DE1543719B1 - Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von L-Threonin - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von L-Threonin aus L-Asparaginsäure durch Fermentierung mittels Mikroorganismen.
• L-Threonin, die 2-Amino-3-hydroxybuttersäure, ist eine essentielle bekannte Aminosäure. Sie ist eine essentielle Säure, da sie das Wachstum* von Ratten aufrechterhält (S c h m i d t, Amino Acids, S. 1265 [1944]). L-Threonin ist im gesamten Ei, in Magermilch, Kasein, Gelatine und in anderen Proteinen vorhanden. Es wird medizinisch als Nährmittel verwendet, und die empfohlene Gabe desselben ist bei normalen Erwachsenen etwa 1,0 g je Tag (R o s e, Fed. Proc., Bd. 8, S. 546 [1949]).
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von L-Threonin, dadurch gekennzeichnet, daß man Azotobacter indicus ATCC 9037, Arthrobacter ureafaciens ATCC 7562, Bacillus circulans ATCC 9966, Brevibacterium helvolum ATCC 11822, Micrococcus sodonensis ATCC 19 212 oder Candida utilis ATCC 16 321 in einem wäßrigen Nährmedium, das L-Asparaginsäure als Ausgangsmaterial enthält, kultiviert und in an sich bekannter Weise das gebildete L-Threonin aus der erhaltenen Fermentationsflüssigkeit gewinnt.
• Die gemäß der Erfindung als Ausgangsmaterial dienende L-Asparaginsäure ist in einem geeigneten Kulturmedium enthalten, das sowohl aus einem synthetischen als auch aus einem natürlichen Mediurn bestehen kann. Das Medium enthält auch die üb- lichen wesentlichen Nährstoffe für das Wachstum des angewandten Stammes. Diese Nährstoffe sind auf dem Fachgebiet bekannt, und hierzu gehören Substanzen als Kohlenstoffquelle, als Stickstoffquelle, als anorganische Verbindungen u. dgl. in geeigneten Mengen. Als Kohlenstoffquelle sind z. B. Kohlehydrate, wie Glukose, Fruktose, Maltose, Rohrzucker, Stärke, Stärkehydrolysate, Melassen u. dgl., oder irgendwelche anderen geeigneten Kohlenstoffquellen, wie z. B. Glyzerin, Mannit, Sorbit, organische Säuren, Glutaminsäure u. dgl., aufgeführt. Diese Substanzen können einzeln oder in Gemischen verwendet werden. Als Stickstoffquelle kommen verschiedene Arten von anorganischen oder organischen Salzen oder Verbindungen in Betracht, wie z. B. Harnstoff oder Ammoniumsalze, wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat, Ammoniumphosphat u. dgl., oder eine oder mehrere Aminosäuren oder natürliche stickstoffhaltige Substanzen, wie Maisquellflüssigkeit, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Pepton, Fischmehl, Kaseinhydrolysate, Casaminosä.uren, lösliche Fischreste, Reisschalenextrakt u. dgl. Auch diese Substanzen können einzeln oder im Gemisch angewandt werden. Anorganische Verbindungen, die zu dem Kulturmedium zugegeben werden können, umfassen Magnesiumsulfat, Natriumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Kaliummonohydrogenphosphat, Eisensulfat oder andere Eisensalze, Manganchlorid, Caleiumchlorid u. dgl., Wenn jedoch die Kultivierung mit den gleichen Mikroorganismen in einem Kultunnedium durchgeführt wird, welches nur die vorstehenden Nährstoffe, jedoch ohne Zugabe von L-Asparaginsäure als Hauptausgangsmaterial im Rahmen eines Vergleichsversuches enthält, ist die gebildete Menge an L-Threonin so gering oder vernachlässigbar, verglichen mit dem Fall, wo L-Asparaginsäure angewandt wird. Die angewandte Menge an L-Asparaginsäure liegt im allgemeinen zwischen etwa 1 und 5 Gewichtsprozent. Die Kultivierung wird bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und 40'C durchgeführt, _wobei der pH-Wert bei Beginn der Kultivierung auf neutral, etwa 7,0, eingestellt ist. Eine Kultivierung während 2 bis 7 Tagen ist ausreichend, um günstige Mengen an L-Threonin zu bilden. Die aeroben Mikroorganismen werden unter aeroben Bedingungen, beispielsweise aerobein Schütteln der Kultur oder Rühren einer Submerskultur unter Einleiten von Luft kultiviert. Anaerobe Mikroorganismen werden mittels einer Oberflächenkultur kultiviert. Bevorzugt wird das Kulturmedium bei einem neutralen pH-Wert während der Kultivierung gehalten.
• Nach beendeter Fermentierung wird das gebildete L-Threonin aus der Fermentierflüssigkeit durch üb- liche Verfahren gewonnen, z. B. durch Adsorption an einem Ionenaustauschharz und folgender Eluierung, Einengung und Ausfällung oder Gegenstrom-Verteilung nach Umänderung in der N-Benzoylderivat.
• Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu begrenzen. Falls nichts anderes angegeben ist, sind die Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.
• B e i s p i e 1 Verschiedene Arten von Bakterien, Actinomyceten und Hefen, wie sie in der Tabelle angegeben sind, wurden von einem Agarschnitt in große Reagenzgläser inokuliert, die jeweils 10 ml des folgenden Kulturmediums enthielten: 1% L-Asparaginsäure (vorhergehend mit Ammoniak neutralisiert) 1 % Glukose 0,05% K2HPO4 0,025% MgS04 - 7 H20 0,2% (NH4)2S04 0,3% Hefeextrakt 0,3% CaC03 Die Kultivierung wurde dann mit aerobem Schütteln bei 30'C während 4 Tagen ausgeführt. Die gebildeten Mengen an L-Threonin sind in der Tabelle angegeben.

  Menge an

  gebildetem

  Verwendete Mikroorganismen L-Threonin

  Azotobacter indieus KY 3201

  ATCC 9037 ..................... 0,3

  Arthrobaeter ureafaciens KY 3152

  ATCC 7562 ..................... 0,3

  Bacillus circulans KY 3325 ATCC 9966 0,3

  Brevibacterium helvolum KY 3455

  ATCC 11822 .................... 0,3

  Micrococcus sodonensis KY 3466

  ATCC 19 212 .................... 0,3

  Candida utilis KY 5027 ATCC 16 321 0,3

  Candida utilis ATCC 16 3 )21 wurde vom Institut für Fermentierung (Osaka, Japan) [IFO Nummer 0396] erhalten, und Micrococcus sodonensis ATCC 19 212 ist ein natürliches Isolat, welches als M.sodonensis nach der Beschreibung von S. A a r o n s o n (Journal of Bacteriology, Bd. 69, S. 67 bis 69 [1955]) identifiziert wurde.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von L-Threonin, dadurch gekennzeichnet, daß man Azotobacter indicus ATCC 9037, Artbrobacter ureafaciens ATCC 7562, Bacillus circulans ATCC 9966, Brevibacterium helvolum ATCC 11822, Mierococcus sodonensis ATCC 19 212 oder Candida utilis ATCC 16 321 in einem wäßrigen Nährmedium, das L-Asparaginsäure als Ausgangsmaterial enthält, kultiviert und in an sich bekannter Weise das gebildete L-Threonin aus der erhaltenen Fermentationsflüssigkeit gewinnt.