DE1068429B - Process for the microbial production of cobalamines by Nocardia rugosa in the presence of diamines as precursors - Google Patents
Process for the microbial production of cobalamines by Nocardia rugosa in the presence of diamines as precursorsInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Gegenstand des Hauptpatents 1 046 258 ist ein biosynthetisches Verfahren zur Erzeugung von Cobalaminen, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung von Mikroorganismen der Gattung Nocardia, besonders des Stammes Nocardia rugosa, wobei die Nährflüssigkeit gegebenenfalls oberflächenaktive Mittel enthält.The subject of the main patent 1 046 258 is a biosynthetic process for the production of cobalamines, which is characterized by the use of microorganisms of the genus Nocardia, especially the strain Nocardia rugosa, the nutrient fluid optionally containing surface-active agents.
In weiterer Ausbildung des Verfahrens nach dem Hauptpatent wurde gefunden, daß Nocardia rugosa ebenso wie andere Mikroorganismen in der Lage ist, nicht nur aus morphologischen und umweltbedingten Eigenheiten Cobalamine zu bilden, sondern auch die Fähigkeit besitzt, in Gegenwart des als Rekursor-Zusatz bei der Biosynthese von Cobalaminen mit anderen Mikroorganismen bekannten o-Phenylen-diamins oder von dessen Alkylderivaten so erhebliche Mengen von Vitamin-B12-ähnlichen Cobalaminen zu erzeugen, daß deren Extraktion möglich wird.In a further development of the process according to the main patent, it was found that Nocardia rugosa, like other microorganisms, is not only able to form cobalamins from morphological and environmental properties, but also has the ability to act as a recursor additive in biosynthesis in the presence of from cobalamines with other microorganisms known o-phenylenediamines or from its alkyl derivatives to produce so considerable amounts of vitamin B 12 -like cobalamins that their extraction is possible.
Gegenstand der vorhegenden Erfindung ist daher die Erzeugung von Cobalaminen auf biosynthetischem Wege mit Hilfe von Nocardia rugosa in Gegenwart von ö-Phenylendiamin oder dessen Xenylderivaten.The present invention therefore relates to the biosynthetic production of cobalamins with the aid of Nocardia rugosa in the presence of δ-phenylenediamine or its xenyl derivatives.
Bei Verwendung einer gut wachsenden Kultur von Nocardia rugosa wird eine Menge Nährbouillon zugesetzt. Die Kultur wird hierauf unter Belüftung und Rührung in einem Temperaturbereich von 30 bis 37° C so lange bebrütet, bis ein gutes Wachstum der Mikroorganismen vorliegt, was im allgemeinen nach ungefähr 24 bis 30 Stunden der Fall ist. Die so erhaltene Suspension wird zum Impfen der Nährlösung des eigentlichen Fermentierungsprozesses verwendet. Die Menge Impflösung wechselt von 5 bis 10 Volumprozent, bezogen auf die zu impfende Lösung.When using a well-growing culture of Nocardia rugosa, a lot of nutrient broth is added. The culture is then kept under aeration and stirring in a temperature range of 30 to 37 ° C incubated until the microorganisms have grown well, which is generally after about 24 to 30 years Hours is the case. The suspension obtained in this way is used to inoculate the nutrient solution of the actual fermentation process used. The amount of inoculation solution changes from 5 to 10 percent by volume, based on the to inoculating solution.
Zur selben Zeit gibt man die Präkursoren in derartiger Menge zu, daß eine Endkonzentration von 50 bis 1000 Gamma pro cm3 erhalten wird, wobei ihre Sterilisation entweder durch Behändem der wäßrigen Suspension im Autoklav oder durch Kontakt mit Alkohol bei 950C für ungefähr 2 Stunden erfolgt. Die Bildung der Stoffe vom Cobalamin-Typ wird zweckmäßig durch Bioautographie und Chromatographie überwacht. Die Fermentierung wird als vollständig angesehen, wenn keine weitere Zunahme in der Bildung von B12-ähnlicher Substanz beobachtet wird. Dies ist im allgemeinen der Fall, wenn der Gehalt an Stoffen von B12-ähnlicher Aktivität gegenüber E. choli 113/3 einem Gehalt von ungefähr 2 Gamma Vitamin B12 pro cm3 entspricht.At the same time, the precursors are added to in such an amount that a final concentration of 50 to 1000 Gamma per cm 3 is obtained, with their sterilization by either Behändem the aqueous suspension in an autoclave or by contact with alcohol at 95 0 C for about 2 hours he follows. The formation of the cobalamin-type substances is conveniently monitored by bioautography and chromatography. The fermentation is considered complete when no further increase in the formation of B 12 -like substance is observed. This is generally the case when the content of substances with a B 12 -like activity against E. choli 113/3 corresponds to a content of approximately 2 gamma vitamin B 12 per cm 3 .
