CZ84497A3 - Process for preparing racemic alpha-substituted 4-methylthiobutyric acids - Google Patents

Process for preparing racemic alpha-substituted 4-methylthiobutyric acids Download PDF

Info

Publication number
CZ84497A3
CZ84497A3 CZ97844A CZ84497A CZ84497A3 CZ 84497 A3 CZ84497 A3 CZ 84497A3 CZ 97844 A CZ97844 A CZ 97844A CZ 84497 A CZ84497 A CZ 84497A CZ 84497 A3 CZ84497 A3 CZ 84497A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
substituted
nitrilase
hydrolysis
alpha
nitrile
Prior art date
Application number
CZ97844A
Other languages
English (en)
Inventor
Olivier Favre-Bulle
Marie Claude Bontoux
Denis Largeau
Andre Ariagno
Original Assignee
Rhone Poulenc Nutrition Animal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9411301A external-priority patent/FR2724931B1/fr
Priority claimed from FR9502615A external-priority patent/FR2731438B1/fr
Application filed by Rhone Poulenc Nutrition Animal filed Critical Rhone Poulenc Nutrition Animal
Publication of CZ84497A3 publication Critical patent/CZ84497A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P11/00Preparation of sulfur-containing organic compounds

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká použití nitrilázy jako hydrolyzního katalyzátoru pro hydrolýzu nitrilové skupiny na karboxylovou skupinu. Vynález se přesněji týká použití nitrilázy zvolené z množiny zahrnující nitrilázy mikroorganizmů rodu Alcaligenes, Rhodococcus a Gordona a přesněji mikroorganismu Alcaligenes faecalis uloženého pod číslem ATCC8750, Rhodococcus sp. HT 29-7 uloženého pod číslem FERM BP-3857 a Gordona terrae MA-1 uloženého pod číslem FERM BP-4535.
Dosavadní stav techniky
Nitriláza z Alcaligenes faecalis je popsána například v evropském patentu EP 348901 a v japonském patentu JP 03 224 496, přičemž oba tyto patenty patří společnosti Asahi.
V těchto patentových dokumentech a zejména v evropském patentovém dokumentu je popsáno použití nitrilázy pro přípravu opticky aktivních kyselin z racemických nitrilů. Výhodnými výchozími nitrily jsou alfa-substituované nitrily, které mají alkylový řetězec obsahující výhodně 1 až 3 uhlíkové atomy nebo aromatickou skupinu. Příklad 11 výše uvedeného evropského patentu popisuje hydrolýzu racemického nitrilu kyseliny mandlové působením mikroorganizmu Alcaligenes faecalis, přičemž kyselina R-(-)-mandlová se získá v enantiomerním přebytku 91 %. Evropský patent 486289 a jeho americký ekvivalent,patent US 5 326 702 společnosti Nitto Chemical popisují použití mikroorganizmu Alcaligenes sp. BC35-2 (FERM č.11265 nebo FERMBP-3318) pro hydrolýzu nitrilu kyseliny mandlové v přítomnosti siřičitanu, přičemž kyselina mandlová se v tomto případě získá v enantiomerním přebytku 98 %.
Patent JP 04 341 185 společnosti Asahi ještě popisuje přípravu a použití nitrilázy z Alcaligenes faecalis ATCC 8750 pro řešení problémů přípravy opticky čistých sloučenin z jejich racemických nitrilu. Enantioselektivní nitriláza popsaná ve výše uvedeném japonském patentu je schopna preferenčně hydrolyzovat dále uvedený 2-hydroxynitril obecného vzorce I na kyselinu 2-hydroxykarboxylovou následujícího obecného vzor ce II
OH
R-C-CN (I) i
H
OH . I
R —C—COOH (||)
H přičemž v uvedených obecných vzorcích I a II R znamená arylovou skupinu, která je případně substituována, nebo případně substituovanou heterocyklickou skupinu. V uvedeném patentu je uvedeno, že hydrolýza nitrilu kyseliny mandlové umožňuje získat kyselinu R-(-)-mandlovou v enantiomerním přebytku 100 %.
V příkladu 5 je uvedeno, že uvedená nitriláza může být použita pro hydrolýzu alifatických nitrilů, jakými jsou například valeronitril, akrylonitril, 2-halogenpropionitrily a chloracetonitril. Pokud je o enantioselektivitu této hydrolýzy,týkájící se alifatických nitrilů majících asymetrické centrum, není zde uvedeno nic přesného.
