PL244020B1 - Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu - Google Patents

Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu Download PDF

Info

Publication number
PL244020B1
PL244020B1 PL438511A PL43851121A PL244020B1 PL 244020 B1 PL244020 B1 PL 244020B1 PL 438511 A PL438511 A PL 438511A PL 43851121 A PL43851121 A PL 43851121A PL 244020 B1 PL244020 B1 PL 244020B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ene
androst
trihydroxy
carried out
transformation
Prior art date
Application number
PL438511A
Other languages
English (en)
Other versions
PL438511A1 (pl
Inventor
Paulina Łyczko
Anna Panek
Alina Świzdor
Monika Urbaniak
Łukasz Stępień
Original Assignee
Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wrocław University Of Environmental And Life Sciences filed Critical Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority to PL438511A priority Critical patent/PL244020B1/pl
Publication of PL438511A1 publication Critical patent/PL438511A1/pl
Publication of PL244020B1 publication Critical patent/PL244020B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12P33/00Preparation of steroids
    • C12P33/06Hydroxylating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J1/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, not substituted in position 17 beta by a carbon atom, e.g. estrane, androstane
    • C07J1/0003Androstane derivatives
    • C07J1/0018Androstane derivatives substituted in position 17 beta, not substituted in position 17 alfa
    • C07J1/0022Androstane derivatives substituted in position 17 beta, not substituted in position 17 alfa the substituent being an OH group free esterified or etherified
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12P33/00Preparation of steroids
    • C12P33/12Acting on D ring
    • C12P33/16Acting at 17 position
    • C12P33/18Hydroxylating at 17 position
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy jednoczesnego sposobu otrzymywania 3β,7α, 17β-trihydroksy-androst-5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu, o wzorach 2 i 3, na drodze mikrobiologicznej redukcji, w której jako substrat stosuje się 7-okso-DHEA, o wzorze 1, przy użyciu systemu enzymatycznego grzyba strzępkowego Piptoporus betulinus AM39.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α, 17e-trihydroksy-androst-5-enu i 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-enu, o wzorach 2 i 3, przedstawionych na rysunku.
Wynalazek może znaleźć zastosowanie do otrzymywania trójwodorotlenowych naturalnych metabolitów dehydroepiandrosteronu (DHEA) o wysokim potencjale terapeutycznym.
Wprowadzenie grupy hydroksylowej do cząsteczki steroidowej może skutkować wzmocnieniem lub zmianą aktywności biologicznej związku (Donova M.V., Egorova O.V., App. Microbiol. Biotechnol., 2012, 94, 1423-1447; El Kihel L, Steroids, 2012, 77, 10-26). Hydroksylowane metabolity DHEA wykazują szereg różnorodnych właściwości biologicznych, wcześniej częściowo błędnie przypisywanych samemu DHEA. 7α- i 7e-hydroksy-DHEA mają działanie neuroprotekcyjne, przeciwutleniające, przeciwnowotworowe, immunomodulacyjne i przeciwzapalne. Z powodu tych aktywności związki te mogą być użyteczne w terapiach wielu schorzeń, m. in. chorób autoimmunologicznych, neurodegeneracyjnych czy zaburzeń metabolizmu (El Kihel L, Steroids, 2012, 77, 10-26; Kancheva R. et al., Neuroscience, 2011,191,22-27;Pellissier M. et al., Steroids, 2011,69,137-144; Starka L, Physiol. Res., 2011, 66, 285-294).
3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-en jest występującym u ludzi metabolitem DHEA o aktywności przeciwzapalnej wielokrotnie silniejszej od działania dehydroepiandrosteronu (Morfin R., Starka, L, Int. Rev. Neurobiol., 2001, 46, 79-95; Loria R. M., Steroids, 2002, 67, 953-966). Wykazuje on również aktywność antyglukokortykoidową, dzięki czemu może być wykorzystywany do łagodzenia zaburzeń nastroju (Loria R. M., 1997, Psychoneuroendocrinology 22, 103-108; Duskova M. et al., 2011, Endocrine Regulations 45, 131-137). Ze względu na właściwości immunomodulacyjne rozważane jest jego stosowanie w terapii schorzeń stawów oraz zaburzeń metabolizmu, m. in. otyłości i nietolerancji glukozy (Ahlem C. N. et al., J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 2011, 126, 87-94). W badaniach klinicznych wykazano, że 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-en wpływa na obniżenie poziomu cholesterolu u zdrowych mężczyzn (stickney D. M. et al., Am. J. Transl. Res., 2011,3, 275-283).
Podobnie jak jego 7β izomer, 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-en jest immunomodulacyjnym związkiem o silnym działaniu przeciwzapalnym (Loria R. M.,1997, Psychoneuroendocrinology 22, 103-108). Obniżony poziom tego steroidu skorelowany został ze zmianami nastroju i zaburzeniami neurokognitywnymi występującymi u kobiet w fazie lutealnej cyklu menstruacyjnego (Duskova M. et al., 2011, Endocrine Regulations 45, 131-137).
Chemiczna synteza leków steroidowych wymaga zwykle przeprowadzania licznych operacji technologicznych, związanych m. in. z koniecznością osłaniania niektórych grup funkcyjnych przed niespecyficznymi co do miejsca i konformacji reakcjami chemicznymi. W przeciwieństwie do metod chemicznych, transformacje mikrobiologiczne pozwalają modyfikować strukturę cząsteczek jednoetapowo, umożliwiając wysoką regio- oraz stereoselektywność reakcji przy zachowaniu łagodnych warunków procesu.