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Großteil der Substanzen mit B12-ähnlicher Aktivität im Mycelium, aus welchem diese nach den üblichen Methoden extrahiert werden können. .At this point in time, most of the substances with B 12 -like activity are in the mycelium, from which they can be extracted using the usual methods. .
Die besonders geeignete Methode zur Extraktion von Cobalaminen aus Nährmedien besteht zunächst in einer Filtration, wodurch man gleichzeitig zwei Ergebnisse erzielt: einerseits die Abtrennung der aktiven Substanzen, Verfahren zur mikrobiellen ErzeugungThe particularly suitable method for extracting cobalamines from nutrient media consists initially of one Filtration, which achieves two results at the same time: on the one hand, the separation of the active substances, Process for microbial production
von Cobalaminen durch Nocardia rugosa in Gegenwart von Diaminenof cobalamines by Nocardia rugosa in the presence of diamines
als Präkursorenas precursors
Zusatz zum Patent 1 046 258Addendum to patent 1,046,258
Anmelder:Applicant:
Societä Farmaceutici Italia,
Mailand (Italien)Societä Farmaceutici Italia,
Milan (Italy)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn. J. Reitstötter, Patentanwalt, München 15, Haydnstr. 5Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn. J. Reitstötter, Patent attorney, Munich 15, Haydnstr. 5
Beanspruchte Priorität:
Italien vom 8. Mai 1956Claimed priority:
Italy 8 May 1956
Aurelio di Marco, Celestino Spalla,
Giulia Boretti und Carlo Giuseppe Alberti, MailandAurelio di Marco, Celestino Spalla,
Giulia Boretti and Carlo Giuseppe Alberti, Milan
(Italien),
sind als Erfinder genannt worden(Italy),
have been named as inventors
die sich in der Myceliummasse befinden, andererseits die Entfernung des noch in der Lösung befindlichen Überschusses an Zusatzstoffen.which are in the mycelium mass, on the other hand the removal of the excess still in the solution of additives.
Das Mycelium wird hierauf durch Kochen mit Wasser hydrolysiert, gegebenenfalls in Gegenwart geringer Mengen Cyanid.The mycelium is then hydrolyzed by boiling with water, optionally in the presence of small amounts Cyanide.
Das hydrolysierte Mycelium wird durch Zentrifugieren entfernt und die erhaltene Lösung durch Lösungsmittel extrahiert. Unter diesen Lösungsmitteln kommt z. B. Benzylalkohol in Betracht, der nach Aussalzen der wäßrigen Phase verwendet wird, ferner Phenole oder Naphthole, halogenierte Homologe und Derivate davon, die allein oder im Gemisch mit anderen Lösungsmitteln, wie Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff, angewandt werden, die, obwohl sie die Extraktion nicht verbessern, dem Gemisch eine höhere Selektivität und geringere Wasserlöslichkeit verleihen.The hydrolyzed mycelium is removed by centrifugation and the resulting solution is removed by solvent extracted. Among these solvents is e.g. B. Benzyl alcohol into consideration, which after salting out the aqueous phase is used, also phenols or naphthols, halogenated homologues and derivatives thereof, which are used alone or in a mixture with other solvents such as chloroform or carbon tetrachloride which, although they do not improve the extraction, give the mixture higher selectivity and lower Give water solubility.
Aus den organischen Extrakten können die aktiven Stoffe durch Zusatz von Lösungsmitteln gefällt werden, welche deren Löslichkeit herabsetzen, z. B. Benzol, Aceton, Chloroform und Äther.The active substances can be precipitated from the organic extracts by adding solvents, which reduce their solubility, e.g. B. benzene, acetone, chloroform and ether.
