DE1570022C - Verfahren zur Herstellung von 5-Purinnucleotiden durch Fermentation von Mikroorganismen in einem wäßrigen Nährmedium - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 5-Purinnucleotiden durch Fermentation von Mikroorganismen in einem wäßrigen NährmediumInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von 5'-Purinnucleotiden durch Fermentation von Mikroorganismen in einem
wäßrigen Nährmedium sind zwar z. B. aus den französischen Patentschriften 849 519 und 1 301 052 bekannt,
jedoch werden hierbei nur geringe Ausbeuten erhalten.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem in guten Ausbeuten und im Industriemaßstab durchführbaren
Verfahren zur Herstellung von 5'-Purinnucleotiden, wie 5'-Inosinsäure, 5'-Xanthylsäure, 5'-Guanylsäure
oder 5'-Adenylsäure aus den entsprechenden Purinbasen.
Geeignete Basen sind z. B. Hypoxanthin, Guanin, Adenin. Die Basen können als solche oder als Nucleoside
oder in Naturprodukten, die Basen bzw. Nucleoside enthalten, vorliegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 5'-Purinnucleotiden durch Fermentation von
Mikroorganismen in einem wäßrigen Nährmedium, das übliche Mengen an Kohlenstofflieferanten, Stickstoffquellen
ohne übermäßigen Gehalt an wachstumsfördernden Substanzen, anorganischen Salzen und
Vitamin H enthält, dem jedoch keine Eisen- oder Mangansalze zugesetzt werden, in Gegenwart einer dem
5'-Purinnucleotid entsprechenden Purinbase als Vorläufer ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismus
Micrococcus sodonensis ATCC 15 932 verwendet.
Micrococcus sodonensis besitzt nicht die Fähigkeit, fermentativ Glutaminsäure in einem Fermentationsmedium beim Fehlen von Vitamin H zu erzeugen und
anzureichern, sondern benutzt vielmehr Glutaminsäure dann als einzige Kohlenstoffquelle und Energiequelle.
Das Züchten von Micrococcus sodonensis erfolgt deshalb in einem Kulturmedium, das Vitamin H,
welches dieses Bakterium in passenden Mengen braucht, enthält und folgende Zusammensetzung besitzt: Kohlenhydrate
oder sonstige Kohlenstoffquellen (Glucose, Stärkehydrolysate, Glutaminsäure), Stickstoffquellen
(Harnstoff, Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat), stickstoffhaltige Naturstoffe (Hefeextrakt, Pepton,
Fleischextrakt, Caseinaminosäuren), anorganische Verbindungen (Kaliumphosphat, Magnesiumsulfat, Calciumchlorid).
Pantothensäure und Thiamin sind brauchbare Beschleuniger des Fermentationsvorgangs in Verbindung
mit Kohlenstoff- und Energiequellen, einer Quelle für anorganischen Stickstoff, mit anorganischen Verbindüngen
und kleinen Mengen an Aminosäuren. Verhältnismäßig hohe Konzentrationen von Kaliumphosphat
und Magnesiumsulfat (z. B. 0,6 °/o) als anorganische
Verbindungen steigern die Anreicherung des gewünschten 5'-Purinnucleotids. Diese Bestandteile
ίο sollten neben der Purinbase in dem Fermentationsmedium vorhanden sein.
Die Fermentation findet bei einer Temperatur zwischen 20 und 40° C unter aeroben Bedingungen in
Form einer Schüttelkultur oder aeroben Submerskultur statt. Im allgemeinen treten nach 2- bis 8tägiger Fermentation
bemerkenswerte Mengen 5'-Purinnucleotid im Fermentationsmedium oder in den Bakterienzellen
auf. Jedoch verursacht die übermäßige Zugabe beispielsweise von Aminosäuren oder die Zufügung
kleinerer Mengen von Mangansalzen oder Eisensalzen zum Fermentationsmedium ungewöhnlich starkes Bakterienwachstum
und geringe Bildung des 5'-Purinnucleotids. Diese Erscheinung wird vor allem beobachtet,
wenn natürliche Substanzen mit großem Gehalt
»5 an den erwähnten Komponenten verwendet werden.
Zu derartigen Substanzen gehören Maisquellwasser, Reiskleie oder Fischextrakte, die demnach für das
erfindungsgemäße Verfahren weniger geeignet sind.
