CS211400B2 - Method of microbiological enzymatic production of d-aminoacids - Google Patents
Method of microbiological enzymatic production of d-aminoacids Download PDFInfo
- Publication number
- CS211400B2 CS211400B2 CS793538A CS353879A CS211400B2 CS 211400 B2 CS211400 B2 CS 211400B2 CS 793538 A CS793538 A CS 793538A CS 353879 A CS353879 A CS 353879A CS 211400 B2 CS211400 B2 CS 211400B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carbamoyl
- amino acid
- amino acids
- enzymatic
- microbiological
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 150000008574 D-amino acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 18
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000001469 hydantoins Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 claims 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 7
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 28
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 28
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 26
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 17
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 15
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 7
- 229940048084 pyrophosphate Drugs 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 5
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 229940091173 hydantoin Drugs 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZGUNAGUHMKGQNY-SSDOTTSWSA-N D-alpha-phenylglycine Chemical compound OC(=O)[C@H](N)C1=CC=CC=C1 ZGUNAGUHMKGQNY-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N hydantoin Chemical compound O=C1CNC(=O)N1 WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 3
- -1 (-) - Amino Chemical class 0.000 description 2
- KKVFPVZIZAJCBZ-UHFFFAOYSA-N (2-hydroxyphenyl) hypochlorite Chemical compound OC1=CC=CC=C1OCl KKVFPVZIZAJCBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IVWWFWFVSWOTLP-YVZVNANGSA-N (3'as,4r,7'as)-2,2,2',2'-tetramethylspiro[1,3-dioxolane-4,6'-4,7a-dihydro-3ah-[1,3]dioxolo[4,5-c]pyran]-7'-one Chemical compound C([C@@H]1OC(O[C@@H]1C1=O)(C)C)O[C@]21COC(C)(C)O2 IVWWFWFVSWOTLP-YVZVNANGSA-N 0.000 description 2
- GIOUOHDKHHZWIQ-UHFFFAOYSA-N 2-(carbamoylamino)-2-phenylacetic acid Chemical compound NC(=O)NC(C(O)=O)C1=CC=CC=C1 GIOUOHDKHHZWIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VMAQYKGITHDWKL-UHFFFAOYSA-N 5-methylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1NC(=O)NC1=O VMAQYKGITHDWKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NXQJDVBMMRCKQG-UHFFFAOYSA-N 5-phenylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound O=C1NC(=O)NC1C1=CC=CC=C1 NXQJDVBMMRCKQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000589159 Agrobacterium sp. Species 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 2
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 2
- GIOUOHDKHHZWIQ-SSDOTTSWSA-N N-carbamoyl-D-phenylglycine Chemical compound NC(=O)N[C@@H](C(O)=O)C1=CC=CC=C1 GIOUOHDKHHZWIQ-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 229960003767 alanine Drugs 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 2
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000000707 stereoselective effect Effects 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N trichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- BSELETLMMBGICP-MRVPVSSYSA-N (2R)-2-(carbamoylamino)-2-(4-methoxyphenyl)acetic acid Chemical compound COC1=CC=C(C=C1)[C@@H](NC(N)=O)C(O)=O BSELETLMMBGICP-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 1
- GSHIDXLOTQDUAV-SSDOTTSWSA-N (2r)-2-(carbamoylamino)-2-(4-hydroxyphenyl)acetic acid Chemical compound NC(=O)N[C@@H](C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 GSHIDXLOTQDUAV-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 1
- IPWQOZCSQLTKOI-MRVPVSSYSA-N (2r)-2-(carbamoylamino)-3-phenylpropanoic acid Chemical compound NC(=O)N[C@@H](C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 IPWQOZCSQLTKOI-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 1
- LCQLHJZYVOQKHU-GSVOUGTGSA-N (2r)-2-(carbamoylamino)pentanedioic acid Chemical compound NC(=O)N[C@@H](C(O)=O)CCC(O)=O LCQLHJZYVOQKHU-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNQHGXLQKSZYQU-UHFFFAOYSA-N 2-(thiophen-2-ylamino)acetic acid Chemical compound OC(=O)CNC1=CC=CS1 UNQHGXLQKSZYQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LJCWONGJFPCTTL-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxyphenylglycine Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(O)C=C1 LJCWONGJFPCTTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N D-alpha-Ala Natural products CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N L-Alanine Natural products C[C@@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 150000008575 L-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N L-arginine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCCN=C(N)N ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229930064664 L-arginine Natural products 0.000 description 1
- 235000014852 L-arginine Nutrition 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- WRUZLCLJULHLEY-UHFFFAOYSA-N N-(p-hydroxyphenyl)glycine Chemical compound OC(=O)CNC1=CC=C(O)C=C1 WRUZLCLJULHLEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDXMIYHOSFNZKO-SCSAIBSYSA-N N-carbamoyl-D-valine Chemical compound CC(C)[C@H](C(O)=O)NC(N)=O JDXMIYHOSFNZKO-SCSAIBSYSA-N 0.000 description 1
- RHYBFKMFHLPQPH-UHFFFAOYSA-N N-methylhydantoin Chemical compound CN1CC(=O)NC1=O RHYBFKMFHLPQPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 241000364057 Peoria Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001633102 Rhizobiaceae Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N beta-L-arabinopyranose Chemical compound O[C@H]1CO[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229940077731 carbohydrate nutrients Drugs 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 210000003495 flagella Anatomy 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 229960002885 histidine Drugs 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- LUSWEUMSEVLFEQ-UWTATZPHSA-N n-carbamoyl-alanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](C)NC(N)=O LUSWEUMSEVLFEQ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby D-aminokyse-lin z racemických směsí jejich N-karbamoylových .derivátů nebo z odpovídajících hydantoinů za použití stereospeclfíckých komplexních enzymů, získaných z mikroorganismů Agrobacterium genus.
