Патент на изобретение №2399674
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ 11 БЕТА-ГИДРОКСИЛИРОВАНИЯ ДЕЛЬТА4-3-КЕТОСТЕРОИДОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу 11
Изобретение относится к области биотехнологии, медицинской химии, микробиологии и может быть использовано в фармацевтической промышленности для получения биологически активных стероидных соединений, содержащих 11 11 Максимальное количество способов 11 Представляют также интерес как соединения с высокой физиологической активностью и другие 11 Несмотря на очень большое количество исследований, выполненных с различными штаммами грибов и, главным образом с С.lunata, процесс 11 Установлено, что 11 Существуют способы использования стероидного субстрата – кортексолона и его ацетата с целью увеличения их растворимости в водной среде в виде комплекса с Известно несколько способов введения 11 В отличие от вышеприведенных способов трансформации стероидных субстратов при нагрузках не выше 2 г/л, процесс введения 11 Однако для промышленного применения более предпочтительны способы 11 Недостатками описываемых способов 11 Известен способ, согласно которому трансформируемый субстрат использовали в виде МП, что позволило увеличить содержание кортексолона в среде до 10 г/л [7, 8]. Однако период трансформации при такой нагрузке субстрата, проводимой в фосфатном буфере с помощью свободного, а также иммобилизованного мицелия С.lunata ВКМ F-644, составил 168 ч. Конверсию кортексолона в гидрокортизон осуществляли с помощью мицелия в возрасте 48-60 ч, т.е. отмытым от питательной среды в стационарной фазе роста. Гидроксилирование проводили с таким количеством мицелия, чтобы отношение биомассы к стероиду составляло 1:1 (в расчете на сухую биомассу), при этом процесс заканчивался с образованием гидрокортизона и двух побочных гидроксистероидов. Можно предположить, что количество используемого мицелия было недостаточным для быстрой конверсии 10 г/л кортексолона. В таком длительном процессе, проводимом культурой в условиях голода, неизбежно происходила ее возрастная деградация, следствием чего могли быть снижение селективности и стероидгидроксилирующей активности биокатализатора и деструкция продуктов трансформации. Имел значение также возраст мицелия, служившего биокатализатором. Из литературы известно, что наиболее высокая гидроксилазная активность наблюдается у мицелия в логарифмической фазе роста [2, 8, 12]. При старении культуры в реакционной среде могут появляться побочные продукты трансформации стероидной молекулы и продукты лизиса мицелия, которые отрицательно влияют на выход целевого продукта и усложняют его выделение. Кроме того, поскольку не растворимые в воде стероиды адсорбируются на мицелии, при высоком содержании в среде кристаллы кортексолона могут служить препятствием для достаточного доступа кислорода к биокатализатору. Эту гипотезу подтверждают данные работы с С.lunata CL-114, согласно которым выход гидрокортизона возрастал при дробной подаче субстрата [20], а также результаты 11 Целью заявляемого изобретения является разработка эффективного способа 11 Для способа характерны высокая скорость и селективность процесса гидроксилирования в сочетании с полной конверсией стероидного субстрата при его высокой нагрузке. При нагрузке трансформируемого субстрата до 20 г/л трансформация