Tento text také uvádí, že nitriláza z Alcaligenes faecalis má optimální účinnost při hodnotě pH v rozmezí od 6,5 do 8,0, přičemž teplota musí být při použití uvedeného enzymu podle tohoto odkazu vždy nižší než 45 °C.
Ukázalo se zcela překvapivě, že uvedený enzym z Alcaligenes faecalis ATCC 8750 v případě, kdy je použit pro hydrolýzu 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu, realizuje uvedenou hydrolýzu bez jakékoliv selektivity, pokud jde o optickou čistotu. Tento enzym hydrolyzuje uvedený nitril za vzniku racemické směsi obou kyselin a to bez jakékoliv převahy jednoho či druhého z izomerů.
Nitriláza z Rhodococcus sp. HT 29-7 uložená pod číslem FERM BP-3857 je popsána například v evropském patentu EP 610
049 a americkém patentu US 5 296 373, přičemž oba tyto patenty patří společnosti Nitto.
V těchto patentech a zejména v americkém patentu je popsáno použití nitrilázy pro přípravu opticky aktivních kyselin z racemických nitrilů nesoucích fenylovou skupinu. Všechny výchozí nitrily obsahují aromatickou skupinu, přičemž se v podstatě jedná o hydrolýzu nitrilu kyseliny mandlové nebo jeho derivátů substituovaných na aromatickém jádře. Příklad 1 amerického patentu US 5 296 373 popisuje hydrolýzu racemického nitrilu kyseliny mandlové působením Rhodococcus sp. HT 29-7, při které se získá kyselina R-(-)-mandlová v enantiomerním přebytku 100 %. Příklad 2 popisuje hydrolýzu derivátů nitrilu kyseliny mandlové substituovaných na jádře, přičemž i v tomto případě činí enantiomerní přebytek získané kyseliny mandlové 100 %. Stejně je tomu i v případě, kdy se provede hydrolýza nitrilů benzaldehydu.
Evropský patent 610 049 společnosti Nitto Chemical popisuje použití mikroorganismu Rhodococcus sp. HT 29-7 (FERM BP-3857), Alcaligenes sp.BC35-2 (FERM BP-3318) nebo Brevibacterium acetylicum IAM 1790 pro hydrolýzu alfa-hydroxy-nitrilů substituovaných v poloze gama aromatickým jádrem za vzniku opticky aktivní alfa-hydroxykarboxylové kyseliny substituované fenylovou skupinou. Kyseliny získané za použití Rhodococcus sp. HT 29-7 mají vždy proměnlivý enantiomerní přebytek, který je v kadém konkrétním případě závislý na výchozím nitrilu a na přítomnosti nebo nepřítomnosti kyseliny fosforečné (hodnota pH nastavená na asi 8,2).
Ukázalo se zcela překvapivě, že uvedený enzym v případě, kdy je použit pro hydrolýzu 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu, realizuje tuto hydrolýzu bez jakékoliv selektivity z hlediska enantiomerní čistoty. Tento enzym hydrolyzuje uvedený nitril za vzniku racemické směsi obou kyselin bez jakékoliv převady jednoho či druhého z izomerů.
Nitriláza z Gordona terrae MA-1 uloženého pod číslem FERM BP-4335 je popsána v evropském patentu 0 610 048 pro hydrolýzu nitrilů nesoucích v poloze gama fenylovou skupinu a v poloze alfa hydroxy-skupinu na odpovídající opticky aktivní kyselinu. Enantiomerní přebytek se ve všech příkladech pohybuje mezi 92 a 100 %.
Ukázalo se zcela překvapivě, že uvedený enzym z Gordona terrae MA-1 uloženého pod číslem FERM BP-4535 v případě, že je použit pro hydrolýzu 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu, realizuje tutu hydrolýzu bez jakékoliv selektivity z hlediska enantiomerní čistoty. Tento enzym hydrolyzuje uvedený nitril za vzniku racemické směsi obou kyselin bez jakékoliv převahy jednoho či druhého z izomerů.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je tudíž způsob přípravy racemických alfa-substituovaných kyselin 4-methylthio máselných hydrolýzou racemických alfa-substituovaných 4-methylthiobutyronitrilů působením nitrilázy jednoho z následujících mikroorganizmů: Alkaligenes faecalis uloženého pod číslem ATCC 8750, Rhodococcus sp. HT 29-7 uloženého pod číslem FERM BP-3857 a Gordona terrae MA-1 uloženého pod číslem FERM BP-4535.
V rámci vynálezu může být mikroorganismus použit jako takový nebo imobilizován na o sobě známých nosičích.
Jinak může být genetická informace, která kóduje uvedený enzym, transfekována z rodičovského mikroorganismu (jakým je A.faecalis ATCC 8750...) do mikroorganismu, jakým je Bacillus subtilis.
Variantní provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se namísto mikroorganizmu použije v odpovídajícím množství jeho volný nebo imobilizovaný enzym, který je zcela nebo částečně vyčištěn.
Z alfa-substituovaných 4-methylthiobutyronitrilů je výhodné použít 4-methylthio-2-hydroxybutyronitril, který umožňuje připravit hydroxy-analog racemického methioninu. Tato technologie přípravy derivátů methioninu umožňuje eliminovat tvorbu minerálních vedlejších produktů ve velkém množství, jejichž likvidace je čím dál tím více obtížná vzhledem k ochraně životního prostředí.
Uvedené enzymy vykazují v rámci vynálezu nitrilační účinnost v oblasti pH v rozmezí od 4 do 11, přičemž optimální účinnost vykazují v rozmezí pH od 5 do 9. Jejich optimální aplikační teplota se pohybuje mezi 30 a 60 °C, přičemž je nicméně výhodné použít teplotu mezi 30 a 50 °C.
Výhodně se pracuje s koncentrací nitrilů ve výchozím roztoku pohybující se mezi 20 a 400 moly na litr, výhodně mezi 50 a 200 mmoly na litr. Koncentrace amonné soli získané kyseliny má jen velmi malý vliv na účinnost enzymu v případě, že je nižší než 2 moly na litr a když výhodně leží v rozmezí mezi 0,1 a 1,5 molu na litr.
V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí konkrétních příkladů jeho provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen formulací definice patentových nároků.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Mikroorganismus Alcaligenes faecalis ATCC 8750 se kultivuje v následujícím prostředí:
octan amonný 10 g/1 kvasničný extrakt 5 g/1 pepton 5 g/1
K2HPO4 5 g/1
MgSO4.7H2O 0,2 g/1
FeSO4.7H2O 30 mg/1
NaCl 1 g/1 benzonitril 0,5 g/1 pH 7,2.
Kultivace se provádí při teplotě 30 °C v Erlenmeyerových baňkách o obsahu 2 litrů obsahujících 600 ml uvedeného kultivačního prostředí. Veškerý podíl se míchá při 150 otáčkách za minutu po dobu 30 minut. Izoluje se buněčný pevný podíl, který se promyje roztokem chloridu sodného s koncentrací 9 g/1 a potom zmrazí.
Pracovní podmínky pro hydrolýzu butyronitrilu:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitrii 50 mM
buňky 5 mg/ml
fosfátový pufr 200 mM
teplota 30 °C
doba 4 hodiny.
Kinetická studie hydrolýzy 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu ukazuje, že dochází k lineární produkci 2,8/Umolu hydroxy-analogu methioninu za hodinu a na miligram buněčné sušiny. Enantiomerní přebytek získané kyseliny, který byl stanoven kapalinovou chromatografií, je roven 0 % při výtěžku kyseliny 80 %.
Příklad 2
Sledováním kinetiky produkce hydroxy-analogu methioninu po dobu 180 hodin za použití volných buněk se vyhodnotí stabilita enzymu.
Použijí se následující pracovní podmínky:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitril 100 mM
buňky 10 mg/ml
300mM fosfátový pufr 5 ml
teplota 25 °C.
Nitril se přidává postupně ve množství 100 mmolů vždy po jeho vyčerpání. Tvorba odpovídající kyseliny je patrná z následující tabulky I:
Čas Vytvořená kyselina (mmoly/litre) Účinnost (.moly/h.mg buněčné ' sušiny)
0 0 0
2 h 39 1,7
17 h 230 1,3
24 h 312 1,7
47 h 466 1,2
70 h 556 0,4
172 h 860 0,6
180 h 940 0,6
Výchozí účinnost je rovna 2/Umolům/h.mg buněčné sušiny. Tento příklad demonstruje stabilitu enzymu i přes vysoké koncentrace kyseliny (0,9 molu hydroxy-analogu methioninu)
Příklad 3
Rovněž byla stanovena za následujících podmínek stabilita enzymu v závislosti na množství substrátu a na množství vytvořené kyseliny.
