DE19636721A1 - Antibiotische und antitumorale Verbindung, Herstellungsverfahren, Mittel und DSM 11 071 - Google Patents

Antibiotische und antitumorale Verbindung, Herstellungsverfahren, Mittel und DSM 11 071

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DE19636721A1
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Description

Gemäß einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbindung mit antibiotischer und antitumoraler Aktivität der Formel
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbindung (Ratjadon B) der Summenformel C₂₇H₃₈O₅ und mit den folgenden Parametern:
¹H- und ¹³C-NMR-Spektrum gemäß Tabelle 1,
UV-Spektrum (Methanol): lambdamax (lg epsilon) = 229 (4,57) und 241 (sh; 4,52) nm,
IR-Spektrum (KBr): ny = 2964 (s) 2919 (s), 2880 (s), 1720 (vs), 1382 (s), 1249 (s), 1078 (s), 1058 (s), 1036 (s), 1013 (s), 991 (s) und 968 (s) cm-1.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbindung mit anitbiotischer und antitumoraler Aktivität, da­ durch gewinnbar, daß man
  • (a) Sorangium cellulosum Stamm So ce477 = DSM 11 071 in einem C- und N-Quellen sowie Mineralsalze enthaltenden wäßrigen Medium gegebenenfalls in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert,
  • (b) Ratjadon B,
  • (b1) sofern ohne Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus den Sorangium cellulosum-Zellen und/oder dem Kulturmedium oder mit Essigsäureethylester extrahiert oder
  • (b2) sofern in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus dem Adsorberharz mit Methanol eluiert, das Eluat einengt und mit Essigsäureethylester extrahiert,
  • (c) den Essigester abzieht und den öligen Rückstand in Methanol löst,
  • (d) die methanolische Lösung über Kieselgel filtriert und mit Methanol eluiert,
  • (e) das methanolische Eluat einengt und an einer C₁₈-Umkehr­ phase einer HPLC-Chromatographie mit einem Methanol/Wasser-Ge­ misch als Laufmittel unterwirft,
  • (f) Fraktionen mit einem Gehalt an Ratjadon B (Detektion: 230 nm) sammelt und Ratjadon B isoliert.
Die zu isolierende Verbindung kann dadurch gewinnbar sein, daß man in Stufe (a) mit Amberlite® XAD-16 als Adsorberharz arbei­ tet. Bei Stufe (e) kann man mit Nucleosil®-100 RP 18 chromato­ graphieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Gewinnung einer erfindungsgemäßen Verbindung vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
  • (a) Sorangium cellulosum Stamm So ce477 = DSM 11 071 in einem C- und N-Quellen sowie Mineralsalze enthaltenden wäßrigen Medium gegebenenfalls in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert,
  • (b) Ratjadon B,
  • (b1) sofern ohne Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus den Sorangium cellulosum-Zellen und/oder dem Kulturmedium mit Essigsäureethylester extrahiert oder
  • (b2) sofern in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus dem Adsorberharz mit Methanol eluiert, das Eluat einengt und mit Essigsäureethylester extrahiert,
  • (c) den Essigester abzieht und den öligen Rückstand in Methanol löst,
  • (d) die methanolische Lösung über Kieselgel filtriert und mit Methanol eluiert,
  • (e) das methanolische Eluat einengt und an einer C₁₈-Umkehr­ phase einer HPLC-Chromatographie mit einem Methanol/Wasser-Ge­ misch als Laufmittel unterwirft,
  • (f) Fraktionen mit einem Gehalt an Ratjadon B (Detektion: 230 nm) sammelt und Ratjadon B isoliert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft Sorangium cellulosum So ce477 = DSM 11 071.
Schließlich betreffen weitere Ausführungsformen der Erfindung eine antibiotisches Mittel mit einem Gehalt an einer erfindungs­ gemäßen Verbindung sowie ein antitumorales Mittel mit einem Ge­ halt an einer erfindungsgemäßen Verbindung.
Nachstehend wird die Erfindung durch experimentelle Daten näher erläutert.
Ratjadon B aus Sorangium cellulosum So ce477
Produktionsstamm: Sorangium cellulosum gehört zur Ordnung der Myxococcales, Unterordnung Sorangineae, Familie Polyangiaceae. Der Produktionsstamm Sorangium cellulosum So ce477 wurde 1989 aus einer Bodenprobe von den Victoria Falls, Zimbabwe, isoliert. Der Stamm ist bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen (DSM) unter DSM 11 071 hinterlegt.
