DD267999A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF 2-OXOGLUTARIC ACID BY YEAST - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fermentationsverfahren zur Herstellung von 2-Oxoglutarsaeure mit einer stabilen, leistungsfaehigen Hefemutante des Stammes Yarrowia lipialytica H 222-27-11 ZIMET 43856 unter aeroben, submersen Bedingungen. Die Mutante ist in der Lage, unter Nutzung unterschiedlicher Kohlenstoffquellen, wie n-Paraffine, Glucose u. a., 2-Oxoglutersaeure in hoher Konzentration und mit hoher Geschwindigkeit im Kulturmedium zu akkumulieren. Unter den Bedingungen einer optimalen stammspezifischen Thiaminkonzentration von 0,05-0,15 mg/l Thiaminhydrochlorid werden bei einem p H-Wert von vorzugsweise 3,0-4,0 und einer Geloestsauerstoffkonzentration von 50-90%, besonders auf der Basis von n-Paraffinen, 125 g/l 2-Oxoglutarsaeure in 90 Stunden produziert. Die Anwendung der Erfindung liegt im Bereich der mikrobiellen Produktsynthese.The invention relates to a fermentation process for the preparation of 2-oxoglutaric acid with a stable, efficient yeast mutant of the strain Yarrowia lipialytica H 222-27-11 ZIMET 43856 under aerobic, submerged conditions. The mutant is capable of utilizing different sources of carbon, such as n-paraffins, glucose, and the like. a., 2-Oxoglutersaeure in high concentration and at high speed in the culture medium to accumulate. Under the conditions of an optimal strain-specific thiamine concentration of 0.05-0.15 mg / l of thiamine hydrochloride are at a p H value of preferably 3.0-4.0 and a Geloestsauerstoffkonzentration of 50-90%, especially based on n Paraffins, 125 g / l 2-oxoglutaric acid produced in 90 hours. The application of the invention is in the field of microbial product synthesis.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-OxoglutarsSure durch Hefen mit geeigneten Kohlenstoffquellen untei aeroben, submorten Bedingungen und ist somit in das Gebiet der technischen Mikrobiologie einzuordnen.The invention relates to a process for the preparation of 2-OxoglutarsSure by yeasts with suitable carbon sources untei aerobic, submortional conditions and is thus classified in the field of technical microbiology.
2-Oxoflluiertäure findet zunehmend Interesse als Ausgangssubstanz für v/eiterführende chemische Synthesen. Sie kann chemisch nur in aufwendigen Mehrstufenverfahren hergestellt werden.2-oxofluoric acid is finding increasing interest as a starting material for advanced chemical syntheses. It can be prepared chemically only in complex multi-step process.
(GB 1.192905,1965, Prior. JP 38921,1964, Firma Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.).(GB 1,192,905, 1965, Prior. JP 38921, 1964, Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.).
der Basis von η-Paraffinen bevorzugt 2-Osoglutarsäure und auf der Basis von Glucose bevorzugt Brenztraubensäure ausscheiden (Ermakova, J.T. u.a. Frikladnaja Biochimija i Mikrobiologie 22 (1986| 3,341-347).Preferably, the base of η-paraffins precipitates 2-osoglutaric acid and, based on glucose, preferentially pyruvic acid (Ermakova, J. T., et al., Frikladnaja Biochimija i Mikrobiologie 22 (1986) 3,341-347).
2-Oxoglutarsiurekonzentration von 185g/l in 240h (Produktivität 0,9g/l · h) mit einer Ausbeute von 80%^ bezogen auf die eingesetzte Paratfinmenge, erzielt werden konnte.2-Oxoglutarsiurekonzentration of 185g / l in 240h (productivity 0.9g / l · h) with a yield of 80% ^ based on the Paratfinmenge used, could be achieved.
bekannt, daß eine Revertierung in haploide Formen mit geringerer Leistung auftreten kann.It is known that reversion can occur in lower power haploid forms.
Ziel der Erfindung ist es, mit einer Hefe aus unterschiedlichen Kohlenstoffquellen mittels eines Fermentationsverfahrens 2-Oxoglutarslure in hohen Endkonzentretionen und mit hoher Produktbildungsgeschwindigkeit herzustellen.The aim of the invention is to produce with a yeast from different carbon sources by means of a fermentation process 2-Oxoglutarslure in high final concentrations and with high product formation rate.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine speziell hergestellte Hefemutante auszuwählen und unter spezifischen Verfahrensbedingungen zu kultivieren. Erfindungsgemfiß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man den Hefestamm Yarrowia iipolytica H 222-27-11 (ZIMET 43856) in bekannten Nährmedien bei einem pH-Wo: i < 6,5, vorzugsweise von 3,0-4,0, einer optimalen, stammspezifischen Thiaminkonzentration von 0,05-0,1 5μg/l Thlamlrhydrochlorid, einer Temperatur von < 350C, bevorzugt 28-32'C und einer Gelöstsauerstoffkonzontration von 50-90% kultiviert.The object of the invention is to select a specially prepared yeast mutant and to cultivate it under specific process conditions. According to the invention, the object is achieved by optimally treating the yeast strain Yarrowia iipolytica H 222-27-11 (ZIMET 43856) in known nutrient media at a pH-Wo: i <6.5, preferably from 3.0-4.0 , strain-specific thiamine concentration of 0.05-0.1 5μg / l thlamol hydrochloride, a temperature of <35 0 C, preferably 28-32'C and a dissolved oxygen concentration of 50-90% cultured.
Der Stamm zeichnet sich dadurch aus, daß er auf den unterschiedlichsten assimilierbaren Kohlenstoffq'jellen, wie z. B. η-Paraffinen, Glucose, glucos>>naltigen Hydrolysaten, Invertzucker, Triglyceriden, Äthanol, Glycerin, Essigsäure bzw. Acetat in Gegenwart einer mineralischen Nihrsalzlösung sowie genau dosierten Wuchsstoffen und Vitamin B1 wichst und 2-Oxoglutartä. ·β akkumuliert. Besonders auf der Basis von η-Paraffinen werden große Mengen an 2-Oxoglutarsfiure mit hoher Produktionsbill lungsgeschwindigkeit und hoher Ausbeute, die die bisher bekannten übertreffen, produziert. So betragt die Produktionsbildungsgeschwindigkeit für 2-Oxoglutarsfiure aus n-Paraffinen durchschnittlich 1,4g/l h, d.h. dia Produktionsbildungsleistung ist um etwa 50% höher als die beschriebene Bestleistung mit einem diploiden Stamm, die erzielte die erzielte Ausbeute um etwa 10%.The strain is characterized by the fact that he on the most different assimilable Kohlenstoffq'jellen such. B. η-paraffins, glucose, glucos >> naltigen hydrolyzates, invert sugar, triglycerides, ethanol, glycerol, acetic acid or acetate in the presence of a mineral Nihrsalzlösung and precisely dosed growth factors and vitamin B1 wichst and 2-Oxoglutartä. · Β accumulates. Especially on the basis of η-paraffins are produced large amounts of 2-Oxoglutarsfiure high speed production and high yield, which exceed the previously known. Thus, the rate of production of 2-oxoglutaric acid from n-paraffins averages 1.4 g / l h, i. Production productivity is about 50% higher than the described best performance with a diploid strain, which achieved the yield achieved by about 10%.
Eine weitere wesentliche Eigenschaft des Stammes ist darin begründet, daß er unterschiedliche C-Quellen, wie z. B. nPa-affine und Glucose auch im Gemisch gleichzeitig verwerten kann oder aber, daß man unterschiedliche C-Quellen zu unterschiedlichen Zeiten verwendet, wie z. B. für die Wachstumsphase Paraffin und für die Produktbildungsphase Glucose oder umgekehrt. Der Stamm behält seine Eigenschaft, 2-O-oglutarsfiure in großen Mengen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Ausbeute zu produzieren, unverändert über einen langen Test- Zeitraum von mehreren Jahren.Another essential feature of the strain is that it uses different C sources, such as. B. nPa affine and glucose in the mixture can recycle simultaneously or that you use different C sources at different times, such. For the growth phase paraffin and for the product formation phase glucose or vice versa. The strain retains its ability to produce 2-O-oglutarsfiure in high volumes at high speed and high yield, unchanged over a long test period of several years.
-2- 267-2- 267
zitronenslureproduzlereiiden Mutante H 222-27 dar.citric acid homologs mutant H 222-27 .
1. Morphologische Eigenschaften Kolonien nach *J8h auf YEP-G (1 % Hefeextrak), 2% Pepton, 2% Glucose, pH 5.5-6,0): etwa 2 mm groll, rund, weißgrau, glatt (spater faltig) mit glattem Rand. Zellen: deutlicher Dimorphismus, Hefezellen oval, von unterschiedlicher Größe Hyphen bilden Pseudomyzel1. Morphological characteristics Colonies after * J8h on YEP-G (1% yeast extract), 2% peptone, 2% glucose, pH 5.5-6.0): about 2 mm rum, round, white gray, smooth (later wrinkled) with smooth Edge. Cells: distinct dimorphism, yeast cells oval, of different size hyphae forming pseudomyzel
2. Physiologische Eigenschaften Subttratverwertung: Glucose +2. Physiological properties Subtrate utilization: glucose +
Fr uct ο te f Fructic f
Acetat +Acetate +
Äthanol +Ethanol +
n-Alkane +n-alkanes +
Zitronensäure + L-Sotbose -Citric Acid + L-Sotbose -
Glyzerin +Glycerine +
Galactosegalactose
Lactoselactose
MaltotaMaltota
SeccharoioSeccharoio --
Stärke KNOi Strength KNOi
Maximale Wachstumstemperatur: 25-32'C Vitaminbedarf: thiaminbedürftig 3. Genetische Eigenschaften Kernstalus: haploidMaximum growth temperature: 25-32'C Vitamin requirement: thiamin-needy 3. Genetic properties Kernstalus: haploid
Genotyp: A, melA, SUPA, SP01 In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung nfiher erläutert;Genotype: A, melA, SUPA, SP01 In the following examples, the invention is explained in more detail;
werden 700mi η-Paraffine der Kettenlange C11-C1I zugesetzt.700mi η-paraffins of the chain C 11 -C 1 I are added.
lipolytica H 222-27-11, ZIMET 43856 als Inokulum zugesetzt.lipolytica H 222-27-11, ZIMET 43856 added as inoculum.
1 mg/1, MnSO4 · 4 H1015 my/I, ZnCI210mg/l, CoSo4 · 7H2O 4 mg/l, H]BOj 40mg/l, gelöst in destilliertem Wasser.1 mg / 1 MnSO4 · 4 H 1015 my / I, ZnCl 2 10mg / l, CoSO 4 · 7H 2 O 4 mg / l, H] BOJ 40mg / l, dissolved in distilled water.
3,5, pH-Regulation mit 40%iger NaOH.3.5, pH regulation with 40% NaOH.
mit einer hohen Produktbildungsgeschwindigkeit von durchschnittlich 1,4g/l · h.with a high product formation rate of on the average 1.4 g / l · h.
η-Paraffine in steriler Arbeitsweise zugegeben. Die Fermentation wird 100 Stunden fortgesetzt. Nach insgesamt 150 Produktionsstunden betragt die 2-OxoglutarsAurekonzentration 195g/l.η-paraffins added in a sterile procedure. The fermentation is continued for 100 hours. After a total of 150 hours of production, the 2-oxoglutaric acid concentration is 195 g / l.
BaIpIeI 3BaIpIeI 3
tu wird verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben worden ist, wob6i jedoch anstelle von Paraffin zur Produktbildung 450g/l Glucoto eingesetzt werden. Die Thiaminkonzentration wird auf 0,3 ug Thiaminhydrochlorid erhöht.The procedure is as described in Example 1, except that instead of paraffin for product formation 450 g / l Glucoto be used. The thiamine concentration is increased to 0.3 μg of thiamine hydrochloride.
16g/l Brenztraubensäure bestimmt.16g / l pyruvic acid determined.
Verfahren nach Beispiel 1, wobei anstelle von 700ml Paraffin zu Beginn der Fermentation ein Gemisch aus Paraffin (300ml) und Glucose (75g/l) als Kohlenstoffquellen vorgegeben werden. Nach 90 Stunden wird dia Fermentation abgebrochen. Die Konzentration der gebildeten 2-Oxoglutarsäure betragt 60g/l.Method according to Example 1, wherein instead of 700 ml paraffin at the beginning of the fermentation, a mixture of paraffin (300 ml) and glucose (75 g / l) are given as carbon sources. After 90 hours, the fermentation is stopped. The concentration of 2-oxoglutaric acid formed is 60 g / l.
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