Stabilita enzymu v závislosti na množství substrátu
Nitril viz následující tabulka buňky 10 mg/ml
300mM fosfátový pufr, pří 7,0 5 ml teplota 25 °C doba 1 hodina
Koncentrace nitrilu (mM)
Účinnost umoly/h.mg buněčné sušiny)
100
Tabulka (pokračování)
150 2
200 2
500 0
Stabilita enzymu v závislosti na množství vytvořené kyše
Pracovní podmínky:
nitril 50 mM
buňky 2,5 mg/ml
100 mM fosfátový pufr, pH 7,0 1 ml
teplota 30 °C
doba 2 hodiny.
Koncentrace kyseliny Účinnost
(mM) (/moly/h.mg buněčné sušiny)
0 3,2
100 4,5
200 3,8
300 4,1
400 4
500 4
600 3,4
700 2,8
Příklad 4
Purifikace nitrilázy
Buňky Alcaligenes faecalis se kultivují 24 hodin při teplotě 30 °C v kultivačním prostředí popsaném v příkladu 1.
Po odstředění kultury se buněčná peleta vyjme pufrem s pH 7,5 (25 mM Tris-HCl, 10 % (hni./obj.) glycerolu). Získaná buněčná suspenze se zpracuje ultrazvukem a potom odstředí za účelem získání surového extraktu. Tento surový extrakt se potom zpracuje síranem amonným až do 30% nasycení. Získaná sraženina se resuspenduje v pufru s pH 7,5 a potom dialyzuje proti 2 litrům stejného pufru v průběhu noci. Získaný roztok se potom zavede na sloupec aniontóměničové pryskyřice Q Sephadex Fast Flow HR 26/10, která byla předtím uvedena do rovnovážného stavu s pufrem s pH 7,5. Aktivní podíl se potom eluuje za použití elučního gradientu od 0 do 1M NaCl. Aktivní frakce se potom zavedou na aniontoměničovou pryskyřici Mon® Q HR R/R, která byla předběžná uvedena do rovnovážného stavu s pufrem s pH 7,5. Nitriláza se eluuje pomocí elučního gradientu 0 až lM'.’NaCl Nakonec se frakce vykazující účinnost sloučí, načež se přidá 1 M síranu amonného. Tento roztok se potom zavede na hydrofobní interakční sloupec pryskyřice Phenyí sepharose HR 5/5, která byla předběžně uvedena do rovnovážného stavu s pufrem s pH 7,5, ke kterému byl přidán 1 M síranu amonného.
Gelovou filtrací se stanoví molekulová hmotnost proteinu. Činí asi 260 kDa. Na gelu SDS-PAGE lze pozorovat jediný pás s 43 kDa (čistota 95 %).
Kinetika hydrolýzy 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu na hydroxy-analog methioninu působením nitrilázy mikroorganizmu A.faecalis je lineární.
Čas Účinnost (/umoly/h.mg buň.suš.) RR (%)
0 0 1
0,5 150 3
1 171 5
21,5 150 68
24,8 150 77
29 150 87
Příklad 5
Vliv hodnoty pH
Pracovní podmínky:
nitril protein
100mM acetátový pufr s pH 4 až 5 100mM fosfátový pufr s pH 6 až 7 100 mM Tris-HCl-pufr s pH 8 až 9 100mM boritanový pufr s pH 10 až 11 teplota doba mM 50/Ug/ml ml °C + až 2 hodiny.
pH Účinnost (/umoly/h.mg proteinu)
4 0
5 42
6 232
7 272
8 405
9 412
10 158
1 1 0
Příklad 6
Vliv teploty
Pracovní podmínky:
nitril protein fosfátový pufr 100 mM,pH 7,0 proměnlivé teploty doba mM 50/ug/ml od 4 °C do 60 °C 1 hodina.
Optimální teplota pro funkci enzymu činí 50
C.
1
Teplota (°C) Účinnost (/Umoly/h.mg proteinu)
4 45
10 67
20 140
30 272
40 419
50 570
60 333
Srovnávací příklad za použití nitrilu kyseliny mandlové
Pracovní podmínky:
nitril kyseliny mandlové 7 mM
protein 5/Ug/ml
100mM fosfátový pufr, pH 7,0 1 ml
teplota 30 °C.
Čas (min) Účinnost (/umoly/h.mg proteinu) ee
15 1000 1
60 1030 1
Purifikovaná nitriláza je tedy enantioselektivní pro nitril kyseliny mandlové, avšak nikoliv pro 4-methylthio-2-hydroxy butyronitril.
Příklad 7
Hydrolýza 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu za použití mikroorganismu Rhodococcus HT 29-7 FERM BP-3857.