Některé D-aminokyseliny, zejména lenylglycin a p-hydroxyfenylglycin, jsou důležitými meziprodukty při přípravě sloučenin, které jsou v . široké míře používány ve farmaceutickém průmyslu.
Dosud používané chemické postupy pro výrobu těchto D-aminokyselin separací .odpovídajících optických antipodů, založené na použití kyseliny kamlosullonové, jsou velmi nákladné, přičemž se navíc požadované D-aminokyseliny získávají pouze v nízkých výtěžcích.
Jiné známé postupy pro výrobu D-aminokyselin jsou založeny na hydrolýze odpovídajících D-acylaminokyselin enzymem D-acylázou.
Při těchto enzymatických postupech se však vždy získá finální D-aminokyselina, která jako nečistotu obsahuje použitý enzym D-acylázu, v důsledku čehož má finální D-aminokyselina malou optickou čistotu.
Rovněž již bylo navrženo enzymatické štěpení D.L-arninokyselin nebo· jejich deri vátů; tento postup je popsán v italském patentovém spisu č. · 987 278.
Toto enzymatické štěpení spočívá v tom, že .se racemícká forma sloučenin obecného· vzorce
O
II
I
H ve kterém X znamená skupinu -H, -OH nebo -OCHs, podrobí enzymatické hydrolýze enzymem hydropirimidinhydrolázou (E.C.3.5.2.2,), který byl extrahován z .orgánů nebo .z mikroorganismů.
Tato enzymatická hydrolýza. probíhá podle následujícího reakčního schématu:
Získaný M-karbamoylový derivát se potom konvertuje na odpovídající D-amincikyselinu oxidací dusitanem.
Předmětem vynálezu je způsob mikrobiologické enzymatické výroby D-amino-kyselin z racemických směsí jejich N-karbamoylových derivátů nebo z odpovídajících hydantoinů, jehož podstata spočívá v tom, že se na uvedené výchozí látky působí enzyma tickým komplexem získaným z mikroorganismu Agrobacterium Rhizobiaceae NRRL В 11 291 při teplotě 35 až 65 °C a pH 6 až 8.
D-Aminokyseliny se při způsobu podle vynálezu mohou tedy vyrábět z odpovídajících hydantoinů za použití hydrolyti-ckých reakcí, které jsou výlučně katalyzovány enzymatickými komplexy podle následujícího reakčního schématu:
/c R-CH f/H N-C=O
COOH R-CH-NH,
DC-I ve kterém
R znamená substituovaný nebo nesubstituovaný alifatický nebo aromatický zbytek.
Způsob podle vynálezu je rovněž vyznačený tím, že D-aminokyseliny mohou být ta ké získány z racemických sloučenin obec ného vzorce:
hrnující substituované nebo nesubstituované alifatické nebo aromatické zbytky, přičemž enzym II [kterým je karbamoyláza) je stereoselektivní na D-formy.
Enzymatická hydrolýza podle vynálezu probíhá podle následujícího reakčního schématu:
R—CH—NH—CO—NH2
СООН ve kterém
R znamená člen zvolený ze skupiny za-
ze kterého je zřejmé, že dochází к tvorbě jediné stereoizomerní formy aminokyseliny a jediné stereoizomerní formy výchozí racemické sloučeniny.
Na rozdíl od enzymatických postupů, při kterých se к výrobě D-aminokyselin používá enzymu D-acylázy, se způsobem podle vynálezu dochází к finální D-aminokyselině, která neobsahuje žádný podíl optické aktivity L-enantiomeru. S ohledem na tuto skutečnost mohou být způsobem podle vynálezu získány D-aminokyseliny s absolutní optickou čistotou.
Enzymatické komplexy, kterých se používá při způsobu podle vynálezu, se vyrábějí z mikroorganismu Agrobacterium genus, izolovaného ze zemědělské půdy a označeného· čísly 1302, .1303 a 1304.
Tyto mikroorganismy mají následující morfologické a biochemické znaky:
Mikroskopická morfologie:
Jemné tyčinky, někdy zpárované, gram-nega-tivní;
velikost: 0,8 X 1,5 až 2 μηι; chybí .tobolky a spory;
pohyblivé pomocí 4 až 6 peritrichiálních bičíků.
Makroskopická morfologie:
Kolonie na živném agaru:
vyvýšené, s nepřerušeným okrajem, krémově zbarvené, transparentní, s hladkým povrchem, průměr: 0,5 až 1 mm.
Na kalciumglycerofosfátmannitnitrátovém agaru dochází к hojiému nárůstu kolonií za tvorby nahnědlého zabarvení a světlého pruhu kolem kolonie.
Biochemické charakteristiky:
Růst při teplotách mezi 4 a 39 °C na všech jednoduchých laboratorních médiích, a to rovněž bez růstových faktorů a aminokyselin za použití amonných solí, dusičnanů nebo aminokyselin, jakožto jediných zdrojů dusíku.