протекает без деструкции стероидов за период не более 50 ч. Сущность способа заключается в том, что для 11 Трансформируемые стероиды вносят в реакционную среду или в виде микрокристаллов – МП, либо в виде растворимого в водной среде комплекса с химически модифицированным Трансформация стероидов в виде комплекса с МЦД с помощью С.lunata ВКПМ F-988 протекала в 2 раза быстрее по сравнению с микрокристаллическим субстратом. Кроме того, в этом случае облегчалось выделение чистого гидроксипроизводного, так как субстрат и продукты реакции не накапливались на мицелии (таблица), тогда как при трансформации субстрата в виде МП на мицелии содержалась почти половина общего количества стероидов, которые экстрагировались вместе с внутриклеточной субстанцией. Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры, выход 11
Пример 1. Трансформация кортексолона при нагрузке 10 г/л. Суспензию спор штамм Curvularia lunata ВКПМ F-988, выращенного при 28°С в течение 120-140 ч на скошенном агаре следующего состава (г/л): глюкоза – 4,0, дрожжевой экстракт – 4,0, солодовый экстракт – 10, агар-агар – 25,0, вода дистиллированная, рН-6,8, переносят в жидкую среду в конические колбы объемом 750 мл со средой следующего состава (г/л): сахароза – 60,0, дрожжевой автолизат – 5,5, NaNO3 – 3,5, NH4H2PO4 – 6,5, K2HPO4 – 2,0, KCl – 0,5, MgSO4 – 1,0, рН 6.0-6.1, и выращивают мицелий в аэробных условиях при скорости перемешивания 220-250 об/мин и температуре 28°С до конца стадии логарифмического роста. Полученный посевной материал переносят в свежую среду того же состава и проводят выращивание в аналогичных условиях. Через 24 часа роста полученный мицелий отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, отделяют от воды, взвешивают и переносят в количестве, соответствующем по весу 10-11 г сухой биомассы, в 0,75 л 0,07 М фосфатного буфера, рН – 6.0-6.1, содержащего 7,5 г микронизированного стероидного субстрата с содержанием 95% основного вещества – кортексолона (7,12 г в 100%-ном исчислении). Полученную суспензию распределяют в 12 качалочных колб и проводят трансформацию в течение 46 ч (до исчезновения исходного субстрата) в аэробных условиях, при скорости перемешивания 220-250 об/мин и температуре 28°С. Мицелий отделяют от водной фазы и дважды экстрагируют этилацетатом. Водную фазу трижды экстрагируют этилацетатом, полученные экстракты упаривают, сухие остатки взвешивают и определяют в них содержание стероидных продуктов с помощью ВЭЖХ, после чего взвешенные остатки объединяют. Получают 6,75 г технического продукта, который обрабатывают при перемешивании 30 мл гексана. Гексан отделяют и остаток растворяют в 60 мл смеси CHCl3:МеОН (7,5:1). К этому раствору по каплям при перемешивании прибавляют 400 мл воды. Полученный осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством СНСl3, сушат при 60°С. Получают 3,2 г кристаллического гидрокортизона с т.пл. 211-214°С, идентичного стандартному образцу (ИК, ПМР-спектры). Выход 43,2%. Из хлороформного маточника выделяют 2,2 г (31%) смеси 14 Пример 2. Трансформация кортексолона при нагрузке 10 г/л в виде комплекса с МЦД. Влажный мицелий в количестве, соответствующем по весу 12-13 г сухой биомассы, полученный по примеру 1, вносят в 1,0 л фосфатного буфера, содержащего 10 г кортексолона (9,5 г в 100%-ном исчислении) и метил- Пример 3. Аналогично примеру 2 проводили трансформацию 3,75 г кортексолона (3,56 г в 100%-ном исчислении) при нагрузке 15 г/л, а также выделяли и очищали продукт трансформации. Отношение биомассы (в пересчете на вес сухого мицелия)/стероид составляло 2:1, отношение стероид/МЦД – 1/1 (моль/моль). Продолжительность трансформации 24 ч. Получено 3,72 г технического продукта. Выделено 2,01 г (56,4% теор.) кристаллич. гидрокортизона и 0,85 г (23% теор.) кристаллич. 