DE1009583B - Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure - Google Patents

Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure

Info

Publication number
DE1009583B
DE1009583B DEP14609A DEP0014609A DE1009583B DE 1009583 B DE1009583 B DE 1009583B DE P14609 A DEP14609 A DE P14609A DE P0014609 A DEP0014609 A DE P0014609A DE 1009583 B DE1009583 B DE 1009583B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acid
keto
idonate
atcc
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DEP14609A
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Nelson Shoemaker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfizer Inc
Original Assignee
Pfizer Inc
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
Application filed by Pfizer Inc filed Critical Pfizer Inc
Publication of DE1009583B publication Critical patent/DE1009583B/de
Pending legal-status Critical Current

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
    • C12P39/00Processes involving microorganisms of different genera in the same process, simultaneously
    • 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
    • C12P7/58Aldonic, ketoaldonic or saccharic acids
    • C12P7/602-Ketogulonic acid

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

  • Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-l-gulonsäure Die vorliegendeErfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von 2-Keto-l-gulonsäure durch biologische Oxydation von 1-Idonsäure oder einem nicht toxischen 1-Idonat. Der Ausdruck »nicht toxisches Idonat« umfaßt Metallsalze der Idonsäure, z. B. Salze mit Alkalimetallen, Ammoniak und Aminen, die den Stoffwechsel des die Oxydation bewirkenden Organismus nicht beeinträchtigen, sowie Ester einfacher Alkohole, z. B. des Methanols und Äthanols. Ein Minimum an einfachen Testversuchen zeigt, ob ein bestimmtes 1-Idonat toxisch ist oder nicht.
  • Das Produkt der Erfindung, die 2-Keto-l-gulonsäure, ist eine sehr wertvolle Verbindung. Dies geht aus der Tatsache hervor, daß 2-Keto-l-gulonsäure ein Zwischenprodukt bei der gegenwärtig technisch angewandten Synthese der Ascorbinsäure darstellt.
  • Die biochemische Oxydation von 1-Idonsäure oder einem 1-Idonat zu 2-Keto-l-gulonsäure ist bereits bekannt. Zur Durchführung dieser Oxydation werden in der Literatur die folgenden Mikroorganismen als geeignet angegeben: Pseudomonas mildenbergii, Cyanococcus chromospirans, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorscens und Acetobacter suboxydans var. melanogenum.
  • Es wurde nun gefunden, daß die Umwandlung von 1-Idonsäure zu 2-Keto-l-gulonsäure mit einem Gemisch zweier Organismen ausgeführt werden kann. je eine lebende Kultur dieser Organismen wurde bei der »American Type Culture Collection« in Washington, D. C., unter den Nummern ATCC 11867 -bzw. ATCC 11868 hinterlegt.
  • Es ist nicht sicher, ob diese beiden Organismen verschiedene Arten oder einfach Varianten der gleichen Art darstellen. Bei beiden handelt es sich um einen gramnegativen gradzelligen Organismus, und beide wandeln Nitrat in Nitrit um. Beide Organismen erzeugen keine Endosporen, verflüssigen Gelatine nicht und bilden kein Indol. Wenn das Gemisch auf Agarplatten bei 28° gezüchtet wird, kann man zwei Arten von Kolonien beobachten. Die eine Kolonie ist hellgelb (ATCC 11867), die andere farblos und durchscheinend (ATCC 11868). Wird das Gemisch bei 37° gezüchtet, dann erhält man nur die farblose durchscheinende Art. Überraschenderweise wandelt allein keiner der beiden Organismen 1-Idonsäure in merklicher Ausbeute in 2-Keto-l-gulonsäure um, während mit dem Gemisch die Reaktion praktisch quantitativ verläuft.