Znany jest sposób otrzymywania mieszaniny 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-enu i 3β,7β,17βtrihydroksy-androst-5-enu jako produktu biotransformacji androstendiolu lub DHEA przeprowadzanych w kulturach grzybów strzępkowych Mortierella isabellina AM212 (Kołek T. et al., Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 5414-5422), Absidia coreulea AM93 (Milecka-Tronina N. et al., Bioorg. Med. Chem., 2013, 22, 883-891) i Mucor silvaticus (Wang Y. et al., Biocatal. Biotransformation, 2013, 31, 168-174). W transformacji androstendiolu przez A. coreulea AM93 otrzymano odpowiednio 9,5% i 19% 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-enu i 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-enu. W reakcji z udziałem M. isabellina AM212 a także M. silvaticus mieszanina produktów zawierała kilkukrotnie więcej 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-enu w porównaniu do izomeru 7β.
Szczep Piptoporus betulinus AM39 był wcześniej ujawniony w literaturze jako mikroorganizm zdolny do mikrobiologicznej hydoksylacji pochodnej bezwodnika kwasu bursztynowego (Olejniczak T., World J. Bicrob. Biot., 2010, 26, 2053-2060).
Istota wynalazku polega na tym, że do podłoża odpowiedniego dla wzrostu grzybów strzępkowych wprowadza się zawiesinę komórek Piptoporus betulinus AM39. Hodowlę prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu w temperaturze 22-26°C. Po upływie co najmniej 4 dni do hodowli dodaje się substrat, którym jest 7-okso-DHEA, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą. Transformację prowadzi się w temperaturze od 22°C do 26°C, przy ciągłym wstrząsaniu, co najmniej 24 godziny. Produkty ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie, w wyniku czego otrzymuje się 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-en oraz 3 β ,7β ,17e-tri hyd roksy-androst-5-en.
Korzystnie jest, gdy stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,3 g : 1 L.
Korzystnie także jest, gdy transformację prowadzi się w temperaturze 25°C.
Korzystnie jest, gdy transformację prowadzi się przez 24 godziny.
Korzystne jest, gdy jako ekstrahent stosuje się chloroform.
Korzystne jest także, gdy jako eluent stosuje się mieszaninę octan etylu : chlorek metylenu : metanol w proporcji objętościowej składników 3 : 2 : 0,2.
Sposobem według wynalazku, w wyniku redukcji 7-okso-DHEA (7-okso-dehydroepiandrosteronu) można otrzymać steroidowe triole, które ze względu na swoją aktywność biologiczną mają wysoki potencjał terapeutyczny.
Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie mieszaniny 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-enu i 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-enu z wydajnością 27% i 47% w łagodnych warunkach reakcji i w pH bliskim obojętnemu.
Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.
Do kolby Erlenmeyera o pojemności 300 mL, w której znajduje się 100 mL sterylnej pożywki zawierającej 3 g glukozy i 1 g aminobaku, wprowadza się 2 cm3 zawiesiny komórek Piptoporus betulinus AM39. Hodowlę prowadzi się przez kolejne cztery dni przy stałym wstrząsaniu w temperaturze 25°C. Następnie do hodowli mikroorganizmu dodaje się 30 mg 7-okso-DHEA, o wzorze 1, w postaci zawiesiny w 0,6 cm3 acetonu. Transformację prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu przez 24 godziny w warunkach, w których prowadzona była hodowla mikroorganizmu. Następnie uzyskany roztwór transformacyjny ekstrahuje się trzykrotnie chloroformem, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Wydajność otrzymania produktów według danych chromatograficznych (GC) wynosi odpowiednio 30% i 49%. Po oczyszczeniu surowego produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, z zastosowaniem jako eluentu mieszaniny octan etylu : chlorek metylenu : metanol w proporcji objętościowej składników 3 : 2 : 0,2 otrzymuje się 8 mg 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-enu oraz 14 mg 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-enu (łączna wydajność izolowana 74% mol.).
Uzyskane produkty charakteryzują się następującymi danymi spektralnymi:
3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-en:
1H NMR (CD3OD) δ (ppm): 0.75 (3H, s, 18-Me); 1.02 (3H, s, 19-Me); 3.44-3.55 (1H, m, 3a-H); 3.61 (1H, t, J = 8.5 Hz, 17a-H); 3.76 (1H, t, J = 3.6 Hz, 7p-H); 5.54 (1H, d, J = 5.0 Hz, 6-H) 13C-NMR (CD3OD): 11.4 (18-C), 18.7 (19-C), 21.5 (11-C), 24.2 (15-C), 30.7 (16-C), 32.2 (2-C), 37.5 (12-C), 38.2 (C-1), 38.5 (10-C), 39.1 (8-C), 42.9 (4-C), 43.6 (13-C), 43.7 (9-C), 45.4 (14-C), 65.5 (7-C), 72.0 (3-C), 82.5 (17-C), 125.0 (6-C), 146.7 (5-C)
3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-en:
1H NMR (CD3OD) δ (ppm): 0.76 (3H, s, 18-Me); 1.09 (3H, s, 19-Me); 3.37-3.48 (1H, m, 3a-H); 3.56 (1H, t, J = 8.5 Hz, 17a-H); 3.72 (1H, dt, J = 2.1 Hz, J = 7.8 Hz, 7a-H); 5.25 (1H, t, J = 1.8 Hz, 6-H).
13C NMR (CD3OD): 11.6 (18-C), 19.6 (19-C), 21.9 (11-C), 26.6 (15-C), 30.9 (16-C), 32.3 (2-C), 37.7 (10-C), 37.8 (12-C), 38.3 (1-C), 41.3 (8-C), 42.6 (4-C), 44.3 (13-C), 50.1 (9-C), 52.3 (14-C), 72.2 (3-C), 74.0 (7-C), 82.3 (17-C), 127.4 (6-C), 144.1 (5-C).

