Sinh tổng hợp tetracyclin

Đại cương

Tetracyclin được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1953 bằng phương pháp khử clo của clotetracyclin. Sau này người ta tìm thấy chủng xạ khuẩn Str. Viridifaciens có khả năng sinh tổng hợp ra tetracyclin nhưng thực tế trong sản xuất sử dụng Str. Aureofaciens trong điều kiện nuôi cấy đặc biệt có bổ sung thêm các chất ức chế clo hóa.

Tetracyclin base là một kết tinh vàng sẫm, ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ. Dạng base này không bền nên thực tế sản xuất tetracyclin clohydrat là bột vàng sang tan trong nước vừa bền vững vừa dễ sử dụng.

Quy trình lên men

Điều kiện của quá trình lên men tạo tetracyclin  bởi chủng Str. Aureofaciens gần giống với lên men tạo clotetracyclin. Tuy nhiên điểm khác biệt quan trọng nhất là thành phần môi trường nuôi cấy. dựa vào thành phần môi trường cung cấp cho xạ khuẩn mà người ta có thể định hướng được sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men.

Str. Aureofaciens trong điều kiện nuôi cấy bình thường tạo ra clotetracyclin, nhưng khi nuôi dưỡng trong điều kiện đặc biệt có chất ức chế quá trình clo hóa xạ khuẩn sẽ tạo ra chủ yếu tetracyclin. Để nâng cao hiệu suất sinh rổng hợp tetracyclin phải loại hết những vết Cl- ra khỏi môi trường. trong phòng thí nghiệm, để loại ion Cl- có thể dùng muối bạc, tuy nhiên phươn pháp này không thực tế. hiện nay người ta dùng những chất ức chế quá trình clo hóa như brom, iod, thiocyanid… Tuy nhiên nếu tăng hàm lượng bromid trong môi trường xạ khuẩn sẽ tổng hợp ra cả 7 – bromtetracyclin và chất ức chế sunh tổng hợp tetracyclin. Vì vậy, ngoài NaBr còn thêm các chất ức chế quá trình clo hóa khác như 2 – mercaptobenzothiazol, 2 – thiouracyl, dẫn xuất của dithiocarbamic… Cơ chế tác dụng của các chất này đến nay chưa được rõ vì chúng không có rác dụng cạnh tranh với ion clo, có thể sự có mặt của nhóm sulfuhydryl –SH có tác dụng kích thích phản ứng oxy khử  làm loại clo ra khỏi phân tử kháng sinh.

Quy trình chiết tetracyclin

Cũng như các kháng sinh khác thuộc nhóm này, tetracyclin có thể được chiết xuất bằng cả ba phương pháp. Ở đây giới thiệu phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ:

Dịch lên men xong bơm vào thùng chứa, hạ nhiệt độ xuống 15 độ C. thêm aicd oxalic và hạ pH xuống 2,5 đến 3. Thêm Na2CO3 khuấy pH = 3,5. Thêm K4Fe(CN)6 khuấy tiếp 15 phút để loại sắt. lấy mẫu phân tích Ca++ và Fe++: yêu cầu Ca++  <= 0,4 – 0,6 g/l, Fe++ không có. Trong thiết bị chiết thêm hỗn hợp isooctanol có chứa 1,5 đến 2,5% acid oleic tỉ lệ dung môi/dung dịch kháng sinh là 1:3 đến 1:4, thêm NH4OH 5 phần trăm vào và khuấy pH = 9 – 9,5. Tetracyclin chuyển sang dung môi, dịch thải chuyển về phân xưởng thu hồi dung môi. Dịch chiết isooctanol bơm vào thiết bị chứa cùng acid oxalic (dung dịch 5 phần trăm) thêm vào với lượng 0,5 đến 0,6 phần trăm theo tỉ lệ dịch kháng sinh. Tại đây sẽ loại đi ion canxi và các kim loại khác dạng oxalate. Ly lọc hút chân không thì kết tinh tetracyclin base bằng dung dịch NH4OH 10%. Khuấy để kết tinh ở 15 độ C và pH 3,9-4,5. Ly tâm thu sản phẩm và sấy khô bằng máy sấy tầng sôi. Hiệu suất đạt 70-75%.