Mikroorganismus Rhodococcus sp. HT 29-7 FERM
se kultivuje v následujícím kultivačním prostředí:
glycerol 20 g/1
kvasničný extrakt (Difco) 3 g/1
KH-PO. 2 4 1 g/1
Na2HPO4.12H2O 4,4 g/1
Na-SO. 2 4 2,8 g/1
MgCl2.6H2O 0,85 g/1
CaCl2.2H2O 0,05 g/1
MnSO.. H_O 4 2 0,033 g/1
FeSO..7H_O 4 2 0,013 g/1
ZnSO.. 7H~O 4 2 0,005 g/1
benzonitril 0,5 g/1
pH 7,5. .. o_ _ .
vých baňkách o obsahu 2 litrů obsahujících 600 ml kultivačního prostředí. Veškerý podíl se míchá při 150 otáčkách za minutu po dobu 140 hodin. Buněčná peleta se izoluje, načež se promyje vodným roztokem NaCl o koncentraci 9 g/1 a potom zmra Z1 .
Vliv hodnoty pH na hydrolýzu
Pracovní podmínky:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitril optická hustota při 660 nm 100mM acetátový pufr s pH 4 až 5 100mM fosfátový pufr s pří 6,0 aŽ 7,0 100mM Tris-HCl-pufr s pH 8,0 až 9,0 100mM boritanový pufr s pH 10,0 až 11,0 teplota doba 10 hodin.
100 mM 15 ml °c pH
Výtěžek kyseliny (%)
100
Tabulka (pokračování)
6 100
7 100
8 100
9 100
10 20
1 1 0
Příklad 8 Vliv koncentrace substrátu
Za následujících podmínek byla také stanovena stab:
ta enzymu v závislosti na množství Pracovní podmínky: substrátu.
4-methylthio-2-hydroxybutyronítrii viz následující tabulka
optická hustota při 660 nm 20
300mM fosfátový pufr, pH 7,0 5 ml
teplota 30 °C
doba 2 hodiny.
Koncentrace nitrilu Výtěžek kyseliny
(mM) (%)
50 90
100 44
200 22
300 10
400 0
500 0
Příklad 9
Stabilita enzymu v závislosti na množství vytvořené kyseliny
Pracovní podmínky:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitril 100 mM
optická hustota při 660 nm 15
lOOmM fosfátový pufr, pH 7,0 1 ml
teplota 30 °C
doba 6 hodin
Koncentrace kyseliny (mM)
200
400
600
800
1000
Výtěžek kyseliny (%)
100
100
100
100
100
100
Příklad 10
Enantiomerní přebytek
Pracovní podmínky:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitril 140 mM optická hustota při 660 nm 14
100mM fosfátový pufr, pH 7,0 teplota 20 °C
Inkubační doba Výtěžek kyseliny Optická čistota
(h) (%)
2 15 0
6 50 0
24 100 0
Studium kinetiky hydrolýzy 4-methylthio-2-hydroxybutyronitrilu ukazuje lineární produkci hydroxy-analogu methio ninu za hodinu a na mg buněčné sušiny. Enantiomerní přebytek vytvořené kyseliny byl měřen kapalinovou chromatografií, při čemž bylo stanoveno, že činí 0 % pro výtěžek kyseliny měnící se mezi 15 a 100 %.
Příklad 11
Vliv teploty
Pracovní podmínky:
4-methylthio-2-hydroxybutyronitril 100 mM
optická hustota při 660 nm 15
100mM fosfátový pufr, pH 7,0 1 ml
teplota viz tabulka
doba 6 hodin.
Teplota (°C) Výtěžek kyseliny (%)
10 70
20 100
30 100
40 100
50 31
60 15
Příklad 12 Hydrolýza 4-methylthio-2-aminobutyronitrilu
Pracovní podmínky: 4-methylthio-2-hydroxybutyronitril optická hustota při 660 nm 100mM fosfátový pufr, pH 7,0 teplota 23 mM 15
1 30 ml °C
Čas Výtěžek kyseliny (h) (%) Enantiomerní přebytek kyseliny
0,5 40 nestanoven i
Tabulka (pokračování)
51 0,12
62 nestanoven
78 0,15
Příklad 13
Pro kultivaci mikroorganismu Gordona terrae MA-1 (FERM BP-4535) se použije kultivační prostředí mající následující složení:
glycerol 10 g/1
kvasničný extrakt 0,4 g/1
k2hpo4 6,8 g/1
Na2HPO4.12H2O 7,1 g/1
Na2SO4 2,8 g/1
MgCl2.6H2O 0,4 g/1
CaCl2.2H2O 40 mg/1
MnSO4.H2O 4 mg/ml
FeCl3 0,6 mg/1
ZnSC>4 0,3 mg/1
benzonitril 0,5 g/1
pH 7,2.