Oxidáza:
pozitivní (N. Kovacs, 1956, Náturo, London, 178, 703).
Kataláza:
pozitivní (M. Levine, D. Q. Anderson, 1932, J. Bact 23, 337 — 347).
Z dusičnanů vytvořeny dusitany (С. E. Zobell, 1932, J. Bact. 24, 273).
Twenn 80:
nehydrolyzován (C. Sierra, 1957, Antonie van Leeuwenhoek, 23, 15 — 22].
Kasein, želatina, celulóza, škrob a agar:
nehydrolyzovány [V. B. D. Skermann, A
Guide to the Identification o-f the Genera of Bacteria, 2. vydání, The Williams & Wilkins Book Co., Baltimore, 1967).
masový pepton 5 g masový extrakt 5 g glukóza 5 g destilovaná voda 1000 ml pH ,7 až 7,2.
Produkce 3-ketoglykosidů:
pozitivní (M. J. Bernaerts, J, De Ley, 1963, Nátuře 197, 406).
Anilinová modř-mannit-agar:
růst s absorpcí barviva (A. A. Hendrickson, J. L. Baldwin, A. J. Riker, 1934, J. Bact. 28, 597 — 618).
Lakmusové mléko:
šedohnědé zbarvení.
Použití karbohydrátů:
oxidační účinek (R. Hugh, E. Leifson, 1953, J. Bact. 66, 24 — 26).
Pro metodu popsanou R. Y. Stanierem (R. Y. Stanier et AI., 1966, J. Gen. Microbiol. 43, 159 — 271) byly v živném prostředí použity jako jediné zdroje uhlíku následující sloučeniny:
D(+)glukóza, L( + )arabinóza, D( + )xylóza, D( + )threóza, D(4-)threalóza, D( —)rinóza, L(+)rhamnóza, laktóza, cellobióza, maltóza, citrát, acetát, laktát, propionát, kyselina L-asparagová, L-asparagin, L-histidin, L-alanin a L-arginin.
jestliže se výše uvedené vlastnosti porovnají s vlastnostmi popsanými pro jednotlivé rody mikroorganismů v publikaci Bergey‘s Manual of Determinative Bacteriology (VIII. vydání), dojde se к závěru, že mikroorganismy, kterých se používá při způsobu podle vynálezu, patří к rodu Agrobacterium třídy Rhizobiaceae.
Kmen označený číslam 1302 byl uložen 6. dubna 1978 ve sbírce mikroorganismů Northern Regional Research Center of Peoria, 111., USA, kde mu bylo přiděleno označení NRRL В 11 291.
Mikroorganismus rodu Agrobacterium se podle vynálezu kultivuje za aerobních podmínek na živném prostředí, které obsahuje zdroj dusíku, zdroj uhlíku a zdroj fosforu, jakož i minerální soli, při teplotě 20 až 40° Celsia, s výhodou při teplotě 25 až 35 °C po dobu 10 až 48 hodin, s výhodou po dobu 20 až 30 hodin, při hodnotě pH 6 až 8, s výhodou při hodnotě pH 7 až 7,5.
Jako zdroje uhlíku může být použito: glukózy, laktátu, acetátu, kukuřičného výluhu a laktózy.
Jako zdroje dusíku může být použito: masového hydrolyzátu, kaseinového hydrolyzátu, sójového hydrolyzátu, amonných solí, močoviny, hydantoinů a karbamoylových derivátů aminokyselin.
Použitelné živné prostředí má například následující složení:
D( —)-Aminokyseliny se vyrobí přímo ve fermentačním prostředí, které obsahuje buď pouze DL-hydantoiny nebo DL-N-karbamoylové deriváty aminokyselin jako jediný zdroj dusíku, nebo které ještě obsahuje další obvyklé zdroje dusíku.
D( —)-Aminokyseliny mohou být rovněž vyrobeny přímým použitím mikrobiální kaše s obsahem buněk nebo použitím extraktu z této bakteriální kaše.
Extrakce enzymatických komplexů z uvedené bakteriální kaše se provádí obvyklými metodami, používanými v enzymologii.
Za tímto účelem se buňky rozruší ve vhodném zařízení, jakým je například francouzský buněčný lis, homogenizátor typu Manton-Gauling, rotační desintegrátor nebo ultrazvukový vibrátor.
Hydrolýza hydantoinů nebo N-karbamoylových derivátů aminokyselin může být provedena přidáním enzymu v následujících formách:
a) přidá se enzym obsažený v živých buňkách;
b) přidá se enzym obsažený v lyofilizovaných buňkách;
c) přidá se enzym obsažený v toluenizovaných buňkách;
d) přidá se enzym obsažený v prášku, získaném působením na buňky acetonem, odstraněním acetonu, vysušením a homogenizací zbytku;
e) přidá se enzym obsažený v surovém nebo přečištěném buněčném extraktu;
к reakční směsi.
Dalšího technického a ekonomického zlepšení může být dosaženo imobilizací enzymů kombinací s makromolekulárními sloučeninami tvorbou chemických vazeb se strukturou makromolekulám! látky nebo vazeb iontového typu; rovněž může být použito fyzikální imobilizace.
Způsob podle vynálezu bude v následující části popisu blíže objasněn formou příkladů provedení.