Stammkultur und morphologische Beschreibung: Stammkulturen wer­ den gehalten auf VY/2-Agar (0,5% Bäckerhefe nach Frischgewicht; 0,1% CaCl₂ × 2H₂O; 1,5% Agar; pH 7,2) oder auf Filterpapier über ST21-Agar (0,1% KNO₂; 0,1% MgSO₄ × 7H₂O; 0,1% CaCl₂ × 2H₂O; 0,1% K₂HPO₄; 0,01% MnSO₄ × 7H₂O; 0,02% FeCl₃; 0,002% Hefeextrakt; Standard-Spurenelementlösung, z. B. nach G. Drews, Mikrobiologisches Praktikum, 2. Auflage, S. 6., Berlin, Springer Verlag (1974); 1% Agar. Die Platten werden bei 30°C bebrütet.
Auf Filterpapier über Mineralsalzagar oder auf Hefeagar (VY/2- Agar) bildet der Stamm große hell orange Schwarmkolonien mit vielen gelborange bis schwarzbraunen Fruchtkörpern. Letztere be­ stehen aus kleinen Sporangiolen von 15 bis 20 µm Durchmesser, die in mehr oder weniger großen Haufen dicht gepackt liegen; die Haufen messen meist zwischen 50 und 150 µm Durchmesser. Die vegetativen Stäbchen haben die für Sorangium typische Form: relativ derbe, im Phasenkontrastmikroskop dunkle, zylindrische Stäbchen mit breit abgerundeten Enden, im Mittel 3 bis 5 µm lang und um 1 µm dick.
Leistungen: Der Stamm So ce477 produziert Ratjadon B als Haupt­ komponente. Diese Substanz hemmt das Wachstum zahlreicher Pilze und Hefen, gegen alle getesteten Bakterien war der Wirkstoff un­ wirksam. Bemerkenswert ist die sehr starke Wirkung gegenüber tierischen Zellkulturen. Eine IC-50 gegen die Hela Zellinie KB3.1 von nur 40 pg/ml weist aufeine antitumorale Wirkung von Ratjadon B hin.
Produktion der Aktivitäten: Das Produktionsmedium kann folgende Zusammensetzung haben (in g/l destilliertes Wasser):
Soyabohnenmehl 2; Glukose (Maizena) 2; Stärke (Maizena) 8; Hefe­ extrakt (Marcor) 2; CaCl₂ × 2H₂O 1; MgSO₄ × 7H₂O 1; Ethylen­ diamin-tetraessigsäure Eisen (III) -Natriumsalz 0,008; HEPES 11,9. Der pH-Wert des Mediums wird vor dem Autoklavieren auf 7,2 eingestellt. Kultiviert wird in 1 1 Erlenmeyerkolben mit 250 ml des obigen Mediums und 2% XAD-16 Adsorberharz (Rohm und Haas, Frankfurt). Die Kolben werden bei 30°C auf einem Rundschüttler bei 180 U/m für 7 Tage inkubiert. Ratjadon B wird während der logarithmischen bis hin zur stationären Wachstumsphase produ­ ziert und bindet quantitativ an das Adsorberharz. In Abwesenheit von XAD kann es sowohl aus den Zellen als auch aus dem Kul­ turüberstand isoliert werden.
Hemmspektrum von Ratjadon B im Plattendiffusionstest
Isolierung von Ratjadon B
4,2 Liter Kulturmedium werden dreimal mit je 500 ml Essigester extrahiert. Die Essigesterphasen werden vereinigt und das Lö­ sungsmittel wird abgezogen. Der braunrote ölige Rückstand wird in 10 ml Methanol gelöst und über 200 ml Kieselgel 60 (0,063 bis 0,2 mm Korngröße; 4 cm Säulendurchmesser) filtriert. Die ersten 100 ml Methanol-Eluat enthalten Ratjadon B.
Trennung der Komponenten
Präparative HPLC:
Das Eluat wird auf ein Volumen von ca. 5 ml eingeengt und in mehreren Läufen durch präparative RP-HPLC getrennt (Säulenabmessungen: 250 × 20 mm; Säulenmaterial: RP 18, 100 Å, 7 µ; Laufmittel: MeoH/H₂O 70/30, Flußrate: 28 ml/min; Detektion: 230 nm).
Retentionszeit: Ratjadon B = 27 min.
Analytische HPLC:
(Säule: 125 × 2 mm, Nucleosil 120-5 C18, 5 µ; Laufmittel: linearer Gradient MeoH/H₂0 60/40 in 20 min auf MeoH/H₂0 80/20; Flußrate 0,3 ml/min; Detektion 230 nm) Retentionszeit: Ratjadon B = 10,8 min.
Ausbeute an Ratjadon B: 17,3 mg.
Charakterisierung
Ratjadon B: C₂₇H₃₈O₅ (442) Struktur: Abb. 1.
UV (Methanol): lambdamax (lg epsilon) = 229 nm (4,57), 241 nm (sh.; 4,52).
IR (KBr): ny = 2964 (s), 2919 (s), 2880 (s), 1720 (vs), 1382 (s), 1249 (s), 1078 (s), 1058 (s), 1036 (s), 1013 (s), 991 (s) 968 (s).
¹H und ¹³C-NMR: s. Tabelle 1.
Molmasse: (-)-FAB-MS (TEG) (negativ-Ion) [M-H] = 441,2675.
Literatur zu Ratjadon A:
  • 1) D. Schummer, K. Gerth, H. Reichenbach, G. Höfle, Liebigs Ann. Chem., (1995) 685-688.
  • 2) K. Gerth, D. Schummer, G. Höfle, H. Irschik, H. Reichenbach, J. Antibiot., 48 (1995) 973-976.
Tabelle 1
NMR-Daten von Ratjadon B in CDCl₃
¹H: 300 MHz; ¹³C: 150 MHz.