Účinnost enzymu
Kultivované buňky se po promytí uvedou do styku s
droxymethylthiobutyronitrilem za účelem stanovení jejich
účinnosti.
Pracovní podmínky:
nitril 23 mM
buňky 6,8 g/1
100mM fosfátový pufr
teplota 35 °C
i pH 7,0.
Hydrolýza AMTP-kyanhydrinu za použití mikroorganismu Gordona terrae MA-1
Kinetika hydrolýzy hydroxymethylthiobutyronitrilu má lineární charakter. Počáteční rychlost činí 13 mmolú/h.g bu něčné sušiny.
Příklad 14
Vliv koncentrace AMPT-kyanhydrinu na účinnost nitrilázy.
Výsledky stanovení vlivu výchozí koncentrace hydroxy methylthiobutyronitrilu na účinnost nitrilázy jsou uvedeny v následující tabulce.
Pracovní podmínky:
buňky 5,1 g/1
100mM fosfátový pufr teplota 35 °C pH 7,0.
Sledování kinetiky bylo provedeno v časových úsecích 0,5, 1 2 a 3 hodin
Koncentrace nitrilu (mM) Účinnost (mmoly/h.g buněčné sušin;
50 14
100 13
200 15
300 0
400 0
Až do koncentrace nitrilu 200 mM se účinnost v závislosti na koncentraci substrátu mění jen velmi málo.
Příklad 15
Vliv koncentrace hydroxy-analogu methioninu na účinnost ni- » trilázy
V rámci tohoto příkladu byl studován vliv koncentrace 4-hydroxy-2-methlthiobutanoátu amonného na účinnost nitrilázy. Pracovní podmínky:
buňky 5 g/1 nitril 100 mM
100mM fosfátový pufr, pH 7,0 teplota 35 °C.
Koncentrace karboxylátu amonného se mění mezi 0 a 1,5 M.
Koncentrace kyseliny Účinnost
(mol/1) (/umol/h.mg buněčné sušiny)
0 9,4
0,5 14
1 19
1,5 15
Koncentrace 4-hydroxy-2-methylthiobutanoátu amonného nikterak neovlivňuje výchozí účinnost kmene Gordona terrae HT 29-7.
Příklad 16
Vliv hodnoty pH a teploty Pracovní podmínky: nitril 100 mM buňky 7,5 g/1
100mM acetátový pufr s pH 4 až 5 100mM fosfátový pufr s pH 6 až 7 100mM Tris-HCl-pufr s pH 8,9 100 mM boritanový pufr s pH 10 až teplota 30 °C.
Sledování kinetiky bylo provedeno v časových úsecích 1, 2, 4 a 6 hodin.
PH Účinnost
(mmol)h.g buněčné sušiny)
4 0,6
5 2,5
6 7,8
7 9,6
8 15,3
9 18
10 5,7
11 1 1
Při použitých pracovních podmínkách se optimální pH
pohybuje v blízkosti pH 8 až 9.
Vliv teploty na účinnost nitrilázy mikroorganismu Gordona terrae MA-1 Pracovní podmínky:
nitril 10 mM
buňky 7,5 g/1
100mM fosfátový pufr, pH 7,0
sledování kinetiky v časovém úseku 1 hodiny.
Teplota Účinnost
(°C) (mmol/h.g buněčné sušiny)
10 0,6
20 2,3
30 3,2
40 3,4
50 3,5
60 1,9
Optimální teplota se pohybuje v blízkosti 40 až 50 °C.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1 . Způsob přípravy racemických alfa-substituovaných 4methylthiomáselných kyselin, vyznačený tím, že se racemické alfa-substituované 4-methylthiobutyronitrily hydrolyzují nitrilázou zvolenou z množiny zahrnující nitrilázy mikroorganizmů Alcaligenes faecalis ATCC-8750, Rhodococcus sp. HT 29-7 FERM BP-3857 a Gordona terrae FERM BP4535.
  2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že racemickým alfa-substituovaným 4-methylthiobutyronitrilem je 4-methylthio-2-hydroxybutyronitril.
  3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že se pH prostředí pohybuje mezi 4 a 11, výhodně mezi 5 a 9.