Příklad 1
Připraví se živné prostředí, které má následující složení:
masový pepton 5g masový extrakt 3g glukóza 5g destilovaná voda 1000 ml.
pH takto připraveného živného prostředí se nastaví na hodnotu 7,2 přídavkem uhličitanu sodného, načež se živné prostředí rozdělí na 100' ml podíly, které se nalijí do
500 ml baněk.
,Po 30minutové sterilizaci při teplotě 110° Celsia se obsah baněk naočkuje kulturou kmene č. 1302 z šikmého živného média, tvořeného výše uvedeným živným prostředím s 2 %: agaru (DIFCO), které bylo inkubováno po dobu 24 hodin při teplotě 30 °C při orbitálním míchání (220 otáček za minutu).
Z této primární kultury se odebere vždy 1 ml a toto množství se převede do jednotlivých 500 ml baněk, obsahujících po 100 mililitrech výše uvedeného živného prostředí. Naočkované kultury se potom inkubují při. teplotě 30 °C po dobu 24 hodin za orbitálního míchání (220 otázek za minutu).
Buňky se potom izolují, promyjí ve fysiologickém roztoku a suspendují ve 100 ml pyrofosforečnanového pufru (0,1 m; pH 7,7), obsahujícího 10 g D,L-5-fenylhydantoinu, při teplotě 40 °C a pod dusíkovou atmosférou.
Po 200hodinové inkubaci za výše uvedených podmínek se dosáhne úplné hydrolýzy D,L-5-fenylhydantoinu na aminokyselinu (D-fenylglycin), což je prokázáno jednak polarimetrickou analýzou reakční směsi a jednak chromatografii reakční směsi na tenké vrstvě metodou popsanou Suzukim v J. Chromatography, 80 (1973), 199—204.
Získaná aminokyselina se izoluje z reakční směsi po vysrážení proteinů kyselinou trichloroctovou a jejich odstranění odstředěním upravením hodnoty pH na hodnoty isoelektrického bodu (5, 8).
Vylučená sraženina se promyje vodou a vysuší za vakua.
Identita získaného D( —)fenylglycinu byla potvrzena infračerveným spektrem a nukleárním magnetickorezonančním spektrem.
Bylo stanoveno, že získaná aminokyselina má [,«]d25 = —154° (1% roztok v IN HCI); v literatuře je pro odpovídající čistou aminokyselinu uváděna hodnota specifické optické otáčivosti —157,8°.
Příklad 2
Buňky připravené stejným způsobem jako v příkladu 1 a obsažené ve 100 ml živného prostředí se suspendují v 10 ml pyrofosforečnanového pufru (0,1 M; pH 7,7) a takto získaná suspenze se podrobí působení ultrazvuku po dobu 10 minut při teplotě 5 °C. Rezultující směs se potom přidá к 500 ml roztoku D,L-N-karbamoylfenylglycinu (obsahujícího 20 mM uvedeného glycinu) v pyrofosforečnanovém pufru (0,1 M; pH 7,7) a získaná směs se inkubuje při teplotě 65 °C.
Kinetika probíhající reakce se přitom sleduje měřením množství amoniaku uvolněného během hydrolýzy N-karbamoylového zbytku fenolchlornanovou metodou.
Po 40hodinové inkubaci dosáhla koncentrace NH4+-ion,tu hodnoty 10 mmolů na litr a během následující doby již nebylo zaznamenáno další zvýšení uvedené hodnoty.
Reakční směs se potom zahustí za vakua na konečný objem 100 ml.
Po nastavení hodnoty pH zahuštěné reakční směsi na 5,8 koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou se vyloučí sraženina, která se izoluje filtrací.
Takto získaná sraženina se potom rozpustí v IN kyselině chlorovodíkové a opětovně vysráží přidáním hydroxidu sodného к dosažení hodnoty pH 5,8.
Po vysušení sraženiny byla stanovena specifická optická otáčivost získaného produktu: —153°. Identita získané aminokyseliny byla potvrzena infračerveným spektrem.
Z filtrátu se opatrným nastavením pH na hodnotu 2,5 přidáním 3N kyseliny chlorovodíkové na ledové lázni vyloučí sraženina, která se vysuší к suchu a extrahuje vroucím absolutním ethanolem. Po ochlazení získaného alkoholického roztoku se vyloučí krystalická sraženina, která se vysuší a zkoumá chromatografii na tenké vrstvě a stanovením infračerveného· spektra.
Obě tyto analýzy potvrzují přítomnost chemičky čistého N-karbamoylfenylglycinu.
Pro tento produkt byla stanovena specifická optická otáčivost [a]D 25 = +134° (lý/o roztok v IN roztoku hydroxidu draselného), zatímco pro odpovídající L-enantiomer se v literatuře uvádí hodnota 4-137°
Příklad 3
Z primární (kultury připravené v příkladu 1 se naočkuje pět 100 ml podílů živného prostředí, tvořeného pouze 5% roztokem kukuřičného výluhu s hodnotou pH 7,8 (této hodnoty pH se dosáhne přidáním Na-OH) a sterilizovaného při teplotě 121 °C po dobu 30 minut. Uvedené 100 ml podíly živného prostředí jsou obsaženy v 500 ml baňkách.