Claims (6)

1. Sposób jednoczesnego otrzymywania 3e,7a, 17e-trihydroksy-androst-5-enu i 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-enu, znamienny tym, że do podłoża odpowiedniego dla grzybów strzępkowych wprowadza się szczep Piptoporus betulinus AM39, przy czym hodowlę prowadzi się przy ciągłym wstrząsaniu w temperaturze od 22°C do 26°C, następnie po upływie co najmniej 4 dni do hodowli dodaje się substrat, którym jest 7-okso-DHEA, o wzorze 1, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym mieszającym się z wodą, transformację prowadzi się w temperaturze od 22°C do 26°C przy ciągłym wstrząsaniu co najmniej 24 godziny, po czym produkty ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie, w wyniku czego otrzymuje się 3e,7a,17e-trihydroksy-androst-5-en o wzorze 2 oraz 3e,7e,17e-trihydroksy-androst-5-en o wzorze 3.
2. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że stosunek masy dodawanego substratu do objętości hodowli wynosi 0,3 g : 1 L.
PL 244020 Β1
3. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że transformację prowadzi się w temperaturze 25°C.
4. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że transformację prowadzi się przez 24 godziny.
5. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że ekstrakcję wykonuje się chloroformem.
6. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że jako eluent stosuje się mieszaninę octanu etylu : chlorku metylenu : metanolu w proporcji objętościowej składników 3:2:0,2.
PL438511A 2021-07-16 2021-07-16 Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu PL244020B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438511A PL244020B1 (pl) 2021-07-16 2021-07-16 Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438511A PL244020B1 (pl) 2021-07-16 2021-07-16 Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL438511A1 PL438511A1 (pl) 2023-01-23
PL244020B1 true PL244020B1 (pl) 2023-11-20

