 2000-05-26 JP JP2001500799A patent/JP4699661B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-26 EP EP00943740A patent/EP1181384B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-26 SK SK1745-2001A patent/SK286195B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 PT PT00943740T patent/PT1181384E/pt unknown
- 2000-05-26 PL PL352016A patent/PL200908B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 IL IL14682700A patent/IL146827A0/xx not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 DE DE60018560T patent/DE60018560T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-26 KR KR1020017015394A patent/KR100670413B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-26 CA CA2375087A patent/CA2375087C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-26 HK HK02107852.0A patent/HK1046432B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 RU RU2001132333/13A patent/RU2249043C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 ES ES00943740T patent/ES2237436T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-26 AU AU58099/00A patent/AU773234B2/en not_active Ceased
- 2000-05-26 AT AT00943740T patent/ATE290603T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 CZ CZ20014283A patent/CZ301224B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-05-26 CN CNB00808243XA patent/CN1261587C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-26 WO PCT/EP2000/004794 patent/WO2000073489A1/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-11-29 NO NO20015824A patent/NO326848B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ENDO et al. | Specific inhibition of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase by koningic acid (heptelidic acid) | |
| US5554519A (en) | Process of preparing genistein | |
| US12241112B2 (en) | D-glucaric acid producing bacterium, and method for manufacturing D-glucaric acid | |
| Zheng et al. | Production of valienamine by a newly isolated strain: Stenotrophomonas maltrophilia | |
| US6528280B1 (en) | Process for the preparation of derivatives of ruscus aculeatus steroid glycosides | |
| ITMI962063A1 (it) | Processo di biotrasformazione di composti colchicinoidi nei corrispondenti 3-glicosilderivati | |
| PL200909B1 (pl) | Sposób otrzymywania desglukodesramnoruscyny | |
| US4497797A (en) | β-Galactosidase inhibitor GT-2558 and its derivatives | |
| Venkata Dasu et al. | Studies on production of griseofulvin | |
| JPH10130269A (ja) | カルボリン誘導体 | |
| JP2003501045A6 (ja) | Ｒｕｓｃｕｓ ａｃｕｌｅａｔｕｓステロイド配糖体の誘導体の製造方法 | |
| EP0478064B1 (en) | Microbial preparation of 13beta-13-deoxy-22,23-dihydro avermectin-B1a/B1b aglycone | |
| USRE29163E (en) | 1,2,3,4,10,19-Hexanor-9-oxo-5,9-seco-25D-spirostan-5-oic acid | |
| JP2707267B2 (ja) | 新規なアゾキシ化合物、その製法及び生産菌 | |
| NO863077L (no) | Fremgangsmaate til mikrobiell hydroksylering av forskolin og dens derivater ved neurospora crassa. | |
| Sheridan et al. | Stereoselective reduction of radicinin by liquid cultures of Alternaria longipes | |
| CN121652937A (zh) | 一种绳状篮状菌及其在桑色素合成中的应用 | |
| US5275936A (en) | Process for the preparation of 1-methyl-1,4-androstadiene-3,17-dione | |
| HU204575B (en) | Process for producing 1-methyl-1,4-androstadiene-3,17-dion | |
| Keshk et al. | Biotransformation of extracted digitoxin from Digitalis lanata by Streptomyces | |
| PL194389B1 (pl) | Sposób wytwarzania 14α-hydroksy-1-dehydrotestosteronu | |
| JPH02154691A (ja) | ２−メチル−４−ヒドロキシアセトアニリドの製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |