PROCESO PARA PRODUCIR ESCILO-INOSITOL.
Un método para producir escilo-inositol que comprende:
permitir un microorganismo capaz de convertir mio-inositol en escilo-inositol y que pertenece al género Acetobacter reaccionar con mio-inositol en una solución que contiene mio-inositol para producir y acumular sciloinositol en la solución;
y
recolectar el escilo-inositol de la solución
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/015174.
Solicitante: HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD..
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 4-20, NIHONBASHI HONGOKUCHO 4-CHOME,CHUO-KU TOKYO 103-8341.
Inventor/es: KANBE, KENJI, TOMODA, AKIHIRO, KITA, YUICHI, TAKAHASHI,ATSUSHI, MORI,TETSUYA, YAMAGUCHI,MASANORI,SANRAIZU TATSUNODAI-101, ICHIKAWA,WAKAKO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 17 de Febrero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12N9/04 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 9/00 Enzimas, p. ej. ligasas (6.); Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas. › actúan sobre grupos CHOH como dadores, p. ej. glucosa oxidasa de glucosa, deshidrogenasa láctica (1.1).
- C12P7/18 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 7/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen oxígeno. › Polioles.
- C12P7/26 C12P 7/00 […] › Cetonas.
Clasificación PCT:
- C07C35/16 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 35/00 Compuestos que tienen al menos un grupo hidroxilo u O-metal unido a un átomo de carbono de un ciclo diferente a un ciclo aromático de seis miembros. › Inositol.
- C12N9/04 C12N 9/00 […] › actúan sobre grupos CHOH como dadores, p. ej. glucosa oxidasa de glucosa, deshidrogenasa láctica (1.1).
- C12P7/18 C12P 7/00 […] › Polioles.
- C12P7/26 C12P 7/00 […] › Cetonas.
Clasificación antigua:
- C07C35/16 C07C 35/00 […] › Inositol.
- C12N1/20 C12N […] › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › Bacterias; Sus medios de cultivo.
- C12N1/21 C12N 1/00 […] › modificados por la introducción de material genético extraño.
- C12N15/53 C12N […] › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Oxidorreductasas (1).
- C12N9/04 C12N 9/00 […] › actúan sobre grupos CHOH como dadores, p. ej. glucosa oxidasa de glucosa, deshidrogenasa láctica (1.1).
- C12P7/18 C12P 7/00 […] › Polioles.
- C12P7/26 C12P 7/00 […] › Cetonas.
Fragmento de la descripción:
Proceso para producir escilo-inositol.
Campo técnico
La presente invención se relaciona con un método para producir escilo-inositol a partir de mio-inositol por medio de conversión microbiana mediante Acetobacter.
El escilo-inositol se puede utilizar como un agente terapéutico para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer, una materia para la síntesis de sustancias bioactivas, o una materia prima para la síntesis de compuestos de cristal líquido.
Técnica anterior
El escilo-inositol es una sustancia conocida de origen natural representada por la siguiente formula estructural estérica (A).
escilo-inososa es una sustancia conocida representada por la fórmula estructural estérica (B).
Adicionalmente, el escilo-inositol es una sustancia conocida representada por la siguiente formula estructural estérica (C).
El escilo-inositol es uno de los estéreo isómeros del mio-inositol y es una sustancia ampliamente encontrada entre animales y plantas. La escilo-inososa es un compuesto que tiene una estructura en la cual un grupo hidroxilo axial en la segunda posición del mio-inositol se oxida, y existe generalmente como un compuesto natural.
El escilo-inositol es una sustancia esperada para aplicaciones tales como una agente terapéutico para enfermedad de Alzheimer (ver Documento no Patente 1), materia prima para la síntesis de sustancias bioactivas (Documento de Patente 1), o una materia prima para la síntesis de compuestos de cristal líquido (Documento de Patente 2).
Ejemplos de un método de producir escilo-inososa o escilo-inositol por medio de un procedimiento químico sintético incluye: (I) un método para obtener escilo-inositol al reducir el exahidroxibenceno con nickel Raney (documento de patente 2); (II) un método para obtener escilo-inositol al reducir la escilo-inososa obtenida de un derivado de glucofuranosa a través de una reacción que involucra cinco etapas (documento de patente 3); (III) un método para obtener escilo-inositol utilizando como materia prima cis-trioxa-tris-homobenceno a través de una reacción que involucra cuatro etapas o más (documento de patente 4); y (IV) un método para obtener escilo-inositol que incluye oxidar mio-inositol con catalizador de platino para obtener de esta manera escilo-inososa, y someter la escilo-inososa a esterificación seguida por reducción e hidrólisis (ver Documento de Patente 2).
Como un método para convertir el mio-inositol en escilo-inositol utilizando un microorganismo, se conoce un método utilizando una bacteria que pertenece al género Agrobacterium (Documento de Patente 3). Sin embargo, este método no es aplicable para una producción a escala industrial por el bajo rendimiento del escilo-inositol y la generación de otros productos convertidos. Mientras tanto, una bacteria que pertenece al género Acetobacter (ver documento no patente 5) es conocida por actuar sobre el mio-inositol para absorber oxigeno, para oxidar de esta manera el mio-inositol en escilo-inososa. Sin embargo, no ha sido estudiado su mecanismo detallado.
La enzima que oxida el mio-inositol en escilo-inososa (mio-inositol-2-deshidrogenasa) se ha reportado en numerosos organismos tales como animales, algas, levaduras y bacterias, y es una enzima que existe ampliamente en la naturaleza. Ejemplos de microorganismo típicos que tienen la enzima incluyen Aerobacter aerogenes (ver documento no patente 6), bacteria que pertenece al género Bacillus (Documento no Patente 7 y 8; documentos de patente 4-6), y bacterias que pertenecen al género Pseudomonas (Documento no Patente 9 y 10).
Sin embargo, la mio-inositol 2-deshidrogenadas en aquellos reportes son enzimas dependientes-NAD+, por lo tanto ellas requieren NAD+ o NADP+ para oxidación. Cuando la enzima se somete a una reacción a escala industrial, se debe emplear producción fermentativa con el fin de reciclar aquellas coenzimas, que resultan en la descomposición de parte de substratos. Además, ha habido problema a producción a escala industrial de tal manera que la concertación del substrato se debe mantener baja.
Mientras tanto, existe un reporte de la presencia de escilo-inositol deshidrogenasa en cerebro bovino y un tejido graso de cucaracha (Documento no Patente 11). Cuando la escilo-inososa como un substrato se reduce mediante esta enzima con NADPH, tanto el escilo-inositol como el mio-inositol son reportados por ser generados. Sin embargo, la enzima tiene especificidad de substrato baja, y no se utilizó enzima altamente purificada, y otras propiedades son desconocidas, por lo tanto la enzima puede ser un alcohol deshidrogenasa que tiene una especificidad de substrato baja. Por lo tanto, la enzima no se ha descrito en el Handbook of Enzymes (publicada hasta Askura Shoten). Como se describió anteriormente, aunque existen reportes en animales, no se tiene certeza de si estos reportes son ciertos.
Adicionalmente, existe un método conocido de producir escilo-inositol al reducir químicamente la escilo-inososa producida mediante oxidación microbiana (Documento de Patente 7). En razón a que la sustancia obtenida mediante reducción química de la escilo-inososa es una mezcla de escilo-inositol y mio-inositol, la mezcla se ha desalinizado y purificado, seguida por la separación de escilo-inositol que tiene baja solubilidad de la solución concentrada mediante cristalización. Así, aquí los métodos han requerido muchas operaciones y así ha habido espacio para mejorar con respecto al rendimiento del escilo-inositol. Bajo tales circunstancias, el desarrollo de un método para producir escilo-inositol purificado de una mezcla de escilo-inositol y mio-inositol que se obtiene mediante la reducción de escilo-inososa, o similar, se ha esperado con el fin de producir escilo-inositol conveniente y eficientemente.
Cuando la escilo-inososa se reduce utilizando NaBH4 en una solución, la solución después de la reacción contiene mio-inositol, escilo-inositol, y una pequeña cantidad de un complejo de escilo-inositol/ácido bórico. Para tal complejo de de escilo-inositol/ácido bórico, se ha conocido un método para obtener escilo-inositol que involucra: filtrar el complejo como un precipitado; disolver el precipitado en ácido sulfúrico diluido; agregar a este metanol para someterlo a azeotropía con ácido bórico; remover el ácido bórico; y desalinizar la solución restante utilizando una resina de intercambio de guión (Documento no Patente 12).
El complejo de escilo-inositol/ácido bórico es una sustancia representada por la siguiente formula estructural estérica (D).
Sin embargo, en el método anteriormente descrito de reducir escilo-inososa utilizando NaBH4, la proporción de complejo de escilo-inositol/ácido bórico generada es baja, y el escilo-inositol también se genera en la solución. Por lo tanto, el complejo y los componentes en la solución tenían que ser reparados para obtener de esta manera escilo-inositol de cada uno de aquellos. Adicionalmente, una gran cantidad de disolvente orgánico se ha requerido para obtener escilo-inositol del complejo, ha habido espacio para mejorar desde el punto de vista económico. Así, ha habido demanda de un método para producir escilo-inositol conveniente y eficientemente, en producción escala industrial.
[Documento de patente 1] Patente US 5, 412,080
[Documento de patente 2] DE 3, 405,663
[Documento de patente 3] JP09-140388A
[Documento de patente 4]JP04-126075A
[Documento de patente 5]JP05-192163A
[Documento de patente 6]JP06-007158A
[Documento de patente 7]JP2003-102492A.
[Documento no patente 1] The Journal of Biological Chemistry (US), 200, vol. 175, p. 18495-18502
[Documento no patente 2] Journal of the American Chemical Society (US), 1948, vol. 70, p.2931-2935)
[Documento no patente 3] Journal of the American Chemical Society (US), 1968, vol. 90, p.3289-3290
[Documento no patente 4] Angewandte Chemie (Alemania), 1973, vol. 85 p. 1110-1111
[Documento no patente 5] The Journal of Biological...
Reivindicaciones:
1. Un método para producir escilo-inositol que comprende:
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la solución que contiene mio-inositol es un medio líquido que contiene mio-inositol, y el microorganismo se deja reaccionar con mio-inositol al cultivar el microorganismo en el medio líquido.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las células obtenidas al cultivar el microorganismo se dejan reaccionar con mio-inositol en la solución.
4. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el microorganismo es un microorganismo que pertenece a Acetobacter cerevisiae, o Acetobacter malorum.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el microorganismo es cepa AB10281 de Acetobacter sp. (FERM B.P-10119) o una cepa mutante de la misma.
6. La cepa AB10281 Acetobacter sp. (FERM BP-10119) o una cepa mutante de la misma tiene una capacidad de convertir mio-inositol en escilo-inositol.
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