Family

ID=84982724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL438511A PL244020B1 (pl) 2021-07-16 2021-07-16 Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL244020B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL438511A1 (pl) 2023-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ekiz et al. Biotransformation of cyclocanthogenol by the endophytic fungus Alternaria eureka 1E1BL1
Choudhary et al. Biotransformation of adrenosterone by filamentous fungus, Cunninghamella elegans
Shaw et al. Bile acids. OV. 2, 2-Dimethoxypropane: an esterifying agent preferred to diazomethane for chenodeoxycholic acid.
Bedane et al. Cytotoxic bufadienolides from the leaves of a medicinal plant Melianthus comosus collected in South Africa
Özçinar et al. Biotransformation of ruscogenins by Cunninghamella blakesleeana NRRL 1369 and neoruscogenin by endophytic fungus Neosartorya hiratsukae
Xu et al. Site-selective oxidation of unactivated C–H sp3 bonds of oleanane triterpenes by Streptomyces griseus ATCC 13273
Ahmed et al. 1α, 3β, 5β-Trihydroxy-24-methylenecholestan-6-one: a novel steroid from a soft coral Sinularia gibberosa
Yazdi et al. Biotransformation of hydrocortisone by a natural isolate of Nostoc muscorum
Hussain et al. Aspergillus niger-mediated biotransformation of methenolone enanthate, and immunomodulatory activity of its transformed products
Zafar et al. New metabolites from fungal biotransformation of an oral contraceptive agent: methyloestrenolone
Farooq et al. Microbial transformation of mestanolone by Macrophomina phaseolina and Cunninghamella blakesleeana and anticancer activities of the transformed products
Tapolcsányi et al. Synthesis and receptor-binding examination of 16-hydroxymethyl-3, 17-estradiol stereoisomers
PL244020B1 (pl) Sposób jednoczesnego otrzymywania 3β,7α,17β-trihydroksyandrost- 5-enu i 3β,7β,17β-trihydroksy-androst-5-enu
Korda et al. Sugar migration induced by the Wagner-Meerwein rearrangement of 28-O-glycosyl-betulin derivatives
Al-Awadi et al. Studies on Bacillus stearothermophilus. Part 1. Transformation of progesterone to a new metabolite 9, 10-seco-4-pregnene-3, 9, 20-trione
Li et al. Biotransformation of 20 (S)-protopanaxadiol by Mucor spinosus
EP0300062B1 (en) Novel androst-4-ene-3,17-dione derivatives and process for their preparation
Chou et al. Fungal transformation of isosteviol lactone and its biological evaluation for inhibiting the AP-1 transcription factor
Bokkenheuser et al. Dehydroxylation of 16 alpha-hydroxyprogesterone by fecal flora of man and rat
Aamer et al. New anti-inflammatory and non-cytotoxic metabolites of methylstenbolone obtained by microbial transformation
JP2010531660A (ja) 9α−ヒドロキシ−ステロイドの合成方法
Baydoun et al. Fungal transformation and T-cell proliferation inhibitory activity of melengestrol acetate and its metabolite
Baranovsky et al. 14β-(Isoxazol-3-yl) methylestrane steroids: chemoselective synthesis and transformations with heterocyclic ring opening
Atif et al. Solid phase microbial fermentation of anabolic steroid, dihydrotestosterone with ascomycete fungus fusarium oxysporum
PL246071B1 (pl) Sposób wytwarzania 11α-hydroksy-19-nortestosteronu