Das Rohmaterial, welches so erhalten wird, kann nach allgemein bekannten Verfahren für Substanzen der Cobalamin-Gruppen gereinigt werden. In der Tat könnenThe raw material thus obtained can be prepared according to well-known methods for substances Cobalamin groups are cleaned. Indeed you can
909 647/390909 647/390
iese Substanzen mit Alkoholen von niedriger Kohlentoffanzahl, welche das inerte Material nicht auflösen, luiert und aus einer derartigen alkoholischen Lösung der ktiven Stoffe durch Zusatz von Diäthyläther erhalten werden.These substances with alcohols of low carbon number, which do not dissolve the inert material, luiert and obtained from such an alcoholic solution of the active substances by adding diethyl ether will.
Das erhaltene feste Produkt kann weitergereinigt werden durch Austauschabsorption mit Kunstharzen oder urch Absorption an anderen Stoffen und folgende Elution der durch Wiederholung der Extraktion mit Phenolen nd erneute Fällung aus der wäßrigen Lösung des festen 'roduktes. Die im gereinigten Produkt vorliegenden stoffe der Cobalamin-Gruppe können nach Verfahren etrennt werden, wie man sie im allgemeinen zur Aufrennung von Substanzen ähnlicher chemischer Struktur nwendet, so z. B. durch Gegenstromverteilung zwischen Vasser und einem mit diesem nicht mischbaren Lösungsriittel, dessen Verteilungskoeffizient bei den verschiedeien vorliegenden Stoffen variiert. Es wurde beobachtet, aß diese Trennung durch Chromatographie auf Papier, hatten oder in Säulen befriedigend durchgeführt werden :ann.The solid product obtained can be further purified by exchange absorption with synthetic resins or by absorption on other substances and subsequent elution by repeating the extraction with phenols nd renewed precipitation from the aqueous solution of the solid product. Those present in the cleaned product Substances of the cobalamin group can be separated by processes as they are generally used for separation of substances with a similar chemical structure, e.g. B. by countercurrent distribution between Vasser and a solvent that is immiscible with this, its partition coefficient for the different available fabrics varies. It was observed that this separation ate by chromatography on paper, had or can be carried out satisfactorily in columns: ann.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele für ■ermentierungen gebracht unter Verwendung von Prä- :ursoren der erwähnten Reihen.In the following some exemplary embodiments for ■ ermentations are given using pre- : ursors of the series mentioned.
Culturnährlösung:Culture nutrient solution:
■nährlösung:■ nutrient solution:
4% Malzextrakt, 4% Glucose, 1,5% N-Z-Amin, 0,5% Getreideweiche, 0,5% CaCO3, 0,5%
(NH4)2SO4, 0,1% NaCl, 10 p.M. CoCl2.4% malt extract, 4% glucose, 1.5% NZ-amine, 0.5% soft grain, 0.5% CaCO 3 , 0.5%
(NH 4 ) 2 SO 4 , 0.1% NaCl, 10 pM CoCl 2 .
Nach Sterilisation und Abkühlung auf 33° C werden 01 Nährlösung durch Zugabe von 100 cm3 einer Suspenion eingeimpft, die man durch Waschen einer Kultur uf einem Roux-Nähragar erhält. Die Hauptmenge wird ι einem Zeitraum von 25 bis 40 Stunden bei 33° C, einer belüftung von 30 bis 501 durchgeblasene Luft pro Knute und bei einer Rührung von 150 bis 300 Umxehungen pro Minute zugesetzt. Wenn die Dicke der [ultur einem Trockengewicht von 3 bis 5 mg/cm3 entpricht, benutzt man die Kultur, um das Medium eines "ermentierungsbehälters von größerem Volumen anzunpfen. After sterilization and cooling to 33 ° C., 01 nutrient solution is inoculated by adding 100 cm 3 of a suspension which is obtained by washing a culture on a Roux nutrient agar. The main amount is added over a period of 25 to 40 hours at 33 ° C., with a ventilation of 30 to 50 liters of blown air per knuckle and, with stirring, of 150 to 300 revolutions per minute. When the thickness of the culture corresponds to a dry weight of 3 to 5 mg / cm 3 , the culture is used to inoculate the medium of a larger volume fermentation vessel.