Kultura se potom inkubuje po dobu 24 hodin při teplotě 30 °C za orbitálního míchání (220 otáček za minutu). Buňky izolované odstředěním se promyjí pyrofosforečnanovým pufrem (0,1 M; pH 7,7), načež se suspendují ve 100 ml téhož pufru, obsahujícího 10 g 5-parahydroxy-D,L-fenylhydantoinu; získaná suspenze se inkubuje po dobu 160 hodin při teplotě 40 CC pod atmosférou dusíku.
Po uplynutí uvedené doby je dosaženo úplné hydrolýzy výše uvedeného hydantoinu na odpovídající aminokyselinu [parahydroxyfenylglycin konfigurace D( —)]; konec hydrolýzy byl prokázán jak polarimetrickým testem, tak i chromatografii na tenké vrstvě vzorků reakční směsi metodou popsanou Suzukim v J. of Chromatography, 80 (1973) 199 — 204.
Získaná aminokyselina se potom izoluje z reakční směsi po vysrážení proteinů kyselinou trichloroctovou a po jejich odstranění odstředěním upravením hodnoty pH kapalného zbytku na 'hodnotu isoelektrického bodu (5,2). Oddělená sraženina se promyje vodou a vysuší za vakua.
Identita získané aminokyseliny byla potvrzena infračerveným spektrem a nukleárním magneticko-rezonančním spektrem. Byla stanovena specifická optická otáčivost finální aminokyseliny: [a]D 25 = —156,5° (1% roztok v IN kyselině chlorovodíkové).
Pro · tutéž čistou aminokyselinu se v literatuře uvádí hodnota —161,2°.
Příklad 4
Použije se buněk kmene Agrobacterium sp., získaných kultivací na 100 ml živného· prostředí na bázi kukuřičného výluhu způsobem popsaným· v příkladu 1.
Promyté buňky se potom suspendují v 10 mililitrech pyrofosforečnanového pufru (0,1 M; pH 7,7) a rezultující suspenze se podrobí toluenizaci po dobu 15 minut při teplotě okolí.
Toluenizovaná suspenze se přidá k 500 ml roztoku 20 mM N-karbamoyl-D,L-pariSihydroxyfenylglycinu v pyrofosforečnanovém pufru (0,1 M; pH 7,7) a rezultující směs se potom inkubuje při teplotě 65 °C pod dusíkovou atmosférou.
Kinetika probíhající reakce se sleduje měřením množství amoniaku uvolněného během hydrolýzy N-karbamoylového derivátu, fenolchlornanovou metodou, jak to· již bylo uvedeno v příkladu 1.
Po 18 hodinách inkubace dosáhne koncentrace iontů NH4+ hodnoty 10 mmolů na litr a během další doby se tato hodnota již nezvyšuje.
V tomto okamžiku se reakční směs zahustí za vakua při teplotě 50 °C na finální objem 100 ml. Po nastavení pH tohoto objemu na hodnotu 5,2 koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou dojde k vyloučení sraženiny, která se izoluje filtrací.
D-Aminokyselina a N-karbamoylový derivát konfigurace L se izolují postupy, které jsou již popsány v příkladu provedení 2. Specifická · optická otáčivost aminokyseliny je · —157,2° a specifická otáčivost N-karbamoylového derivátu je -|—171°; pro tutéž čistou aminokyselinu se v literatuře uvádí hodnota —161,2° a pro tentýž N-karbamoylový derivát se uvádí hodnota --175,4°.
Příklad 5
Připraví se buňky Agrobacterium sp. způsobem popsaným v · příkladu provedení 1. Několik griamů vlhké buněčné kaše se suspenduje v pyrofosforečnanovém pufru (0,1 M; pH 7,7) a rezultující suspenze se podrobí působení acetonu za chladu.
Po odstranění acetonu filtrací se takto získaný acetonový preparát vysuší za vakua do konstantní hmotnosti při teplotě 35 °C.
Vysušená látka· se potom homogenizuje v moždíři a takto získaný prášek se potom použije pro testy enzymatické účinnosti.
Získaný prášek se vyzkouší za použití následujících substrátů:
N-karbamoyl-D- (— ]-alanin, N-karbamoyl-D- (—) -valine, N-karbamoyl-D- ( — )-glutamová kyselina, N-karbamoyl-D- (—) -parahy droxyfenylglycin,
N-karbamoyl-D- (—) -paramethoxyfenylglycin,
N-karbamoyl-D- (—) -f enylglycin, N-karbamoyl-L- (--) -f enylglycin, N-karbamoyl-D- (—) -f enylalanin, N-karbamoyl-L-(--)-glutamová kyselina a N-karbamoyl-D- ( — ) - (2-thienyl) -glycin.
Připraví se roztok každého z uvedených N-karbaimoylových derivátů v· pyrofosfoirečnainovém pufru (0,1 M; pH 7,7) a ik 10 ml tohoto roztoku, obsahujícího 20 mM uvedeného derivátu, se potom přidá adekvátní množství výše uvedeným způsobem· získaného acetonového prášku, které je stejné pro všechny substráty.
Inkubace se provádí pod dusíkovou atmosférou za míchání a při teplotě 40 °C. Po· jednohodinové inkubaci se změří množství produkované aminokyseliny stanovením koncentrace · iontů NH4+ v reakční směsi feinol-chlioirnainovou metodou, jak to' již bylo uvedeno v příkladu provedení 2.
Bylo1 zjištěno, že nejvyšší účinnost má uvedený kairbamolytický enzym pro substrát tvořený N-karbamoyl-D- (—) -parahydroxyfenylglycinem.
Získané výsledky jsou shrnuty v následující tabulce, ve které je účinnost u jednotlivých derivátů vyjádřená v procentech účinnosti pro N-kairbamoyl-D-( — )-parahydroxyfe-nylglycin · [účinnost pro N-kairbamoyl-D-(—-)-pairahy;droxyfenylglycin = 100 %].
TABULKA
| Substrát | Účinnost (% ) |
| N-karbarnoyl-D- -( — j-alanin | 557,5 |
| N-karbamioyl-D- -( — | 34,25 |
| Kyselina N-kairbamoyl-D- - ( — ) -glutiamová | 21,7 |
| Kyselina N-karbamoyl-L- -( + )-glutamová | 0 |
| N-karbamoyl-D- ( — ) -parahydroixyfenylglycin | 100,0 |
| N-karbarnoyl-D- (—) -paramethioxyf enylglycin· | 40,0 |
| N-karbamoy.l-D- ( — ) - -fenylglycin | 81^5 |
| N-karbamoyl-L- ( + ) -fenylglycin | 0 |
| N-karbamoyl-D- ( — ) -2-thienylglycin | 40,7 |
N-karbamoyl-D- () -feny lalanin 50,0
Příklad 6
Připraví se živné prostředí následujícího
| složení: | |
| MgSO4.7 HžO | 0,2 g |
| NazHPOí. 12 H2O | 6 g |
| KH2PO4 | 3 g |
| NH4C1 | 2 g |
| NaCl | 0,5 g |
| Glycerin | 5 g |
| 5-fenyl-D,L-hydantoin | 2 g |
| kvasničný extrakt | 0,1 g |
| Destilovaná voda | 1000 ml. |
Toto živné prostředí se rozdělí ve 100 ml podílech do 500 ml baněk, ve kterých se sterilizuje po· dobu 30 minut při teplotě 116° Celsia. Hydan-toin byl sterilizován filtrací.
Každý ze 100 ml podílu se potom naočkuje 5 ml primární kultury, připravené způsobem, uvedeným v příkladě provedení 1. Takto naočkované kultury se potom inkubují při teplotě 30 cC po dobu 36 hodin za orbitálního míchání (220 otáček za minutu).
Buňky se potom izolují odstředěním, načež se získaná, aminokyselina izoluje ze supernatantu po odstředění nastavením hodnoty pH supernatantu na hodnotu isoelektrického bodu.
Z 10 litrů takto zpracované buněčné kaše se zísiká 11,2 g D-( —)-fenylglycinu se specifickou optickou otáčivostí [ůj]d 25 = —156° (1% roztok v IN kyselině chlorovodíkové).
Pro tutéž čistou aminokyselinu se v literatuře uvádí hodnota specifické optické otáčí v-osti —157,8°.
P r í к 1 a d 7
| MgSO4.7 H2O | 0,2 g |
| NaaHPOt. 12 H2O | 6 g |
| KH2PO4 | 3 g |
| 5-methylhydantoin | 2 g |
| NaCl | 0,5 g |
| Glukóza | 1 g |
| Kvasničný extrakt | 0,1 g |
| Destilovaná voda | 1000 ml |
| PH | 7,1 |
Toto živné prostředí, distribuované po 100 mililitrových podílech do 50-0 ml baněk, se sterilizuje při teplotě 116 °C po) dobu 20 minut. Methylhydantoin byl sterilizován separátně.
Každý 100 ml podíl uvedeného živného prostředí se potom naočkuje 5 ml primární kultury, připravené postupem popsaným v příkladu provedení 1, a; naočkované kultury se potom inkubují při teplotě 30 °C po dobu 24 hodin za orbitálního míchání (220 otáček za minutu).
Buněčná kaše, izolovaná od 1000 ml živného prostředí, se promyje fosfátovým pufrem (pH 7,5) a resuspenduje ve 100 ml téhož pufru, obsahujícího 4 g DL-5-(2-thienyl)hydantoinu.
Reakční směs se potom inkubuje při teplotě 40 °C pod dusíkovou atmosférou. Po 30 hodinách se dosáhne úplné hydrolýzy hydantoinu na odpovídající aminokyselinu D-[ — )-(2-thienylglycin). Tato aminokyselina se izoluje zahuštěním reakční směsi na finální objem 20 ml a nastavením pH zbytku na hodnotu 5,6. Oddělená sraženina se vysuší za vakua!. Identita- této, aminoikyseiiiny byla potvrzena infračerveným sp-ektrem a nukleárním magneticko-rezonančním spektrern. Získaná aminokyselina má specifickou optickou otáčivost [α]υ 25 = —72,6°, zatímco pro tutéž čistou aminokyselinu se v literatuře uvádí hodnota —73,7°.
Připraví se živné prostředí následujícího složení:
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZUZpůsob -mikrobiologické enzymatické výroby D-aminokyselin z racemických směsí jejich N-karbamoyloiVých derivátů nebo z odpovídajících hydantoinů, vyznačený tím, že se na uvedené výchozí látky působí en zymatickým komplexem získaným z miK-roor g ani srnu Agr o b ac t e.r iu m R h izobi acea e NRRL В 11291 při teplotě 35 -až 65 CC a pH 6 až 8.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT23679/78A IT1109506B (it) | 1978-05-23 | 1978-05-23 | Processo enzimatico-microbiologico per la produzione di amminoacidi otticamente attivi a partire da idantoine e/o carbamil-derivati racemi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS211400B2 true CS211400B2 (en) | 1982-02-26 |
Family
ID=11209095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS793538A CS211400B2 (en) | 1978-05-23 | 1979-05-23 | Method of microbiological enzymatic production of d-aminoacids |
Country Status (25)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4312948A (cs) |
| JP (1) | JPS5511569A (cs) |
| AR (1) | AR225284A1 (cs) |
| AT (1) | AT367023B (cs) |
| AU (1) | AU530574B2 (cs) |
| BE (1) | BE876408A (cs) |
| CA (1) | CA1122552A (cs) |
| CH (1) | CH639695A5 (cs) |
| CS (1) | CS211400B2 (cs) |
| DD (1) | DD143767A5 (cs) |
| DE (1) | DE2920963C2 (cs) |
| DK (1) | DK153953C (cs) |
| ES (1) | ES481269A1 (cs) |
| FI (1) | FI66021C (cs) |
| FR (2) | FR2431536A1 (cs) |
| GB (1) | GB2022581B (cs) |
| HU (1) | HU181494B (cs) |
| IE (1) | IE49297B1 (cs) |
| IL (1) | IL57276A (cs) |
| IT (1) | IT1109506B (cs) |
| LU (1) | LU81297A1 (cs) |
| NL (1) | NL192118C (cs) |
| NO (1) | NO151899C (cs) |
| SE (1) | SE436755B (cs) |
| ZA (1) | ZA792366B (cs) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL70022A0 (en) * | 1982-11-08 | 1984-01-31 | Standard Oil Co | Method for introducing foreign genes into green algae cells utilizing t-dna of agrobacterium |
| IT1209495B (it) * | 1984-02-02 | 1989-08-30 | A San Donato Milanese Milano | Procedimento per la preparazione di l-alfa-amminoacidi. |
| DK164923C (da) * | 1984-04-11 | 1993-01-25 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Fremgangsmaade til fremstilling af l-alfa-aminosyrer |
| JPS6172762A (ja) * | 1984-09-17 | 1986-04-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光学活性ヒダントイン類の製造法 |
| JPS63133631U (cs) * | 1987-02-23 | 1988-09-01 | ||
| FR2620731B1 (fr) * | 1987-09-21 | 1990-03-23 | Hoechst France | Nouveau systeme enzymatique, son procede de preparation et son application notamment dans la preparation de la d-parahydroxyphenylglycine |
| DE3918057C1 (cs) * | 1989-06-02 | 1990-05-03 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De | |
| SG84486A1 (en) * | 1990-12-07 | 2001-11-20 | Kanegafuchi Chemical Ind | Process for production of d--g(a)-amino acids |
| US5824522A (en) * | 1990-12-07 | 1998-10-20 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Recombinant decarbamylases for producing D-α-amino acids |
| US5565344A (en) * | 1990-12-07 | 1996-10-15 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for production of D-α-amino acids |
| WO1992022643A1 (en) * | 1991-06-12 | 1992-12-23 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | IMMOBILIZED ENZYME PREPARATION AND PRODUCTION OF D-α-AMINO ACID |
| ES2042409B1 (es) * | 1992-04-10 | 1994-06-01 | Control & Gestion Instr | Procedimiento para la preparacion de d-aminoacidos o derivados de d-aminoacidos. |
| EP1568778A1 (en) * | 1992-06-30 | 2005-08-31 | Smithkline Beecham Plc | Hydantoinase from agrobacterium |
| KR100328111B1 (ko) * | 1992-10-05 | 2002-03-09 | 후루타 다케시 | 데카르바밀라제의 제조방법 |
| US5330008A (en) * | 1992-12-02 | 1994-07-19 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Protective covering for a horse's hoof and method of attaching |
| IT1274167B (it) * | 1994-04-15 | 1997-07-15 | Eniricerche Spa | Procedimento per la produzione di d- -amminoacidi |
| US5962279A (en) * | 1994-06-24 | 1999-10-05 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing D-amino acids with composite immobilized enzyme preparation |
| US5707836A (en) * | 1995-03-10 | 1998-01-13 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Production of alkylene or phenylenediamine disuccinic acid from fumaric acid and a diamine using lyase from microbes |
| IT1276163B1 (it) | 1995-11-23 | 1997-10-27 | Eniricerche Spa | Procedimento migliorato per la preparazione di d-alfa-amminoacidi |
| IT1277125B1 (it) * | 1995-12-21 | 1997-11-04 | Eniricerche Spa | Mutanti termostabili della d-n-alfa-carbamilasi |
| WO2006080409A1 (ja) | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Kaneka Corporation | ５－置換ヒダントインラセマーゼ、これをコードするｄｎａ、組換えｄｎａ、形質転換された細胞、および、光学活性ｎ－カルバミルアミノ酸または光学活性アミノ酸の製造方法 |
