降解喹诺酮和萘啶酮的方法 本发明涉及用木腐菌分解具有抗微生物作用，特别是抗细菌作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的方法。
抗微生物作用物质被广泛用于医药和兽药。制备这种活性物质时会遇到清除生产残余物、废水及含有该活性化合物的包装用品的问题。来自诸如医院、动物繁育场及动物催肥场的大量用户的含活性化合物的废水也存在问题。如果发生活性化合物的意外泄露，使水或土壤去污也会出现其它问题。
在这种情况下，所述活性化合物的抗微生物活性会抑制土壤、水和污水处理站的细菌常规降解作用。在某些场合，如果必须处理较大量的含该活性化合物的废水的话，例如，在生物作业污水处理站，甚至会出现不希望的干扰，即在这种情况下必须对废水、残余物等进行费用很高的预处理。
在这种情况下，希望找到一种简单的处理法，能将所述活性化合物降解至丧失其抗菌活性的程度，并可以通过常规的生物学降解方法对其进行进一步降解。
借助能降解木素的真菌降解有害有机物质的方法是已知的，披露于a)德国公开说明书4104624和b)EP0192237A1中。
不过，上述a)中所披露的降解方法仅在芳香烃的例子中得到证实。根据德国公开说明书4104624，含卤素的烃不能用这种方法降解。
EP0192237A1中提到了可由白腐菌Phanerochaete chrysosporium降解的氯代烃的某些例子。
出人意料地是，含氟芳香杂环喹诺酮和萘啶酮能被白腐菌，特别是褐腐菌降解，或者，甚至能被降解木材的子囊菌降解。相反，人们多次公开表达的信念是，不存在能降解上述化合物的微生物(例如，参见瑞典杂志“Land”，1995年6月，第4页)。在科技文献中未见用微生物显著降解这种化合物的线索。同样，褐腐菌分解芳香环的能力也十分有限(与白腐菌比较，J.Buswell，1991)。在“Division of Agrochemicalsof the American Chemical Society 1993 issue No.44”文摘中，其中的一篇文摘(No.92)报导了土壤样品中14C标记的沙氟沙星极低的生物利用率。发现土壤中的微生物不能明显使沙氟沙星降解。
本发明涉及：
1.一种用木腐菌，特别是白腐菌或褐腐菌处理具有抗微生物作用，特别是抗细菌作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的方法，如果适合的话，是在有水和/或惰性固体或液体基质和其它助剂的条件下处理。
2.一种降解具有抗细菌和抗微生物作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的方法，其特征在于用木腐菌，特别是白腐菌或褐腐菌处理所述活性化合物，如果适合，在有水和/或惰性固体或液体基质和其它助剂的条件下进行。
3.一种用木腐菌，特别是白腐菌或褐腐菌处理含有具抗细菌和抗微生物作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的废水的方法。
4.一种用木腐菌，特别是白腐菌或褐腐菌处理来自密集的养畜场的含有具抗细菌和抗微生物作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的粪肥的方法。
5.一种用木腐菌，特别是白腐菌或褐腐菌处理含有具有抗细菌作用和抗微生物作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸及其衍生物的土壤的方法。
最著名的能分解木材的担子菌可分成两大类：一类为降解木素的白腐菌，另一类为降解纤维素和半纤维素的褐腐菌，褐腐菌基本上不降解木素，而仅能通过羟基化和脱甲基化作用对其进行改性。白腐菌与褐腐菌的区别是，前者具有诸如木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的胞外酶，而褐腐菌中缺乏这些酶。用化学检测法可以区分以上两种类型(例如，参见Stalpers，1978，Studies in Mycology，No.16，Centralbureauvoor Schimmelcultures，Baarn，Holland)。对于褐腐菌来说，羟基对于其降解活性是至关重要的。在技术文献中(例如，参见Evans等，FEMSMicrobiological Reviews 13(1994)235-240)披露了白腐菌与褐腐菌的多种差别，特别是在木材降解的分子机制方面的差别。
可用于本发明方法的木腐菌的属的例子有：
白腐菌：
烟管菌
皱革菌
拟革盖菌
革盖菌
灵芝
耙菌
Phanerochaete sp.
木层孔菌
射脉菌
侧耳菌
栓菌
Trichaptum sp.