In dieser Stufe wird eine Nährlösung angewandt, welche ie obenerwähnte Zusammensetzung hat und zu der man 00 bis 400 Gamma o-Phenylendiamin pro cm3 zufügt, achdem man diese in wäßriger Suspension oder durch weistündigen Kontakt mit 95 %igem Alkohol sterilisiert ;at.In this stage, a nutrient solution is used which has the above-mentioned composition and to which 00 to 400 gamma o-phenylenediamine per cm 3 is added after it is sterilized in aqueous suspension or by contact with 95% alcohol for two hours; at.
In Abständen von 20 Stunden werden Proben gezogen. )as Mycelium wird darauf durch Zentrifugieren entfernt, Mt Wasser gewaschen, erneut in einem der Nährflüssigkeit m Beginn gleichen Volumen mit Salzsäure angesäuerten Vasser aufgenommen, mit 5% KCN versetzt und 5 Minuten im Autoklav auf 1200C erhitzt.Samples are taken every 20 hours. ) The mycelium is then removed by centrifugation, washed with water, taken up again in a water acidified with hydrochloric acid in the same volume as the nutrient liquid, mixed with 5% KCN and heated to 120 ° C. in the autoclave for 5 minutes.
Die Gegenwart von B12-aktiven Substanzen gegenüber i. choli wird durch Papierchromatographie mit see. Sutylalkohol, angesäuert mit Essigsäure, als Laufmittel «sichert (nach J. Ford, E. S. HoldsworthundS. Kon: Siochem. J., 59, 86, 1955), gefolgt durch Bioautographie uf einer Agarschicht, welche mit Vitamin B12 benötigendem E. choli 113/3 angeimpft ist.The presence of B 12 -active substances compared to i. choli is determined by paper chromatography with see. Sutyl alcohol, acidified with acetic acid, as a mobile phase (according to J. Ford, ES HoldsworthundS. Kon: Siochem. J., 59, 86, 1955), followed by bioautography on an agar layer containing E. choli 113 , which requires vitamin B 12 / 3 is inoculated.
Unter Standardbedingungen zeigt die Chromatographie hne Verwendung von Präkursoren bei den ersten Proben usätzlich zur Anwesenheit von Vitamin B12 zwei weitere Vachstumsfaktoren für E. choli, von denen der eine inen Rf-Wert von annähernd 0 hat (wobei der Rf-Wert ;as Verhältnis zwischen der Wanderungsgeschwindigkeit .er Substanz und des Lösungsmittels ist), der andere nen Rf-Wert von 1 '3 d"s Rf-W^rt<\s von Vitamin B1,.Under standard conditions, chromatography without the use of precursors in the first samples shows, in addition to the presence of vitamin B 12, two further growth factors for E. choli, one of which has an Rf value of approximately 0 (the Rf value; the ratio between the rate of migration of the substance and the solvent), the other has an Rf value of 1 '3 d "s Rf-W ^ rt <\ s of vitamin B 1,.
Im Gegensatz dazu begegnet man bei Gegenwart von o-Phenylendiamin der Anwesenheit von zwei Faktoren mit niedrigem Rf-Wert noch nicht, dagegen läßt sich ein Wachstumsfaktor mit einem nur etwas geringeren Rf-Wert als jener des Vitamins B12 nachweisen. Es ist nicht möglich, diesen Faktor durch Elektrophorese in Essigsäure nach E. S. Holdsworth (Nature, 171, 148, 1955) von Vitamin B12 zu trennen.In contrast, in the presence of o-phenylenediamine, the presence of two factors with a low Rf value is not yet encountered, whereas a growth factor with an only slightly lower Rf value than that of vitamin B 12 can be detected. It is not possible to separate this factor from vitamin B 12 by electrophoresis in acetic acid according to ES Holdsworth (Nature, 171, 148, 1955).
