DE2753422A1 - METHOD FOR PRODUCING L-SERINE BY MICROBIOLOGICAL WAYS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING L-SERINE BY MICROBIOLOGICAL WAYS

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DE2753422A1
DE2753422A1 DE19772753422 DE2753422A DE2753422A1 DE 2753422 A1 DE2753422 A1 DE 2753422A1 DE 19772753422 DE19772753422 DE 19772753422 DE 2753422 A DE2753422 A DE 2753422A DE 2753422 A1 DE2753422 A1 DE 2753422A1
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    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
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Description

u.Z. : M 4-51u.z. : M 4-51

Case: 206-4Case: 206-4

KYOWA HAiOCO KOGYO CO. , LTD.KYOWA HAiOCO KOGYO CO. , LTD.

Tokyo, JapanTokyo, Japan

"Verfahren zur Herstellung von L-Serin auf mikrobiologischem Wege""Process for the production of L-serine in a microbiological way"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von L-Serin aus Glycin auf mikrobiologischem Wege.The invention relates to a process for the production of L-serine from glycine in a microbiological way.

Für die Aminosäure L-Serin besteht ein grosser Bedarf für medizinische Zwecke.There is a great need for the amino acid L-serine for medical purposes.

Es sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von L-Serin bekannt. Beispielsweise lässt es sich durch Proteinhydrolyse herstellen.There are a number of methods used to make L-serine known. For example, it can be made through protein hydrolysis produce.

Ein Verfahren zur Herstellung von L-Serin aus Glycin auf mikrobiologischem Wege unter Verwendung eines Mikroorganismus der Gattung Nocardia ist aus der japanischen Patentveröffentlichung 9391/76 bekannt. Dabei werden jedoch nur geringe L-Serinausbeuten erzielt.A process for the production of L-serine from glycine on a microbiological basis Routes using a microorganism belonging to the genus Nocardia is disclosed in Japanese Patent Publication 9391/76 known. However, the L-serine yields are only low achieved.

Auf Seite 80 des zusammenfassenden Berichts über den CongressOn page 80 of the executive summary of the Congress

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of Fermentation Technology, Japan 1975, ist es bekannt, dass man erhöhte Ausbeuten an L-Serin erhält, indem man eine Mutante der Spezies Corynebacterium glycinophilum, die in der Lage ist, Glycin zu L-Serin umzusetzen und die eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin aufweist, züchtet.of Fermentation Technology, Japan 1975, it is known that increased yields of L-serine can be obtained by using a mutant of the species Corynebacterium glycinophilum, which is able to convert glycine to L-serine and which one decreased Has the ability to decompose L-serine.

Ferner sind weitere Verfahren zur Herstellung von L-Serin auf mikrobiologischem Wege bekannt, bei denen Stämme der Gattungen Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Escherichia, Micrococcus, Pichia oder Candida in einem Nährmedium oder in einem Glycin enthaltenden Nährmedium gezüchtet werden.Further methods for the production of L-serine are also available microbiological known, in which strains of the genera Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Escherichia, Micrococcus, Pichia or Candida in a nutrient medium or in cultured in a nutrient medium containing glycine.

Es besteht jedoch immer noch ein Bedarf an grosstechnisch durchführbaren Verfahren zur Herstellung von L-Serin, die in hohen Ausbeuten ablaufen.However, there is still a need for processes for the production of L-serine which can be carried out on an industrial scale run in high yields.

Bei Untersuchungen mit dem Ziel, Verfahren zur Herstellung von L-Serin aus Glycin zu entwickeln, wurde erfindungsgemass festgestellt, dass Mutanten der Gattung Nocardia, die in der Lage sind, L-Serin aus Glycin zu bilden und die keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin haben, bei der Züchtung in einem Glycin enthaltenden Nährmedium beträchtliche Mengen an L-Serin in der Gärflüssigkeit anreichern. When investigating with the aim of a process for the production of Developing L-serine from glycine has been invented found that mutants of the genus Nocardia, which are able to form L-serine from glycine and which have no or have a reduced ability to decompose L-serine when grown in a nutrient medium containing glycine accumulate considerable amounts of L-serine in the fermentation liquor.

Ferner wurde festgestellt, dass Mutanten der Gattung Nocardia, die zur Bildung von L-Serin in der Lage sind und die gegen mindestens einen Antagonisten von Glycin, Serin, Methionin, Glutamin, Histidin, Leucin, Isoleucin, Valin,Purin, Pyrimidin und/oder Folsäure resistent sind, bei Züchtung in einem Glycin enthaltenden Nährmedium ebenfalls beträchtliche Mengen an L-Serin in der Gärflüssigkeit bilden.It was also found that mutants of the genus Nocardia, which are capable of producing L-serine and which are against at least one antagonist of glycine, serine, methionine, glutamine, histidine, leucine, isoleucine, valine, purine, pyrimidine and / or are resistant to folic acid, when grown in a nutrient medium containing glycine, also considerable amounts of L-serine form in the fermentation liquid.

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Durch das erfindungsgemässe Verfahren lassen sich verbesserte Ausbeuten an L-Serin in grosstechnischem Masstab erzielen.The inventive method can be improved Achieve large-scale yields of L-serine.

£rfindungsgemäss werden erhöhte Ausbeuten an L-Serin erzielt, indem man Glycin in einem wässrigen Medium mit einem Gehalt an Mikroorganismenzellen der Gattung Nocardia, die zur Umwandlung von Glycin in L-Serin in der Lage sind, zu L-Serin umsetzt.According to the invention, increased yields of L-serine are achieved, by placing glycine in an aqueous medium containing microorganism cells of the genus Nocardia necessary for conversion from glycine to L-serine are able to convert to L-serine.

Die erfindungEgemäss verwendete Mutante weist keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin und/oder eine Resistenz gegen mindestens einen Antagonisten von Glycin, Serin, Methionin, Glutamin, Histidin, Leucin, Isoleucin, Valin, Purin, Pyrimidin oder Polsäure auf.The mutant used according to the invention has no or one reduced ability to decompose L-serine and / or resistance to at least one glycine antagonist, Serine, methionine, glutamine, histidine, leucine, isoleucine, valine, purine, pyrimidine or poly acid.

Die Umsetzung von Glycin zu L-Serin wird während der Züchtung der Mutante in einem Nährmedium mit einem Gehalt an Glycin durchgeführt (Verfahren I).The conversion of glycine to L-serine occurs during cultivation the mutant carried out in a nutrient medium containing glycine (method I).

Die Umsetzung kann auch durchgeführt werden, indem man die Mutante in einem Nährmedium züchtet, um Mikroorganismenzellen zu erhalten, und die Mikroorganismenzellen in ein wässriges, Glycin enthaltendes Medium gibt (Verfahren II).The reaction can also be carried out by culturing the mutant in a nutrient medium to produce cells of microorganisms to obtain, and the microorganism cells in an aqueous medium containing glycine (method II).

Bei der Umsetzung von Glycin zu L-Serin können erhöhte Ausbeuten an L-Serin erzielt werden, indem man das Medium mit einem Zusatz Versetzt. Beispiele für derartige Zusätze sind Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, Äther, £ster, Polyalkohole und Derivate von Polyalkoholen.The conversion of glycine to L-serine can lead to increased yields of L-serine can be achieved by adding an additive to the medium. Examples of such additives are Hydrocarbons, alcohols, ketones, ethers, esters, polyalcohols and derivatives of polyalcohols.

Ferner lassen sich bei der Züchtung der Mutante in einem Nährmedium mit einem Gehalt an Glycin erhöhte Ausbeuten an L-Serin in der Gärflüssigkeit erzielen, indem man das MediumFurthermore, when the mutant is grown in a nutrient medium with a glycine content, increased yields can be achieved L-Serine in the fermentation liquid can be obtained by adding the medium

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mit Phosphat versetzt, so dass man ein Medium mit einer hohen Phosphationenkonzentration erhält.mixed with phosphate, so that a medium with a high phosphate ion concentration is obtained.

Im Verfahren II lässt sich die Produktivität an L-Serin steigern, wenn man als Mikroorganismenzellen immobilisierte Zellen verwendet.In method II, the productivity of L-serine increase if immobilized cells are used as microorganism cells.