  4. 4. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že se hydrolyzní teplota pohybuje mezi 30 a 60 °C, výhodně mezi 30 a 50 °C.
  5. 5. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že se koncentrace alfa-substituovaného 4-methylthiobutyronitrilu ve výchozím roztoku pohybuje mezi 10 a 400 mmoly, výhodně mezi 50 a 200 mmoly na litr.
  6. 6. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že se koncentrace alfa-substituované 4-methylthiomáselné kyseliny v roztoku pohybuje mezi 10 a 2000 mmoly, výhodně mezi 100 a 1500 mmoly na litr.
    Zastupuje :
CZ97844A 1994-09-22 1995-09-19 Process for preparing racemic alpha-substituted 4-methylthiobutyric acids CZ84497A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9411301A FR2724931B1 (fr) 1994-09-22 1994-09-22 Hydrolyse enzymatique des 4-methylthiobutyronitrile
FR9502615A FR2731438B1 (fr) 1995-03-07 1995-03-07 Hydrolise enzymatique des 4-methylthiobutyronitriles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ84497A3 true CZ84497A3 (en) 1997-06-11

Family

ID=26231416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ97844A CZ84497A3 (en) 1994-09-22 1995-09-19 Process for preparing racemic alpha-substituted 4-methylthiobutyric acids

Country Status (21)

Country Link
US (1) US5814497A (cs)
EP (1) EP0782629B1 (cs)
JP (1) JPH10507631A (cs)
KR (1) KR100398595B1 (cs)
CN (1) CN1077599C (cs)
AT (1) ATE174059T1 (cs)
AU (1) AU699625B2 (cs)
BR (1) BR9509176A (cs)
CA (1) CA2200100A1 (cs)
CZ (1) CZ84497A3 (cs)
DE (1) DE69506430T2 (cs)
DK (1) DK0782629T3 (cs)
ES (1) ES2126313T3 (cs)
FI (1) FI971198A0 (cs)
HU (1) HU220860B1 (cs)
NZ (1) NZ292559A (cs)
PL (1) PL180871B1 (cs)
RU (1) RU2144959C1 (cs)
SK (1) SK281956B6 (cs)
UA (1) UA48953C2 (cs)
WO (1) WO1996009403A1 (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032030A1 (fr) * 1996-02-29 1997-09-04 Nippon Soda Co., Ltd. PROCESSUS DE PREPARATION D'ACIDES α-HYDROXY A L'AIDE D'UN MICRO-ORGANISME ET NOUVEAU MICRO-ORGANISME
FR2755143B1 (fr) * 1996-10-25 1998-11-27 Rhone Poulenc Nutrition Animal Procede de preparation de l'acide 2-hydroxy-4-methylthio-butyrique par utilisation d'une nitrilase
JPH10179183A (ja) * 1996-12-20 1998-07-07 Daicel Chem Ind Ltd カルボン酸の製造方法
US5866379A (en) * 1997-01-28 1999-02-02 Novus International Enzymatic conversion of α-hydroxynitriles to the corresponding .alpha.
US6037155A (en) * 1997-02-27 2000-03-14 Nippon Soda Co., Ltd. Process for preparing α-hydroxy acids using microorganism and novel microorganism
FR2787121B1 (fr) * 1998-12-11 2003-09-12 Aventis Cropscience Sa Nouvelle methode d'isolement et de selection de genes codant pour des enzymes, et milieu de culture approprie
WO2002052027A1 (fr) * 2000-12-22 2002-07-04 Nippon Soda Co., Ltd. Procede de production d'une substance a l'aide d'un catalyseur microbien
RU2177034C1 (ru) * 2001-04-03 2001-12-20 Закрытое акционерное общество "Биоамид" Штамм бактерий alcaligenes denitrificans-продуцент нитрилазы
EP1599584B1 (en) * 2003-02-27 2009-07-01 Basf Se Modified nitrilases and their use in methods for the production of carboxylic acids
DE10316110A1 (de) 2003-04-09 2004-10-28 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxy-4-methylthio-buttersäure Ammoniumsalz