褐腐菌：
拟层孔菌
粘褶菌
Leatiporus sp.
鳞伞菌
Serpula sp.
枯残分解菌：
田头菇
垂幕菇
球盖菇
其它：
炭角菌(子囊菌纲)
下面提到的种属可以作为其优选例子：
白腐菌：
烟管菌(Bjerkandera adusta)DSM 4708
皱革菌(Cladoderris dendritica)DSM 9611
硬拟革盖菌(Coriolopsis rigida)DSM 9596
革盖菌
灵芝(Ganoderma lucidum)DSM 9621
乳白耙菌(Irpex lacteus)DSM 9595
Phanerochaete chrysosporium DSM 9620
Phanerochaete chrysosporium DSM 1556
Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725
淡黄木层孔菌(Phellinus gilvus)DSM 9602
射脉菌(Phlebia radiata)DSM 5111
侧耳DSM 9618
杂色栓菌(Trametes versicolor)DSM 3086
绒毛栓菌(Trametes villosa)DSM 9589
Trichaptum bysogenum DSN 9597
褐腐菌：
Fomitopsis spraguei DSM 9600
篱边粘褶菌(Gloeophyllum sepiarium)DSM 6420
条纹粘褶菌(Gloeophyllum striatum)DSM 9594
条纹粘褶菌DSM 9592
条纹粘褶菌DSM 10335
密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)DSM 3087
Leatiporus sulphureus DSM 2785
丝金毛鳞伞(Pholiota aurivella)DSM 5070
Serpuallacrymans DSM 8728
枯残分解菌：
田头菇
垂幕菇
Stropharia rugosoannulata DSM 9616
球盖菇
其它：
掌状炭角菌(Xylaria digitata)DSM 914(子囊菌纲)
下面提到的是特别优选的：
白腐菌：
乳白耙菌DSM 9595
Phanerochaete chrysosporium DSM 1556
Phanerochaete chrysosporium DSM 9620
褐腐菌：
条纹粘褶菌DSM 9592
条纹粘褶菌DSM 9594
条纹粘褶菌DSM 10335
残枯分解菌：
Stropharia rugosoannulata DSM 9616
木腐菌是公知的。上面所提到的木腐菌的菌种保存在公开微生物保藏所，可自由获取；例如，标明为DSM的菌种可从德国微生物保存所(DSMZ)获得(Mascheroder Weg 1b，38116 Braunschweig)。
可以方便地用上述某一菌种之一取代同一菌种的另一个。
可提到的具有抗细菌和抗微生物作用的喹诺酮羧酸和萘啶酮羧酸为下式(I)和(II)的化合物其中
X1和X2分别独立地表示氢，卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基或NH2，
Y表示具有以下结构的基团其中
R16＝H，-CH3，-CH＝CH-CO2R16′，-CH2-CH2-CO2R16′，
-CH2-CO-CH3，-CH2-CH2-CN，
R16′甲基或乙基，
D＝O或-CH2-，
R4 表示H，选择性地为羟基或甲氧基取代的直链或支链C1-C4
烷基，具有1-3个碳原子的环丙基或酰基，
R5 表示H，甲基，苯基，噻吩基或吡啶基，
R6 表示H或C1-4烷基，
R7 表示H或C1-4烷基，
R8 表示H或C1-4烷基，
R9 表示H，甲基或-CH2-NR7R8，
R10 表示H，C1-4烷基，氨基，其烷基部分由羟基选择性地取代的
具有1或2个碳原子的烷基氨基或二烷基氨基，氨基-C1-4-
烷基，C1-4-烷基氨基-C1-4-烷基或1-咪唑基，
R11 表示H，羟基，甲氧基，甲硫基，卤素，甲基或羟甲基，
R12 表示H或甲基，
R13 表示H或C1-4烷基，
R14表示H或C1-4烷基，和
R15表示H或C1-4烷基，
R1表示H，选择性地由卤素取代的具有1-3个碳原子的烷基残
基，环丙基，甲氧基，4-氟苯基，2，4-二氟苯基或甲氨基，
R2表示H或选择性地由甲氧基或2-甲氧基乙氧基取代的具有1
-6个碳原子的烷基，以及环己基，苄基，2-氧丙基，苯甲酰
甲基，乙氧羰基甲基或新戊酰氧甲基，
R3表示H，甲基或乙基，和
X1和Y与相邻的碳原子一起表示二氧戊环残基或二氧戊基残基，
A 表示氮或＝CH-，＝C(卤代基)-，＝C(OCH3)-，＝C(CH3)-
或＝C(CN)-，
B 表示氧，选择性地由甲基或苯基取代的＝N-以及＝CH2，
Z 表示＝CH-或＝N-，以及所述化合物可以药用的水合物，酸加成盐以及与碱形成的盐。所述式I和II化合物可以其外消旋体或对映体形式存在。
优选的式(I)和(II)化合物是这样的，其中R1 表示选择性地由氟取代的C1-C3-烷基，或表示环丙基，
R1 表示有1-3个碳原子的烷基，环丙基，2-氟乙基，甲氧基，
4-氟苯基，2，4-二氟苯基或甲氨基，
R2 表示H或选择性地由甲氧基或2-甲氧基乙氧基取代的具有1
-6个碳原子的烷基，以及环己基，苄基，2-氧代丙基，苯
甲酰甲基，乙氧基羰基甲基或新戊酰氧甲基，
R3 表示H，甲基或乙基，和
A 表示氮或＝CH-，＝C(卤代基)-，＝C(OCH3)-，＝C(CH3)-
或＝C(CN)-，
B 表示氧，选择性地由甲基或苯基取代的＝N-以及＝CH2，和
Z 表示＝CH-或＝N-，
X1和X2分别独立地表示H，卤素或NH2，
Y 表示具有以下结构的基团其中
R16＝H或-CH3，
D＝O或-CH2-，
R4 表示H，选择性地由羟基取代的直链或支链C1-C3烷基或具
有1-4个碳原子的氧烷基，
R5 表示H，甲基或苯基，
R6 表示H或甲基，
R7 表示H或甲基，
R9 表示H，甲基或-CH2-NH2，
R10 表示H，甲基，氨基，甲氨基，二甲氨基，氨甲基，甲氨基甲
基或乙氨基甲基，
R11 表示H，羟基，甲基，氟，甲基或羟甲基，
R13 表示H或甲基，
R14 表示H或甲基，
R15 表示H或甲基，以及所述化合物可以药用的水合物和酸加成盐，以及其碱金属盐，碱土金属盐，银盐和鈲盐。特别优选的式(I)化合物是这样的，其中R1 表示有1-3个碳原子的烷基，环丙基，2-氟乙基，甲氧基，
2，4-二氟苯基或甲氨基，R2 表示H或选择性地由甲氧基或2-甲氧基乙氧基取代的有1-
6个碳原子的烷基，以及环己基，苄基，2-氧丙基，苯甲酰甲
基，乙氧羰基甲基或新戊酰氧甲基，A 表示氮或＝CH-，＝C(卤代基)-，＝C(CH3)-，＝C(OCH3)- 或＝C(CN)-，X1和X2分别独立地表示氢，氟或NH2，Y 表示具有以下结构的基团其中
R16＝H或-CH3，
D＝O或-CH2-，
R4 表示H，选择性地由羟基取代的直链或支链C1-C3烷基或有1
-4个碳原子的羟烷基，
R5 表示H，甲基或苯基，
R6 表示H或甲基，
R7 表示H或甲基，
R9 表示H，甲基或-CH2NH2，
R10 表示H，甲基，氨基，甲氨基，二甲氨基，氨甲基，甲氨基甲
基或乙氨基甲基，
R11 表示H，羟基，甲基，氟，甲基或羟甲基，
R13 表示H或甲基，
R14 表示H或甲基，
R15 表示H或甲基，以及所述化合物可以药用的水合物和酸加成盐，以及其碱金属盐，碱土金属盐，银盐和鈲盐。
特别优选的活性化合物有通用名为英氟沙星、环丙氟哌酸、达氟沙星、氟嗪酸、氟哌酸、benofloxacin、沙氟沙星、双氟哌酸、orbifloxacin、marbofloxacin和噁喹酸的化合物。
特别优选的活性化合物有英氟沙星、环丙氟哌酸、marbofloxacin、氟嗪酸、氟哌酸和噁喹酸。
本发明的方法优选在液体、固体或半固体均相或异相介质中实施。
除了待降解的活性化合物和木腐菌之外，还包括含有木素、木素纤维素和/或纤维素的材料。这些材料包括稻草、谷壳、木材、木屑、锯末和磨碎的谷物残渣。
所述方法的说明如下：1.降解溶于水中的喹诺酮的方法
将在下列条件下培养的所列举的木腐菌之一的预培养物加入漂洗水中，例如，来自含喹诺酮的药物制备工艺用水，其中含有0.01～500ppm的喹诺酮，优选含量为0.1～50ppm，特别是1-20ppm，其比例为0.01～100g干重DW/l，优选为0.1-10g DW/l，特别是1-3g DW/l。
所述培养条件是：在含有麦芽提取物或相当的碳和能量源，浓度为1-50g/l，优选5-30g/l，特别是5-8g/l的麦芽肉汤培养基中，温度5-40℃，优选15-30℃，特别优选18-22℃，静置或振荡，优选振荡条件为80-120rpm，培养时间3-28天，优选5-14天，特别是5-7天，在黑夜，在白天，或整个中间阶段照明。
所述悬浮液的pH为3-8，优选为4-7，特别是5-6，不加磷酸盐。可以用诸如乙酸或草酸之类有机酸调节pH。
Fe2+或Fe3+的含量应当为0.1～100μM(10-6mol/升)，优选为1～30μM，特别是2-20μM，NH4+的含量可以为0.001～20mM(10-3mol/升)，优选为0.1-10mM，特别是0.1～1mM。
二价阳离子的含量应当为0.1～10mM，优选为1mM(例如，0.2mMCaCl2+0.8mM MgSO4)。
用预培养相同条件下培养该悬浮液。
以0.01～10mM的浓度，优选为0.1～3mM，特别是0.5-1mM的浓度加入松柏醇或藜芦基醇可提高对喹诺酮的降解活性。2.降解与稻草、粪肥或土壤结合的喹诺酮的方法
在平皿上以麦芽琼脂培养的木腐菌培养物为原料，用该培养物上穿孔取出的琼脂块接种含有木素纤维素的物质，特别是稻草、锯末或木屑，每公斤固体基质用0.1～100g琼脂接种，优选为每公斤基质用1～10g琼脂接种。
接种之前，将含有喹诺酮(0.1～200ppm)的水加入固体基质(稻草、粪肥、土壤、淤泥)中，直到含水量达到10-90％，优选为40～50％(以重量计)。
在接种期间，将接种物分配到固体基质中。随后的培养是在5-40℃下进行，优选在15～30℃，特别是在18-22℃下进行。
以下的实施例说明了本发明的方法：
实施例
例 1
用条纹粘褶菌DSM 9592或条纹粘褶菌DSM 10335的预培养物接种从配制槽中排放出的1升漂洗水，水中英氟沙星的含量为10ppm，在此期间，将所述真菌的菌丝体从1/4浓缩麦芽汁中的预培养物转移到漂洗水中，以达到每升2克干重的浓度。在室温下培养所述悬浮液，同时在黑暗中以100rpm的转速摇动。2周之后，10-20％所使用的〔羰基-14C〕-英氟沙星被降解为CO2。
例 2
用1kg水浸泡1kg含有2mg吸收性结合的英氟沙星的小麦杆，并接种条纹粘褶菌DSM 9594。接种物包括20个重约0.5克的琼脂块。这些小琼脂块是将平皿上的麦芽琼脂的真菌集落预培养物穿孔获取。在室温下，在黑暗中培养所述批料，同时通以潮湿空气。第8周后，50％的英氟沙星已被降解。
例 3
用Phanerochaeta chrysosporium DSM 9620接种0.5kg潮湿木屑，并在室温下预培养1周。将0.5kg来自动物群体、并用英氟沙星处理过的粪肥加入该批料中。所述粪肥中英氟沙星的含量为2ppm。在室温下培养该批料。
例 4
用100ml水浸润0.1kg麦杆，并接种条纹粘褶菌DSM 9594。在室温下预培养7天，然后用0.6kg含有10ppm英氟沙星的田间土壤(含水量约为50％)盖上一层，并在室温下培养。在第15周后，所采用的英氟沙星有6％被降解。