Im erfindungsgemässen Verfahren können beliebige Mutantenstämme der Gattung Nocardia verwendet werden, die in der Lage sind, Glycin zu L-Serin umzusetzen und die keine oder eine verringerte Fälligkeit zur Zersetzung von L-Serin und/oder eine Resistenz gegen mindestens einen Stoffwechselantagonisten von Glycin, Serin, Methionin, Glutamin, Histidin, Leucin, Isoleucin, Valin, Purin, Pyrimidin oder Folsäure aufweisen, verwendet werden.Any mutant strains of the genus Nocardia, which are able to convert glycine to L-serine and which have no or one reduced susceptibility to decomposition of L-serine and / or resistance to at least one metabolic antagonist of glycine, serine, methionine, glutamine, histidine, leucine, isoleucine, valine, purine, pyrimidine or folic acid, be used.

Derartige Stämme lassen sich erhalten, indem man einem Mikroorganismenstamm der Gattung Nocardia, der zur Umwandlung von Glycin in L-Serin in der Lage ist, die Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin vollständig oder teilweise nimmt und/oder eine Resistenz gegen mindestens einen der vorstehend erwähnten Stoffwechselantagonisten verleiht.Such strains can be obtained by using a microorganism strain of the genus Nocardia, which is capable of converting glycine to L-serine, the ability to decompose of L-serine in whole or in part and / or resistance to at least one of the aforementioned Imparts metabolic antagonists.

Ferner lassen sich derartige Stämme auch erhalten, indem man einem Mikroorganismenstamm der Gattung Nocardia, der keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin und/oder eine Resistenz gegen mindestens einen der vorstehenden "Stoffwechselantagonisten aufweist, die Fähigkeit zur Umwandlung von Glycin in L-Serin verleiht.Furthermore, such strains can also be obtained by using a microorganism strain of the genus Nocardia, the no or reduced ability to decompose L-serine and / or resistance to at least one of the above "has metabolic antagonists that confers the ability to convert glycine to L-serine.

Ferner können im erfindungsgemässen Verfahren Stämme verwendet werden, die andere zur Bildung von L-Serin beitragende Eigenschaften als die vorstehend erwähnten Eigenschaften aufweisen. In addition, strains can be used in the method according to the invention which have properties contributing to the formation of L-serine other than those mentioned above.

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Nachstehend sind Beispiele für Stoffwechselantagonisten zur Induktion von Mutanten angegeben.Below are examples of metabolic antagonists used for Induction of mutants indicated.

Tabelle ITable I.

Glycin Glycinhydroxaaat, Arainomethylsulfonsäure,Glycine Glycinhydroxaat, Arainomethylsulfonsäure,

Chlormethylglycin, Glycidinsäure, N-Methylglycin;Chloromethylglycine, glycidic acid, N-methylglycine;

Serinhydroxamat, D-Serin, Homoserin;Serine hydroxamate, D-serine, homoserine;

Methionin Äthionin, Trifluormethionin, a-Methylmethionin Methioninhydroxarnat, Selenomethionin;Methionine ethionine, trifluoromethionine, a-methyl methionine Methionine hydroxarnate, selenomethionine;

Glutamin Methioninsulfon, Methioninsulfoximin, Azaserin, Alanosin, Duazomycin;Glutamine methionine sulfone, methionine sulfoximine, azaserine, Alanosine, duazomycin;

Histidin Thiazolalanin, Triazolalanin, Aminomethyltriazol, oc-Methylhistidin, Histidinhydroxamat;Histidine thiazolalanine, triazolalanine, aminomethyltriazole, oc-methylhistidine, histidine hydroxamate;

Leucin Korleucin, Trifluorleucin, Azaleucin, Leucinhydroxamat; Leucine corleucine, trifluorleucine, azaleucine, leucine hydroxamate;

Isoleucin Thiaisoleucin, O-MethyIthreonin, Isoleucinhydroxamat, D-Isoleucin, Norleucin;Isoleucine Thiaisoleucine, O-MethyIthreonine, Isoleucine Hydroxamate, D-isoleucine, norleucine;

Norvalin, Valinhydroxamat, D-Valin, Norleucin;Norvaline, valine hydroxamate, D-valine, norleucine;

6-Mercaptopurin, 8-Azaguanin, 2-Fluoradenin;6-mercaptopurine, 8-azaguanine, 2-fluoroadenine;

Pyriinidin 5-I1IuOrUrBCiI, 2-Thiouracil, 5-Fluorcitosin, 6-Azauracil;Pyriinidine 5-I 1 IuOrUrBCiI, 2-thiouracil, 5-fluorocitosine, 6-azauracil;

Folsäure Amethopterin, Aminopterin, Trimethoprim, Pyrimethamin. Folic acid amethopterin, aminopterin, trimethoprim, pyrimethamine.

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Zur Herstellung von erfindungsgemäss einsetzbaren Mutanten können Standardverfahren angewendet werden, beispielsweise Bestrahlung mit UV-Licht, Röntgenstrahlen oder Co 60, oder Behandlung mit mutagenen Verbindungen, wie N-Methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin. For the production of mutants which can be used according to the invention standard procedures can be used, for example Irradiation with UV light, X-rays or Co 60, or treatment with mutagenic compounds such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine.

Ein einfaches Verfahren zur Selektion von Stämmen mit keiner oder einer verminderten Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin aus den nach der Mutationsbehandlung erhaltenen Kolonien wird nachstehend angegeben:A simple method of selecting strains with none or a decreased ability to decompose L-serine from the colonies obtained after the mutation treatment given below:

Aus den durch die Mutation erhaltenen Kolonien wird eine Kolonie ausgewählt und in einem L-Serin als einzige Kohlenstoffquelle, einzige Stickstoffquelle oder einzige Quelle für andere Nährstoffe gezüchtet. Stämme, die im vorstehenden Medium kein oder ein im Vergleich zum Ausgangsstamm vermindertes Wachstum zeigen, weisen keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin auf.From the colonies obtained by the mutation, one colony is selected and placed in an L-serine as the only carbon source, only source of nitrogen or only source of other nutrients. Strains mentioned in the foregoing Medium show no growth or growth that is reduced compared to the starting strain, have none or a reduced growth Ability to decompose L-serine.

Nocardia butanica KY 7985 ist ein Beispiel für eine Mutante mit einer verminderten Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin. Diese Mutante wurde durch Mutation des L-Serin bildenden Ausgangsstamms Nocardia butanica ATCC 21197 auf die unten beschriebene Weise erhalten.Nocardia butanica KY 7985 is an example of a mutant with a reduced ability to decompose L-serine. This mutant was created by mutating the L-serine-forming agent Parent strain Nocardia butanica ATCC 21197 was obtained in the manner described below.

Die in Tabelle II aufgeführten Stämme sind Beispiele für Mutanten mit einer Resistenz gegen Stoffwechselantagonisten. Diese Stämme wurden durch Mutation von Nocardia butanica KY 7985 auf die unten beschriebene Weise erhalten.The strains listed in Table II are examples of Mutants with a resistance to metabolic antagonists. These strains were mutated by Nocardia butanica KY 7985 is obtained in the manner described below.

Die mikrobiologischen Eigenschaften der Spezies Nocardia butanica sind in der japanischen Patentveröffentlichung 48673/72 beschrieben.The microbiological properties of the species Nocardia butanica are in Japanese patent publication 48673/72 described.

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-r--r-

Die vorstehend erwähnten Mutanten wurden beim Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology, Chiba-ken, Japan, hinterlegt. Der Stamm KY 7985 hat die Hinterlegungsnummer FERM-P 3782. Die Hinterlegungsnummern der übrigen Stämme sind in Tabelle II angegeben.The mutants mentioned above became upon fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology, Chiba-ken, Japan. The strain KY 7985 has the depository number FERM-P 3782. The deposit numbers of the remaining strains are given in Table II.

Diese Mutanten wurden auch beim Northern Regional Research Laboratory, 1815 North University Street, Peoria, Illinois, hinterlegt. Der Stamm KY 7985 erhielt die Hinterlegungsnummer NRRL 11189. Die Hinterlegungsnummern der übrigen Stämme sind ebenfalls in Tabelle II angegeben.These mutants were also found at the Northern Regional Research Laboratory, 1815 North University Street, Peoria, Illinois, deposited. The KY 7985 strain was given the deposit number NRRL 11189. The deposit numbers of the remaining strains are also given in Table II.

FERM-P-
Nr.
FERM-P-
No.
TabelleTabel IIII Antagonistantagonist
Interne
Nr.
Internal
No.
37643764 NRRL-
Nr.
NRRL-
No.
Trimethopurin (0,35)Trimethopurine (0.35)
20IMP-14
KY 7983
20IMP-14
KY 7983
37653765 1118711187 6-Mercaptopurin (0,5)6-mercaptopurine (0.5)
20MP-24
KY 7984
20MP-24
KY 7984
37663766 1118811188 Serinhydroxamat (1)Serine hydroxamate (1)
21SX-2
KY 7986
21SX-2
KY 7986
37673767 1119011190 Glycinhydroxamat (1)Glycine hydroxamate (1)
21GX-1
KY 7987
21GX-1
KY 7987
37683768 1119111191 Glycinhydroxamat (1),
Äthionin (5)i
Norleucin (1)
Glycine hydroxamate (1),
Ethionine (5) i
Norleucine (1)
IE- 36
KY 7988
IE- 36
KY 7988
37693769 IIO59IIO59 Glycinhydroxamat (1),
6-Azauracil (0,5)
Glycine hydroxamate (1),
6-azauracil (0.5)
IAU-3
KY 7989
IAU-3
KY 7989
37703770 1119211192 Glycinhydroxamat (1),
Äthionin (5)»
Methylsulfon (5)
Glycine hydroxamate (1),
Ethionine (5) »
Methyl sulfone (5)
36MSF-2
KY 7990
36MSF-2
KY 7990
37713771 1119311193 Glycinhydroxamat (1),
Äthionin (5)>
Triazolalanin (1)
Glycine hydroxamate (1),
Ethionine (5)>
Triazole alanine (1)
36TRA-1
KY 7991
36TRA-1
KY 7991
1119411194 Die in Klammern angegebenen Zahlen geben die im für di«The numbers in brackets indicate the
Anmerkung:Annotation:

Isolation der Mutante verwendeten Medium vorhandene Konzentration (mg/ml) des Stoffwechselantagonisten an.Isolation of the mutant medium used in the concentration (mg / ml) of the metabolic antagonist present.

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Der Stamm KY 7985, NRRL 11189 wurde auf folgende Weise erhalten. Mikroorganismenzellen des Ausgangsstamms Nocardia butanica ATCC 21197 werden in einer Konzentration von etwa 10 Zellen pro ml in 0,1 m Tris-Maleat-Puffer vom pH-Wert 6,0 suspendiert. Die Suspension wird mit 0,5 mg/ml N-Methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin versetzt. Das Gemisch wird 30 Hinuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Anschliessend wird die erhaltene Suspension auf eine Agarplatte eines Nährmediums mit einem Gehalt an 0,5 g/dl Glucose, 0,5 g/dl Hefeextrakt, 1 g/dl Pepton, 1 g/dl Fleischextrakt, 0,5 g/dl NaCl und 2 g/dl Agar (pH-Wert 7,2) ausgestrichen und 2 Tage bei 500C inkubiert. Die Zellen der gebildeten Kolonien werden auf eine Agarplatte eines Minimalmediums mit einem Gehalt an 0,5 g/dl Glucose, 0,2 g/dl (NH4^SO4, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,01 g/dl NaCl, 0,001 g/dl FeSO4^H2O, 0,001 g/dl MnSO4.nH20, 0,001 g/dl CaCl3.2H5O, 100 ug/Liter Biotin, 1 mg/ Liter Thiamin-hydrochlorid und 2 g/dl Agar (pH-Wert 7,2) und ferner auf eine Agarplatte mit einem Medium, das die gleiche Zusammensetzung wie das vorstehende Minimalmedium aufweist, mit der Ausnahme, dass anstelle von (NH4^SO4 0,2 g/dl L-Serin vorhanden sind, ausgestrichen.KY 7985, NRRL 11189 strain was obtained in the following manner. Microorganism cells of the starting strain Nocardia butanica ATCC 21197 are suspended in a concentration of about 10 cells per ml in 0.1 M tris-maleate buffer with a pH of 6.0. The suspension is mixed with 0.5 mg / ml of N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine. The mixture is allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The suspension obtained is then placed on an agar plate of a nutrient medium with a content of 0.5 g / dl glucose, 0.5 g / dl yeast extract, 1 g / dl peptone, 1 g / dl meat extract, 0.5 g / dl NaCl and Spread out 2 g / dl agar (pH 7.2) and incubate at 50 ° C. for 2 days. The cells of the colonies formed are placed on an agar plate of a minimal medium with a content of 0.5 g / dl glucose, 0.2 g / dl (NH 4 ^ SO 4 , 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.01 g / dl NaCl, 0.001 g / dl FeSO 4 ^ H 2 O, 0.001 g / dl MnSO 4 .nH 2 0 , 0.001 g / dl CaCl 3 .2H 5 O, 100 µg / liter biotin, 1 mg / liter thiamine hydrochloride and 2 g / dl agar (pH 7.2) and further on an agar plate with a medium that contains the has the same composition as the above minimal medium, with the exception that instead of (NH 4 ^ SO 4 0.2 g / dl L-serine is present, streaked out.

Aus den Stämmen, die auf dem letztgenannten Medium kein Wachstum zeigen, aber auf der Agarplatte mit dem erstgenannten Medium, d.h. dem Minimalmedium, wachsen, werden Stämme, die zur Bildung von L-Serin in guten Ausbeuten in der Lage sind, ausgewählt. Dazu gehört der Stamm Nocardia butanica KY 7985, NRRL 11189·From the strains that did not grow on the latter medium show, but growing on the agar plate with the first-mentioned medium, i.e. the minimal medium, strains that lead to the formation of L-serine in good yields are able to be selected. This includes the strain Nocardia butanica KY 7985, NRRL 11189

Die in Tabelle II aufgeführten Mutanten werden unter Verwendung von Nocardia butanica KY 7985, NERL 11189, als Ausgangsstamm auf folgende Weise erhalten. Mikroorganismenzellen des Ausgangsstamms werden in einer Konzentration von etwa 10 Zellen pro ml in 0,1 m Tris-Maleat-Puffer vom pH-Wert 6,0The mutants listed in Table II are used from Nocardia butanica KY 7985, NERL 11189, obtained as a starting strain in the following manner. Microorganism cells of the starting strain are in a concentration of about 10 cells per ml in 0.1 M tris-maleate buffer with a pH of 6.0

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suspendiert. Die Suspension wird mit N-Methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin in einer Konzentration von 0,5 mg/ml versetzt. Die Suspension wird 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. suspended. The suspension is made with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine added at a concentration of 0.5 mg / ml. The suspension is left to stand for 30 minutes at room temperature.

Anschliessend wird die Suspension verdünnt. Die erhaltene Verdünnung wird auf die Agarplatte mit einem Medium, dessen Zusammensetzung dem vorstehend angegebenen Minimalmedium mit der Ausnahme entspricht, dass der Antagonist in der in Tabelle II angegebenen Konzentration vorhanden ist, ausgestrichen und 2 bis 10 Tage bei 300C inkubiert.The suspension is then diluted. The dilution obtained is spread onto the agar plate with a medium whose composition corresponds to the minimal medium given above with the exception that the antagonist is present in the concentration given in Table II and incubated at 30 ° C. for 2 to 10 days.

Auf diese Weise werden aus den Kolonien, die auf dem Medium wachsen, die in Tabelle II aufgeführten Mutanten isoliert. Die Mutanten unterscheiden sich vom Ausgangsstamm dadurch, dass sie gegen die Stoffwechselantagonisten resistent sind.In this way, the mutants listed in Table II are isolated from the colonies growing on the medium. The mutants differ from the parent strain in that that they are resistant to the metabolic antagonists.

Die Eigenschaft, ob die Mutante im Vergleich zum Ausgangsstamm eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin aufweist, kann nach folgenden Verfahren festgestellt werden.The property of whether the mutant has a reduced ability to decompose L-serine compared to the parent strain, can be determined by the following procedure.

Ein ausgewählter Stamm wird in einem Nährmedium, das weder Glycin noch L-Serin enthält, gezüchtet, um zu bestätigen, dass der Stamm kein L-Serin bildet. Anschliessend wird der Stamm in einem Nährmedium, das L-Serin und kein Glycin enthält, gezüchtet, um die Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin festzustellen. Ist nach beendeter Züchtung die Menge des in der Gärflüssigkeit verbliebenen L-Serins grosser als beim Ausgangsstamm, weist der Stamm keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin auf.A selected strain is grown in a nutrient medium that does not contain either glycine or L-serine to confirm that the strain does not produce L-serine. Then the trunk grown in a nutrient medium containing L-serine and no glycine to determine the ability to decompose L-serine. If the amount of L-serine remaining in the fermentation liquid is greater than in the original strain after cultivation is complete, If the strain has no or a reduced ability to decompose L-serine.

