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DE2041965C3 - Process for the microbiological 1 ^ -dehydration of corticosteroids - Google Patents

Process for the microbiological 1 ^ -dehydration of corticosteroids

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DE2041965C3
DE2041965C3 DE19702041965 DE2041965A DE2041965C3 DE 2041965 C3 DE2041965 C3 DE 2041965C3 DE 19702041965 DE19702041965 DE 19702041965 DE 2041965 A DE2041965 A DE 2041965A DE 2041965 C3 DE2041965 C3 DE 2041965C3
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DE
Germany
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culture
steroid
dehydration
induction
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DE19702041965
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German (de)
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DE2041965B2 (en
DE2041965A1 (en
Inventor
Gabor Dipl.-Chem. Hantos
Gyula Hruby
Denes Dipl.-Chem. Szekely
Jozsef Szolnoky
Eva Istvanne Dr. Udvardy Geb. Cserei Pechany
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Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar Nyrt
Original Assignee
Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar RT
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Publication date
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Publication of DE2041965B2 publication Critical patent/DE2041965B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2041965C3 publication Critical patent/DE2041965C3/en
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    • 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

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Description

JOJO

Die Dehydrierung des Ringes A in den 1,2-Stellurigen ist auch heute noch die bedeutendste in technischem Maßstab durchgeführte mikrobiologische Steroidum-Setzung. Das Verfahren wurde zur Herstellung von Androstadiendion (US-Patentschrift 28 44 513), Prednison (schwedische Patentschrift 2 12 999), Prednisolon (deutsche Patentschrift 12 87 075) und mehreren substituierten 1,2-dehydrierten Corticosteroiden (beispielsweise US-Patentschriften 29 38 834 und 30 37 912) verwendet.The dehydration of ring A in the 1,2-digit ring is still the most important microbiological steroid setting carried out on an industrial scale. The process was used to make androstadiene dione (US Pat. No. 2,844,513), prednisone (Swedish patent specification 2 12 999), prednisolone (German patent specification 12 87 075) and several substituted ones 1,2-dehydrated corticosteroids (e.g. U.S. Patents 29 38 834 and 30 37 912) used.

Für die mikrobiologische Umsetzung wurden, gerade wegen ihrer großen Bedeutung, zahlreiche Verfahren entwickelt, die sich voneinander im wesentlichen nur im angewandten Bakterienstamm unterscheiden. So sind beispielsweise die folgenden Bakterien zur Dehydrierung von Steroiden in den 1,2-Stellungen fähig: Arthrobacter simplex, Corynebacterium Hoagii (US-Patentschrift 28 37 464), Bacterium cyclooxidans (US-Patentschrift 30 22 226), Bacterium mycoides (US-Patentschrift 30 37 913), Bacterium havaniensis (US-Patentschrift 30 37 914) und Alcaligenes faecalis (ungarische Patentschrift 1 51 374).For the microbiological conversion, precisely because of their great importance, numerous processes which differ from each other essentially only in the bacterial strain used. So are For example, the following bacteria capable of dehydrating steroids in the 1,2 positions: Arthrobacter simplex, Corynebacterium Hoagii (US Patent 28 37 464), Bacterium cyclooxidans (US Patent 30 22 226), Bacterium mycoides (US Patent 30 37 913), Bacterium havaniensis (US Patent 30 37 914) and Alcaligenes faecalis (Hungarian patent specification 1 51 374).

Ein gemeinsame.· Kennzeichen der aufgezählten Verfahren besteht darin, daß in der Hauptfermentieranlage die Züchtung der Kultur und in derselben Anlage gleichzeitig oder nachträglich die Umwandlung des Substratsteroides durchgeführt wird, das heißt, daß der Nährboden nach der Vorbereitung mit zur Dehydrie- t,o rung fähigen Bakterien beimpft wird und ihm in der , 1,2-Stellung gesättigtes Steroidsubstrat gleichzeitig mit der Impfung oder zur Zeit der Bakterienzüchtung oder nach der Bakterienzüchtung zugesetzt wird.A common. · Characteristic of the enumerated The method consists in growing the culture in the main fermentation plant and in the same plant the conversion of the substrate steroid is carried out simultaneously or subsequently, that is to say that the Nutrient medium after preparation with for dehydration, o tion capable bacteria is inoculated and simultaneously with it in the 1,2-position saturated steroid substrate added at the time of vaccination or at the time of bacterial growth or after bacterial growth.

Im Falle von Arthrobacter simplex und Corynebacte- b5 rium ist das die Dehydrierung herbeiführende Steroid-1,2-dehydrogenaseenzym infolge seines induktiven Charakters ursprünglich in den Bakterienzellen nicht zugegen (ungarische Patentschrift 1 49 062), es wird nur in Gegenwart von Steroid auf die Einwirkung eines Steroidzusatzes hin gebildet Das so zugesetzte Substratsteroid bewirkt zuerst die Enzymsynthese; nach Bildung einer entsprechenden Enzymmenge wird sodann die Dehydrierung in Gang gesetzt, deren Geschwindigkeit sich der Enzymsynthese proportional stufenweise erhöht Falls also die Bakterienzüchtung, die Synthese des Enzyms und die Dehydrierung des Steroides parallel erfolgen, kommt es oft vor, daß die Bakterienkultur erst nach Beendigung der Dehydrierung die höchste Steroid-1,2-dehydrogenase-Aktivität aufweist und somit die Umsetzung bei weitem nldit mit der optimalen oder maximalen Enzymkonzentration erfolgtIn the case of Arthrobacter simplex and Corynebacte- b 5 criterion is the dehydrogenation inducing steroid-1,2-dehydrogenase enzyme due to its inductive character originally in the bacterial cells not present (Hungarian patent specification 1 49 062), it is only in the presence of steroid on the The effect of a steroid additive is formed. The substrate steroid added in this way first causes the enzyme synthesis; After a corresponding amount of enzyme has been formed, the dehydration is then set in motion, the speed of which increases proportionally to the enzyme synthesis, step by step Dehydration has the highest steroid 1,2-dehydrogenase activity and thus the conversion takes place by far nldit with the optimal or maximum enzyme concentration

Dieser Nachteil wird noch durch die bekannte Tatsache, daß bei Zugabe von Steroid zur Bakterienkultur die anderen Enzyme der Bakterien das Steroid zu Verbindungen niedrigerer Kohlenstoffatomzahl abbauen und darüber hinausgehend das ganze Molekül als Kohlenstoffquelle verwendend verbrauchen (metabolisieren) können (beispielsweise Z. Naturforsch. 18b, 988, 1963), erhöht. Der Abbauvorgang geht mit großer Geschwindigkeit von sich, weswegen einer der wesentlichsten Arbeitsschritte der mikrobiologischen Steroid-1,2-dehydrierung das Abbrechen der Reaktion innerhalb einiger Minuten zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn die Dehydrierung bereits vollständig, der Abbau jedoch noch nicht wesentlich ist, ist. Die rasche Bestimmung des entsprechenden Zeitpunktes und das rasche Abbrechen der Reaktion sind mit vielen Problemen verbunden.This disadvantage is compounded by the known fact that when steroid is added to the bacterial culture the other enzymes in the bacteria break down the steroid into compounds with lower carbon atoms and in addition, using the whole molecule as a carbon source (metabolizing) can (for example Z. Naturforsch. 18b, 988, 1963). The degradation process goes with great Speed of itself, which is why one of the most essential work steps in microbiological steroid 1,2-dehydration canceling the reaction within a few minutes at a specific point in time, if the dehydration is already complete, but the degradation is not yet essential. The rapid determination of the corresponding point in time and the rapid termination of the reaction are associated with many problems.

Zur Verminderung des im Laufe der Dehydrierung auftretenden Steroidabbaues ist in den nachstehend aufgeführten Patentschriften die Verwendung von verschiedenen Zusatzstoffen vorgesehen. Diese hindern im wesentlichen den Stoffwechsel der Bakterien beziehungsveise die Funktion der den Abbau herbeiführenden Enzyme und vermindern somit den Verbrauch des Steroides. Solche Zusätze sind beispielsweise Alkohol beziehungsweise 0-Phenylnaphthylamin (britische Patentschrift 9 08 976), Antibiotica (US-Patentschrift 30 10 876), Natriumazid, Monojodessigsäure und andere die Enzymfunktion hindernde Inhibitoren (japanische Patentschrift 25 644/67).To reduce the steroid breakdown that occurs in the course of dehydration, see the following listed patents provided the use of various additives. These prevent essentially the metabolism of the bacteria or the function of those causing the degradation Enzymes and thus reduce the consumption of the steroid. Such additives are for example Alcohol or 0-phenylnaphthylamine (British Patent specification 9 08 976), antibiotics (US patent specification 30 10 876), sodium azide, monoiodoacetic acid and other inhibitors of enzyme function (Japanese Patent 25644/67).

Bei Verwendung dieser Inhibitoren wird die Quantität des l,2-dehydrierten Produktes stets erhöht und somit ist bewiesen, daß ohne Zusätze die Steroidverbindung tatsächlich durch bakterielle Enzyme abgebaut werden kann. Ein Nachteil der Zugabe von die Zellfunktion hindernden Stoffen besteht darin, daß sie durch ihre Gegenwart gleichzeitig die Synthese des Steroid-1,2-dehydrogenaseenzyms hindern beziehungsweise seine Funktion verlangsamen und somit die Umsetzungsdauer des Substrates auf das Mehrfache erhöht wird. Gemäß der japanischen Patentschrift 25 644/67 kann zum Beispiel die Dehydrierung von Hydrocortison gegenüber den sonst möglichen 10 bis 20 Stunden mit einer recht guten Ausbeute nur innerhalb 48 bis 60 Stunden durchgeführt werden.Using these inhibitors increases the quantity of the 1,2-dehydrated product is always increased and thus it has been proven that without additives the steroid compounds are actually broken down by bacterial enzymes can. A disadvantage of the addition of substances which hinder cell function is that they cause them Present at the same time the synthesis of the steroid 1,2-dehydrogenase enzyme hinder or slow down its function and thus the implementation time of the substrate is increased several times. According to Japanese Patent 25 644/67 can For example, the dehydration of hydrocortisone compared to the otherwise possible 10 to 20 hours a very good yield can only be carried out within 48 to 60 hours.

Gegenüber diesen bekannten Verfahren stellt die ungarische Patentschrift 1 49 062 einen wesentlichen Fortschritt dar. Gemäß dieser wurde nach Feststellung des induktiven Charakters des Enzyms der Kultur zuerst eine geringere Menge Induktorsteroid zugesetzt. Somit wird die Synthese des 1,2-Dehydrogenaseenzyms induziert und das umzusetzende Substratsteroid wird nur der bereits aktiven Enzym enthaltenden Kultur zugesetzt. Zur Induktion des Steroid-1,2-dehydrogena-In relation to these known processes, the Hungarian patent specification 1 49 062 is an essential one According to this, after establishing the inductive nature of the enzyme, the culture was first a smaller amount of inducer steroid was added. Thus, the synthesis of the 1,2-dehydrogenase enzyme induced and the substrate steroid to be converted is only the already active enzyme-containing culture added. For the induction of the steroid 1,2-dehydrogena-

seenzyms eignen sich die Verbindungen der Androstan- oder Prejnianreihe in gleichem Maße. Mit der das Enzym enthaltenden Kultur wird die Dehydrierung von Corticosteroiden nach der Induktion beschleunigt und spielt sich auch rascher ab. Somit wird es ermöglicht, das umzusetzende Steroid nicht der konzentrierten Kultur zuzusetzen, sondern die Umsetzung mit einer Verdünnung der Kultur in einem Verhältnis von 1 :10 bis 1 :20 vorzunehmen. Die Verwendung der verdünnten Kultur ist vorteilhaft, da dadurch die Züchtung in großem Ausmaß ausgeschaltet sowie die steroidspaltende Wirkung vermindert wird. Diese letztere Wirkung wird teils dadurch erzielt, daß im Reaktionsmedium die Zahl der den Abbau herbeiführenden Bakterien vermindert ist, und teils dadurch, daß der Nährboden der Kultur, dessen restliche Nährstoffe, und zwar in erster Linie stickstoffhaltige Verbindungen, die Verwertung (des Steroides als Kohlenstoffquelle wesentlich fördern, verdünnt ist Aus der verdünnten und keine Zusätze enthaltenden Kultur kann das dehydrierte Produkt leichter extrahiert werden und das erhaltene kristalline Produkt enthält praktisch keine fremden Verunreinigungen. seenzyms are the compounds of the androstan- or Prejnian series in equal measure. With the that Enzyme-containing culture will accelerate the dehydration of corticosteroids after induction and also happens faster. Thus it is made possible that the steroid to be converted is not part of the concentrated culture to add, but the implementation with a dilution of the culture in a ratio of 1:10 to 1:20 to undertake. The use of the diluted culture is advantageous because it enables cultivation on a large scale Extent eliminated as well as the steroid-splitting effect is reduced. This latter effect will partly achieved by reducing the number of bacteria causing the degradation in the reaction medium and partly because the culture medium, its remaining nutrients, primarily nitrogen-containing compounds, the utilization (des Substantially promote steroids as a carbon source, diluted is from the diluted and no additives containing culture, the dehydrated product can be extracted more easily and the resulting crystalline The product contains practically no foreign impurities.

Die ungarische Patentschrift 1 49 062 wirft aber neben den aufgezählten bedeutenden Vorteilen auch ungelöste Probleme auf. Die Dehydrierung kann bei Verwendung der gemäß jenem Verfahren hergestellten verdünnten Kultur nur in relativ niedriger Konzentration durchgeführt werden. Das erhaltene Produkt entspricht nicht immer den Qualitätsanforderungen, da es in einer höheren Menge als die in der Pharmakopoe vorgeschriebene 2%ige Menge nicht umgesetztes in der 1,2-Stellung gesättigtes Substratsteroid enthält. Dies ist insbesondere deswegen unvorteilhaft, da das sich vom Produktsteroid durch eine einzige Doppelbindung unterscheidende Substrat nachträglich nur unter großen Verlusten mittels eines chemischen Vorganges vom Produktsteroid getrennt werden kann, weshalb das Produkt entsprechender Qualität nur in recht niedriger Ausbeute erhalten wird.The Hungarian patent specification 1 49 062 also throws in addition to the enumerated significant advantages unsolved problems. The dehydration can be carried out using the prepared according to that method diluted culture can only be carried out in relatively low concentrations. The product obtained does not always meet the quality requirements, as it is in a higher quantity than that in the pharmacopoeia Contains the prescribed 2% amount of unreacted substrate steroid saturated in the 1,2-position. This is in particular disadvantageous because the product steroid is separated by a single double bond distinguishing substrate afterwards only with great losses by means of a chemical process from Product steroid can be separated, which is why the product of corresponding quality only in quite low Yield is obtained.

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren, bei welchem die Vorteile der getrennt durchgeführten Steroid- 1,2-dehydrogenase-Induktion verwertet werden, gleichzeitig aber die erwähnten Nachteile behoben sind. Erfindungsgemäß wird in der Induktionsphase durch Hervorrufen eines sekundären Wachstums eine die frühere um Größenordnungen übertreffende Enzymkonzentration (Enzymniveau) erzielt, welche die Erhöhung der Substratkonzentration in der Dehydrierungsphase ermöglicht, die Umsetzungsdauer herabsetzt und ein Produkt entsprechender Qualität und mit guter Ausbeute ergibt.The invention is directed to a method in which the advantages of carried out separately Steroid 1,2-dehydrogenase induction are utilized, at the same time, however, the disadvantages mentioned have been eliminated. According to the invention, in the induction phase by inducing secondary growth, an enzyme concentration in excess of the previous one by orders of magnitude (Enzyme level) achieved, which increases the substrate concentration in the dehydration phase enables, reduces the implementation time and a product of appropriate quality and with gives good yield.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur mikrobiologischen 1,2-Dehydrierung von Corticosteroiden mit Arthrobacter- oder Corynebacterium-Arten unter Anwendung der nach dem Beginn der Züchtung erfolgenden und der Dehydrierung vorangehenden Enzyminduktion, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Induktion der Steroid-1,2-dehydrogenase durch Zugabe von 0,02 bis 0,2 mg/cm3 eines Steroides der b0 Androstan- oder Pregnanreihe erst nach dem Wachstum der Bakterien in der stationären Phase der Züchtung durchgeführt wird, wobei gleichzeitig der Kultur eine 0,01 bis 0,l%ige Konzentration ergebende Menge einer Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle b5 zugesetzt und für die Zeitdauer der Induktion eines sekundäres Wachstum aufrechterhalten wird, worauf zur so erhaltenen Kultur hoher Aktivität unmittelbarThe invention therefore relates to a process for the microbiological 1,2-dehydration of corticosteroids with Arthrobacter or Corynebacterium species using the enzyme induction that takes place after the start of cultivation and which precedes the dehydration, which is characterized in that the induction of the steroid-1 , 2-dehydrogenase by adding 0.02 to 0.2 mg / cm 3 of a steroid of the b0 androstane or pregnane series is carried out only after the bacteria have grown in the stationary phase of cultivation, with the culture at the same time being a 0.01 to 0.1% concentration resulting amount of a carbon and / or nitrogen source b5 is added and maintained for the duration of the induction of secondary growth, whereupon the high activity culture obtained in this way immediately

JOJO

35 oder nach Verdünnung derselben ein in der 1,2-Stellung gesättigtes Corticosteroid auf einmal oder in Anteilen zugegeben und das Dehydrieren und Isolieren des erhaltenen Produktes in an sich bekannter Weise durchgeführt wird. 35 or after dilution thereof, a corticosteroid saturated in the 1,2-position is added all at once or in portions and the dehydration and isolation of the product obtained is carried out in a manner known per se.

Im Laufe der Induktion wird also die Erhöhung des Steroid-1,2-dehydrogenasegehaItes der Kultur um eine Größenordnung wie folgt erzieltIn the course of induction, the steroid 1,2-dehydrogenase content of the culture is increased by one Order of magnitude achieved as follows

Vorzugsweise wird das Induktorsteroid in grobkristalliner Form beziehungsweise in Form einer wäßrigen Suspension oder in Form von aus einer organischen Lösung mit wenig Wasser gefällten Kristallen zur Kultur zugegeben.The inductor steroid is preferably in coarsely crystalline form or in the form of an aqueous one Suspension or in the form of crystals precipitated from an organic solution with a little water Culture added.

Vorteilhafterweise wird beziehungsweise werden beim Ingangsetzen der Induktion zur Kultur als Kohlen?toff- und/oder Stickstoffquelle ein Mono- oder Disaccharid, eine Aminosäure oder ein eine solche enthaltender Naturstoff, insbesondere Maisquellwasser, und/oder das Ammoniumsalz einer organischen Säure, insbesondere Ammoniumsuccinat, zugegeben.Advantageously, when the induction is started, the culture is or are Carbon and / or nitrogen source a mono- or Disaccharide, an amino acid or a natural substance containing such, in particular corn steep liquor, and / or the ammonium salt of an organic acid, in particular ammonium succinate, is added.

Die Züchtung der für die Umsetzung verwendeten Mikroorganismen wird auf einem geeigneten bekannten Nährboden, vorteilhafterweise einem Glucose/Aminosäure-Nährboden, solange fortgesetzt, bis das Wachstum innehält (die optische Dichte erreicht den maximalen Wert), da einer der unentbehrlichen Bestandteile des Nährbodens, der als Kohlenstoffquelle dienende Bestandteil Zucker, organische Säure oder Aminosäure oder der als Stickstoffquelle verwendete Bestandteil Aminosäure, Ammonium- oder Nitratsalz erschöpft ist In der in dieser Weise in eine stationäre Phase gelangten Bakterienkultur wird ein sekundäres Wachstum durch Zugabe einer solchen Menge von neuen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquellen, welche von den Bakterien im Laufe von 2 bis 5 Stunden verbraucht wird, hervorgerufen. (Bestimmung des Nährstoffes gemäß: H. J. Conn: Manual of Microbiological Methods — Soc. Am. Bact. 1957). Die Auswahl der zuzusetzenden Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle erfolgt je nach dem Mangel an erschöpften Nährstoffen. Die Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle wird in einer wäßrigen Lösung zugesetzt, wobei das Volumen höchstens 1/5 der Kultur betragen kann.The cultivation of the microorganisms used for the reaction is carried out on a suitable known Culture medium, advantageously a glucose / amino acid culture medium, continued until growth pauses (the optical density reaches the maximum value), as one of the indispensable Components of the agar, the component serving as a carbon source sugar, organic acid or Amino acid or the component used as a nitrogen source, amino acid, ammonium or nitrate salt is exhausted The bacterial culture that has reached a stationary phase in this way becomes a secondary one Growth by adding such an amount of new carbon and / or nitrogen sources that consumed by the bacteria over the course of 2 to 5 hours. (Determination of the Nutrient according to: H. J. Conn: Manual of Microbiological Methods - Soc. At the. Bact. 1957). The selection the carbon and / or nitrogen source to be added depends on the lack of exhausted Nutrients. The carbon and / or nitrogen source is added in an aqueous solution, the Volume can be a maximum of 1/5 of the culture.

Gleichzeitig mit der frischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle wird der Kultur das Induktorsteroid zugesetzt, auf dessen Einwirkung hin der Steroid-1,2-dehydrogenasegehalt der Kultur in 2 bis 5 Stunden des sekundären Wachstums seinen maximalen Wert erreicht. Die Zugabe des Induktors kann auf zwei Arten erfolgen. Das feste Steroid kann in der wäßrigen Lösung der Nährstoffe suspendiert oder der Induktor kann in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden. Im letzteren Fall werden vor der Zugabe die beiden Lösungen, und zwar die wäßrige Nährstofflösung und die organische Steroidlösung miteinander vereinigt. In diesem Fall wird durch das in geringer Menge vorliegende Wasser das Induktorsteroid in Form von groben Kristallen gefällt, weswegen in der Kultur das Lösen des Steroides verlangsamt wird. Somit ist der rasche Abbau des Induktors nicht möglich, so daß für den gesamten Zeitraum der Induktion eine konstante Induktorkonzentration sichergestellt wird. Während der Induktion wird die Kultur bei einer Temperatur von 20 bis 4O0C unter Belüftung bebrütet.Simultaneously with the fresh carbon and / or nitrogen source, the inducer steroid is added to the culture, upon the action of which the steroid 1,2-dehydrogenase content of the culture reaches its maximum value in 2 to 5 hours of secondary growth. The inductor can be added in two ways. The solid steroid can be suspended in the aqueous solution of nutrients or the inducer can be dissolved in an organic solvent. In the latter case, the two solutions, namely the aqueous nutrient solution and the organic steroid solution, are combined with one another before the addition. In this case the inducer steroid is precipitated in the form of coarse crystals due to the small amount of water present, which is why the dissolution of the steroid in the culture is slowed down. Rapid degradation of the inductor is therefore not possible, so that a constant inductor concentration is ensured for the entire duration of the induction. During the induction, the culture is incubated at a temperature of 20 to 4O 0 C with aeration.

Während der Induktion wird der Steroid-1,2-dehydroRenasegehalt der Kultur nach der Verfahrensweise von S i h und B e η e 11 gemessen (Biochim. Biophys. A. 56, 584, 1962). Durch das erfindungsgemäße VerfahrenDuring induction, the steroid 1,2-dehydroRenase level increases of the culture measured according to the procedure of S i h and B e η e 11 (Biochim. Biophys. A. 56, 584, 1962). By the method according to the invention

wird die Enzymkonzentration innerhalb 2 bis 5 Stunden auf einen Wert von 150 bis 400 Einheiten/cm3 erhöht, während demgegenüber die gemäß dem Verfahren der ungarischen Patentschrift 1 49 062 erzielte Enzymmenge 25 bis 40 Einheiten/cm3 beträgt; di.es bedeutet, daß die Enzymkonzentrationserhöhung eine 3 bis lSfache istthe enzyme concentration is increased to a value of 150 to 400 units / cm 3 within 2 to 5 hours, while, in contrast, the amount of enzyme obtained according to the method of the Hungarian patent 1 49 062 is 25 to 40 units / cm 3 ; di.es means that the enzyme concentration increase is 3 to 1 times

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Geschwindigkeit der Induktion der Steroid-1,2-dehydrogenase und die Höhe der erzielbaren Enzymkonzentration dann die größte ist, wenn eine Kultur in der Zuwachsphase induziert wird, das heißt wenn die Nahrungsmittelaufnahme und der Stoffwechsel der Bakterien aktiv ist. In einem an Nährstoffen mangelnden Medium in der stationären Phase ist selbst in Gegenwart von Steroid keine bedeutende Enzymmenge zu erhalteaThe invention is based on the finding that the rate of induction of steroid 1,2-dehydrogenase and the level of the achievable enzyme concentration is the greatest when a culture is in the Growth phase is induced, that is, when food intake and metabolism of the Bacteria is active. In a medium lacking in nutrients in the stationary phase, itself is in In the presence of steroid, no significant amount of enzyme can be obtained

Gleichzeitig wurde von der Anmelderin festgestellt und auch zahlenmäßig nachgewiesen, daß, während die aktive Stoffwechselphase eine äußei-st vorteilhafte Wirkung auf die Enzymsynthese ausübt, sie andererseits vom Gesichtspunkt der Steroid-1^-dehydrierung aus gesehen auch nachteilig ist Gerade in dieser Phase ist nämlich der durch die Kultur herbeigeführte Steroidabbau am intensivsten und die nachteilige Reduktionsfähigkeit der Kultur hoch, was in der Reduktion des dehydrierten Steroides zum Ausdruck kommt Diese Schwierigkeiten wurden durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeschaltet, indem bei diesem in der in der stationären Phase befindlichen Kultur nur für die Zeit der Induktion, und zwar genau für diesen Zeitraum ein sekundäres Wachstum beziehungsweise ein erneut hervorgerufener aktiver Stoffwechsel sichergestellt und die eigentliche Reaktion, nämlich die Dehydrierung des Substratsteroides mit einer nach der Induktionsphase einen bestimmten Mangel an Nährboden aufweisenden und sich wieder in der stationären Phase befindlichen Kultur begonnen wird.At the same time it was established by the applicant and also proved numerically that, while the active metabolic phase exerts an extremely beneficial effect on enzyme synthesis, on the other hand from the point of view of steroid 1 ^ dehydration is also disadvantageous, especially in this phase namely the most intense steroid degradation brought about by the culture and the disadvantageous ability to reduce the culture high, which is expressed in the reduction of the dehydrated steroid Difficulties have been eliminated by the method according to the invention, in that in the process according to the invention culture in the stationary phase only for the time of induction, specifically for this period of time secondary growth or a renewed active metabolism ensured and the actual reaction, namely the dehydration of the substrate steroid with one after the induction phase showing a certain lack of nutrient medium and are again in the stationary phase Culture is started.

Das erfindungsgemäße Verfahren fördert also die Enzymsynthese in beträchtlichem Maße unter gleichzeitigern Ausschalten der Dehydrierung in Gegenwart der das Wachstum der Bakterien sichernden Nährstoffe. Ein Ergebnis dieses Verfahrens besteht darin, daß bei der Umsetzung des Substratsteroids die Dehydrierung auch in der verdünnten Kultur außerordentlich rasch ist und weder ein Steroidabbau noch eine Steroidreduktion nachgewiesen werden kann. In einer verdünnten Kultur wird das Hydrocortison in einer Konzentration von 1,2 bis 1,6 g/l gegenüber einer Konzentration von 0,8 bis 1,0 g/l nach der ungarischen Patentschrift 149 062 dehydriert und trotz der Konzentrationserhöhung spielt sich der Dehydrierungsvorgang statt der üblichen 6 bis 10 Stunden in 3 bis 5 Stunden ab. Das erhaltene Produkt entspricht der in der Pharmakopoe vorgeschriebenen Qualität und die Gesamtausbeute beträgt bis zu 90%, bezogen auf das als Ausgangsmaterial verwendete Hydrocortison.The method according to the invention thus promotes enzyme synthesis to a considerable extent at the same time Eliminates dehydration in the presence of the nutrients that secure the growth of bacteria. A The result of this process is that when the substrate steroid is converted, the dehydration also occurs is extremely rapid in the diluted culture and is neither a steroid breakdown nor a steroid reduction can be proven. In a diluted culture, the hydrocortisone is in a concentration of 1.2 up to 1.6 g / l compared to a concentration of 0.8 to 1.0 g / l according to Hungarian patent specification 149 062 dehydrated and despite the increase in concentration, the dehydration process takes place instead of the usual 6 bis 10 hours in 3 to 5 hours. The product obtained corresponds to that prescribed in the pharmacopoeia Quality and the overall yield is up to 90%, based on the raw material used Hydrocortisone.

Eine andere Art der Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bakterienkultur hoher Steroid-1,2-dehydrogenase-Aktivität be- w steht darin, daß die sich nach der Induktion in der stationären Phase befindliche Kultur nicht verdünnt, sondern derselben Hydrocortison in einer die vorstehend beschriebene Menge um das 15 bis 20fache übertreffenden Menge zugesetzt wird. Bei einer so b5 hohen Substratkonzentration wurde eine Dehydrierung von japanischen Forschern durchgeführt (schweizerische Patentschrift 3 64 .?60). Durch dieses bekannte Verfahren kann jedoch nur Prednisolon mit einem hohen (5 bis 10%igen) Hydrocortisongehalt hergestellt werden (E. Kondo, E Masuo: j. Gea Appl. MicrobioL 7, 113, 1961). Zur Verminderung des restlichen Hydrocortisongehaites wurde durch das erfindungsgemäße Verfahren die hohe Dehydrogenase-Aktivität und niedrige Reduktionsfähigkeit sichergestellt Dabei kann zur vollkommenen Umsetzung die Hydrocortisonkonzentration des Substrates durch kontinuierliche Zuführung bei dem etwaigen Löslichkeitswert (Dissolubilitätswert) gehalten werden, um einer Mischkristallbildung aus dem Substrat und Produkt vorzubeugen. Bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Induktion wird das Enzym vor dem Beginn der Umsetzung des Substrates gebildet trnd die erwünschte Geschwindigkeit der kontinuierlichen Zuführung kann genau aus der bei der Induktion erreichten Enzymaktivität oder der in den ersten Stunden der Dehydrierung gemessenen Reaktionsgeschwindigkeit errechnet werden.Another way of using the bacterial culture produced by the inventive method of high steroid-1,2-dehydrogenase activity sawn w is that which is not diluted by the induction in the stationary phase culture contained, but the same hydrocortisone above in a The amount described is added by 15 to 20 times the amount. At such a high substrate concentration, a dehydration was carried out by Japanese researchers (Swiss patent 3 64.? 60). However, this known method can only produce prednisolone with a high (5 to 10%) hydrocortisone content (E. Kondo, E. Masuo: J. Gea Appl. MicrobioL 7, 113, 1961). In order to reduce the remaining hydrocortisone content, the process according to the invention ensured the high dehydrogenase activity and low reduction capacity . In the induction carried out according to the method according to the invention, the enzyme is formed before the start of the reaction of the substrate and the desired rate of continuous feed can be calculated precisely from the enzyme activity achieved during induction or the reaction rate measured in the first hours of dehydration.

Die hohe Enzymaktivität der Umsetzungskultur ist besonders in solchen Fällen bedeutsam, in welchen die Dehydrierung unmittelbar mit der Fermentbrühe der vorangehenden mikrobiologischen Umsetzung ohne Isolierung des Produktes durchgeführt wird. In diesem Falle werden nämlich viele Probleme ausgeschaltet, falls die dehydrierende Kultur mit gutem Wirkungsgrad und entsprechender Geschwindigkeit die Umsetzung herbeiführt und es daher genügt, der Steroid enthaltenden Brühe eine 4 bis 5% derselben betragende Menge beizumengen.The high enzyme activity of the reaction culture is particularly important in those cases in which the Dehydration immediately with the fermentation broth of the previous microbiological conversion without Isolation of the product is carried out. Namely, in this case, many problems are eliminated, if the dehydrating culture brings about the implementation with good efficiency and appropriate speed and therefore it is sufficient to add 4 to 5% of the same amount to the steroid-containing broth to add.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following examples, which are not to be interpreted as limiting.

Beispiel 1example 1

Es wurden 51 sterilisierter Nährboden mit einem pH-Wert von 6,8 bis 7,0, welcher 0,5% Glucose, 0,3% Ammoniunisuccinat, 0,1% Hefeextrakt und 0,1% KaIiumdihydrogenphosphat enthielt, mit einer Suspension von Corynebacterium fascians beimpft Die Züchtung wurde bei 35°C und einer eine Sauerstoffzufuhr von 80 Millimol/l/Stunde sicherstellenden Belüftung unter Rühren 14 Stunden lang bis zum Verbrauch des Ammoniunnsuccinatgehaltes fortgesetzt Dann wurde der Züchtung 0,5 1 einer sterilen 0,8% Ammoniumsuccinat enthaltenden Lösung, in der 0,5 g Hydrocortison suspendiert wurde, zugesetzt Die Bebrütung wurde auf ähnliche Weise 5 Stunden lang fortgesetzt Während dieser Zeit nahm die Bakterienzahl der Kuitur um etwa 20% zu und die Aktivität der Steroid-l^-dehydrogenase gestaltete sich wie folgt:There were 51 sterilized nutrient media with a pH of 6.8 to 7.0, containing 0.5% glucose, 0.3% Ammonium succinate, 0.1% yeast extract and 0.1% potassium dihydrogen phosphate inoculated with a suspension of Corynebacterium fascians The cultivation was under ventilation at 35 ° C and an oxygen supply of 80 millimoles / l / hour Stirring was continued for 14 hours until the ammonium succinate content was consumed of culturing 0.5 l of a sterile solution containing 0.8% ammonium succinate in which 0.5 g of hydrocortisone The incubation was continued in a similar manner for 5 hours during During this time the number of bacteria in the culture increased by about 20% and the activity of steroid 1 ^ dehydrogenase was as follows:

0 Stunde nach der Zugabe0 hour after the addition

1 Stunde nach der Zugabe 1 hour after the addition

2 Stunden nach der Zugabe 2 hours after the addition

4 Stunden nach der Zugabe4 hours after the addition

5 Stunden nach der Zugabe5 hours after the addition

6 Stunden nach der Zugabe6 hours after the addition

3,5 Einheiten/cm3 3.5 units / cm 3

17,0 Finheiten/cm3 17.0 finenesses / cm 3

40,0 Einheiten/cm3 40.0 units / cm 3

93,0 Einheiten/cm3 93.0 units / cm 3

107,0 Einheiten/cm3 107.0 units / cm 3

112,0 Einheiten/cm3 112.0 units / cm 3

Wenn (gemäß der ungarischen Patentschrift 1 49 062) parallel nach derselben Vorzüchtung unter Zugabe von 0,1 mg/cm3 Hydrocortison eine 2stündige Induktion durchgeführt wurde, betrug die erzielte Aktivität nur 18 Einheiten/cm3.If (according to Hungarian patent specification 1 49 062) a 2-hour induction was carried out in parallel after the same pre-cultivation with the addition of 0.1 mg / cm 3 of hydrocortisone, the activity achieved was only 18 units / cm 3 .

Beispiel 2Example 2

Es wurden in einem 750 cm3 Erlenmeyerkolben 250 cm3 Nährboden, welcher 0,4% Glucose, 0,4% Pepton und 0,4% Hefeextrakt enthielt, sterilisiert. Der Nährboden wurde mit einer flüssigen Kultur von Arthrobacterium simplex beimpft und bei 35°C auf dem Schütteltisch so lange bebrütet, bis die Bestimmung der Bakterienzahl (optische Dichte) den Beginn der stationären Phase anzeigte. Dies trat in der 19 bis 20sten Stunde der Züchtung ein; dann wurden 0,2 g Glucose in 10 cm3 Wasser und 10 mg Prednisolon (Induktorsteroid) in 2 cm3 Methanol gelöst. Die beiden Lösungen wurden vereinigt und der Kultur zugesetzt und die Bebrütung wurde weitere 4 Stunden fortgesetzt. Nach 4stündiger Bebrütung betrug die Aktivität der Kultur 180 Einheiten/cm3. Der Kolbeninhalt wurde in 4750 cm3 steriles Wasser eingegossen und mit der verdünnten aktiven Kultur wurden 1,6 g/l, das heißt 8 g Hydrocortison in der Weise dehydriert, daß das Hydrocortison in 10% Calciumchlorid enthaltendem Methanol gelöst in 4 Portionen 2stündlich in das Fermentiergefäß eingebracht wurde. Die Bebrütung erfolgte bei 35CC und einer eine Sauerstoffzufuhr von 80 Millimol/1/Stunde sicherstellenden Belüftung unter Rühren. Nach 8 Stunden enthielt die Fermentbrühe auf Grund der dünnschichtchromatographischen Untersuchung kein Hydrocortison. Die Brühe wurde 3mal mit 0,3 Volumen Äthylacetat extrahiert, der Auszug wurde entwässert und eingedampft. Der restliche Hydrocortisongehalt des erhaltenen kristallinen Prednisolonproduktes (7,1 g) betrug 1%.250 cm 3 nutrient medium containing 0.4% glucose, 0.4% peptone and 0.4% yeast extract were sterilized in a 750 cm 3 Erlenmeyer flask. The culture medium was inoculated with a liquid culture of Arthrobacterium simplex and incubated at 35 ° C. on the shaking table until the determination of the bacterial count (optical density) indicated the beginning of the stationary phase. This occurred in the 19th to 20th hour of breeding; then 0.2 g of glucose were dissolved in 10 cm 3 of water and 10 mg of prednisolone (inducer steroid) in 2 cm 3 of methanol. The two solutions were combined and added to the culture and incubation continued for an additional 4 hours. After 4 hours of incubation, the activity of the culture was 180 units / cm 3 . The contents of the flask were poured into 4750 cm 3 of sterile water and 1.6 g / l, i.e. 8 g of hydrocortisone were dehydrated with the diluted active culture in such a way that the hydrocortisone was dissolved in methanol containing 10% calcium chloride in 4 portions every 2 hours Fermentation vessel was introduced. The incubation took place at 35 ° C. and aeration with stirring to ensure an oxygen supply of 80 millimoles / l / hour. After 8 hours, the fermentation broth contained no hydrocortisone on the basis of the thin-layer chromatographic analysis. The broth was extracted 3 times with 0.3 volumes of ethyl acetate, the extract was drained and evaporated. The residual hydrocortisone content of the resulting crystalline prednisolone product (7.1 g) was 1%.

Prednisolon. Die Qualität entsprach derjenigen des Produktes des Beispieles 2.Prednisolone. The quality corresponded to that of the product of Example 2.

Beispiel 3Example 3

Es wurden 200 1 Nährboden mit einem pH-Wert von 6,8 bis 7,0, welcher 0,5% Glucose, 0,1 % Asparagin und 0,2% Maisquellwasser enthielt, sterilisiert Das Fermentiergefäß wurde mit 101 einer Kultur Arthrobacter simplex beimpft und die Bebrütung wurde bei 35° C und einer eine Sauerstoffzufuhr von 120 Millimol/1/Stunde sicherstellenden Belüftung unter Rühren fortgesetzt. Nach 14 Stunden lag der Anrir.osäuregehalt der Kultur bei 0,02%. Dann wurden 25 g Histidin in 1000 cm3 Wasser und 25 g Hydrocortison in 300 cm3 10% Calciumchlorid enthaltendem Methanol gelöst Die beiden Lösungen wurden vereinigt und der Kultur zugesetzt Die Induktion dauerte 3 Stunden. Nach der in der dritten Stunde entnommenen Probe betrug die Aktivität der Kultur 420 Einheiten/cm3, was der Umsetzung von 57 y/cm3 Hydrocortison pro Minute entspricht200 liters of nutrient medium with a pH of 6.8 to 7.0 and containing 0.5% glucose, 0.1% asparagine and 0.2% corn steep liquor were sterilized. The fermentation vessel was inoculated with 101 of a culture of Arthrobacter simplex and the incubation was continued at 35 ° C and aeration ensuring an oxygen supply of 120 millimoles / l / hour with stirring. After 14 hours the acid content of the culture was 0.02%. Then 25 g of histidine were dissolved in 1000 cm 3 of water and 25 g of hydrocortisone in 300 cm 3 of methanol containing 10% calcium chloride. The two solutions were combined and added to the culture. The induction lasted 3 hours. After the sample taken in the third hour, the activity of the culture was 420 units / cm 3 , which corresponds to the conversion of 57 y / cm 3 of hydrocortisone per minute