14 Пример 4. Проводили трансформацию кортексолона с МЦД при нагрузке 20 г/л. а) Аналогично примеру 2 проводили трансформацию, выделяли и очищали продукт трансформации. Количество загруженного на трансформацию субстрата составляло 7 г (6,65 в 100%-ном исчислении). Отношение биомасса/стероид составляло 2,5:1. Продолжительность полной конверсии кортексолона – 48 ч. Получено 6,0 г технического продукта. Выделено 3,82 г (55% теор.) кристаллич. гидрокортизона и 1,5 г (21,5% теор.) кристаллич. 14 б) Аналогично пункту (а) проводили трансформацию 5 г кортексолона (4,75 г в 100%-ном исчислении), выделение и очистку продукта реакции. Использовали соотношение МЦД/стероид 0,6/1 (моль/моль). Продолжительность трансформации 50 ч. Получено 4.0 г технического продукта. Выделено 2,6 г (52% теор.) кристаллич. гидрокортизона и 0,95 г (19% теор.) 14 Пример 5. Трансформация 21-ацетата кортексолона при нагрузке 10 г/л. Аналогично примеру 2 трансформировали 5 г 21-ацетата кортексолона (4,5 г в 100%-ном исчислении) в течение 48 ч. Выделение проводили согласно примеру 2. Получено 3,36 г технического продукта. Выделено 2,15 г (51%) теор.) кристаллич. гидрокортизона и 0,84 г 14 Пример 6. Получение 16 Трансформацию 3 г 21-ацетата 16 Пример 7. Получение 11 Трансформацию 4 г химически чистого тестостерона проводили в условиях примера 2 в течение 24 ч при нагрузке 5 г/л. Мицелий и водную фазу экстрагировали отдельно. Экстракты, содержащие по данным ТСХ примерно одинаковое количество продуктов реакции, объединяли, упаривали и получали 3,8 г технического продукта, который растворяли в 30 мл метанола. К метанольному раствору прибавляли 5 мл воды. Полученную смесь охлаждали до 5-7°С в течение 3 ч. Отделяли кристаллический осадок. Промывали его охлажденным метанолом, сушили и получали 2,53 г (выход 60%) 11 Пример 8. Получение 11 Трансформацию 2,4 г химически чистого 17 Пример 9. Получение 11 Аналогично примеру 2 трансформировали 1,0 г ГМПД в течение 24 ч при нагрузке 4 г/л. Водную фазу экстрагировали этилацетатом (на мицелии стероиды отсутствовали). После упаривания экстракта получено 0,95 г смеси гидроксипроизводных ГМПД, которую делили препаративно на SiO2. Стероиды элюировали смесью CHCl3/ацетон 7:2. Выделено 0,45 г (43%) 11 Пример 10. Получение 11 Аналогично примеру 2 трансформировали 1,0 г прогестерона в течение 25 ч при нагрузке 2 г/л. Водную фазу экстрагировали этилацетатом (на мицелии стероиды отсутствовали). После упаривания экстракта получено 0,8 г кристаллического осадка, состоящего из смеси 2 гидроксипроизводных прогестерона в отношении 1:1, идентифицированных как 11 Источники информации 1. Машковский М.Д. / Лекарственные средства. М.: ООО «Новая Волна». 2002. 2. Sedlaczek L. / Crit. Rev. Biotechnol. V.7. N.3. P.187-236. 1988. 3. Mahato S.B., Garai S. / Steroids. V.62. P.332-345. 1997. 4. Dulaney E.L., Stapley E.O. / Appl. Microbiol. V.7. P.276-284. 