CN102911975A (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 浙江工业大学 重组腈水解酶制备2-氨基-4-甲硫基丁酸的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK314989A (da) * 1988-06-27 1989-12-28 Asahi Chemical Ind Fremgangsmaade til fremstilling af optisk aktive alfa-substituerede organiske syrer, samt mikroorganismer og enzymer anvendelige ved fremgangsmaaden
JP3009421B2 (ja) * 1990-02-28 2000-02-14 秀明 山田 有機酸の生物学的製造法
JPH0440898A (ja) * 1990-06-08 1992-02-12 Nitto Chem Ind Co Ltd α―ヒドロキシ―4―メチルチオ酪酸の生物学的製造法
JPH0440899A (ja) * 1990-06-08 1992-02-12 Nitto Chem Ind Co Ltd α―ヒドロキシ―4―メチルチオブチルアミドの生物学的製造法
CA2103932A1 (en) * 1992-11-05 1994-05-06 Ramesh N. Patel Stereoselective reduction of ketones
JP3218133B2 (ja) * 1993-02-03 2001-10-15 三菱レイヨン株式会社 フェニル基を有する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法
JP2720140B2 (ja) * 1993-02-03 1998-02-25 日東化学工業株式会社 フェニル基を有する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
UA48953C2 (uk) 2002-09-16
PL180871B1 (pl) 2001-04-30
NZ292559A (en) 1998-03-25
FI971198A (fi) 1997-03-21
KR970706401A (ko) 1997-11-03
HU220860B1 (en) 2002-06-29
JPH10507631A (ja) 1998-07-28
BR9509176A (pt) 1997-12-23
SK281956B6 (sk) 2001-09-11
AU699625B2 (en) 1998-12-10
DE69506430T2 (de) 1999-05-20
PL319298A1 (en) 1997-08-04
CN1158640A (zh) 1997-09-03
WO1996009403A1 (fr) 1996-03-28
DE69506430D1 (de) 1999-01-14
EP0782629B1 (fr) 1998-12-02
AU3476495A (en) 1996-04-09
CN1077599C (zh) 2002-01-09
US5814497A (en) 1998-09-29
DK0782629T3 (da) 1999-08-16
ES2126313T3 (es) 1999-03-16
EP0782629A1 (fr) 1997-07-09
KR100398595B1 (ko) 2004-03-20
ATE174059T1 (de) 1998-12-15
SK37697A3 (en) 1997-10-08
RU2144959C1 (ru) 2000-01-27
HUT77079A (hu) 1998-03-02
CA2200100A1 (fr) 1996-03-28
FI971198A0 (fi) 1997-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2623345B2 (ja) 光学活性なα―置換有機酸の製造方法
US4221869A (en) Enzymatic synthesis of L-carnitine
CZ562189A3 (en) Bacteria cultivation method
JPS61162193A (ja) 微生物によるアミド類の製造法
CZ84497A3 (en) Process for preparing racemic alpha-substituted 4-methylthiobutyric acids
JPH04504362A (ja) 酵素による7―アミノセフアロスポラン酸の製造
JP4941990B2 (ja) Nε−アシル−L−リジン特異的アミノアシラーゼ
IE57594B1 (en) 2,5-diketo-d-gluconic acid reductase
Nakamura et al. Production of (R)-3-chloro-1, 2-propanediol from prochiral 1, 3-dichloro-2-propanol by Corynebacterium sp. strain N-1074
IE74179B1 (en) Biotechnological process for the production of S- (+) -2,2-dimethylcyclopropanecarboxamide and R- (-) -2,2-dimethylcylopropanecarboxylic acid
JP2840134B2 (ja) 新規なアミノアシラーゼおよびその製造方法
US4918012A (en) Method for producing carnitine, L-carnitinamide hydrolase and method for producing same
US6455730B1 (en) Preparation of dicarboxylic acid monoesters from cyanocarboxylic acid esters
CA1153327A (en) Process for the preparation of penicillin derivatives
US20050106696A1 (en) Enone reductase
JPS6143997B2 (cs)
JP4270910B2 (ja) 光学活性2−ヒドロキシ−2−トリフルオロ酢酸類の製造方法
MXPA97002153A (en) Enzymatic hydrolysis of 4-methyltiobutironitri
JP2812481B2 (ja) 新規なエステラーゼおよびその製造方法
JPH11206398A (ja) 光学活性クロマン−3−酢酸類及びそのエステルの製造法
FR2724931A1 (fr) Hydrolyse enzymatique des 4-methylthiobutyronitrile
Robinson et al. [173] Ricinine nitrilase
JPH1180113A (ja) 光学活性β−シアノイソ酪酸類及びその製造方法
JP2000270856A (ja) 新規なアミノアルコール脱水素酵素、その製造方法および用途
CS252994B1 (en) Strain of organism trigonopsis variabilis ccy 15-1-2

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic