Антибиотик ина 5812, штамм-продуцент streptomyces roseoflavus ина-ас-5812 и способ получения антибиотика

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2572341:

Федеральное государственное бюджетное учреждение Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИНА" РАМН) (RU)

Изобретение относится к области биохимии, в частности к биологически активным соединениям, проявляющим антибактериальную активность. Заявлен природный гликопептидный антибиотик ИНА 5812, который может быть применен в качестве лекарственного препарата в медицинской практике. Также изобретение относится к штамму-продуценту Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812, образующему антибиотик ИНА 5812, и способу получения антибиотика ИНА 5812. Изобретение позволяет получить новый антибактериальный препарат с высокими показателями антибактериальной и химиотерапевтической активности и низкими значениями острой токсичности. 3 н.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к биологически активным соединениям, проявляющим антибактериальную активность, а именно антибиотику ИНА 5812, который может быть применен в качестве лекарственного препарата в медицинской практике.

Предлагаемое соединение, штамм-продуцент и способ получения антибиотика в патентной и научно-технической литературе не описан.

Предлагаемее природное соединение, антибиотик ИНА 5812, относится к группе гликопептидных соединений, характеризующихся пептидной структурой из аминокислотных цепей и присутствием сахарного остатка.

Антибиотики этой группы обладают активностью в отношении грамположительных бактерий и микобактерий, в том числе и Mycobacterium tuberculosis. Преимуществом гликопептидных антибиотиков перед рядом антибиотиков других групп является бактерицидный тип действия и высокая активность в отношении микроорганизмов, устойчивых ко многим препаратам, включая β-лактамные антибиотики и фторхинолоны. Поиск новых лекарственных средств гликопептидного строения, менее токсичных и более активных, перспективен среди продуктов биосинтеза культур актиномицетов. Из числа таких природных гликопептидных соединений в настоящее время в медицинской практике применяются противобактериальные антибиотики ванкомицин, тейкопланин и рамапланин, эффективные при тяжелых гнойно-септических заболеваниях, вызываемых грамположительными микроорганизмами, особенно стафилококками, в том числе метициллинрезистентными штаммами (MRSA), энтерококками, пневмококками, стафилококковом сепсисе, а также мембранном колите в связи с их высокой активностью в отношении анаэробного возбудителя Clostridium difficile.

Целью изобретения является создание природного гликопептидного антибиотика, обладающего противобактериальной активностью и расширяющего арсенал средств воздействия на грамположительные бактерии.

Цель достигается выделением почвенного штамма Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812-продуцента нового гликопептидного антибиотика ИНА 5812, обладающего высокой антибактериальной активностью. Антибиотик ИНА 5812, образующийся при культивировании нового штамма ИНА-Ас-5812, имеет мол. массу (метод MALDI-TOF-MS) 1917,8 Да.

Антибиотик дает положительные реакции на свободные аминогруппы (с нингидрином), на углеводы (реакции Молиша и Фелинга), на фенольные гидроксилы (с FeCl3 и реакция Паули). Обладает сильной голубой флуоресценцией в УФ-свете и характерным УФ-спектром с λmax (метанол) при 237, 262 и 360 нм. В ИК-спектре имеются сильные полосы поглощения в области: νmax, см-1: 3301; 3062; 2927; 1645; 1538; 1382; 1231; 1072; 1003; 702.

Характерным отличительным признаком антибиотика ИНА 5812 как гликопептидного соединения является аминокислотный состав. В кислотном гидролизате антибиотика обнаружены следующие аминокислоты: β-аланин, глицин, орнитин, тирозин, α,β-диаминомасляная кислота, аланин, пролин, лейцин, аспарагиновая кислота, серии и три небелковые аминокислоты. Антибиотик содержит нейтральный сахар арабинозу.

Сущность изобретения состоит в том, что получен новый штамм-продуцент Streptomyces roseoflavus в результате систематического скрининга почвенных культур стрептомицетов, образующих противобактериальные гликопептидные антибиотики.

Полученный новый штамм депонирован в коллекции культур ФГБУ НИИНА им. Г.Ф. Гаузе РАМН под номером ИНА-Ас-5812.

Штамм ИНА-Ас-5812 накапливает антибиотик в культуральной жидкости (2-5 мкг/мл) и характеризуется следующими культурально-морфологическими и физиологическими признаками.

Культурально-морфологические и физиологические признаки штамма ИНА-Ас-5812

Температура (28-37)°C; длительность выращивания (7-21) сутки. Споровый посевной материал десятидневной культуры штамма, выращенной на глицериннитратной агаровой среде Линденбайна. Цвет определен по таблице Бондарцева и Праузера (Таблица 1).

Морфологические признаки. Цепочки спор прямые, извитые, поверхность спор гладкая.

Физиолого-биохимические свойства. Аэроб. Растет при (24-37)°C, оптимум роста 28°C и в диапазонах значений pH (5,0-10,0) с оптимумом роста при pH 7,0; желатину разжижает. Молоко пептонизирует. Сахарозу инвертирует. Крахмал гидролизует. На клетчатке не растет. Восстанавливает нитраты до нитритов. Меланоидные пигменты не образует при росте на среде Треснера с пептоном и лимоннокислым железом. Отношение к углеводам: хорошо использует фруктозу, мальтозу, рамнозу; умеренно глюкозу, арабинозу, лактозу; слабо использует сахарозу, сорбит, маннит; не использует рафинозу и целлюлозу при росте на средах с неорганическим источником азота.

Хранение. Штамм хранится в виде спор на стерильной почве с кварцевым песком или на зернах пшена, а также в виде зрелой культуры на агаровых средах под вазелиновым маслом.

Антагонистические свойства. При испытании методом штриха на глюкозо-нитратном агаре №2 Гаузе штамм подавляет рост грамположительных бактерий и дрожжеподобных грибов. Штамм фагоустойчив. Фаг в культуре отсутствует.

Изобретение поясняется следующим примером.

Пример. Для получения спорового материала культуру Streptomyces roseoflavus штамм ИНА-Ас-5812 выращивают в течение (7-10) суток при 37°C на агаровой среде №2 Гаузе следующего состава, %:

Триптон 0,3
Глюкоза 1,0
Пептон 0,5
Агар 3,0
NaCl 0,5
Вода Водопроводная
pH до стерилизации 7,0-7,2

Среду стерилизуют в течение 30 мин при давлении в 1,0 атм и температуре 120°C.

Для получения посевного мицелия споры культуры засевают на питательную среду следующего состава, %:

Бульон Хоттингера (28-30 мг % аминного азота) 3,0
Пептон 0,5
Глюкоза 1,0
Кальция карбонат 0,2
Натрий хлористый 0,5
Вода Водопроводная
pH до стерилизации 7,0-7,2

Посевной материал выращивают при 28°C в течение 48 час в колбах Эрленмейера емкостью 750 мл, количество среды в колбах 150 мл. Скорость вращения качалки (200-240) об/мин. Количество посевного материала для инокуляции - (5-7)%.

Ферментация проводится на качалке при 28°C на среде (100 мл в колбах Эрленмейера емкостью 750 мл) следующего состава, %:

Соевая мука 3,0
Глюкоза 3,0
NaCl 0,3
CaCO3 0.3
Вода Водопроводная
pH до стерилизации 7,0-7,2

Антибиотик накапливается в культуральной жидкости продуцента.

Антибиотическую активность культуральной жидкости после 120 ч ферментации определяют методом диффузии в агар с использованием тест-микроорганизма Bacillus subtilis 6633 АТСС.

Для выделения антибиотика нативный раствор (отфильтрованная от мицелия культуральная жидкость) объемом 5 л, рН которого (6,8-7,3), пропускают через колонку с 500 мл смолы Амберлит XAD-2 (Serva, Германия) при скорости 120 мл/см2·ч. По окончании сорбции колонку промывают дистиллированной водой (1 л). Антибиотик ИНА 5812 элюируют со смолы смесью ацетон-н.-бутанол-вода (1:1:1) при pH 3,0. Органические растворители элюата упаривают в вакууме и из водного остатка антибиотик экстрагируют н.-бутанолом, сорбируют для дальнейшей очистки на колонке с DEAE-Сефадексом (в OH--форме). Активные фракции объединяют, удаляют растворитель в вакууме, и антибиотик осаждают из 50% водно-спиртового раствора ацетоном. Полученные сырцы антибиотика хроматографируют на колонке с обращенной фазой С-18 с использованием градиента ацетонитрила в воде и получают чистый антибиотик в виде белого порошка, хорошо растворимого в воде, метаноле, ограниченно - в этаноле и нерастворим в других органических растворителях. Из 5 л нативного раствора получают 10 мг вещества. Активность препарата в отношении Bacillus subtilis 6633 АТСС составляет 3000 ед. разведения/мг.

Таким образом, получен новый штамм Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812 - продуцент нового гликопептидного антибиотика ИНА 5812 и предложен способ биосинтеза, выделения и химической очистки, позволяющий получить биологически активное соединение - антибактериальный антибиотик ИНА 5812.

Новый препарат - антибиотик ИНА 5812 - имеет высокие показатели антибактериальной и химиотерапевтической активности и низкое значение острой токсичности

Значения МПК (минимальная подавляющая концентрация), определенные in vitro в отношении двух стандартных штаммов стафилококка, представлены в Таблице 2.

Показатели химиотерапевтической активности in vivo, полученные на модели стафилококкового сепсиса белых мышей, представлены в Таблице 3.

Результаты показывают высокую эффективность антибиотика ИНА 5812 как лекарственного препарата: доза 2,5 мкг/кг обеспечивает 100%-е излечивание стафилококкового сепсиса.

Острая токсичность антибиотика определена на белых мышах и результаты даны в Таблице 4. Максимально переносимая доза антибиотика ИНА 5812 в десять раз превосходит дозу 100%-го излечения опытных мышей от стафилококкового сепсиса.

Таблица 1
Культурально-морфологические признаки штамма Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812
Агаровая среда Рост воздушного мицелия* Цвет мицелия Растворимый пигмент
Воздушного Субстратного
№1 Гаузе +++ Серовато-белый до розоватого (Д-3, Р-2) Бледно-буроватый (Б-4) Слабый светло-желтый (Д-4)
Овсяная ++ Бледно-буроватый (Б-6) Серовато-желтый (Д-3, Ж-1) Нет
Чапека +++ Беловатый (Д-3) Буровато-желтоватый (Д-4) Нет
Глюкозо-аспарагиновая + Желтоватый (Ж-1) Бледно-буроватый (Б-4) Нет
Линденбайна (глицерин-нитратная) +++ Беловато-кремовый (Д-3, Coo6) Желтовато-кремовый (Б-6) Нет
Красильникова СР-1 Нет роста
№2 Гаузе ++ Беловато-розоватый (Д-3, Г-3) Беловато-кремоватый (Д-3, Б-6) Нет
Треснера (с пептоном и лимонно-кислым железом) Меланоидные пигменты не образует
*/ (+++) хороший; (++) - умеренный; (+) - слабый.
Таблица 2
Противостафилококковая активность in vitro антибиотика ИНА 5812
Штамм Staphylococcus, № Минимальная подавляющая концентрация (МПК), мкг/мл
St. aureus 25923 АТСС 0,5
St. epidermis 12228 АТСС 0,5
Таблица 3
Эффективность антибиотика ИНА 5812 при лечении стафилококкового сепсиса белых мышей
Штамм стафилококка, использованный для заражения Доза препарата (мг/кг), предохраняющая от гибели
50% зараженных животных (ЕД50)* 100% зараженных животных
Клинический изолят, №10 0,37±0,05 2,5±0,07
*/ ЕД50 (50% летальная доза) по методу накопления частот Беренса.
Таблица 4
Острая токсичность антибиотика ИНА 5812 при внутривенном введении в опытах in vivo
Показатель токсичности Доза, мг/кг массы животных
LD50 (по методу Лидтчфилда и Уилкоксона) 53,6 (реф. знач. 41,9-65,3)
МПД (максимально переносимая доза) 28,5±0,5

1. Штамм Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812-продуцент антибиотика.

2. Способ получения антибиотика ИНА 5812, предусматривающий культивирование продуцента Streptomyces roseoflavus ИНА-Ас-5812, сорбцию антибиотика из нативного раствора на Амберлите XAD-2 (Serva, Германия) с последующей его десорбцией смесью ацетон-н.-бутанол-вода (1:1:1) и выделением антибиотика экстракцией н.-бутанолом, сорбцией антибиотика на DEAE-Сефадексе, десорбцией 0,05н. СН3СООН в 50% этаноле, концентрацией, осаждением из 50% водно-спиртового раствора ацетоном и окончательной очисткой препарата-сырца на колонке с обращенной фазой С-18 в виде белого порошка, хорошо растворимого в воде и метаноле.

3. Новый природный гликопептидный антибиотик ИНА 5812, получаемый способом по п. 2, с мол. массой 1917,8 Да, с характерным УФ-спектром с λmax (метанол) при 237, 262 и 360 нм и ИК-спектром в области: vmax: 3301; 3062; 2927; 1645; 1538; 1382; 1231; 1072; 1003 и 702 см-1, содержащий специфический набор аминокислот - β-аланин, глицин, орнитин, тирозин, α,β-диаминомасляная кислота, аланин, пролин, лейцин, аспарагиновая кислота, серин, три небелковые аминокислоты и нейтральный сахар арабинозу и имеющий высокие показатели противобактериальной и химиотерапевтической активности при лечении стафилококкового сепсиса у белых мышей в опытах in vivo.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии. Предложен способ очистки водной среды от нефти и нефтепродуктов.
Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано для культивирования дифтерийных микробов на искусственных двухфазных питательных средах.
Группа изобретений относится к вариантам штамма Saccharomyces cerevisiae, подходящего для выработки пекарских дрожжей, и их применению. Предложены штамм Saccharomyces cerevisiae CNCM I-4312, штамм Saccharomyces cerevisiae CNCM I-4313, штамм Saccharomyces cerevisiae CNCM I-4409 или штамм Saccharomyces cerevisiae CNCM под №I-4410, используемые в качестве пекарских дрожжей и являющиеся осмоустойчивыми, имеющими наследуемую сопротивляемость к слабым органическим кислотам.