Bei weiteren Verfahren werden Zellen aus der logarithmischen Phase, Zellen aus der stationären Phase, Zellextrakte oderIn other methods, cells from the logarithmic phase, cells from the stationary phase, cell extracts or

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aufgebrochene Zellen in einem wässrigen Medium mit einem Gehalt an L-Serin ausreichend lange inkubiert. Anschliessend wird die Menge an L-Serin im Gemisch bestimmt und mit der zu Beginn der Inkubation vorhandenen L-Serinmenge verglichen.disrupted cells in an aqueous medium with a L-serine content incubated for a sufficiently long time. Afterward the amount of L-serine in the mixture is determined and compared with the amount of L-serine present at the beginning of the incubation.

Aus den nachstehend geschilderten Versuchen ergibt sich, dass Nocardia butanica KY 7985 eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin aufweist.The experiments described below show that Nocardia butanica KY 7985 has a reduced ability to decompose of L-serine.

Versuch 1Attempt 1

Der Stamm Nocardia butanica KY 7985, NRRL 11189, wird auf einer Agar-Schrägkultur vom pH-Wert 7,2 mit einem Gehalt anO,5 g/dl Glucose, 0,5 g/dl Hefeextrakt, 2 g/dl Pepton, 0,5 g/dl NaCl und 2 g/dl Agar 2 Tage bei 300C gezüchtet.The strain Nocardia butanica KY 7985, NRRL 11189, is grown on an agar slant culture of pH 7.2 with a content of 0.5 g / dl glucose, 0.5 g / dl yeast extract, 2 g / dl peptone, 0, 5 g / dl NaCl and 2 g / dl agar cultured at 30 ° C. for 2 days.

Die erhaltene Anzuchtkultur wird mit einer öse auf 7 nil eines Anzuchtmediums vom pH-Wert 7»2 mit einem Gehalt an 4- g/dl Glucose, 0,15 g/dl KH2PO4,0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4. 7H2O, 0,3 g/dl Harnstoff, 50 ;ig/dl Biotin, 0,5 g/dl Hefeextrakt und 2 g/dl Pepton in einem grossen Reagenzglas (20 χ 190 mm) überimpft. Die Züchtung wird unter Schütteln 24 Stunden bei 300C durchgeführt.The cultivation culture obtained is placed with an eyelet on 7 nil of a cultivation medium with a pH of 7 »2 with a content of 4 g / dl glucose, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4, 0.05 g / dl MgSO 4. 7H 2 O, 0.3 g / dl urea, 50 ig / dl biotin, 0.5 g / dl yeast extract and 2 g / dl peptone in a large test tube (20 χ 190 mm) inoculated. The cultivation is carried out with shaking at 30 ° C. for 24 hours.

0,25 ml der erhaltenen Anzuchtkultur werden auf 5 nil eines L-Serin enthaltenden Mediums der folgenden Zusammensetzung, das sich in einem grossen Reagenzglas befindet, überimpft:0.25 ml of the culture culture obtained are per 5 nil one L-serine containing medium of the following composition, which is in a large test tube, inoculated:

Glucoseglucose 5 g/dl5 g / dl (NH4)2S04 (NH 4 ) 2 S0 4 0,2 g/dl0.2 g / dl Harnstoffurea 0,2 g/dl0.2 g / dl KH2PO4 KH 2 PO 4 0,15 g/dl0.15 g / dl K2HPO4 K 2 HPO 4 0,05 g/dl0.05 g / dl MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 0,05 g/dl0.05 g / dl NaClNaCl 0,01 g/dl0.01 g / dl

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FeSO.,. 7Ho0FeSO.,. 7H o 0 0,001 g/dl0.001 g / dl MnSO4.ηΗ20MnSO 4 .ηΗ 2 0 0,001 g/dl0.001 g / dl BiotinBiotin 50 ug/Liter50 µg / liter HefeextraktYeast extract 0,1 g/dl0.1 g / dl L-SerinL-serine 0,5 g/dl0.5 g / dl CaCO3 CaCO 3 3 g/dl3 g / dl (pH-Wert(PH value 7,2)7.2)

Die Züchtung wird 3 Tage bei 300C unter Schütteln durchgeführt. The cultivation is carried out for 3 days at 30 ° C. with shaking.

Die quantitative Bestimmung von L-Serin wird papierchromatographisch unter Verwendung von Toyo-Filterpapier Nr. 50 unter Verwendung eines Gemisches aus n-Butanol, Aceton, Wasser und Diäthylamin (10:10:5*2 Volumteile) als Laufmittel durchgeführt. The quantitative determination of L-serine is done by paper chromatography using Toyo filter paper No. 50 using a mixture of n-butanol, acetone, water and diethylamine (10: 10: 5 * 2 parts by volume) carried out as the mobile phase.

Die verminderte Menge an L-Serin beträgt 1,0 mg/ml. Zur Kontrolle wird das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt, wobei Nocardia butanica ATCC 21197 verwendet wird. Die Menge an L-Serin beträgt 4,6 mg/ml.The decreased amount of L-serine is 1.0 mg / ml. To the Control, the procedure described above is repeated using Nocardia butanica ATCC 21197. the Amount of L-serine is 4.6 mg / ml.

Versuch 2Attempt 2

Die Anzucht von Nocardia butanica KY 7985, NREiL 11189, wird gemäss Versuch 1 durchgeführt. 1 ml der erhaltenen Anzuchtkultur wird auf 20 ml eines Fermentationsmedxums der nachstehenden Zusammensetzung, das sich in einem 300 ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft:The cultivation of Nocardia butanica KY 7985, NREiL 11189, is carried out according to experiment 1. 1 ml of the culture culture obtained is added to 20 ml of a fermentation medium of the following Composition in a 300 ml conical flask is inoculated:

Glucoseglucose 5 g/dl5 g / dl (NH4)pSO^(NH 4 ) pSO ^ 0,2 g/dl0.2 g / dl GlycinGlycine 0,5 g/dl0.5 g / dl L-SerinL-serine 1 g/dl1 g / dl

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Harnstoffurea 0,2 g/dl0.2 g / dl HefeextraktYeast extract 0,5 6/dl0.5 6 / dl BiotinBiotin 50 ug/Liter50 µg / liter KH2PO4 KH 2 PO 4 0,15 g/dl0.15 g / dl K2HPO4 K 2 HPO 4 0,05 g/dl0.05 g / dl MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 0,05 g/dl0.05 g / dl NaClNaCl 0,01 g/dl0.01 g / dl FeSO4.7H2OFeSO 4 .7H 2 O 0,001 g/dl0.001 g / dl MnSO4.nH20MnSO 4 .nH 2 0 0,001 g/dl0.001 g / dl CaCl2^H2OCaCl 2 ^ H 2 O 0,001 g/dl0.001 g / dl (pH-Wert(PH value 7,2)7.2)

Die Züchtung wird 40 Stunden bei 3O0C unter Schütteln durchgeführt. The cultivation is carried out for 40 hours at 3O 0 C with shaking.

50 ml der bei dieser Fermentation erhaltenen Kulturflüssigkeit werden zur Gewinnung der Mikroorganismenzellen zentrifugiert. Die Mikroorganismenzellen werden mit isotonischer Natriumchloridlösung gewaschen und sodann in 0,1 m Fyrophosphat-Puffer vom pH-Wert 9,0 mit einem Gehalt an 5 x 10" ^ m50 ml of the culture liquid obtained in this fermentation are centrifuged to obtain the microorganism cells. The microorganism cells are washed with isotonic sodium chloride solution and then in 0.1 M pyrophosphate buffer of pH 9.0 with a content of 5 x 10 "^ m

-Ji.-Ji. —lL—LL

Pyridoxalphosphorsäure, 5 x 10 m J2DTA und 10 m Mercaptoäthanol suspendiert.Pyridoxalphosphoric acid, 5 x 10 m J2DTA and 10 m mercaptoethanol suspended.