1959. 5. Sonomoto K., Hog M.M., Tanaka A., Fukui S. / Appl. Environ. Microbiol. V.45. P.436-443. 1983. 6. Ангелова Б.А., Суходольская Г.В., Кощеенко К.A. / Микробиология. T.54. C.704-709. 1985. 7. Суходольская Г.В., Ангелова Б.А., Кощеенко К.A. и др. / Патент РФ 8. Суходольская Г.В., Ангелова Б.А., Кощеенко К.Д., Скрябин Г.К. / Прикладная биохим. микробиол. Т.27. С.436-443. 1991. 9. Chen K.С., Wey Н.С. / Enzyme Microbiol. Technol. V.12. P.616-621. 1990. 10. Чинчолкар С.Б., Суходольская Г.В., Баклашова Т.Г., Кощеенко К.А. / Прикл. Биохим. Микробиол. Т.62. С.685-693. 1992. 11. Sedlaczek L., Milczarek K., Wilmanska D. et al. / Poland Patent 161090. 1993. 12. Santhanam H.K., Shreve G.S. / Biotechnol. Prog. V.10. P.187-192. 1994. 13. Wang J., Chen С., Li В., Zhang J., Yu Y. / Enz. Microbiol. Technol. V.22. P.368-373. 1998. 14. Paraszkiewicz K., Dlugonski J. / J.Biotechnol. V.65. P.217-224. 1998. 15. LuW.Y., Du L.X., WangM., Wen j.P., Sun В., Guo Y.W. Biochem. Eng. J. V.32. P.233-238. 2006. 16. Ohlson S., Flygare S., Larsson P.O., Mosbach K. / Eur. J.Microbiol. Biotechnol. 1980. V.10. P.1-9. 17. Manosroi J., Christi Y., Manosroi A. / Appl. Biochem. Microbiol. V.42. P.547-551. 2006. 18. Manosroi J., Saowakhon S., Manosroi A. / Enzyme Microbiol. Tecnol. V.41. P.322-325. 2007. 19. Lu W., Du L, Wang M, Jia X., Wen Y., Huong y., Guo Y., Cong W.,. Bao H., Yang J., Sun B. / Appl. Biochem. Biotecnol. V.142. N.1. 2007. 20. Lu W., Du L., Wang M., Guo Y., Sun В., Wen J., Jia X. / Food and Bioprod. Proc. V.85. P.63-72. 2007. 22. Голланд. патент 6605514 / Chem.Abstr. V.69. P.77624P. 1968. 23. Chosson P., Vidal H., Aumelas A., Couderc F. / Microbiol. Lett. V.83. P.17-22. 1991. 24. Perlman B.A., White M.Y., Gilbert G. / US Pat 6828120. 2004. 25. Rolland G.J., Mantica L., Ciceri R. / Italian Pat. 513843. 1971. 26. Умнова Э.Ф., Рыжкова B.M., Воробьева Л.И. / Хим.-Фарм. Журн. Т.24. С.56-57. 1990. 27. Турута A.M., Камерницкий А.В., Коробов А.А и др. / Хим.-Фарм. Журн. Т.24. С.52-55. 1990. Формула изобретения
1. Способ 11 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возраст мицелия Curvularia lunata не превышает 30 ч, а отношение биомассы мицелия к трансформированному стероиду составляет 1,5-2,5:1.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

-гидроксилирования
4-3-кетостероидов с помощью биомассы мицелия штамма Curvularia lunata ВКПМ F-988. Для трансформации используют отмытый от питательной среды мицелий штамма Curvularia lunata ВКПМ F-988, возраст которого не превышает 30 ч. Мицелий берут в количестве, при котором отношение биомассы к трансформируемому стероиду составляет 1.5-2.5:1. Трансформацию ведут в буферном растворе, а стероидный субстрат вносят в виде суспензии микрокристаллов, либо в виде водорастворимого комплекса с метил-
,21-триол-3,20-дион) – представителя важного класса лекарственных препаратов стероидной природы [2-25]. В качестве самостоятельного препарата/гидрокортизон используется для лечения артритов, бурсита, воспалительных и аллергических заболеваний кожи и др. Он также служит в качестве исходного субстрата в синтезе других кортикоидов – кортизона, преднизолона, преднизона, метилпреднизолона [2]. Еще 11
) 1,01 (3Н, с, Н-18), 1,42 (3Н, с, Н-19), 3,58 (1H, кв, 3J=8,8 Гц, Н-17), 4,36 (1Н, м, J=9,4 Гц Н-11), 5,65 (1Н, с, Н-4).
1411336 А1. Бюл.