  • Es war nicht möglich, die Organismen in irgendeine der in Bergeys Determinative Bacteriology, 6. Auflage, angeführten Klassifikationen einzuordnen. Offensichtlich gehören die Organismen zu einer neuen Art oder vielleicht zu zwei neuen Arten. Sicher ist jedoch, daß beide Organismen von allen bisher bekannten Organismen verschieden sind, die die genannte Reaktion bewirken sollen. Es ist auch sicher, daß zum ersten Mal ein Gemisch von Organismen für die Durchführung dieser Gärung verwendet wird.
  • Eine gemischte Kultur von ATCC 1.1867 und ATCC 11868 hat mehrere bemerkenswerte Eigenschaften, die sie für die Herstellung von 2-Keto-1-gulonsäure in technischem Maßstab außerordentlich geeignet machen. Die Umwandlung der 1-Idonsäure erfolgt praktisch quantitativ, und das gebildete Produkt ist leicht zu reinigen. Das Gemisch der Organismen ist leicht zu züchten. Wichtig ist außerdem, daß das Gemisch ohne besonderes Anpassungsverfahren die Reaktion mit ausgezeichneter Ausbeute bewirkt.
  • Ziel der Erfindung ist es, 2-Keto-l-gulonsäure herzustellen, indem man 1-Idonsäure oder ein nicht toxisches 1-Idonat dem beim Züchten eines Gemisches aus ATCC 11867 und ATCC 11868 erzeugten oxydierenden System aussetzt. Dieses Ziel kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise kann das Gemisch unter aeroben Bedingungen auf einem sonst sterilen, 1-Idonsäure oder 1-Idonat enthaltenden Nährmedium gezüchtet werden. Es kann aber auch einem derartigen Medium, in dem eine Kultur gezüchtet wurde, 1-Idonsäure oder ein 1-Idonat zugesetzt werden. Die Reaktion kann auch durchgeführt werden, indem man 1-Idonsäure oder ein 1-Idonat der Einwirkung einer Suspension von derart gezüchteten Zellen oder einer zellfreien Gärlösung, in der das Gemisch gezüchtet worden war, aussetzt. Das Gemisch kann auch auf einem sonst sterilen festen oder halbfesten Nährboden kultiviert werden, dessen Extrakt man dann zur Umwandlung verwendet. Andere Abwandlungen ergeben sich für den Fachmann von selbst. All diese Verfahren fallen unter den Ausdruck »dem beim Züchten eines Gemisches aus ATCC 11867 und ATCC 11868 erzeugten oxydierenden System aussetzt«.
  • Jeder einzelne Organismus oder das Gemisch der beiden Organismen kann leicht auf den üblichen Nährmedien, die man gewöhnlich für das Studium von Bacterien verwendet, gezüchtet werden. Zum Beispiel kann ein flüssiges Nährmedium verwendet werden, das als Kohlehydratquelle Dextrose, anorganische Salze, z. B. Kaliumphosphat und Magnesiumsulfat, eine Proteinquelle, z. B. Pepton, und wachstumsförderndle Substanzen, z. B. Hefeextrakt, enthält. Die Kultivierung kann auch leicht auf üblichen Agar-Schrägnährböden durchgeführt werden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung von 2-Keto-l-gulon säure wird nachfolgend beschrieben. Einer Lösung, die Nährstoffe wie Dextrose und Hefeextrakt enthält, wird 1-Idonsäure oder ein nicht toxisches 1-Idonat zugesetzt. Anschließend wird sie mit einer gemischten Kultur von ATCC 11867 und ATCC 11868, die zuvor auf Agar-Schrägnährböden oder in einem flüssigen Nährmedium kultiviert wurde, geimpft. Die Gärlösung wird unter aeroben Bedingungen bei etwa 25 bis 30° geschüttelt. Die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Zeit ist von der Impfstoffmenge abhängig. Im allgemeinen wird eine gute Umwandlung in etwa 34 Stunden erzielt, wenn man zu 100 ccm eines Gärgemisches 1 ccm eines 48 Stunden alten Impfstoffs zusetzt.
  • Es wurde nun gefunden, daß das Fortschreiten der Reaktion mittels eines Farbtestes mit o-Phenylendiamin-dihydrochlorid verfolgt werden kann. Es wird angenommen, daß dieses Reagens unter den folgenden Bedingungen für 2-Keto-hexonsäuren spezifisch ist. Das o-Phenylendiamin-dihydrochlorid wird in einer 2,5prozentigen wäßrigen Lösung verwendet. Eine Probe des Reaktionsgemisches-wird so verdünnt, daß sie 25 bis 100 y Produkt je ccm enthält. Die verdünnte Probe wird dann mit dem o-Phenylendiamin-dihydrochlorid behandelt, wobei das Volumen des Reagens etwa halb so groß ist wie das der Probe. Das Gemisch wird auf einem Wasserbad 1/2 Stunde erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Gemisch in ein Beckmann-Spektrometer gebracht; die Messungen erfolgen bei 330 mI,. Bei dieser Wellenlänge besteht eine lineare Beziehung zwischen der Konzentration der 2-Keto-1-gulonsäure und der optischen Dichte der von der Probe hervorgerufenen Linie. Beispiel Eine Kultur eines Gemisches von ATCC 11867 und ATCC 11868 wurde 48 Stunden auf einer Nährlösung gezüchtet, die 0,25% Hefeextrakt enthielt. Die Verwendung des Hefeextraktes ist zweckmäßig jedoch nicht notwendig. 1 ccm dieser Brühe wurde als Impfstoff zu 100 ccm eines wäßrigen Gärgemisches zugesetzt, das in Gewichtsprozent die folgende Zusammensetzung hatte: 2% Natriumsalz der 1-Idonsäure, 0,1% Dextrose, 0,50/a Hefeextrakt.
  • Der nicht eingestellte p11-Wert dieses Gemisches betrug 7. Das Gemisch wurde unter aeroben Bedingungen auf 28° gehalten. Nach Ablauf von 34 Stunden wurde 2-Keto-l-gulonsäure nach dem folgenden Verfahren isoliert: Die Gärlösung wurde durch Eindampfen auf etwa ein Viertel ihres ursprünglichen Volumens konzentriert. Der pH-Wert, der auf etwa 7,7 gestiegen war, wurde mit Essigsäure auf etwa 4 herabgesetzt. Dann wurde Natriumhydroxyd zugesetzt, um den pH-Wert auf etwa 7,5 zu bringen. Diese Methode wird angewandt, um die Bildung von Ammoniumsalzen zu verhindern, die sich aus dem beim Stoffwechsel der stickstoffhaltigen Salze entstehenden Ammoniak bilden könnten. Dann wurde so viel Methanol zugesetzt, daß 7011/o des Gesamtvolumens aus Alkohol bestanden. Man erhielt einen Niederschlag aus dem Natriumsalz der 2-Keto-l-gulonsäure, der durch Filtrieren gewonnen wurde. Die Ausbeute war praktisch quantitativ. Die Behandlung des Salzes mit einer nicht oxydierenden starken Säure, z. B. Salzsäure, ergab die freie Säure.
  • Es sind viele naheliegende Ausführungsformen der Erfindung möglich. Das vorstehende Beispiel dient nur zur Erläuterung und soll die Erfindung nicht beschränken. Bezüglich der Zusammensetzung des Nährmediums sind weitgehende Änderungen möglich, da die vorstehend aufgeführten Bestandteile für derartige Medien nicht zwingend sind. Auf ähnliche Weise, wie oben an Hand des Natriumsalzes beschrieben, kann 1-Idonsäure oder ein nicht toxisches 1-Idonat verwendet werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von 2-Keto-l-gulonsäure durch biochemische Oxydation von 1-Idonsäure oder einem 1-Idonat, dadurch gekennzeichnet, daß man 1-Idonsäure oder ein nicht toxisches 1-Idonat der oxydierenden Wirkung eines unter aeroben Bedingungen auf einem sonst sterilen Nährmedium gezüchteten Gemisches der geradzelligen, gramnegativen Mikroorganismen ATCC 11867 und ATCC 11868 aussetzt, die Nitrat in Nitrit umzuwandeln vermögen, aber nicht die Fähigkeiten besitzen, Gelatine zu verflüssigen oder Indol zu bilden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die 1-Idonsäure oder das 1-Idonat einer submersen aeroben Gärung mit einer gemischten Kultur der genannten Organismen unterwirft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 887933.
DEP14609A 1954-08-10 1955-08-04 Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure Pending DE1009583B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US449000A US2948659A (en) 1954-08-10 1954-08-10 Synthesis of 2-keto-l-gulonic acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1009583B true DE1009583B (de) 1957-06-06

Family

ID=23782476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP14609A Pending DE1009583B (de) 1954-08-10 1955-08-04 Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure

Country Status (3)

Country Link
US (1) US2948659A (de)
DE (1) DE1009583B (de)
FR (1) FR1128816A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1299292B (de) * 1962-09-20 1969-07-17 Takeda Chemical Industries Ltd Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von 2-Keto-L-gulonsaeure

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3043749A (en) * 1960-07-28 1962-07-10 Pfizer & Co C Preparation of 2-keto-l-gulonic acid
JPS5135485A (en) * 1974-09-20 1976-03-25 Shionogi Seiyaku Kk 22 keto ll guronsan no seizohoho
JP2020167747A (ja) * 2017-07-31 2020-10-08 日本電産株式会社 電源装置、駆動装置、制御方法、及びプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE887933C (de) * 1951-09-22 1953-08-27 Knoll Ag Verfahren zur Herstellung von 2-Keto-h-idonsaeure

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2421612A (en) * 1945-05-04 1947-06-03 Byron E Gray Preparation of 2-keto gulonic acid and its salts
US2421611A (en) * 1945-05-04 1947-06-03 Byron E Gray Preparation of 2-keto gulonic acid and its salts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE887933C (de) * 1951-09-22 1953-08-27 Knoll Ag Verfahren zur Herstellung von 2-Keto-h-idonsaeure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1299292B (de) * 1962-09-20 1969-07-17 Takeda Chemical Industries Ltd Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von 2-Keto-L-gulonsaeure

Also Published As

Publication number Publication date
US2948659A (en) 1960-08-09
FR1128816A (fr) 1957-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2631048C3 (de) Verfahren zur Herstellung von D-Phenylglycin
DE2400323C2 (de) Neue Glucose-Isomerase und ihre Herstellung
DE2454931C2 (de) Verfahren zur Herstellung von D-Ribose
EP0082114A1 (de) Mikroorganismen des Genus Hyphomicrobium und Verfahren zum Abbau von Methylgruppen-haltigen Verbindungen in wässrigen Lösungen
DE1009583B (de) Verfahren zur biochemischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure
DE2152039B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Baktenenzellmasse
DE2633451C3 (de) Herstellung von Bakterienzellmasse
DE1291744B (de) 3-(2-Nitro-3-chlorphenyl)-4-chlorpyrrol
DE3689174T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Riboflavin.
DE2305268A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen fermentativen herstellung von l-tryptophan und derivaten desselben
DE2810453A1 (de) Verfahren zur herstellung germanium enthaltender algen
DE2363285B2 (de) Verfahren zur Herstellung von 1-Apfelsäure aus Fumarsäure
DE69829765T2 (de) Mikroorganismen, welche 5-Aminolävulinat herstellen und Verfahren zur Herstellung von 5-Aminolävulinat unter Verwendung derselben
AT208320B (de) Verfahren zur Herstellung von 1-Glutaminsäure
DE1617814C (de) Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von Ergocryptin
AT204178B (de) Verfahren zur biosynthetischen Erzeugung von Vitaminen der B12-Gruppe
DE1018827B (de) Verfahren zur biotechnischen Herstellung von 2-Keto-1-gulonsaeure
AT208319B (de) Verfahren zur Herstellung von 1-Glutaminsäure
DE2757877C3 (de) Herstellung von Biomassen
DE2311006A1 (de) Verfahren zur proteinherstellung
AT200544B (de) Verfahren zur Herstellung von 1-Glutaminsäure bzw. deren Salzen durch Fermentation
DE1944493C (de)
DE551168C (de) Verfahren zur Herstellung organischer Saeuren durch Gaerung
DE2308059C3 (de) Verfahren zur biosynthetischen Herstellung von Griseofulvin
DE2631047A1 (de) Einzellige mikroorganismen und verfahren zu ihrer zuechtung