Claims (9)

1. Verbindung mit antibiotischer und antitumoraler Aktivität der Formel:
2. Verbindung (Ratjadon B) der Summenformel C₂₇H₃₈O₅ und mit den folgenden Parametern:
¹H- und ¹³C-NMR-Spektrum gemäß Tabelle 1,
UV-Spektrum (Methanol): lambdamax (lg epsilon) = 229 (4,57) und 241 (sh; 4,52) nm,
IR-Spektrum (KBr): ny = 2964 (s), 2919 (s), 2880 (s), 1720 (vs) 1382 (s), 1249 (s), 1078 (s), 1058 (s), 1036 (s), 1013 (s), 991 (s) und 968 (s) cm-1.
3. Verbindung mit antibiotischer und antitumoraler Aktivität, dadurch gewinnbar, daß man
  • (a) Sorangium cellulosum Stamm So ce477 = DSM 11 071 in einem C- und N-Quellen sowie Mineralsalze enthaltenden wäßrigen Medium gegebenenfalls in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert,
  • (b) Ratjadon B,
    • (b1) sofern ohne Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus den Sorangium cellulosum-Zellen und/oder dem Kulturmedium oder mit Essigsäureethylester extrahiert oder
    • (b2) sofern in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus dem Adsorberharz mit Methanol eluiert, das Eluat einengt und mit Essigsäureethylester extrahiert,
  • (c) den Essigester abzieht und den öligen Rückstand in Methanol löst,
  • (d) die methanolische Lösung über Kieselgel filtriert und mit Methanol eluiert,
  • (e) das methanolische Eluat einengt und an einer C₁₈-Umkehr­ phase einer HPLC-Chromatographie mit einem Methanol/Wasser-Ge­ misch als Laufmittel unterwirft,
  • (f) Fraktionen mit einem Gehalt an Ratjadon B (Detektion: 230 nm) sammelt und Ratjadon B isoliert.
4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gewinnbar, daß man in Stufe (a) mit Amberlite® XAD-16 als Adsorberharz arbeitet.
5. Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gewinnbar, daß man bei Stufe (e) mit Nucleosil®-100 RP 18 chromatographiert.
6. Verfahren zur Gewinnung der Verbindung gemäß einem der An­ sprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) Sorangium cellulosum Stamm So ce477 = DSM 11 071 in einem C- und N-Quellen sowie Mineralsalze enthaltenden wäßrigen Medium gegebenenfalls in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert,
  • (b) Ratjadon B,
    • (b1) sofern ohne Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus den Sorangium cellulosum-Zellen und/oder dem Kulturmedium mit Essigsäureethylester extrahiert oder
    • (b2) sofern in Gegenwart eines Adsorberharzes kultiviert wurde, aus dem Adsorberharz mit Methanol eluiert, das Eluat einengt und mit Essigsäureethylester extrahiert,
  • (c) den Essigester abzieht und den öligen Rückstand in Methanol löst,
  • (d) die methanolische Lösung über Kieselgel filtriert und mit Methanol eluiert,
  • (e) das methanolische Eluat einengt und an einer C₁₈-Umkehr­ phase einer HPLC-Chromatographie mit einem Methanol/Wasser-Ge­ misch als Laufmittel unterwirft,
  • (f) Fraktionen mit einem Gehalt an Ratjadon B (Detektion: 230 nm) sammelt und Ratjadon B isoliert.
7. Sorangium cellulosum So ce477 = DSM 11 071.
8. Antibiotisches Mittel mit einem Gehalt an einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
9. Antitumorales Mittel mit einem Gehalt an einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
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