Lo Beispiel 2 Lo example 2
Kulturnährbrühe :Culture broth:
4% Glucose, 2% Lactose, 1% Pepton, 0,25% Hefeextrakt, 0,2% KH2PO4, 0,5% Na2HPO4, 1% NaCl, 10 p.M. CoCl2.4% glucose, 2% lactose, 1% peptone, 0.25% yeast extract, 0.2% KH 2 PO 4 , 0.5% Na 2 HPO 4 , 1% NaCl, 10 pM CoCl 2 .
Das Verfahren wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt unter Verwendung von 100 bis 200 Gamma/ cm3 4,5-Diäthyl-l,2-phenylendiamin als Vorgänger. Die Bioautographie zeigt die Anwesenheit eines Faktors mit einem größeren Rf-Wert als Vitamin B12, der vom Faktor B verschieden sein dürfte, da er durch Elektrophorese nicht vom Vitamin B12 getrennt werden kann.The process is carried out as described in Example 1 using 100 to 200 gamma / cm 3 of 4,5-diethyl-1,2-phenylenediamine as a precursor. The bioautography shows the presence of a factor with a higher Rf value than vitamin B 12 , which factor may be different from factor B because it cannot be separated from vitamin B 12 by electrophoresis.
Kulturnährbrühe:Culture broth:
rnährbrühe:nutrient broth:
4% Malzextrakt, 4% Glucose, 1,75% N-Z-Amin, 0,7% Getreideweiche, 0,5% CaCO3, 0,5% (NHJ2SO4, 0,15% NaCl, 10 p.M. CoCl2.4% malt extract, 4% glucose, 1.75% NZ-amine, 0.7% soft grain, 0.5% CaCO 3 , 0.5% (NHJ 2 SO 4 , 0.15% NaCl, 10 pM CoCl 2 .
Das Verfahren wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt unter Verwendung von 100 Gamma/cm3 4-Äthyl-5-propyl-l,2-phenylendiamin als Präkursoren. Die Bioautographie zeigt die Anwesenheit eines Wachstumsfaktors mit einem wenig größeren Rf-Wert als Vitamin B12 und kleiner als Faktor B, der durch Elektrophorese nicht vom Vitamin B12 getrennt werden kann. Die Trennung B12-ähnlicher Vitamine (erhalten nach den vorhergehenden Beispielen) von Vitamin B12 kann an mit Cellulosepulver gefüllten Säulen erreicht werden unter Benutzung geeigneter Lösungsmittel, so z. B. von mit Wasser gesättigtem und mit Essigsäure angesäuertem see. Butylalkohol.The process is carried out as described in Example 1 using 100 gamma / cm 3 of 4-ethyl-5-propyl-1,2-phenylenediamine as precursors. The bioautography shows the presence of a growth factor with a slightly larger Rf value than vitamin B 12 and smaller than factor B, which cannot be separated from vitamin B 12 by electrophoresis. The separation of B 12 -like vitamins (obtained according to the preceding examples) from vitamin B 12 can be achieved on columns filled with cellulose powder using suitable solvents, e.g. B. from lake saturated with water and acidified with acetic acid. Butyl alcohol.
Die unter Verwendung der obenerwähnten Präkursoren erhaltenen Stoffe können zur Therapie der Addisonschen perniziösen Anämie oder einer anderen makrocytischen Anämie und ebenso für alle Krankheitsformen benutzt werden, welche durch die Vitamin-B12-Wirkung bevorzugt beeinflußt werden.The substances obtained using the above-mentioned precursors can be used for the therapy of Addison's pernicious anemia or another macrocytic anemia and also for all forms of disease which are preferably influenced by the vitamin B 12 action.
Dieselben Stoffe können ebenso als Wachstumsfaktoren für Menschen und Tiere verwendet werden.The same substances can also be used as growth factors for humans and animals.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1068429B true DE1068429B (en) | 1959-11-05 |
Family
ID=593758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1068429D Pending DE1068429B (en) | Process for the microbial production of cobalamines by Nocardia rugosa in the presence of diamines as precursors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1068429B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1213844B (en) * | 1960-12-23 | 1966-04-07 | Pierrel Spa | Process for obtaining pure vitamin B. |
-
0
- DE DENDAT1068429D patent/DE1068429B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1213844B (en) * | 1960-12-23 | 1966-04-07 | Pierrel Spa | Process for obtaining pure vitamin B. |
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