DE2418460A1 - Verfahren zur herstellung von lincomycin - Google Patents

Verfahren zur herstellung von lincomycin

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DE2418460A1
DE2418460A1 DE2418460A DE2418460A DE2418460A1 DE 2418460 A1 DE2418460 A1 DE 2418460A1 DE 2418460 A DE2418460 A DE 2418460A DE 2418460 A DE2418460 A DE 2418460A DE 2418460 A1 DE2418460 A1 DE 2418460A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H15/00Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/02Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
    • C07H15/14Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to a sulfur, selenium or tellurium atom of a saccharide radical
    • C07H15/16Lincomycin; Derivatives thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Wie aus der US-PS 3 086 912 bekannt, kann das Antibiotikum Lincolnensin (Lincomycin) mit Hilfe des Mikroorganismus S.lincolnensis var. lincolnensis, NRRL 29^6,bei einer Inkubation«tempera tür von l8 bis ^fO 0C, und vorzugsweise von 26 bis "30 °C, produziert werden. Aus der US-PS J 697 Z>So ist die fermentative Herstellung von Lincomycin unter Verwendung des Mikroorganismus S.espinosus Dietz, sp.n.,NRRL 3Ö9O bekannt. Auch hier beträgt die offenbarte Inkubationstemperatur von l8 bis 40 C.
Bei Durchführung der obigen Fermentationen muss man. grosse Mengen Kühlwasser verwenden, um die gewünschte Ferrnentationstemperatur aufrecht zu erhalten. Die Aufrochterhaltung eine'r Temperatur
403845/0974
zwischen l8 und 40 C, die nach vorstehenden Verfahren für die Antibiotika-Produktion wesentlich>führt zur Entwicklung und Pr.olifikation verunreinigender Mikroorganismen im Fermentationsgefäss. .
Es wurde nun gefunden, dass der Mikroorganismus S.espinosus Dietz, sp.,n., NFlRL 389O,und bestimmte .Bi ο typen davon, bei Inkubationstemperaturen von etwa 44 bis etwa 48 0C, und vorzugsweise bei 45 C wesentlich höhere Li'ncomycinmengen als bei 28 0C produzieren. Ein Vergleich der Fermentationsausbeuten bei 45 und 28 0C für den erfindungsgemäss verwendeten Mikroorganismus ist aus Tabelle A ersichtlich:
Tabelle A PH .espinosus-
Lincomycin-Produktion durch S 7,7 Lincomycin
/jg/ml
Bi 0typ Temp. Tag 8,7 0
22,l49a 28 0C 1 9,0 7
NRRL 5731 2 9,0 9
9,0 23
4 8,6 38
. 5 9,2 17
45 °c 1 9,0 24
2 8,8 60
8,8 60
4 110
5
4 03845/0874
2418A60
Tabelle A (Portsetzung)
Biotyp Temp. Tag pH Lincomycin
S.espinosus 28 0C 1 7,8 2
NRRL 389O 2 '8,8
(Kulturtyp) 3 8,9 8
4 9,0 17
5 9,1 23
45 °c 1 8,8 13
2 8,7 7
3 8,8 59
4 8; 5 95
5 8,3 147
21,987 a 28 °C 1 -8,1 2
2 8,6 6
NRRL 5729 3 9,0 2
4 9,0 8
5 9,1 13
45 °c 1 8,3 ■ 10
2 9,1 12
3 8,9 30
4 8,.7 . - · 56 ... ., .
5 8,7 48
22,0β1 a 28 0C 1 7,9 Spuren
2 8,7 4
NRRL 5730 3 9,0 5
4 9,0 14
5 9,0 19
409845/0974
Tabelle A (Fortsetzung)
Biotyp
Temp.
Tag pH
Lincomycin
22,061 a
NRRL 5730
45 °C
1 8,8 Spuren
2 9,1 30
3 8,9 " 33
H 8,9 54
5 8,8 76
+ Standardtest auf Lincomycin (S.lutea = Testorganismus, Verd. Puffer = 0,1 M PO^, pH 7,0, ATCC 9341, UC I30)
Bemerkung:
Sämtliche E'ermen tat ionen verwendeten identische Impf- und Fermentationsmedlen. Die Medien und sämtliche weitere Fermentationsbedirigungen sind aus Beispiel i ersichtlich.
Die Ergebnisse von TabelleA sind im Hinblick auf die bisherigen Kenntnisse über die Produktion von Lincomycin durch S.espinoKus überraschend. Es wurde auch gefunden, dass S.iineolnonsis.var. lincolnensis, NRPlL 2936 bei einer Inkubationstemperatur von etwa 45 °C kein Lincomycin produziert. Die Fähigkeit von S.espinosus und seinen Bi ο typen zur Lincomyciri-Produktion bei einer Inkubat ions temperatur von etwa 4JI bis }\8 C ist daher· völlig unerwartet.
Ein Vorteil bei Verwendung dieser Mikroorganismen zur BerßtelVüu von Lincomycin besteht,neben den höheren Fermentationsausbeut'-r;, wie aus Tabelle A ersichtlich, darin, dass weniger Kühlwasser
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für das Fermentationsgefäss benötigt wird. Der Bedarf an weniger Kühlwasser ist besonders günstig in warmen Klimazonen und in Gebieten mit begrenztem Wasservorra,t, da zum Kühlen und Aufrechterhalten der Fermentationstemperaturen im allgemeinen Wasser verwendet wird.
Die erfindungsgemäss zur Produktion von Lincomycin verwendeten neuen Aetinomyceten sind Streptomy.ces espinosus, NRRL- 3890 und dessen Biotypen. Ein Stammescharakteristikum dieser Mikroorganismen ist die Produktion von Lincomycin bei einer Inkubafcionstemperatur von etwa 44 bis ^8 0C. Eine Subkultur des lebenden Mikroorganismus kann auf Anfrage von der permanenten Sammlung der Northern Regional Research Laboratories, Agricultural Research Services, U.S. Landwirtschaftsministerium, Peoria, Illinois, USA, bezogen werden. Ausser der oben angegebenen NRRL-Nummer lauten die Bezugsnummern der S. espinosus-Bio typen IvJRRL 5729, NRRL 5730 und NRRL 5731· Die Taxonomie von Streptomyces espinosus NRRL 3890 ist in der US-PS 3 697 380 offenbart.
Beschreibung der Mikroorganismen:
Streptomyces espinosus Biotyp 21987a', NRRL 5729
Streptomyces espinosus Biotyp 22O6la, NRRL 5730
Streptomycins espinosus Bi ο typ 22149a.; NRRL. 5731
Farbeigenschaften; Luftwaehstum grau-grün; Melanin-negativ. Aussehen auf Ektachrome (Dietz, A. (1954), "Ektachrome transparencies as aids in actinomycete classification", Ann. N.Y. Acad. Sei. 60: 152-154) ist aus Tabelle 1 ersichtlich. Die Tabellen 2 und geben die Referenz-Farbeigenschaften wieder. Die Kulturen können in der grünen (GN) Farbserie gemäss Tresner und Backus (Tresner, H.D. und E.J.Backus (I963) "System of color wheels for streptomyces taxonomy", /jpplied' Microbiol." JLl: 335 - 338,)untergebracht werden.
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. Mikroskopische Eigenschaften: Sporophoren kurz, gerade bis gebogen, bis offenspiralig bis spiralig (RP, RA, S) im Sinn von Pridham et al. (Pridham, T.G., C.W. Hesseltine und R.G. Benedict (1958). "A guide for the classifacation of streptomyces according to selected groups. Placement of strains in morphological sections." Applied Microbiol. 6: 52 - 79). Die Sporen sind hauptsächlich kugelförmig, zahlreiche zeigen eine deutliche Bindung. Die Sporenoberfläche ist dornig bis stachelig im Sinne von Dietz und Mathews (Dietz, A. und J. Mathews(1971)· "Classification of Streptomyces spore surfaces .into five groups", Applied Microbiol. 21: 527 - 533)· Einige Dorne zeigen einen Übergang zu haariger Form. Die Dorne sind reichlich und zeigen Markierungen, wenn sie an Sporen beobachtet werden, die mittels der Kohlenstoff-Replikamethode von Dietz und Mathews
(Dietz, D. und J. Mathews (1962). "Taxonomy by carbon repli-
cation. I. An examination of Streptomyces -hygroscopius ,
Applied Microbiol. 10: 258 - 263)behandelt wurden. Kultur- und biochemische Eigenschaften: Siehe Tabelle 4.
" Kohbnstoff-Verwertung: Das Wachstum der Kulturen auf kohlenstoffverbindungen wurde im synthetischen 'Meditim~von ±%i311äm} T.G. und D. Gottlieb (19!l8) "The utilization of carbon compounds
T by some Actinomycetales as an aid for species determination", J. Bacterial. 56: 52 - 79 Tabelle 5)und im synthetischen Medium von Shirling und Gottlieb (Shirling, E.B. und D. Gottlieb (1966), "Methods for characterization of Streptomyces species", Bit. J. Syst. Bacteriol. l6: 313 - 340 , Tabelle 6) ermittelt.
Temperatur: Wachstum massig bei l8 und 55 C, gut bei 24 C, schwer bei 28 bis 37 °C. Bei 45 °C massiges (vegetatives) Wachstum in 24 Stunden und schwere (gute)Sporenbildung in 72 Stunden.
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Ύ —
Es wurden Bennett-, Czapek's Saccharose-, Maltose-Trypton- und Hickey-Tresner-(modifiziert)Medien verwendet. Quelle: Erde aus Südost-Texas.
Kulturtyp; Streptomyees espinosus Dietz sp.n., NRRL 3890.
Typenvarjgfcät; Streptomyees espinosus var. espinosus Dietz NRRL 3890.
Eine im Untersuchungslaboratorium der Anmelderin aus einer Bodenprobe aus Südost-Texas isolierte Actinomyceten-Kultur .wurde in der US-PS 3 697 38O als Streptomyces espinosus sp.n. charakterisiert. Drei weitere Isolate aus Bodenproben aus Südost-Texas besassen auf Ektachrome das gleiche Farbverhalten wie die obige Kultur. In 'vertieften Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Isolate die gleicha/i Sporophoren und Sporentypen und die allgemeinen Kultureigenschaften des obigen Kulturtyps besitzen. Besondere Eigenschaften dieser Kulturen sind ihr grau-grünes Luftwachstum, die kurzen Sporophoren mit runden dornigen Sporen, und das wärrneharte (therrnodur) Wachstum. Die Kulturen werden,nicht, als thernjophil be-trachtet, da. sie be.i. ... ., Temperaturen von etwa l8 0C wachsen, während therrnophile gewöhnlich unterhalb-40 °C nicht wachsen. Die neuen Isolate und .der Kulturtyp, jxroduzier..en. Lincomycin. v.b.si .45.-.,C..,-Unterschiede,: .,·...■..·..-in den Kultureigenschaften (siehe Tabellen) und antagonistischen Eigenschaften beeinflussen nicht die oben erwähnten signifikanten Kriterien und sind nicht ausreichend, urn eine Varietätsbezeichnung dieser "neuen Isolate zu gevrährleisten. Sie werden daher in Übereinstimmung mit Regel 8, Empfehlung 8a(3.) Typ des internationalen Codes der Nomenklatur von Bakterien(international Code of Nomenclature of Bacteria (1966), Herausg. Editorial Board of the Judical Commission of the International Commit bee on Nomenclature of Bacteria^ Intern. J. System. Bacteriol. 16: 459-490)
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als Biotypen bezeichnet (fcs wird empfohlen, dass die Bezeichnung Biotyp, oder physiologischer Typ für infrasubspezifJsche Formen verwendet wird, basierend auf Unterschieden in physiologischen oder biochemischen Eigenschaften^ Die Isolate werden als Streptomyces espinosus Biotyp 21987a, Streptornyces espinosus Biotyp 2206la und Streptomyces espinosus Biotyp 22149a be-,zeichnet.
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Tabelle 1
Aussehen von Streptomyces espinosus-Kulturen auf Ektachrome
Agar-Medium
NRRL 5890
NRRL 5729
Bennett
grau-grün
grau-grün
Czapek's S grau-grün
Saccharose R blass _ grau
Maltose-Tryp-
ton
S
R
grau-grün
gelb- braun
oliv
?ep.ton-2isen S weiss
R gelb
0,1$ Tyrosin S farblos
R rot
Casein-Stärke S . grau-grün
R blass Krau·
blassgelb—braun blassgelb-braun
grau-grün blass grau
grau-grün
gelb- braun5" bis oliv
weiss gelb
farblos ,rot
grau-grün blass grau-grün
NFiRL 5730 NRRL 5731
weiss bis grau
grün
grau-grün
blassgelb blassgelb-braun
grau-grün grau-grün
blass grau .blass grau
grau-grün grau-grün
gelb gelb-braun
weiss weiss
gelb gelb-lederf.
farblos grau-grün
rot ■ rot
grau-grün grau-grün
blass grau-grün blass grau-grün
'S = Oberfläche, R = Unterseite
Tabelle 2
Referenz-Farbeigenschaften von S. espinosus-Kulturen
Agar- S Color Harmony Manual, NRRL 3.Aufl. 1948 (Db NBS-Circular 553 NRRL s 1955 (2)C * 90gm I
Medium NRRL 5729 NRRL NRRL NRRL 5729 NRRL NRRL 9Ogm. H
3890 a 573P 5731 3890 263gm 5730 5731 93m O
a 24 1/2ih a 24 1/2 fe 263gm 122m 263gm 122gm I
Bennett R 24 1/2 fe Ige 24 1/2ih 122gm 127g 122m
1 l/2ge 109gm 109gm I27g HOg
O 1 1/2 ca •89 gm 112m
co 1 1/2 eg 2fb 1 l/2gc 2-ec 89 gm 87 g 102g 121m
CD P 2fb 2ec 1 l/2ec 87 g 89m 105gm I22g
JP- S 2ec 89m 90gm
cn 90gm
O R ;lli ___ HOgm
co 11 i , 2 ig 2ig . . cn
CVJ
HOgm 112m HOg
Czapek 1S- 2ig lec HOg 112m · 112m
Saccharose lec ' 2 ig 2fe lec 112m 121m
2 ig 121m 122g 112gm
122g HOg
HOg
Tabelle 2 (Fortsetzung)
P ■24
;; 1
- 1/2 ih
ih
ih 1/2 fe 1/2 ih 112m· 112m . 122m
127g
122gm
. Maltose-
Tryρton
S 1 l/2ge
lih
2
·: 1
1/2 fe
ih
3ba t
24 l/2
24 1/2 ie 109gm
HOg
109gm
112m
1139
122gm
112m
113g
87gm lOögm
R 2ge ■
2ec
2gc
1 l/2ge
gc
l/2ge
2ic 1 90gm
90gm
90qm
109gm
90gm
109gm
O P ' 1 - ih 1/2 ih 127g 122m
127g
co
CD
Hickey-Tresner
(,modifiziert)
S ng >g 3ba,
24 1/2
24 2gc 109gm
HOg
109gm
HOg
90gm • 90gp.
o/st R 2gc 2ec 2gc ih 24 90gm 90gm 122m
127g
122m
127g !
i
CD
-J
Kefo-Sxtrakt-
Γ·Ία1 ζ -Extrakt
(ISP-2)
Γ
S
24 1/2 ih
2 ih
•■24
2
24 1/2 122m
127g
122m
115g
122m
127g
122m
113g
ε
σι
. ο
σ\
E
cn
cvi
CVl
E
cn
O
ON
E
Cvi
CVl
E cn
CVl ΚΛ
H H
E
cn
O
cn
CDE
O OJ
; σισι
COON
E
Dl
CVI
CVI
ε
cn
O
ON
122m CD E
H CVl
cn
O
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E
Cn
O
E E
Dl Dl D)
: OH^-
ONONCTv
ί
E E
Dl Dl Dl CT)
ONO-=f CVI
O H ONH
r-i xH H
E CD
H O
H
122m E
cn
O
ON
E
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O
ON
I
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Di Cn σι
CO^r ο
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O H ι
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CVl O
H H
122m E E
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O
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JZ JZ
CVJ
υ
; Dl ι
CVI ι
; ι
■=1"
OJ
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CVJ
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CVI CVI
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CVlCVJ I H CVI
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H CVI ι H CVI OJ
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ί-ι Ι O) Ο-,
ς-; co
■;i H
N KJ
co
«5
co
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Tabelle 2 (Fortsetzung)
Glycerin-Ascaragin
.(ISP-5)
2ih
lec 2ge
2ge
a 2fe
2gc 2ge
3ba 24
2ge
1/2 ig
109gm HOg 112m 115g
121m 122g 94m 109gm
3g 94g 112gm
90gm 94m 109gm
122gm
94m 109gm
94m lO9gm
a S= Oberfläche, R = Unterseite, P = Pigment
b Chips von glänzender Oberfläche absei.
c Ch-ip-Oberflache: m (matt), g (glänzend), gm (glänzend oder matt)
(1) Jacobson, E., W.C. Granville und C.E. Foss. (1948). Color harmony manual, J,Aufl. Container Corporation of America, Chicago, Illinois.
(2) Kelly,· K.L. und D.B. Judd (1955). "The ISCC-NBS method of designating colors and a dictionary of color names". US-Dept. Coram. Circ. 555·
Tabelle 3 FärbCode für Tabelle 2
Color Harmony Manual
3. Aufl.(1958) (1)
NBS Circular 553, (1955) (2)
Farbe
Chip
Farbname B'arbe
Chip
9 Farbname
a weiss 263gm weiss
lec hell zitron-gravfc gelb
lich hellgrau (putty)
hell oliv graubraun 121m
122g
blass gelb-grün
gräulich geIb-grün
Ige zitron-grau creme Iö9gm hell gräulich-oliv
lig oliv-grau biscuit,ecru,hafermehlf.
sandf.
Io9gm hell gräulich-oliv
HOg gräulich oliv
lih oliv-grau s'taubig gelb 112m hell oliv-grau
113g oliv-grau
hell oliv-grau 127g gräulich olivgrün
j . lli hell oliv -■·■··'-· HOgm gräulich oliv
I ι i/2ecL olivgrau 89gm blass gelb
I 1 l/2ec hell elfenbeinf.-
eierschalenf.
J90gm gräulich gelb
hell weizen/maisf. 93m gelblich grau
E -·! l/2gc * biscuit,ecru,hafermehlf. 102g massig grünlicn-gelb
I 105gm gräulieh/grünlich-gelb
I i l/2ge 109gm hell gräulich-oll·1/
I ■■-" i'i/2ie"" l96gm " hell oliv
I 1 l/2ig
I 2ca 89gm blass gelb
I 2ea 86gm hellgelb
I 2ec
sandf.
bambus,lederf.,strohf., weizenf.
90gm gräulich-gelb
87g massig 5 gelb 89m blassgelb
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ORIGINAL INSPECTED
Tabelle j (Fortsetzung)
Farbe Farbname - schieferbraun Farbe Farbname
Chip gedeckt grau Chip hell oliv-braun
2fe dunkel gedeckt grau 94g hell oliv-grau
" - bambus,chamois 122gm gräulich gelb
2gc gedeckt braun,griege senf,altgold 90gm hell oliv-braun
2ge 94m hell gräulich-oliv
honiggold.bell gold 109gm massig; gelb
2ic hell senf-.braun 87gm dunkel gräulich-gelb
2ie 91gm hell oliv-braun
94g hell oliv
106g gräulich oliv
2ig 110g hell oliv-grau
112m hell oliv-grau
2ih 112m oliv-grau
ι Ι τ O*
JL ·*-_• FS
dunkelgelb
21e 88gm hell oliv-braun
Q4ff
perlenf.,muschelf, beige-grau,mausf.
24 l/2fe hell mistelgrau 24 1/2ih mistelgrau
ll^g oliv-grau 2 β 5m'' mitte'Igräu 122gm gräulich gelbgrün
127g gräulich oliv-grün
(1) Jocobson, E., W.C.Granville und CE. Foss (1948), Color harmony manual, j5«Aufl., Container Corporation of America, Chicago, Illinois.
(2) Kelly, K.L. und D.B. Judd.(1935). "The ISCC-KBS method of designating colors and a dictionary of color na.raes". U.S. Dept. Coiran. Circ. 553·
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ORIGINAL iNSPECTED Tabelle 4
Kultur- und biochemische Eigenschaften von Streptomyces espinosus-KuItüren
Medium
NRRL 5890
NRRL
5720
NRRL
Fepton-Eisen
ο co OO *·* cn ■ν.
O CD
Calciummalat
Glucos-Aspara'gin
S grau-weiss bis' grau-grün
R gelb .' :' O Melanine-negativ
S massig bis gut' grau-grün
R blass grau
O Malat wird nicht solubilisiert
S grau-weiss bis .' grau-gelb
R hellgelb bis creme grau-weiss bis
grau-grün
gelb
Melanin-negativ
Spur grau-grün
blass grau
Spur grau-grünweiss
gelb
Melanin-negativ
Spur grau-grün
blass grau
Malat wird·nicht MaIat wird nicht solubilisiert solubilisiert
grau-grün-weiss
gelb Melanin-negativ
Spur grau-grün blass grau
Malat wird nicht solubilisiert
grau-weiss bis
Spur grün
massig grau-weiss massig grau-weiss
creme
creme
■τ·ι
Γ»?
Tabelle 4 (Portsetzung)
Medium S NRRL I
3890 t ;
NRRL
5729
NRRL.
5730
NRRL
5731
Magermilch R weiss am Rand
bis hell grau-,
grün gelb "
we Ιέ; s am Rand
bis grau-grün
rosa
weiss am Rand weiss am Rand
0 tiefgeIb bis
gelb-lederf« (tan)
gelb-lederf♦ gelb-lederf. gelb-lederf.
gelbem bis
gelb-lederf. "'■
Pigment,·
gelb-lederf.
Pigment
gelb-lederf.
Pigment
gelb-lederf.
Pigment
Casein wird
O Tyrosin S wunreno.; wacnsöum
co vollständig
00 R solubilisiert ·
cn gut bis;schwer.
O 0 grau-grün *
co rot-lederf.-
-4 rotbraun ··
rot-lederf.bis
rotbraun jPigment
Tyrosin !'wird solubilisiert
Casein wird . w ähr e nd V/a c Ils turn vollständig solubilisiert '
gut bis schwer grau-grün
rot-lederf. ro tbraun
rot-lederf.bis rotbraun Figment
Tyrosin wird solubilisiert
Casein wird während Wachstum
solubilisiert gut cpau-grün
rot-lederf.
rot-lederf. Pigment
Tyrosin wird solubilisiert
Casein wird während Wachstum
solubilisiert gut grau-grün
rot-lederf.
rot-lederf. Pigment
Tyrosin wird solubilisiert
CX)
CD O
Tabelle 4 (Portsetzung)
O CO OO
cn -s» ο co
Medium S NRRL
5890· . ;
NRRL
5729
NRRL
5730
NRRL
5731
Xanthin R gut grau-grün fei
gut nur.an Peri
pherie ;,
S
gut grau-grün
gut grau-grün gut grau-grün
0 blassgelb bis *·
creme ·.■
blassgelb-grün
bis creme
creme creme
S Xanthin wird,
nicht SOlubili-
siert '"'
Xanthin wird
nicht solubili-
siert
Xanthin wird
nicht solubili-
siert
Xanthin wird
nicht solubili-
siert
Nährstärke R gut grau-grün i gut grau-grün gut grau-grün gut grau-grün
0 creme-oliv creme-oliv creme-oliv creme-oliv
S Stärke wird
hydrolysiert ;
Stärke wird
hydrolysiert
Stärke wird
hydrolysiert
Stärke wird
hydrolysiert
Hefeextrakt-
Malzextrakt
R gut bis: schwer.'
grau-grür
gut grau-grün gut grau-grün gut grau-grün
blass Rrelb-lederf
Bennett
bis creme-gelb- creme-gelblederf, _ lederf.
creme bis schwer grau-grün-weiss grau-grün J bis schwer-grau-
R gelb bis oliv
creme bis oliv
creme-gelb-
lederf.
• creme-gelb
ieder f\
Spur grau"Creme creme
gelb gelb
to
CX)
CD O
Tabelle 4 (Portsetzung)
O CO
σ ca -4
Medium S NRRL ' ·· '■'
3890 ·
NRRL
5729
NRRL
5730
NRRL
5731'
Czapek's-
Saccharose
R grau-grün
*
grau-grün grau-grün grau-grün
S grau-grün grau-grün grau-grün grau-grün
Maltose-
Trypton
R ■schwer .grau-grün gut bis schwer
grau-grün
grau-grün-weiss blass grau-grün
S oliv bis orange-
gelb ·;-"
oliv bis creme gelb gelb-oliv
Hickey-Tresner
(modifiziert)
schwer "grau-grün schwer grau-grün grau-grün-weiss •grau-grün
Pgρton-Hefe- . S ex trekt-Ei sen (ISP-δ)
oliv-orange
creme bis blassro.sa
creme
blassrosa bis grau-grün
tief ge'lb-lederf. gelb-oliv
creme bis blassrosa
Tyrosin (ISP-7)
Melanin-negativ Melanin-negativ Melanin-negativ·
grau-grün-weiss grau-grün-weiss
bis grau-grün ·. bis grau-grün grau-grün
blass gelb-grün blass gelb-grün
bis ledei"\f. ·· bis grau-crem'e grau-creme
Melanin-negativ Melanin-negativ Melanin-negativ
crerne mit Spur grau-grün bis blassrosa ·
Melanin-negativ
grau-grün
grau-creme ·
Me1an in-ne gat iv
ro
OO
CT) CD
*■«■
co
co
cn
co
-J
Tabelle 4 (Fortsetzung)
NRRL
Medium8
NRRL'
5730
NRRL 5731
Gelatine
einfach""
Nähr-
Brühe
•Synthe t isches
Nitrat
Nähr-Nitrat
f ar bl.'vegetative s Wachst.bis grauweißes'1 Luftwachst Verflüssigung.;, 1/2 bis vollständig
weißes" b.grau1*· weißeS^' Luftw..; Verflüssig.1/3 bis vollständig
weißes· b. rosacreme Luf tv;, auf Oberf r.haut.. Wachst i, gan ze η Me d :i. um, Nitrat, wird ivtcht ζ. Ni t r'i t r e du ζ i crt
O grau-grün-wei'ßes Luftwachst.auf. Oberfl', haut., ;·· flockiges Dodin- wachst". } Nitratt e s t: we el e r Ni t r a t noch Nitrit vorn. oder Nitrat wj;rd nicht ζ.Ni triö ' reduziert .· farbl.vegetatives grau-weißes Luft- grau-weißes Luftwachst, Wachst.bis grau- wachst.,Verflüssi- Verflüssigung vollst, weißes Luftwachst., gung vollständig Verflüssigung 1/2
bis vollständig
weißes b.grauweißes Luftw.,
Verflüssig.1/3
bis vollständig
Spur weiß b,rosacreme Luftwachst,
.a.Oberfl.haut,
Wachst, i.ganzen
Medium,Nitrat wird
nicht z.Nitrit .reduziert
grau-grün-weißes
Luftwt.a.Oberfl,
h aut,f1ο cki ge ε
Bodenwachst.,
Nitrat w.nicht z.
Nitrit reduziert
grau-weißes Luftw. Verflüssig.vollst.
Spur grau-weißes Luftw.,Verfl.vollst.
Spur weißes Luftwt,Spur weißes Luftwt. a.Oberf1.haut,Wachst.a.Oberf!.haut, !..ganzen Medium, Spur Wachst, i, gan-Nitrat "wird nicht zen Medium; Nitrat s.Nitrit reduziert wird nicht z. Nitrit reduziert
grau-grün-weißes Luftwt.a.Oberfl, haut,flockiges
Bodenwachst.,
Nitrat w.nicht z, Nitrit reduziert
Spur weißes Luftwt. a.Oberf1.haut,kompaktes b. flockiges Bodenwachst.,Nitrat w.nicht z,Nitrit reduziert
OO CD
Tabelle 4 (Fortsetzung)
NRRL
Medium 3890
NRRL
5729
NRRL
5750
NRRL 5751
Lackmusmilch 0
CO
00
ιοί
cremef.bis : grünes Luft- ■ wachst.auf gel'-=- bem bis' lederf* Oberfl.,ring; :. Lackmus wird .·
, reduziert; peptonisierung,· pH Ί,Ί> ■
rosa~lederf.bis grau-grünes Luftwachst,auf Oberfl, r inri j Lack· rr.us wird redüziertjpeptonisierungjpH 7*3
lederf.Luftwachs- grün-weisses Luft· turn auf Oberfl. wachst,auf Oberfl. ring;Lackmus wird ring;partielle Rereduziert; Peptoni-duktion;partielle "sierung; pH 7,3 Peptonisierung;
pH 7,1
a S = Oberfläche, R = Unterseite,;' P - Pigment, O = andere Eigenschaften
CO
-ZHL-
Tabelle 5
Verwertung von Kohlenstoffverbindungen, durch Streptomyees espinosus-Kulturen in synthetischem Medium von Pridham und Gottlieb (1)
D-Xylose NRRL C-) NRRL NRRL NRRL
L—Arabinose 389Ο 5729 5730 5731
Rhaninose (+)- C-)" C+) C+)
D-Fructose •f (-) + . -f- +
Vergleich: B-Galactose + 4- 4.
1. D-Glueose r ■- - + +
2i D-Mannose α.
3. Maltose + +
4. Saccharose + (-> +
5. Lactose + + +
6. Cellobiose + - + +
7- Raffinose (+) ■(+) (+)
8. Dextein + (-) + 4.
9. Inulin + + + +
10. lösl. Stärke (+) C-) ' C+)
11. Glycerin + + + +
12. Dulcit (-) (-) (+)
13· D-Mannit + + -f- +
14. + + +
15. Inosit (-) (+)
16. SaIicin + + + +
17. Phenol 4:*·-.·- - - + --'■ -'■■'■■'
18. .Kresol- ■-. ■ ·■·- + (+) + +
ΐ9~." Na-Formiat (+) (+)
20. Na-Oxalat Cr) (+)
21. Na-Tartrat
22. Na-Salieylat '(+);
(+).,
(-)-' 7+)""''
(+)
(+)
23. Na-Äcetat (+), (+> (+)
24. Na-Citrat (-)*- (+)
25.· Na-Succinat (+) (+)
26. + (+) + (+)
27- (+), (+)
28.
29.
30.
(1) Pridham, T.G. und D. Gottlieb (1948). "The utilization of carbon compounds by some Actinomycetales as an aid for species determination", J.Bacteriol. 56;107-ll4.
+ = gute Verwertung (-) =- zweifelhafte Verwertung (+)= schlechte Vervfertung - = kein Wachstum
" = Ergebnisse verschiedener Untersuchungen
409845/0S74
ORI6»4ÄL i^SPc
Tabelle 6
Verwertung von Kohlenstoffverbindungen durch "Streptomyces espinosus-Kulturen in synthetischem Medium von Shirling und Gottlieb (1)
NRRL NRRL NRRL NRRL 389O 5729 5730 5731
Vergleich;
negatives Grundmedium 4" -, +" 4 + positives Grundmedium
plus D-Glucose + + 4 +
Kohlenstoffverbindungen
L-Arabinose +, 44 4, + + _+
Saccharose - +, -
D-Xylose ' 4+ 4-, 4-i- ++ ++
Inosit ++ +j -:- +4 -H-
D-Mannit +4 44· 44 ++
D-Pructose 44 4, 4 44 4+
Rhaninose 44 44 44 -H-
Raffinose - -
(1). Shirling, £. B* und D.. -ßofctlieb. (I966.), ..'!Methods ,for.
characterzation of Streptornyces species", Int.J.Syst. Bacteriol. 16:· 313 - 340.
++ starke Verv/ertung " Ergebnisse verschiedener
+ positive Verwertung Untersuchungen + Vervjertung zweifelhaft
negative Verwertung
A098A5/097A
ORIGINAL INSPECTED
Lincomycin wird durch die erf indungsgemäss vorgesehen neuen Mikroorganismen produziert, wenn diese in wässrigem Nährrrediurn unter submersen aeroben Bedingungen gezüchtet v/erden. Pur begrenzte Mengen können selbstverständlich auch Oberflächerikulturen und Flaschen verwendet werden. Die Organismen werden in einem eine Kohlenstoff quelle, z.3. ein assirn:Llierb3.res Kohlehydrat, und eine Stickstoffquelle, z.B. eine assirnilierba.re Stickstoffverbindung oder eiweissartiges Material enthaltenden Nährmedium gezüchtet. Bevorzugte Kohlenstoffquellen sind z.B. Glucose, «Kochz-ucker, Saccharose, Glycerin, Stärke, Maisstärke, Lactose, Dextrin, Melassen und dergleichen. Bevorzugte Stickstoff quellen sind z.B. Maisquellwasser, Hefe., autolysierte Bräuhefe mit Milchfeststoffen, Sojabohnenmehl, Baumwollsamenmehl, Maismehl, Milchfeststoffe, mi.t Pankreas verdautes Kasein, Rückstände der Alkoholdestillation, tierische Peptonflüssigkeiten, Fischmehl, Fleisch- und Knoehenschnitzel und dergl. Auch Kombinationen dieser Kohlenstoff- und Stickstoffquellen kennen mit Vorteil verwendet v;erden. Spuren.nieta.lle, z.B. Zink, Magnesiuni, Mangan, Koba.lt, Eisen und dergl., müssen gewöhnlich nicht zugesetzt v/erden, da man mit Leitungswasser und ungereinigten Äusgangsrnaterialien arbeitet.