Die Steroid-1,2-dehydrogenase enthaltende Kultur wurde in einem Verhältnis von 1 :20 mit Wasser auf 40001 verdünnt Dann wurden sofort 3,2 kg Hydrocortison und nach 2 Stunden 1,6 kg Hydrocortison (insgesamt 4,8 kg = 1,2 g/l) zugesetzt Nach einer eo weiteren Stunde konnte das Hydrocortison mit Hilfe einer dünnschichtchromatographischen Untersuchung nicht mehr nachgewiesen werden. Die Fennentbrühe wurde dann mit 3x1/2 Volumen Chloroform extrahiert und der Auszug wurde mit Kohle und einem Filtrierhilfsmittel geklärt und unter Vakuum auf 201 eingeengt Das Produkt wurde in der üblichen Weise kristallisiert, filtriert und getrocknet Ausbeute: 4,2 kgThe culture containing steroid 1,2-dehydrogenase was diluted in a ratio of 1:20 with water to 40001. Then 3.2 kg of hydrocortisone were immediately added and after 2 hours 1.6 kg of hydrocortisone (a total of 4.8 kg = 1.2 g / l) were added The hydrocortisone could be used for a further hour with the aid of a thin-layer chromatographic examination can no longer be proven. The fennent broth was then extracted with 3x1 / 2 volumes of chloroform and the extract was cleared with charcoal and a filter aid and vacuumed to 201 concentrated. The product was crystallized, filtered and dried in the usual way. Yield: 4.2 kg

Beispiel 4Example 4

Der Steroid-1,2-dehydrogenase enthaltenden Kultur des Beispieles 3 wurden 20 g/l Hydrocortison in der folgenden Weise zugesetzt:The culture of Example 3 containing steroid 1,2-dehydrogenase was 20 g / l of hydrocortisone in the added in the following way:

Es wurden 4 kg feinstvermahlenes beziehungsweise mikronisiertes Hydrocortison in 161 Wasser, in dem bereits 100 g Polyoxyäthylensorbitanmonooleat (Emulgator) gelöst worden sind, suspendiert; dann wurden 4 1 Methanol, in dessen Gegenwart sich die Suspension für das Zuführen besser eignet, zugesetzt Die Suspension wurde durch einen Homogenisierapparat geleitet und dann mit einer Geschwindigkeit von 11,4 g Hydrocortison/Minute der Kultur zugesetzt. In der zweiten und in der sechsten Stunde des Zuführens wurde je 1 Stunde Pause eingelegt, um die Kontrollanalysen durchzuführen. Die bei 35° C und einer eine Sauerstoffzufuhr von 80 Millimol/1/Stunde sicherstellenden Belüftung unter Rühren fortgesetzte Umsetzung wurde durch mikroskopische Beobachtung verfolgt und nach dem Verschwinden der Hydrocortisonkörnchen (Vorherrschen der Prednisolonnadeln) wurde eine dünnschichtchromatographische Kontrolle vorgenommen. Die Fermentation wurde eingestellt, wenn die Menge des restlichen Hydrocortisons unter 2% lag. Die Zeitdauer der Umsetzung betrug 10 bis 12 Stunden.There were 4 kg of finely ground or micronized hydrocortisone in 161 water in the 100 g of polyoxyethylene sorbitan monooleate (emulsifier) have already been dissolved, suspended; then 4 1 Methanol, in the presence of which the suspension is more suitable for feeding, added The suspension was passed through a homogenizer and then at a rate of 11.4 g hydrocortisone / minute added to the culture. The second and sixth hours of feeding were each 1 hour Paused to carry out the control analyzes. The one at 35 ° C and an oxygen supply of 80 Millimol / 1 / hour ensuring ventilation below Stirring continued reaction was followed by microscopic observation and after disappearance of the hydrocortisone granules (predominance of prednisolone needles) was a thin layer chromatographic method Control made. The fermentation was stopped when the amount of the remaining Hydrocortisone was below 2%. The duration of the reaction was 10 to 12 hours.

Die Prednisolonkristallmasse wurde aus dem gewonnenen Fermentationssaft durch einen Scheider beziehungsweise Separator erhalten. Die Prednisolonkristallmasse wurde in 40 1 eines Gemisches von Chloroform und Methanol im Verhältnis von 1 :1 gelöst und die Lösung wurde durch eine Seitz EK-Platte bakteriumfrei filtriert, mit 100 g Aktivkohle geklärt, unter Vakuum eingeengt und kristallisiert Der restliche Hydrocortisongehalt der gewonnenen 3,45 kg Prednisolon betrug l,8O/o.The prednisolone crystal mass was obtained from the fermentation juice through a separator, respectively Received separator. The prednisolone crystal mass was dissolved in 40 liters of a mixture of chloroform and methanol in a ratio of 1: 1 and the solution was made free of bacteria using a Seitz EK plate filtered, clarified with 100 g of activated charcoal, concentrated in vacuo and crystallized. The remaining hydrocortisone content the 3.45 kg of prednisolone obtained was 1.80 / o.

Beispiel 5Example 5

Es wurden zu 61 einer 24stündigen, auf einem 1,5% Glucose und 2,5% Maisquellwasser enthaltenden Nährboden gezüchteten Kultur des Stammes Curvularia prasadii 6 g in 60 cm3 10% Calciumchlorid enthaltendem Methanol gelöste Reichstein-S-Verbindung zugegeben. Die Kultur wurde bei 26° C und einer eine Sauerstoffzufuhr von 80 Miiiimoi/'i/Stunde sicherstellenden Belüftung unter Rühren bebrütet Alle 4 Stunden wurde eine dünnschichtchromatographische Untersuchung durchgeführt Nach 28 Stunden, das heißt nach dem Verschwinden der Reichstein-S-Verbindung wurde für die papierchromatographische Analyse «ine Probe (I) entnommen (Tabelle I). Die Kultur wurde filtriert, dem Filtrat, welches gemäß der papierchromatographischen Untersuchung überwiegend Hydrocortison enthielt, wurden 300 cm3 einer Kultur von Arthrobacter simplex (siehe Beispiel 3) zugesetzt Die Bebrütung wurde bei 35° C und im übrigen in der im Beispiel 3 beschriebenen Weise fortgesetzt Auf Grund der dünnschichtchromatographischen Untersuchung wurde nach 4 Stunden von neuem eine Probe (II) für die papierchromatographische Analyse entnommen. Das Ergebnis der Analysen ist wie folgt:To 61 of a 24 hour culture of the strain Curvularia prasadii grown on a medium containing 1.5% glucose and 2.5% corn steep liquor, 6 g of Reichstein S compound dissolved in 60 cm 3 of methanol containing 10% calcium chloride were added. The culture was incubated with stirring at 26 ° C. and an aeration ensuring an oxygen supply of 80 Miiiimoi / 'i / hour. Every 4 hours, a thin-layer chromatographic investigation was carried out paper chromatographic analysis a sample (I) was taken (Table I). The culture was filtered, and 300 cm 3 of a culture of Arthrobacter simplex (see Example 3) were added to the filtrate, which according to the paper chromatographic analysis contained predominantly hydrocortisone On the basis of the thin-layer chromatographic examination, a new sample (II) was taken after 4 hours for the paper-chromatographic analysis. The result of the analyzes is as follows:

ίοίο

Tabelle ITable I.

Untersuchunginvestigation Untersuchunginvestigation Nr. INo. I. Nr. IlNo. Il Reichstein-S-VerbindungReichstein-S connection 12y/cm·'12y / cm · ' -- HydrocortisonHydrocortisone 608)'/cm'608) '/ cm' -- 11-ff-OH-Reichstein-S-Verbindung11-ff-OH-Reichstein-S compound 5>'/cnr'5> '/ cnr' -- 14-a-OH-Reichstein-S-Verbindung14-a-OH-Reichstein-S-compound 82>'/cm'82> '/ cm' -- I^-Dehydro-Reichstein-S-VerbindungI ^ -Dehydro-Reichstein-S-connection -- lOy/cm3 10 y / cm 3 PrednisolonPrednisolone -- 560y/cm'560y / cm ' 20:/?-OH-Prednisolon20 : /? - OH-Prednisolone -- 16y/cm3 16y / cm 3 l,2-DehydiO-14-ir-C)ll-Reichstein-S-Verbindung1,2-DehydiO-14-ir-C) ll-Reichstein-S compound -- 75 y/crn1 75 y / crn 1

Das Produkt wurde des weiteren in der im Beispiel 3 beschriebenen Weise gewonnen. Ausbeute: 3,1 g Prednisolon. The product was further recovered in the manner described in Example 3. Yield: 3.1 g of prednisolone.

Beispiel 6Example 6

Es wurden 500 cm' steriler Nährboden, welcher 0,3% Glucose und 0,3% Pepton enthielt, mit einer Kultur von Arthrobacter simplex beimpft. Die Bakterien wurden auf dem Schütteltisch bei einer Temperatur von 35°C bebrütet und bis zur stationären Phase (etwa 20 Stunden lang) gezüchtet. Dann wurden die für die Zeit der Induktion das Wachstum sicherstellenden Nährstoffe, und zwar 0,25 g Glucose und 0,15 g Glykokoll beziehungsweise Glycin zugesetzt. Die Induktion wurde durch das Einbringen einer Lösung von 100 mg 17-a-Methyltestosteron in 10 cm1 Methanol in Gang gesetzt. Nach einer auf dem Schütteltisch bei 35°C durchgeführten 5stündigen Induktion betrug die Steroid-1,2-dehydrogenase-Aktivität der Kultur 220 Einheiten/cm3. 500 cm of sterile nutrient medium containing 0.3% glucose and 0.3% peptone were inoculated with a culture of Arthrobacter simplex. The bacteria were incubated on the shaker table at a temperature of 35 ° C and grown to the stationary phase (about 20 hours). Then the nutrients ensuring growth for the time of induction, namely 0.25 g of glucose and 0.15 g of glycocolla or glycine, were added. The induction was started by introducing a solution of 100 mg of 17-α-methyltestosterone in 10 cm 1 of methanol. After induction carried out on the shaking table at 35 ° C. for 5 hours, the steroid 1,2-dehydrogenase activity of the culture was 220 units / cm 3 .

Dann wurden 500 cmJ der Kultur mit 4500 cm1 Wasser verdünnt und unter Rühren mit einer Lösung von 4 g Reichstein-S-Verbindung in 50 cm' 10% CaC^ enthaltendem Methanol versetzt. Die Dehydrierung wurde unter Rühren und Belüftung durchgeführt und die Umsetzung des Substrates, welche innerhalb etwa 16 Stunden erfolgte, wurde durch dünnschichtchromatographische Untersuchung kontrolliert. In der löten Stunde wurde eine Probe für die papierchromatographische Untersuchung entnommen, deren Ergebnis wie folgt war:Then 500 cm J of the culture were diluted with 4500 cm 1 of water and, while stirring, a solution of 4 g of Reichstein S compound in 50 cm 'of methanol containing 10% CaC ^ was added. The dehydration was carried out with stirring and aeration and the reaction of the substrate, which took place within about 16 hours, was monitored by analysis by thin layer chromatography. During the soldering hour, a sample was taken for the paper chromatographic analysis, the result of which was as follows:

Tabelle IlTable Il

Reichstein-S-Verbindung
1,2-Dehydro-Reichstein-S-Verbindung
20-/K)xy-Reichstein-S-Verbindung
Reichstein-S connection
1,2-dehydro-Reichstein-S compound
20- / K) xy-Reichstein-S connection

)'/cm' Fermentationssaft) '/ cm' fermentation juice

y/cm' Fermentationssafty / cm 'fermentation juice

30)'/cm' Fermentationssaft30) '/ cm' fermentation juice

Die Fermentbrühe wurde mit 3x(),3 Volumen Äthylacetat extrahiert, und durch die in bekannter Weise erfolgende Isolierung des Produktes wurden 3.28 g 1,2-Dehydro-Reichstein-S-Verbindung erhalten.The fermentation broth was extracted with 3x (), 3 volumes of ethyl acetate, and then carried out in a known manner Isolation of the product gave 3.28 g of 1,2-dehydro-Reichstein-S compound.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur mikrobiologischen 1 ^-Dehydrierung von Corticosteroiden mit Arthrobacter- oder Corynebacterium-Anen unter Anwendung der nach dem Beginn der Züchtung erfolgenden und der Dehydrierung vorangehenden Enzyminduktion, dadurch gekennzeichnet, daß man die Induktion der Steroid- 1,2-dehydrogenase durch ι ο Zugabe von 0,02 bis 0,2 mg/cm3 eines Steroides der Androstan- oder Pregnanreihe erst nach dem Wachstum der Bakterien in der stationären Phase der Züchtung durchführt, wobei man gleichzeitig der Kultur eine 0,01 bis 0,1 %ige Konzentration ergebende Menge einer Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle zusetzt und für die Zeitdauer der Induktion ein sekundäres Wachstum aufrechterhält, worauf man zur so erhaltenen Kultur hoher Aktivität unmittelbar oder nach Verdünnung derselben ein in der 1,2-Steilung gesättigtes Corticosteroid auf einmal oder in Anteilen zugibt und das Dehydricren und Isolieren des erhaltenen Produktes in an sich bekannter Weise durchführt.Process for the microbiological 1 ^ -Dehydration of corticosteroids with Arthrobacter or Corynebacterium anes using the enzyme induction that takes place after the start of the cultivation and that precedes the dehydration, characterized in that the induction of the steroid 1,2-dehydrogenase by adding ι ο from 0.02 to 0.2 mg / cm 3 of a steroid of the androstane or pregnane series is carried out only after the growth of the bacteria in the stationary phase of the cultivation, at the same time giving the culture a 0.01 to 0.1% concentration Amount of a carbon and / or nitrogen source is added and secondary growth is maintained for the duration of the induction, whereupon a corticosteroid saturated in the 1,2-division is added all at once or in portions to the high activity culture thus obtained, either immediately or after dilution thereof, and carries out the dehydration and isolation of the product obtained in a manner known per se.
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