Aus wirtschaftlichen Gründen können als Stickstoffquellen zweckmäßigerweise billige Naturprodukte dem
Kulturmedium zugesetzt werden, jedoch nicht solche Naturprodukte, die erhebliche Mengen Eisen- oder
Mangansalz enthalten und somit übermäßiges Bakterienwachstum verursachen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsformen. Falls nicht
anders angegeben, beziehen sich die Prozentangaben in den folgenden Beispielen auf das Gewicht pro
Volumen Fermentationsmedium.
10 Volumprozent Micrococcus sodonensis ATCC 15 932, die 24 Stunden bei 300C in einem wäßrigen
Kulturmedium aus 2 % Glucose, 1 % Pepton, 1 % Hefeextrakt, 0,25 % NaCl und 30 y/1 Vitamin H (Restprozente
= Wasser) kultiviert worden waren, werden in ein Fermentationsmedium geimpft. Beide Kulturmedien
sind vorsterilisiert. Das wäßrige Fermentationsmedium hat die nachfolgend angegebene Zusammen-
Setzung. Die aerobe Schüttelkultur wird bei 300C gehalten.
Zusammensetzung des Fermentationsmediums
10% Glucose, 1% Hefeextrakt, 0,6% K2HPO4,
0,6 % KH2PO4, 0,6 % MgSO4. 7 H2O, 0,01 % CaCl2 —
2 H2O, -30 y\\ Vitamin H, 2,5 mg/ml Hypoxanthin
(Restprozente = Wasser). Vor der Sterilisation wird der pH-Wert mit 5n-NaOH auf 8,0 eingestellt. Nach
der Sterilisation wird zu dem Fermentationsmedium sterilisierter Harnstoff mit 0,6% zugefügt. Nach
96stündiger Kultivierung haben sich in der Fermentationsflüssigkeit 9,9 mg/ml 5'-Natriuminosinat gebildet.
Be i s pie I 2
Es wird das gleiche Impfbakterium und gleiche Kulturmedium wie im Beispiel 1 verwendet. Das Fermentationsmedium
besteht aus 10%Glucose, 0,6%
K2HPO4, 0,6 °/o MgSO4.-7H2O, 30 y/1 Vitamin H,
0,6% Harnstoff, 0,2 °/0 Casein-Aminosäuren, 10y/ml
Calciumpantothenat, 2 y/ml Thiaminhydrochlorid, 0,8% CaCO3, 2,5mg/ml Hypoxanthin (Restprozente
= Wasser); vor der Sterilisierung liegt der pH-Wert bei 8,0. Die übrigen Kulturbedingungen entsprechen
denen des Beispiels 1. Nach 120 Stunden sind in der Fermentationsflüssigkeit 8,8 mg/ml 5'-Natriuminosinat
entstanden.
10
Es wird das gleiche Impfbakterium sowie das gleiche Kulturmedium wie im Beispiel 1 verwendet: Das Fermentationsmedium
ist das gleiche wie im Beispiel 1, jedoch ohne Hypoxanthin. Nach 40stündiger Kultur
wird Guanin mit 3,0 mg/ml zugefügt. Die übrigen Kulturbedingungen entsprechen denen des Beispiels 1.
Nach 96 Stunden finden sich 5,8 mg/ml 5'-Natriumguanylat.
Es wird das gleiche Impfbakterium sowie das gleiche Kulturmedium wie im Beispiel 1 verwendet. Das Fermentationsmedium
entspricht dem des Beispiels 2, aber ohne Hypoxanthin. Nach 72 Kulturstunden werden 2,5 mg/ml Guanin zugegeben, im übrigen sind
die Kulturbedingungen wie im Beispiel 1. Nach 120 Stunden sind 5,1 mg/ml 5'-Natriumguanylat entstanden.
Es wird das gleiche Impfbakterium sowie das gleiche Kulturmedium wie im Beispiel 1 verwendet. Das Fermentationsmedium
entspricht dem des Beispiels 3. Nach 72 Kulturstunden werden 2,5 mg/ml Adenin zugegeben. Im übrigen sind die Kulturbedingungen
wie im Beispiel 1. Nach 96 Stunden finden sich 5,1 mg/ml 5'-Natriumadenylat.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von 5'-Purinnucleotiden durch Fermentation von Mikroorganismen in einem wäßrigen Nährmedium, das übliche Mengen an Kohlenstofflieferanten, Stickstoffquellen ohne übermäßigen Gehalt an wachstumsfördernden Substanzen, anorganischen Salzen und Vitamin H enthält, dem jedoch keine Eisen- oder Mangansalze zugesetzt werden, in Gegenwart einer dem 5'-Purinnucleotid entsprechenden Purinbase als Vorläufer, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismus Micrococcus sodonensis ATCC 15 932 verwendet.
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