DE1806386B1 - Verfahren zur Herstellung von L-Threonin - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Bedürfnisse befriedigen. Für den vorliegenden Fall

von L-Threonin durch aerobes Züchten eines methionin- bedeutet dies, daß dem Nährmedium Thiamin zuge-

auxotropen Mikroorganismus in einem Methionin, setzt werden muß.

Kohlenstoff- und Stickstoff quellen und anorganische Wie bereits angegeben, benötigt der erfindungsgemäß Salze enthaltenden wäßrigen Nährmedium bei hierfür 5 verwendete Mikroorganismus Methionin für sein

üblichen pH- und Temperaturwerten. Wachstum, und die zu dem Züchtungsmedium

L-Threonin besitzt als essentielle Aminosäure Be- hinzugegebenen Mengen an Methionin sollten auf

deutung und ist demzufolge eine brauchbare Substanz die für das maximale Wachstum des Mikroorganismus

auf biochemischem Gebiet. Sie ist z. B. in der Medizin erforderliche Menge oder weniger beschränkt werden, als Nährstoff verwendet worden (vgl. Rose, Fed. ίο Obgleich die anzuwendende Konzentration mit den

Proc, Bd. 8, S. 546 [1949]). Konzentrationen der übrigen Nährstoffe (hauptsäch-

Aus der britischen Patentschrift 863 765 ist ein lieh der Kohlenstoffquellen und Stickstoffquellen)

Verfahren zur Herstellung von L-Threonin bekannt, variiert, ist es im allgemeinen vorteilhaft, einen Kon-

bei dem Escherichia coli ATCC13070—ein Methionin- zentrationsbereich von etwa 10 mg/1 bis etwa 2 g/l auxotroper Mikroorganismus — in einem wäßrigen 15 zu verwenden. Diese Verbindungen werden normaler-

Nährmedium unter aeroben Bedingungen bei Tem- weise in Form von Methionin zugesetzt, welches die

peraturen von 20 bis 40° C und bei pH-Werten von billigste und am leichtesten erhältliche Verbindung

6 bis 8 gezüchtet wird, wobei das Nährmedium die darstellt. Es ist jedoch auch möglich, dem Medium

erforderliche Menge an Stickstoffquellen und Methio- das Methionin in Form von methioninhaltigen nin enthält. 20 Stoffen, wie Casaminosäure, Pepton, Hefeextrakt,

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Fleischextrakt, Proteinen, Maisquellwasser u. dgl.,

Verfahren zur Herstellung von L-Threonin, insbe- zuzuführen.

sondere durch Fermentation, zu schaffen, welches auf Die aerobe Züchtung des Mikroorganismus wird

verhältnismäßig einfache und wirksame Weise aus- durch aerobes Schütteln oder durch Rühren und geführt werden kann und vorteilhaft im industriellen 25 Belüften erzielt, wobei eine Temperatur von 20 bis

Maßstab bei niedrigen Kosten und unter Erzielung 40° C und ein pH-Wert von etwa 4,0 bis 9,5 eingehalten

von hohen Produktausbeuten durchführbar ist. wird. Wenn der pH-Wert mit fortschreitender Fer-

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mentation abnimmt, muß er durch Zugabe geeigneter

von L-Threonin durch aerobes Züchten eines methionin- Neutralisierungsmittel, wie z. B. Ammoniak, Natriumauxotropen Mikroorganismus in einem Methionin, 30 hydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumcarbonat usw.,

Kohlenstoff- und Stickstoffquellen und anorganische innerhalb des angegebenen Bereiches gehalten werden.

Salze enthaltenden wäßrigen Nährmedium bei hierfür Nach 2 bis 7 Tagen der Züchtung unter diesen

üblichen pH- und Temperaturwerten ist nun dadurch Bedingungen sind wesentliche Mengen an L-Threonin

gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismus Arthro- in der erhaltenen Fermentationsflüssigkeit produziert

bacter paraffineus ATCC 21317 und als Kohlenstoff- 35 worden.

quelle ein n-Paraffin-Kohlenwasserstoff-Gemisch mit Nach Abschluß der Züchtung kann das L-Threonin

11 bis 18 Kohlenstoffatomen einsetzt. aus der Fermentationsflüssigkeit mit Hilfe der üblichen

Die bei der erfindungsgemäßen Fermentation ange- Mittel gewonnen werden, z. B. durch Behandlung mit

wendeten Nährmedien müssen die für das Wachstum einem Ionenaustauscherharz, Extraktion mit Lösungs-

des Mikroorganismus erforderliche Menge an Stick- 40 mitteln, Ausfällung, Adsorption, Chromatographie

stoffquellen enthalten, nämlich 5 oder mehr Gewichts- u. dgl.

teile Stickstoff pro 100 Gewichtsteile Kohlenstoff, und Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern, gleichzeitig eine ausreichende Menge an Methionin. Alle Prozentangaben in dem Beispiel betreffen Als Kohlenstoffquelle dient ein n-Paraffin-Kohlen- Gewichts-Volumprozent.
wasserstoff-Gemisch mit 11 bis 18 Kohlenstoffatomen. 45 ...
Als Stickstoffquelle können verschiedene Arten von Beispiel
anorganischen und organischen Stickstoff enthaltenden Arthrobacter paraffineus ATCC 21317 (eine Methio-Salzen und Verbindungen verwendet werden, z. B. nin bedürftige Mutante) wird als Impf mikroorganismus Harnstoff, Ammoniak oder Ammoniumsalze, ζ. B. verwendet. Der Mikroorganismus wird in ein Impf-Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammonium- 50 kulturmedium eingeimpft, das 2% Sorbit, 1% Fleischnitrat, Ammoniumacetat und Ammoniumphosphat, extrakt, 1% Pepton, 0,5 % Hefeextrakt und 0,3 % oder natürliche stickstoffhaltige Substanzen, wie Natriumchlorid enthält. Der pH-Wert des Impf-Maisquellwasser, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Pepton, kulturmediums beträgt 9,4. Die Züchtung wird bei Fischmehl, Bouillon, Caseinhydrolysate, Casamino- 30⁰C 24 Stunden lang durchgeführt, um eine Impfsäure, Fischpreßsäfte und Reiskleieextrakt. Diese 55 kultur zu erhalten.

Substanzen können einzeln oder im Gemisch von Die Impfkultur wird in einem Verhältnis von

zweien oder mehreren verwendet werden. 10 Volumprozent in ein wäßriges Fermentationsnähr-

Anorganische Salze, die zu dem Medium hinzu- medium der folgenden Zusammensetzung eingeimpft:

gegeben werden können, sind z. B. Magnesiumsulfat, 10% n-Paraffin-Gemisch (C₁₁ bis C_ls)

Natriumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Ka- 60 2°/₀ (NH^₂SO₄

liummonohydrogenphosphat, Eisensulfat, Mangan- 0,2% KH₂PO₄

chlorid, Calciumchlorid, Natriumchlorid, Zinksulfat, 0,2% K₂HPO₄

Mangansulfat, Calciumcarbonat, Borax und (NH₄V 0,1 % MgSO₄ · 7 H₂O

Mo₇O₂₄ ■ 4 H₂O. lml/1 Lösung A

Wie in der Technik üblich ist, müssen bei Verwen- 65 3 mg/1 Thiamin

dung von Stämmen mit besonderen Nährstoff- 200 mg/1 L-Methionin

bedürfnissen außer Methionin, Substanzen zu dem 3% CaCO₃

Züchtungsmedium hinzugegeben werden, die diese Rest Wasser

Lösung A enthält 38 mg/1 Na₂B₄O₇ · 10 H₂0,37mg/1 (NH^₂ · 6 Mo₇O₂₄ · 4 H₂O, 970 mg/1 FeCl₃ · 6 H₂O, 8,8 mg/1 ZnSO₄ · 7 H₂O, 20 mg/1 CuSO₄ · 5 H₂O und 7,2 mg/1 MnCl₂ · 4 H₂O. Der pH-Wert des Mediums beträgt 7,4.

Wie bei dem Impfkulturmedium werden 20-ml-Anteile des Fermentationsnährmediums in 250-ml-Erlenmeyerkolben eingebracht und nach der Sterilisation verwendet. Die Züchtung wird dann unter aerobem Schütteln bei 3O⁰C durchgeführt.

Nach 96 Stunden der Züchtung beträgt die in der Fermentationsfiüssigkeit produzierte Menge an L-Threonin 18,9 mg/ml.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von L-Threonin durch aerobes Züchten eines methionin-auxotropen Mikroorganismus in einem Methionin, Kohlenstoff- und Stickstoffquellen und anorganische Salze enthaltenden wäßrigen Nährmedium bei bierfür üblichen pH- und Temperaturwerten, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismus Arthrobacter paraffineus ATCC 21317 und als Kohlenstoffquelle ein n-Paraffin-Kohlenwasserstoff-Gemisch mit 11 bis 18 Kohlenstoffatomen einsetzt.