Die Herstellung des Lincomycins kann -j_m erfindungsgemässen Verfahren zwehkmässig bei einer Temperatur von etwa 44 bis 48 C , ..jund.. vorzugsweise,. be.i., etwa- 4,5. "C .dur.phgeiührt.werden... Gewöhnlich s. erhält man eine optimale Lincomycin-Produktion innerhalb etwa 2 bis 10 Tagen. Das Medium bleibt gewöhnlich während der Fermentation basisch. Der lind-pH-Wert hängt teilweise von den gegebenenfalls vorhandenen Puffern und teilweise vom Anfangs-pH-V/ert des Kulturmediums ab.
Wird das Wachstum in grossen Gefässen und Tanks durchgeführt, so verwendet man vorzugsweise zur Inokulierung die vegetative
(Destiller's Solids)
409845/0974
und nicht die Sporenform des Mikroorganismus, um einen spürbaren Zeitverlust bei der Produktion des Lincomycins, mit gleichzeitiger unwirtschaftlicher Ausnützung der Anlage, zu vermeiden. Es empfiehlt sich daher, das vegetative Inokulum in einer Nährbrühenkultur zu erzeugen, indem man diese Brühenkultur mit einer Probe einer Boden- oder Schrägnährkultur inokuliert. Sobald -ein junges, aktives vegetatives Inokulum auf diese Weise sichergestellt ist, wird'aseptisch in grosse Gefässe oder Tanks überführt. Das Medium, inhem das vegetative Inokulum produziert wird, kann dem Produktionsmediurn gleich oder von diesem verschieden sein, solange nur ein gutes Wachstum der Mikroorganismen erreicht wird.
Das erfindungsgemäss hergestellte Lincomycin kann nach dem Verfahren der US-PS j5 0B6 912 aufgearbeitet werden.·
Gemaos einem bevorzugten Aufarbeitungsverfahren werden Mycel und ungelöste Feststoffe in konventioneller Vie is e abgesondert, z.B. durch Filtrieren und Zentrifugieren. Das Lincomycin wird dann aus der filtrierten oder zentrifugierte!! Brühe erhalten, indem man diese über ein Harz leitet, welches aus einem nichtionischen makroporösen Styrolcopolymer, das mit Divinylbenzol vernetzt ist, besteht. Harze dieser Art,sind aus der US-FS 2 515 717 bekannt, als Beispiel sei das Harz "Amberlite XAD-2" angegeben. Das Lincomycin wird aus dem Harz mit einem Lösungsmittelsystem aus Methanol/Wasser (Volumenverhältnis 95*5) eluiert. Bioaktive -Eluatfraktionen werden durch einen Standardplattentest unter Verwendung des Mikroorganismus Sarcina l'utea ermittelt. Die biologisch aktiven Fraktionen werden dann vereinigt und zu einer wässrigen Lösung eingeengt, die gefriergetrocknet wird« Das gefriergetrocknete Material wird mit Methylenchlorid verrieben, der Methylenchlorid-Extrakt wird zur Trockene
409845/0974
ORIGINAL INSPPCTFD
eingeengt und dez' Rückstand wird mit Aceton vorrieben. Das Filtrat wird mit Äther vermischt, wobei man einen Niederschlag erhält, der abgetrennt v/ird. Das restliche Filtrat vjird mit 1 n-methanolischem Chlorwasserstoff vermischt, v/o bei das farblose Lincomycinhydrochlorid ausgefällt wird. Dieser Niederschlag v/ird abfiltriert und aus Wasser/Aeeton kristallisiert, -. dabei erhält man das kristalline Lincomycin-hydrochlorid.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die speziellen, durch ihre KuI tur-e igens chaf ten genau beschriebenen Mikroorganismen beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch andere Stämme oder Mutanten dieser Mikroorganismen, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden können, beispielsweise indem man.die neuen Mikroorganismen einer Röntgen- oder Ultraviolettstrahlung, Stickstoff lost, Phagen oder dergleichen aussetzt.
Im folgenden Beispiel beziehen sich sämtliche Prozentangaben auf das Gewicht und sämtliche Lösungsmittelanteile auf Volumenan teile, falls nichts Anderes gesagt v/ird.
Beispiel Teil A: Fermentation Ein Schrägnährboden von Streptomyces espinosus^NRRL 3890 wird zur Inokulierung eines 500 ml-Erlenmeyerkolbens verwendet, der loo ml
steriles Impfmedium folgender Zusammensetzung enthält:
Glucosemonohydrat 25 g/l Pharmarnedia* . 25 g/l Leitungswasser Rest
Vorsterilisierxmg pH = 7>2
409845/0974
+ Pharmamedia ist ein technisches Bauniwollsamenmehl, Hersteller Traders Oil Mill Company, Port Worth, Texas.
Die Kolben werden J> Tage auf einer Schüttelmaschine bei 28 °C gehalten".
Das obige Impfinokulum wird zur Inokulierung einer Reihe von 500 ml-Erlenmeyerkolben verwendet, die jeweils 100 ml steriles Medium folgender Zusammensetzung enthalten:
Kays oy+ j55 g/l'
Magermilch 10 g/l
Czapek Dox Brühe++ 10 g/l
CaCO^ 3 g/l
Ucon LB-625+++ · 20 ml/1 Vorsterilisierung pH = J,2
+ Feingemahlenes, einer Fettextraktion unterworfenes Sojabohnenmehl, Hersteller Archer Daniels Midland Company, Minneapolis, Minnesota.
++·■"■■·'Bezug" ^e-i· Difcο Lä'börat'orie's·; Detroit,·"Michigan; ' " '
+++ Polyalkylenglycol als flüssiger Entschäumer, Hersteller Union.Carbide Corp.,Chemicals Division, Detroit, Michigan.
Jeder Kolben wird mit .5 ml des Impfinokulums pro 100'ml Fermentationsmedium inokuliert. Einige Kolben werden bei 28 0^ andere bei 45 C auf einer" rotierenden Schüttelmaschine mit 250 Umdrehungen pro Minute und einer Exzentrizität von 6,3 cm inkubiert.
Das am Beispiel von S.espinosus, NRF(L 389Ο beschriebene Verfahren wird mit obigen Biotypen wiederholt. Die Ergebnisse dieser Ferrnenr tationen sind aus der vorstehenden Tabelle A ersichtlich.
409845/0974
ORIGINAL INSPECTED
Teil B: Aufarbeitung
Die auf obige Weise erhaltene gesamte Fermentationsbrühe (etwa 4 1) wird unter Verwendung von Diatomeen-Erde als Filterhilfsmittel filtriert. Der Filterkuchen wird mit 1 Liter Wasser gewaschen und die v/äs sr ige waschlösung wird mit dem Piltrat vereinigt. Die resultierende Lösung wird als "klare Brühe " zur Seite gestellt. Der Filterkuchen wird zweimal mit je 700 ml Methanol verrieben, der Methanolextrakt wird als "HEOH-Extrakfc" zur.Seite gestellt. Die klare Brühe wird dann mit einer Plicssgeschwindigiceit von 25 ml/Min, durch eine Säule geleitet.» die 250 ml Arnbcrlitc XAD-2 enthält. Die austretende Brühe wird als eine Fraktion (verbraucht) zur Seite gestellt. Dann wird die Säule mit 500 ml V/asser gewaschen, die wässrige V/aschlösung wird als eine Fraktion aufbewahrt. Sodann wird die Säule ruit 95 $igem wässrigem Methanol eluiert, wobei 20 ml-Fraktionen aufgefangen werden. Die Ergebnisse (Test gegen S.lutea) lauteten wie folgt:
Zone (inrfl)
klare Brühe >8
"Verbraucht" 19
Fraktion Nr.
2 16
5 14,5
6 η6
7 49
8 51
9 52 10 51 12. 47 14 · 4j; 16 40
19 JI
20 Jk 25 35 .
409845/0974
r^jillMAL !KSPECTBD
Fraktion Nr. Zone (mm)
30 29
35 30
40 27
45 26
50 24 .
55 ■ 28
6o 24
65 ' 19
70 11
75
8o 11,5
85 Spur-en
90 Spuren
95 0
100 10
Die Fraktionen 6 bis 60 werden vereinigt, die Lösung wird zur Trockene eingeengt, wobei man 3,5 S eines Lincon.ycinpräparates mit 310 meg Lincomycin/mg erhält. Dieses Material wird mit Methylenchlorid verrieben, der Methylenchloridextrakt wird, zur Trockene eingeengt und der Rückstand wird mit Aceton verrieben. Das Filtrat wird mit Äther ve.-mischt, wobei ein Niederschlag entsteht, der abgetrennt wird. Das restliche Filtrat wird mit 1 n-methanolischem Chlorvrasijorotoff vermischt, wobei farbloses Lincouycinhydroohlorid ausfällt. •Dieser- Niederschlag -wird· -abfiltrrcrt und aus' V/assef/Aceton'— kristallisiert, wobei kristallines Lincomycin-hydrochlorid erhalten wird.
409845/0974

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung des Antibiotikums Lincomycin, dadurch gekennzeichnet, dass man Streptomyces espinosus mit den identifizierenden Eigenschaften von NRRL 389O oder dessen Mutanten in einem wässrigen Nährmedium unter aeroben Bedingungen -bei einer Inkubati ons temperatur von etwa 44 bis 48 0C züchtet., bis das Medium durch Lincornycinproduktion eine wesentliche antibiotische Wirksamkeit erhalten hat.
2. Verfahren zur Herstellung des Antibiotikunis Lincomycin, dadurch gekennzeichnet, dass man Streptomyces espinosus Biotyp 21987a mit den . identifizierenden Eigenschaften von NRRL 5729 oder dessen Mutanten in einem wässrigen Nährmedium unter aerober· Bedingungen bei einer Inkubationstemperatur von etwa 44 bis 48 C züchtet, bis das Medium durch Liricomyeinproduktion eine wesentliche antibiotische Wirksamkeit erhalten hat.
3. Verfahren zur Herstellimg des Antibiotikums Lincomycin, dadurch gekennzeichnet, dass man Streptomyces espinosus Biotyp "2206Ia mit"den identifizierenden Eigenschaften von NRRL 5?'3ö" oder dessen Mutanten in einem wässrigen llährmedium unter aerober; Bedingungen bei einer Inkubationcterr.peratur von etwa 44 bis 48 °C züchtet, bis das Medium durch Linebmycinproduktion eine' wesentliche antibiotische Wirksamkeit erhalten hat,
4. Verfahren zur Herstellung des Antibiotikums Lincomycin, dadurch gekennzeichnet, dass man Streptomyces espinosus Biotyp 22149a mit den identifizierenden Eigenschaften von NRRL 5731 oder dessen Mutanten in einem wässrigen Nährmedium unter aeroben Bedingungen bei einer Inkubationstemperatur von etwa 44 bis 48 0C züchtet, bis das Medium durch Lincornycinproduktion eine
409845/0974
wesentliche antibiotische Wirksamkeit erhalten hat..
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkubationstemperatur bei der Fermentation etwa 45°C beträgt.
Für: The Upjofen Company
(Dr. Hl/tf. Wolff) Rechtsanwalt
409845/0974
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