| WO2007040272A1 (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-12 | Kaneka Corporation | Ｄ－（４－アミノメチル）フェニルアラニン誘導体の製造法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4065353A (en) * | 1975-05-12 | 1977-12-27 | Snamprogetti, S.P.A. | Method for the preparation of D-carbamyl aminoacids and the corresponding D-aminoacids |
| IT1039757B (it) * | 1975-07-10 | 1979-12-10 | Snam Progetti | Complessi enzimatici atti a trasformare idantoine raceme in am minoacidi otticamente attivi e loro applicazione |
| US4094741A (en) * | 1976-02-04 | 1978-06-13 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for preparing D-(-)-N-carbamoyl-2-(phenyl or substituted phenyl)glycines |
| JPS52125692A (en) * | 1976-02-04 | 1977-10-21 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Preparation of l-methionine |
| JPS5391189A (en) * | 1976-12-30 | 1978-08-10 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Preparation of d-n-carbamoyl-alpha-amino acids |
| US4211840A (en) * | 1977-06-08 | 1980-07-08 | Ajinomoto Company, Incorporated | Method for producing D-α-amino acid |
| CH628009A5 (de) * | 1977-07-26 | 1982-02-15 | Hoffmann La Roche | Verfahren zur herstellung von optisch aktiven alpha-hydroxycarbonsaeuren. |
-
1978
- 1978-05-23 IT IT23679/78A patent/IT1109506B/it active
-
1979
- 1979-05-11 US US06/038,232 patent/US4312948A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-05-14 CA CA327,511A patent/CA1122552A/en not_active Expired
- 1979-05-14 DK DK198379A patent/DK153953C/da not_active IP Right Cessation
- 1979-05-14 IL IL57276A patent/IL57276A/xx unknown
- 1979-05-16 ZA ZA792366A patent/ZA792366B/xx unknown
- 1979-05-16 AU AU47118/79A patent/AU530574B2/en not_active Ceased
- 1979-05-17 GB GB7917304A patent/GB2022581B/en not_active Expired
- 1979-05-21 BE BE0/195282A patent/BE876408A/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-05-21 LU LU81297A patent/LU81297A1/xx unknown
- 1979-05-21 NO NO791662A patent/NO151899C/no unknown
- 1979-05-22 FI FI791624A patent/FI66021C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-05-22 ES ES481269A patent/ES481269A1/es not_active Expired
- 1979-05-22 DD DD79213063A patent/DD143767A5/de unknown
- 1979-05-22 HU HU79SA3183A patent/HU181494B/hu unknown
- 1979-05-22 AT AT0375879A patent/AT367023B/de not_active IP Right Cessation
- 1979-05-22 FR FR7913046A patent/FR2431536A1/fr active Granted
- 1979-05-22 AR AR276637A patent/AR225284A1/es active
- 1979-05-23 CH CH485579A patent/CH639695A5/it not_active IP Right Cessation
- 1979-05-23 JP JP6276679A patent/JPS5511569A/ja active Granted
- 1979-05-23 CS CS793538A patent/CS211400B2/cs unknown
- 1979-05-23 DE DE2920963A patent/DE2920963C2/de not_active Expired
- 1979-05-23 NL NL7904097A patent/NL192118C/nl not_active IP Right Cessation
- 1979-05-23 SE SE7904548A patent/SE436755B/sv unknown
- 1979-08-08 IE IE984/79A patent/IE49297B1/en not_active IP Right Cessation
- 1979-10-10 FR FR7925259A patent/FR2438087A1/fr active Granted
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS211400B2 (en) | Method of microbiological enzymatic production of d-aminoacids | |
| KR940005654B1 (ko) | L-2-아미노-4-(히드록시메틸 포스피닐)-부티르산의 제조방법 | |
| US4774179A (en) | Process for preparing a 7-aminocephalosporanic acid compound | |
| IL34956A (en) | Production of lipase | |
| US4226941A (en) | Process for the optical resolution of d,l-2-amino-4-methylphosphinobutyric acid | |
| NO147570B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av d-fenylglycin ved enzymatisk omdannelse av d,l-fenylhydantoin | |
| FI70924B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av enzymen kolesteras | |
| HU181488B (en) | Process for the hydrolysis of racemic hydantoins into optically active n-carbamoyl-aminoacid derivatives and for preparing the hydrolyzing enzymatic complex | |
| Sakai et al. | Formation of β-cyanoalanine by cyanide-resistant strain Enterobacter sp. 10-1 | |
| US4357425A (en) | Process for producing L-amino acid oxidase | |
| US4011135A (en) | Production of L(+)-tartaric acid | |
| JPH01320991A (ja) | Ｄ−ホモフエニルアラニン類の製造方法 | |
| JPH0148758B2 (cs) | ||
| JP2712331B2 (ja) | アシルアミノ酸ラセマーゼ、その製造法および用途 | |
| JPS6319158B2 (cs) | ||
| JP2899071B2 (ja) | Ｌ―α―アラニンの製造法 | |
| SU884576A3 (ru) | Способ получени д-фенилглицина и его производных | |
| JPH0438399B2 (cs) | ||
| Plháčková et al. | Enzymic synthesis ofl-Lysine fromdl-α-Amino-ε-caprolactam by new microbial strains | |
| JPS61108393A (ja) | ピロガロ−ルの製造法 | |
| DK148360B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af uricase | |
| JPH0391478A (ja) | コラーゲン分解酵素の製造方法 | |
| CS219266B2 (en) | Method of preparation of the glucosoizomeraze | |
| JPH04325096A (ja) | （Ｒ）−２−ハロプロピオン酸および（Ｒ）−２−ハロ−ｎ−酪酸の製造法 | |
| JPS6356278A (ja) | シユウドモナス属ｎｓ２１４菌及びｄ−アミノ酸の製造方法 |