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм бактерий Enterococcus faecium Ef79OSAU, обладающий антагонистической активностью в отношении бактерий рода Listeria и вида Enterococcus faecalis, депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры человека (ГКНМ) ФБУН «МНИИЭМ им Г.Н.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения фукозы и фукозосодержащих гидролизатов из бурых водорослей. Способ получения фукозы и фукозосодержащих гидролизатов из бурых водорослей заключается в том, что измельченную бурую водоросль рода Fucus заливают этанолом, экстрагируют, экстракт отделяют, затем обработанную водоросль экстрагируют раствором соляной кислоты, экстракт концентрируют, нейтрализуют, упаривают и получают концентрат, содержащий полисахарид-1, из которого этанолом осаждают фукоидан (F1), после выделения F1 обработанную водоросль дважды экстрагируют горячей водой, экстракты объединяют и концентрируют, полученный концентрат упаривают и получают полисахарид-2, доводят pH концентрата до значения 2,0-2,5, выпавший осадок полиманнуроновой кислоты отделяют центрифугированием, супернатант нейтрализуют и осаждают этанолом фукоидан (F2), осадок промывают этанолом и высушивают, обе фракции фукоидана F1 и F2 соединяют и растворяют в дистиллированной воде, раствор фукоидана подвергают диализу, далее фукоидан осаждают двумя объемами этанола, осадок дважды промывают этанолом, высушивают, высушенный фукоидан растворяют в дистиллированной воде и проводят ферментативный гидролиз, полученную фукозу сушат, для получения фукозосодержащих гидролизатов высушенный фукоидан растворяют в дистиллированной воде и проводят ферментативный гидролиз, полученные фукозосодержащие гидролизаты сушат при определенных условиях.

Настоящее изобретение относится к биотехнологии, генной инженерии и представляет собой бактериальную клетку, способную реплицироваться в среде, содержащей по меньшей мере один тяжелый металл, выбранный из ртути, кадмия, цинка и свинца.

Предложены препарат для биодеградации нефтепродуктов и способ его получения. Препарат включает ассоциацию бактерий Bacillus megaterium ВКМ В-396, Bacillus subtilis ВКПМ В-5328, Pseudomonas putida BKM В-1301, Pseudomonas putida ВКПМ В-5624, Rhodococcus erythropolis ВКПМ AC-1269, иммобилизованную на глауконитсодержащем носителе в количестве 108-1010 клеток/г.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при промышленном производстве симбиотических препаратов. Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата содержит желатин, сахарозу, пищевой хитозан и калий фосфатный буфер в заданных соотношениях.

Изобретение относится к области биохимии. Способ определения токсичности среды включает определение показателей роста тест-культур в контроле и опыте.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, в частности к получению бактериальных штаммов, обладающих фунгицидными и ростстимулирующими свойствами.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству антибиотика, эффективного при лечении инфекционных заболеваний, вызываемых грамотрицательными и грамположительными микроорганизмами.

Изобретение относится к биотехнологии. .

Изобретение относится к медицинской промышленности и касается нового штамма - продуцента антибактериального антибиотика ристомицина из группы полициклических гликопептидов (далбагептидов).
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в медицинской промышленности при производстве апрамицина, эффективного при лечении инфекций, вызываемых грамотрицательными микроорганизмами.
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в медицинской промышленности при производстве антибактериального антибиотика линкомицина гидрохлорида, эффективного при лечении инфекций, вызываемых грамположительными возбудителями, в том числе метициллинустойчивыми, и некоторыми анаэробами.
Изобретение относится к медицинской промышленности и касается нового штамма-продуцента противоопухолевого антибиотика карминомицина, применяемого в терапии сарком мягких тканей, лимфосаркомах, ретикулосаркомах, хорионэпителиомах, острых миелобластомах и лимфобластомах, хронических миелоидных лейкемиях, и способа получения антибиотика.

Изобретение относится к медицинской промышленности и касается нового штамма актиномицета, образующего антибактериальный антибиотик эремомицин. .
Изобретение относится к технологии очистки гликопептидов. .
Изобретение относится к кондитерской отрасли пищевой промышленности. .

Изобретение относится к биотехнологии. Питательная среда для глубинного культивирования бактерий Bacillus subtilis BN-135 содержит муку ржаную гидролизованную или муку ячменную гидролизованную, кукурузный экстракт, аммоний фосфорнокислый двузамещенный, калий фосфорнокислый однозамещенный, кальций хлористый, натрий углекислый и водопроводную воду при заданном соотношении компонентов.
Наверх