Die erhaltene Suspension wird zum Aufbrechen der Zellen 30 Minuten bei 20 KHz mit einem Ultraschall-Zerkleinerungsgerät behandelt. 0,5 nil der überstehenden Lösung (Proteinkonzentration 6,0 mg/ml) und 0,5 ml des vorstehend erwähnten 0,1 m Pyrophosphat-ruffers vom pH-Wert 9,0 mit einem Gehalt an 1,4 g/dl L-Serin werden vereinigt. Das Gemisch wird 14 Stunden bei 37°C stehengelassen.The suspension obtained is used to break up the cells 30 Treated minutes at 20 KHz with an ultrasonic grinder. 0.5 nil of the supernatant solution (protein concentration 6.0 mg / ml) and 0.5 ml of the aforementioned 0.1 M pyrophosphate buffer of pH 9.0 with a content of 1.4 g / dl L-serine are combined. The mixture is at 14 hours Left to stand at 37 ° C.

Gemäss Versuch 1 wird die verminderte Menge an L-Serin papierchromatographisch zu 1,6 mg/ml bestimmt. Bei einem Kontroll-According to experiment 1, the reduced amount of L-serine is paper chromatographed determined to be 1.6 mg / ml. At a control

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versuch unter Verwendung von Nocardia butanica ATCC 21197 beträgt die L-Serinmenge 4,2 mg/ml.experiment using Nocardia butanica ATCC 21197, the amount of L-serine is 4.2 mg / ml.

Erfindungsgemäss kann bei der Züchtung einer Mutante in einem Nährmedium mit einem Gehalt an Glycin zur Bildung von L-Serin in der Gärflüssigkeit die Produktivität an L-Serin weiter erhöht werden, indem man das Züchtungsmedium entweder zu Beginn der Züchtung oder während der Wachstumsphase der Zellen mit Phosphat in einer Konzentration von 0,037 m Phosphationen (P07~) versetzt.According to the invention, when breeding a mutant in one Nutrient medium containing glycine for the formation of L-serine In the fermentation liquid the productivity of L-Serine can be further increased by using the culture medium either at the beginning during cultivation or during the growth phase of the cells with phosphate in a concentration of 0.037 M phosphate ions (P07 ~) offset.

Der Einfluss von hohen Phosphationenkonzentrationen im Züchtungs medium auf die Produktivität an L-Serin bei Verwendung von Nocardia butanica KY 7988 wird untersucht. Die Ergebnisse sind in Versuch 3 dargestellt.The influence of high phosphate ion concentrations in the culture medium on the productivity of L-serine when using Nocardia butanica KY 7988 is being investigated. The results are shown in Experiment 3.

Versuch 3Attempt 3

Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059, wird auf 5 ml eines Fermentationsmediums mit einem Gehalt an 5 g/dl Glucose, 1 g/dl (NH4)2S0^, 2,5 g/dl Glycin, 0,05 g/dl K2HPO^ (entsprechend 0,003 m Phosphationen), 0,15 g/dl KH2PO4 (entsprechend 0,011 m Phosphationen), 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,001 g/dl FeSO4.7H2O, 0,001 g/dl MnSO4.nH20, 1 g/dl Pepton, 3 g/dl CaCO, und 0 bis 2 g/dl Mg5(PO4 )^.8H2O (pH-Wert 7,2) in einem grossen Reagenzglas überimpft. Die Züchtung wird 5 Tage bei 28 0C unter Schütteln durchgeführt. Die Ausbeuten an L-Serin sind in Tabelle III angegeben.Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059, is added to 5 ml of a fermentation medium with a content of 5 g / dl glucose, 1 g / dl (NH 4 ) 2 SO ^, 2.5 g / dl glycine, 0.05 g / dl K 2 HPO ^ (corresponding to 0.003 m phosphate ions), 0.15 g / dl KH 2 PO 4 (corresponding to 0.011 m phosphate ions), 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.001 g / dl FeSO 4 .7H 2 O, 0.001 g / dl MnSO 4 .nH 2 0.1 g / dl peptone, 3 g / dl CaCO, and 0 to 2 g / dl Mg 5 (PO 4 ) ^. 8H 2 O (pH 7.2) inoculated into a large test tube. The cultivation is carried out for 5 days at 28 ° C. with shaking. The yields of L-serine are given in Table III.

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-X--X-

Tabelle IIITable III Ausbeute an L-Serin
(mp;/inl)
Yield of L-serine
(mp; / inl)
Zusatz an
Mg3(PO4)^SH2O
(κ/dl Gew./Vol)
Addition to
Mg 3 (PO 4 ) ^ SH 2 O
(κ / dl weight / volume)
Gesamtkonzentration
an Phosphationen
(m)
Total concentration
of phosphate ions
(m)
1,11.1
00 0,0140.014 2,02.0 0,10.1 0,0190.019 2J9 2 J 9 0,20.2 0,0240.024 h2 h 2 0,30.3 0,0290.029 3,53.5 0,40.4 0,0340.034 3,93.9 0,50.5 0,0390.039 4,54.5 0,60.6 0,0440.044 5,05.0 0,70.7 0,0430.043 5,25.2 0,80.8 0,0530.053 5,55.5 0,90.9 0,0580.058 6,36.3 1,01.0 0,0630.063 7,37.3 0,0890.089 7,07.0 2,02.0 0,1120.112

Aus Tabelle III geht hervor, dass die Ausbeuten an L-Serin mit zunehmender Phosphationenkonzentration steigen (maximal 6-fach).From Table III it can be seen that the yields of L-serine increase with increasing phosphate ion concentration (maximum 6-fold).

Das vorstehend erwähnte Verfahren wird wiederholt, mit der Abänderung, dass 0 bis 2 g/dl MgSO^.7H2O anstelle von Mg5(PO^)3. 8H2O verwendet werden. Es zeigt sich, dass zunehmende Mengen an MgSO^.7H2O keinen Beitrag für die guten Ausbeuten an L-Serin leisten.The above procedure is repeated, except that 0 to 2 g / dl MgSO ^ .7H 2 O instead of Mg 5 (PO ^) 3 . 8H 2 O can be used. It turns out that increasing amounts of MgSO ^ .7H 2 O do not contribute to the good yields of L-serine.

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Beispiele für Phosphatverbindungen, die im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden können sind: NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4, KH2PO4, K2HPO4, K5PO4, NH4^2PO4, (NH4)2HP04, (NH4)3P04, Μ62Ρ04)2, MgHPO4, Mg3(P04)2, Ca(H2P04)2, CaHPO4, Ca3(P04)2, Mn(H2P04)2, MnHPO4, Mn3(P04)2, ZnHPO4, Zn3(PO4)2, FeHPO4, Fe3(P04)2, Co3(P04)2, K(NH4)HPO4 und Na(I^)2PO4 sowie Hydrate dieser Salze.Examples of phosphate compounds that can be used in the process according to the invention are: NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Na 3 PO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , K 5 PO 4 , NH 4 ^ 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HP0 4 , (NH 4 ) 3 P0 4 , Μ 62 Ρ0 4 ) 2 , MgHPO 4 , Mg 3 (P0 4 ) 2 , Ca (H 2 P0 4 ) 2 , CaHPO 4 , Ca 3 (P0 4 ) 2 , Mn (H 2 P0 4 ) 2 , MnHPO 4 , Mn 3 (P0 4 ) 2 , ZnHPO 4 , Zn 3 (PO 4 ) 2 , FeHPO 4 , Fe 3 (P0 4 ) 2 , Co 3 (P0 4 ) 2 , K (NH 4 ) HPO 4 and Na (I ^) 2 PO 4 and hydrates of these salts.

Als Phosphate werden im allgemeinen Orthophosphate verwendet. Selbstverständlich können auch Meta-, Pyro- und Polyphosphate verwendet werden.Orthophosphates are generally used as phosphates. Meta-, pyro- and polyphosphates can of course also be used be used.

Ferner eignen sich auch Materialien mit einem Gehalt an Phosphaten, wie Phosphaterze, Industriechemikalien, wie Phosphationen adsorbierende Ionenaustauscherharze und Phosphationen adsorbierende Aktivkohle.Materials with a content of phosphates are also suitable, such as phosphate ores, industrial chemicals such as phosphate ion-adsorbing ion exchange resins and phosphate ions adsorbing activated carbon.

Diese Phosphate werden entweder allein oder im Gemisch aus zwei oder mehr Phosphaten verwendet.These phosphates are used either alone or in a mixture of two or more phosphates.

Die Phosphatkonzentration im Medium, die die Umsetzung von Glycin zu L-Serin fördert, beträgt im allgemeinen mehr als 0,057 Mol/Liter und vorzugsweise 0,05 bis 0,4 Mol/Liter.The phosphate concentration in the medium, which promotes the conversion of glycine to L-serine, is generally more than 0.057 mol / liter and preferably 0.05 to 0.4 mol / liter.

Bei der erfindungsgemässen Umsetzung von Glycin zu L-Serin kann die Produktivität an L-Serin weiter erhöht werden, indem man das wässrige Medium mit mindestens einem Zusatz aus der Gruppe Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, Äther, .Ester, Polyalkohole und Derivate von Polyalkoholen versetzt.In the conversion of glycine to L-serine according to the invention the productivity of L-serine can be increased further by adding the aqueous medium with at least one additive from the Group hydrocarbons, alcohols, ketones, ethers, .esters, Polyalcohols and derivatives of polyalcohols are added.

Wenn die Mutante in einem Glycin enthaltenden Medium gezüchtet wird, um L-Serin in der Gärflüssigkeit anzureichern, kann die Produktivität an L-Serin durch Zugabe der Zusätze zum MediumIf the mutant is grown in a glycine-containing medium to accumulate L-serine in the fermentation liquor, the Productivity of L-serine by adding the additives to the medium

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zu einem beliebigen Zeitpunkt während der Züchtung der Mikroorganismen erhöht werden. In diesem Fall wird der Zusatz im allgemeinen dann zugesetzt, wenn das wachstum des Mikroorganismus beendet ist. Ferner kann der Zusatz zum Glycin enthalten den Medium gegeben werden oder es kann nach beendeter Zugabe des Zusatzes Glycin zugegeben werden.at any time during the cultivation of the microorganisms increase. In this case, the additive is generally added when the microorganism grows is finished. Furthermore, the addition to the glycine can be added to the medium or it can be added after the addition of the additive glycine can be added.

Beispiele für Zusätze, die erfindungsgemäss verwendet werden können, sind in Tabelle IV zusammengestellt.Examples of additives which can be used according to the invention are listed in Table IV.

Kohlenwasserstoffe:Hydrocarbons:

Alkohole:Alcohols:

Ketone:Ketones:

Tabelle IVTable IV

Ligroin, Petroleumbenzin, "petroleum spirit", Petrolather, Cyclohexan, Hexan, Kerosin, Hexadecan;Ligroin, petroleum spirit, petroleum ether, cyclohexane, hexane, Kerosene, hexadecane;

Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, n-Amylalkohol, Cyclohexanol, Furfurylalkohol;Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-amyl alcohol, Cyclohexanol, furfuryl alcohol;

Aceton, Methylethylketon, Diäthylketon, Äthyläther, Isopropyläther, n-Butyläther, 1,2-Propylenoxid, 1,4-Dioxan, Furan, Furfural, Tetrahydrofuran ;Acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, ethyl ether, isopropyl ether, n-butyl ether, 1,2-propylene oxide, 1,4-dioxane, furan, Furfural, tetrahydrofuran;

Ameisensäureäthylester, Essigsäuremethylester, Essigsäureäthylester, Citronensäure tributylester, Phthalsäuredioctylester, Propionsäureäthylester, Benzoesäureäthylester; Ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, citric acid tributyl ester, dioctyl phthalate, Ethyl propionate, ethyl benzoate;

PolyalkoholePolyalcohols

(mehrwertige Alkohole): Äthylenglykol, Propylenglykol,(polyvalent alcohols): ethylene glycol, propylene glycol,

1,3-Butandiol, Glycerin;1,3-butanediol, glycerin;

Ester:Ester:

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Derivate vonDerivatives of

Polyalkoholen: Diäthylenglykol, Triäthylenglykol,Polyalcohols: diethylene glycol, triethylene glycol,

Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmonoäthyläther, Äthylenglykolmonomethylätheracetat, Äthylenglykolmonobutyläther, Glycerintriacetat, Glycerinäther.Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, Glycerine triacetate, glycerine ether.

Diese Zusätze werden im allgemeinen in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Prozent (Volumen/Volumen) verwendet.These additives are generally used in concentrations of 0.01 to 5 percent (volume / volume).

Als Fermentationsmedien zur Züchtung der Mutante können im erfindungsgemässen Verfahren beliebige synthetische oder natürliche Medien verwendet werden, die entsprechende Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen, anorganische Bestandteile und Spurenmengen an Nährstoffen, die für das Wachstum der speziellen Mutante erforderlich sind, enthalten.Any synthetic or natural media which contain appropriate carbon sources, nitrogen sources, inorganic constituents and trace amounts of nutrients which are required for the growth of the specific mutant can be used as fermentation media for culturing the mutant in the process according to the invention.

Das Nährmedium kann beliebige Kohlenstoff- und Stickstoffquellen enthalten, solang diese durch den Mikroorganismus verwertet werden können. Beispiele für Kohlenstoffquellen sind Kohlenhydrate, wie Glucose, Fructose, Saccharose, Maltose und Mannose, Zuckeralkohole, wie Sorbit und Mannit, Glycerin, Stärke, Starkehydrolysatflussigkeiten und Melassen. Ferner können verschiedene organische Säuren, wie Brenztraubensäure, Milchsäure, -Essigsäure, Fumarsäure und Gluconsäure, niedere Alkohole, wie Methanol und Äthanol, Glykole, wie Äthylenglykol, und Kohlenwasserstoffe, wie Äthan, Propan, Butan, n-Paraffin, und Kerosin, verwendet werden. Beispiele für entsprechende Stickstoffquellen sind: Ammoniak, verschiedene anorganische und organische Ammoniumsalze, wie Ammoniumchlorid, Ammonium sulfat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumphosphat, Ammoniumnitrat und Ammoniumacetat, Harnstoff und andere stickstoffhaltige Materi- The nutrient medium can contain any carbon and nitrogen sources as long as these can be used by the microorganism. Examples of carbon sources are carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose, maltose and mannose, sugar alcohols such as sorbitol and mannitol, glycerin, starch, starch hydrolyzate liquids and molasses. Furthermore , various organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, acetic acid, fumaric acid and gluconic acid, lower alcohols such as methanol and ethanol, glycols such as ethylene glycol , and hydrocarbons such as ethane, propane, butane, n-paraffin and kerosene can be used . Examples of appropriate nitrogen sources are: ammonia, various inorganic and organic ammonium salts, such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium phosphate, ammonium nitrate and ammonium acetate, urea and other nitrogenous materials

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alien und stickstoffhaltige organische Produkte, wie Pepton, NZ-Amin, Fleischextrakt, Hefeextrakt, Maisquellflüssigkeit, Caseinhydrolysat, Fischmehl oder dessen Hydrolysate und Chrysalishydrolysat.alien and nitrogen-containing organic products such as peptone, NZ-amine, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, Casein hydrolyzate, fish meal or its hydrolyzate and chrysali hydrolyzate.

Beispiele für anorganische Bestandteile sind Kaliumdihydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Magnesiumsulfat, Natriumchlorid, Eisen(II)-sulfat, Mangansulfat und Calciumcarbonat.Examples of inorganic components are potassium dihydrogen phosphate, Dipotassium hydrogen phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, Iron (II) sulfate, manganese sulfate and calcium carbonate.

Sofern weitere Nährstoffe für das Wachstum der Mutanten erforderlich sind, müssen diese selbstverständlich im Nährmedium enthalten sein. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass diese getrennt dem Medium zugesetzt werden, sofern sie zusammen mit den vorstehend angeführten Bestandteilen der Nährmedien zugeführt werden. Bestimmte natürliche Produkte liefern also in angemessener Weise die speziellen Wachstumsfaktoren.If further nutrients are required for the mutants to grow these must of course be contained in the nutrient medium. However, it is not required that these are added separately to the medium, provided that they are added together with the above-mentioned components of the nutrient media are fed. Certain natural products therefore adequately supply the special growth factors.

Die Züchtung wird unter aeroben Bedingungen, beispielsweise unter Schütteln oder unter Belüftung und Bewegung durchgeführt. Die Züchtungstemperaturen betragen im allgemeinen 20 bis 40°C. Vorzugsweise wird der pH-Wert des Mediums während des Zuchtens in der Nähe des Neutralpunkts gehalten, um hohe Ausbeuten zu erzielen. Die Einhaltung dieser Temperatur- und pH-Bedingungen ist jedoch für die praktische Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht unbedingt erforderlich. Die Züchtungsdauer beträgt im allgemeinen 1 bis 7 Tage. The cultivation is carried out under aerobic conditions, for example with shaking or with aeration and agitation. The growth temperatures are generally 20 to 40 ° C. Preferably the pH of the medium is adjusted during cultivation kept near the neutral point in order to achieve high yields. Compliance with these temperature and pH conditions however, it is not absolutely necessary for the practical implementation of the process according to the invention. The cultivation time is generally 1 to 7 days.

Nach beendeter Züchtung wird die Gärflüssigkeit zur Gewinnung der Mikroorganismenzellen zentrifugiert, filtriert oder einer entsprechenden Behandlung unterworfen. Die Mikroorganismenzellen werden direkt verwendet oder zunächst mit geeigneten Vorrichtungen, beispielsweise einem Ultraschall-After cultivation is complete, the fermentation liquid is centrifuged and filtered to obtain the microorganism cells or subjected to appropriate treatment. The microorganism cells are used directly or initially with suitable devices, for example an ultrasonic

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-»-η - »- η 2753Α222753-22

Zerkleinerungsgerät, aufgebrochen.Crusher, broken open.

Wenn die Züchtung der Mutante unter Bildung von L-Serin in der Gärflüssigkeit im Verfahren I im Glycin enthaltenden Nährmedium durchgeführt wird, kann das gleiche Fermentationsmedium, wie es vorstehend für die Gewinnung der Mikroorganismenzellen angegeben ist verwendet werden, mit der Ausnahme, dass im Medium Glycin enthalten ist. Die Züchtungsbedingungen können den vorstehend angegebenen Bedingungen entsprechen.If the cultivation of the mutant results in the formation of L-serine in the fermentation liquid is carried out in process I in the glycine-containing nutrient medium, the same fermentation medium, as indicated above for the recovery of the microorganism cells can be used with the Exception that the medium contains glycine. The cultivation conditions can be the same as those given above correspond.

In diesem Fall kann Glycin im Nährmedium in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Prozent (Gewicht/Volumen) entweder zu Beginn der Fermentation oder während der Wachstumsphase der Zellen vorhanden sein.In this case, glycine can be added to the nutrient medium at a concentration of 0.1 to 5 percent (weight / volume) either at the beginning fermentation or during the growth phase of the cells.

Wird die Umsetzung gemäss Verfahren II durchgeführt, werden die Zellen in der Phosphatpufferlösung vom pH-Wert 7»0 mit einem Gehalt an 0,5 bis 20 Prozent Glycin in einer Konzentration von 5 bis 200 mg/ml, bezogen auf die Trockenmasse, suspendiert. Anschliessend wird die Umsetzung 5 bis 30 Stunden bei Raumtemperatur durchgeführt, um L-Serin im wässrigen Medium anzureichern.If the implementation is carried out according to procedure II, the cells in the phosphate buffer solution of pH 7 »0 with a content of 0.5 to 20 percent glycine in one concentration from 5 to 200 mg / ml, based on the dry matter, suspended. The reaction then takes 5 to 30 hours performed at room temperature to L-serine in aqueous Enrich medium.

Wenn im erfindungsgemässen Verfahren als Mikroorganismenzellen immobilisierte Zellen verwendet werden, die nach herkömmlichen Verfahren, beispielsweise durch Einschliessen, wie fiinschliessen in Gel oder Mikrokapseln, durch Adsorption, oder durch kovalente Bindung, hergestellt worden sind, lässt sich L-Serin vorteilhafterweise in grosstechnischem Masstab herstellen.If in the process according to the invention as microorganism cells immobilized cells are used, which by conventional methods, for example by entrapment, such as fiinschliessen in gel or microcapsules, by adsorption, or by covalent bonding, L-serine can advantageously be Manufacture on an industrial scale.

Bei der Immobilisierung der Zellen durch Einschliessen in Gel wird eine Suspension von Mikroorganismenzellen mit einer mono-When immobilizing the cells by enclosing them in gel a suspension of microorganism cells with a mono-

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nieren Verbindung, wie Acryl säure amid, Ν,Ν'-Methylen-bis-acrylsäureamid, Acrylsäure oder Methacrylsäureamid, einem PoIymerisationsinitiator, wie Ammoniumpersulfat oder Kaliumpersulfat, und einem Polymerisationsbeschleuniger, wie Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin, versetzt. Anschliessend wird 1 Stunde bei O bis 40°C eine Suspensionspolymerisation durchgeführt. Bei der Immobilisierung durch Einschliessen in Mikrokapseln wird eine Substanz, die zur Bildung einer semipermeablen Membran in der Lage ist, wie Äthylcellulose oder Polystyrol, in einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, dessen Siedepunkt niederer als Wasser ist, wie Benzol oder Cyclohexan, gelöst. Anschliessend werden in der Lösung Mikroorganismenzellen suspendiert,um zunächst eine Wasser-in-Ölümulsion zu bilden. Anschliessend wird die Eänulsion zu einer ein Schutzkolloid, wie Gelatine oder Polyvinylalkohol, enthaltenden Suspension unter Rühren gegeben, wobei eine zweite Emulsion entsteht. Aus der zweiten Emulsion wird das Lösungsmittel entfernt, wodurch Mikrokapseln gebildet werden.kidney compound, such as acrylic acid amide, Ν, Ν'-methylene-bis-acrylic acid amide, Acrylic acid or methacrylic acid amide, a polymerization initiator, such as ammonium persulfate or potassium persulfate, and a polymerization accelerator such as Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylethylenediamine, offset. A suspension polymerization is then carried out at 0 ° to 40 ° C. for 1 hour. When immobilized by enclosing in microcapsules, a substance is used that leads to the formation of a semipermeable Membrane, like ethyl cellulose or polystyrene, in a water-immiscible organic solvent, whose boiling point is lower than water, such as benzene or cyclohexane, dissolved. Microorganism cells then become in the solution suspended to initially a water-in-oil emulsion to build. Then the emulsion becomes a a protective colloid, such as gelatin or polyvinyl alcohol, containing suspension added with stirring, with a second Emulsion is created. The second emulsion becomes the solvent removed, thereby forming microcapsules.

Der Kontakt von Glycin mit den auf diese Weise erhaltenen immobilisierten Zellen kann absatzweise oder kontinuierlich, beispielsweise im Säulen- oder Fliessbettverfahren, durchgeführt werden.The contact of glycine with the immobilized cells obtained in this way can be intermittent or continuous, for example in the column or fluidized bed process.

Bei der absatzweisen Durchführung werden die immobilisierten Zellen in einer Konzentration von 5 bis 15 g/dl in einer Glycinlösung suspendiert. Die Suspension wird 5 bis 30 Stunden unter Rühren bei 20 bis 400C umgesetzt, um Glycin in L-Serin zu verwandeln. Nach beendeter Umsetzung wird das erhaltene Gemisch filtriert oder zentrifugiert, wodurch man ein Filtrat oder einen Überstand mit einem Gehalt an L-Serin erhält. Vorzugsweise beträgt die Glycinkonzentration in der GlycinlösungWhen carried out in batches, the immobilized cells are suspended in a concentration of 5 to 15 g / dl in a glycine solution. The suspension is reacted for 5 to 30 hours with stirring at 20 to 40 ° C. in order to convert glycine into L-serine. After the completion of the reaction, the resulting mixture is filtered or centrifuged, whereby a filtrate or a supernatant containing L-serine is obtained. The glycine concentration in the glycine solution is preferably

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5 bis 50 g/Liter, bezogen auf das Gesamtvolumen aus Glycinlösung und immobilisierten Zellen. Die immobilisierten Zellen werden aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt und können wieder verwendet werden.5 to 50 g / liter, based on the total volume of glycine solution and immobilized cells. The immobilized cells are separated from the reaction mixture and can be used again be used.

Bei der Verwendung von Säulen werden 5 bis 50 g/Liter Glycinlösung über eine mit immobilisierten Zellen gepackte Säule gegeben, wodurch in der Lösung L-Serin gebildet wird.When using columns, 5 to 50 g / liter of glycine solution are required passed through a column packed with immobilized cells, whereby L-serine is formed in the solution.

Beim Fliessbettverfahren werden die immobilisierten Zellen im Eeaktor unter Verwendung von Luft und einem Phosphatpuffer mit einem Gehalt an 5 bis 50 g/Liter Glycin und 0,5 bis 5 g/dl einer anorganischen Verbindung, wie Magnesiumsulfat, Mangansulfat und Phosphat, als Wirbelschicht gehalten, wodurch in der Lösung L-Serin gebildet wird. Die Fliessbettreaktion wird bei einem pH-Wert von 5 bis 9 und Temperaturen von 20 bis 4O°C durchgeführt. Nach beendeter Umsetzung werden die Mikroorganismenzellen und der Niederschlag nach herkömmlichen Verfahren aus dem Gemisch oder der Gärflüssigkeit entfernt. Anschliessend wird aus der erhaltenen Lösung nach an sich üblichen Verfahren L-Serin gewonnen, beispielsweise durch Behandlung mit einem Ionenaustauscherharz.In the fluidized bed process, the immobilized cells are placed in the reactor using air and a phosphate buffer with a content of 5 to 50 g / liter glycine and 0.5 to 5 g / dl of an inorganic compound such as magnesium sulfate, Manganese sulfate and phosphate, kept as a fluidized bed, whereby L-serine is formed in the solution. the Fluidized bed reaction is carried out at a pH of 5 to 9 and Temperatures of 20 to 40 ° C carried out. After finished The microorganism cells and the precipitate are converted from the mixture or the precipitate by conventional methods Removed fermentation liquid. Subsequently, L-serine is obtained from the solution obtained by conventional methods, for example by treatment with an ion exchange resin.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.

Beispiel 1 Fermentierung Example 1 Fermentation

Es v/ird der Stamm Nocardia butanica KY 7985, FERM-P 3782, NRRL 11189, verwendet. Eine öse einer Anzuchtkultur, die durch 2-tägige Züchtung bei 300C auf einer Agarplatte mit einem Gehalt an 0,5 g/dl Glucose, 0,5 g/dl Hefeextrakt, 2 g/dl Pepton, 0,5 g/dl NaCl und 2 g/dl Agar (pH-Wert 7,2) erhalten worden ist,The strain Nocardia butanica KY 7985, FERM-P 3782, NRRL 11189 is used. An eyelet of a seed culture, the day-2 by culturing at 30 0 C on an agar plate containing 0.5 g / dl of glucose, 0.5 g / dl yeast extract, 2 g / dl peptone, 0.5 g / dl NaCl and 2 g / dl agar (pH 7.2) has been obtained,

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wird auf 7 ml eines Anzuchtmediums mit einem Gehalt an 4 g/dl Glucose, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4. 7H2O, 0,3 g/dl Harnstoff, 50 ,ug/Liter Biotin, 0,5 g/dl Hefeextrakt und 2 g/dl Pepton (pH-Wert 7,2), das sich in einem grossen Reagenzglas (20 χ 190 mm) befindet, überimpft. Die Züchtung wird 24- Stunden unter Schütteln bei 300C durchgeführt. 1 ml der erhaltenen Anzuchtkultur wird auf 20 ml eines Fermentationsmediums mit einem Gehalt an 3 g/dl Glucose, 1 g/dl (NH4)2S0^, 0,2 g/dl Hefeextrakt, 1 g/dl Glycin, 0,001 g/dl FeS04.7H2.0, 0,001 g/dl MnSO4.nH20, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4 und 3 g/dl CaCO, (pH-Wert 7,0), das sich in einem 300 ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft. Die Züchtung wird 4 Tage bei 300C unter Schütteln durchgeführt. Man erhält L-Serin in einer Ausbeute von 3,5 mg/ml,is based on 7 ml of a culture medium with a content of 4 g / dl glucose, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 . 7H 2 O, 0.3 g / dl urea, 50 μg / liter biotin, 0.5 g / dl yeast extract and 2 g / dl peptone (pH 7.2), which is in a large test tube (20 χ 190 mm) is inoculated. The cultivation is carried out with shaking at 30 ° C. for 24 hours. 1 ml of the culture culture obtained is added to 20 ml of a fermentation medium with a content of 3 g / dl glucose, 1 g / dl (NH 4 ) 2 S0 ^, 0.2 g / dl yeast extract, 1 g / dl glycine, 0.001 g / dl FeSO 4 .7H 2 .0, 0.001 g / dl MnSO 4 .nH 2 0, 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 and 3 g / dl CaCO (pH 7.0), which is in a 300 ml Erlenmeyer flask, inoculated. The cultivation is carried out for 4 days at 30 ° C. with shaking. L-serine is obtained in a yield of 3.5 mg / ml,

Reinigungcleaning

Nach beendeter Züchtung wird 1 Liter Gärflüssigkeit zur Entfernung von Mikroorganismenzellen und Niederschlag zentrifugiert. Der erhaltene Überstand wird auf eine mit 400 ml eines stark sauren Kationenaustauscherharzes (H+-Form) gepackte Säule gegeben, um daran L-Serin zu adsorbieren. Nach dem Waschen des Kunstharzes mit 1,5 Liter Wasser wird mit 0,5 n wässrigem Ammoniak eluiert. Die Fraktionen mit einem Gehalt an L-Serin werden gesammelt und auf ein Volumen von I5 ml eingeengt. Sodann wird 0,1 m Citratpuffer vom pH-Wert 3,41 hergestellt, indem- man 21,01 g Citronensäure in 200 ml 1 η Natriumhydroxidlösung löst und 110 ml 1 η Salzsäure und 5 ml Thioglykol zusetzt und die erhaltene Lösung mit Wasser auf 1 Liter auffüllt. Nach dem -Einstellen des pH-Werts des vorstehenden Konzentrats mit Citronensäure auf 3,41 wird die erhaltene Lösung auf eine mit stark saurem Kationenaustauscherharz in der Na+-Form gepackte Säule der Abmessungen 3,2 χ 85 cm, dieAfter cultivation is complete, 1 liter of fermentation liquid is centrifuged to remove microorganism cells and precipitate. The obtained supernatant is placed on a column packed with 400 ml of a strongly acidic cation exchange resin (H + form) to adsorb L-serine thereon. After washing the synthetic resin with 1.5 liters of water, it is eluted with 0.5 N aqueous ammonia. The fractions containing L-serine are collected and concentrated to a volume of 15 ml. 0.1 M citrate buffer with a pH of 3.41 is then prepared by dissolving 21.01 g of citric acid in 200 ml of 1 η sodium hydroxide solution and adding 110 ml of 1 η hydrochloric acid and 5 ml of thioglycol and diluting the resulting solution with water to 1 Liter fills up. After adjusting the pH of the above concentrate to 3.41 with citric acid, the solution obtained is loaded onto a 3.2 χ 85 cm column packed with strongly acidic cation exchange resin in the Na + form, the

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mit dem Citratpuffer äquilibriert worden ist, gegeben. Das L-Serin wird an dieser Säule adsorbiert. Die Elution wird mit dem vorstehenden Citratpuffer vom pH-Wert 3»4-1 durchgeführt. Während der Elution wird die Säule auf einer Temperatur von 37,50C gehalten. Die Fraktionen mit einem Gehalt an L-Serin wer den gesammelt und über eine mit 385 nil stark saurem Kationenaustauscherharz in der H+-Form gepackte Säule gegeben. Sodann wird das Kunstharz mit Wasser gewaschen und mit 0,5 η wässrigem Ammoniak eluiert. Die Fraktionen mit einem Gehalt an L-Serin werden gesammelt und unter vermindertem Druck auf 100 ml eingeengt. Das erhaltene Konzentrat wird mit Aktivkohle entfärbt und auf 20 ml eingeengt. Die erhaltene Lösung wird auf 5°C abgekühlt und langsam mit 70 % (Volumen/Volumen) Äthanol, auf 5°C gekühlt, versetzt, wobei L-Serin kristallisiert. Die erhaltenen rohen Kristalle werden aus Alkohol umkristallisiert. Man erhält 1,9 g kristallines L-Serin.has been equilibrated with the citrate buffer, given. The L-serine is adsorbed on this column. The elution is carried out with the above citrate buffer of pH 3 »4-1. During elution, the column is maintained at a temperature of 37.5 0 C. The fractions containing L-serine were collected and passed through a column packed with 385 nil strongly acidic cation exchange resin in the H + form. The synthetic resin is then washed with water and eluted with 0.5 η aqueous ammonia. The fractions containing L-serine are collected and concentrated to 100 ml under reduced pressure. The concentrate obtained is decolorized with activated charcoal and concentrated to 20 ml. The solution obtained is cooled to 5 ° C. and 70% (volume / volume) ethanol, cooled to 5 ° C., is slowly added, L-serine crystallizing. The crude crystals obtained are recrystallized from alcohol. 1.9 g of crystalline L-serine are obtained.

Zur Kontrolle wird das gleiche Fermentationsverfahren wiederholt, mit der Abänderung, dass Kocardia butanica ATCC 21197 verwendet wird. Man erhält L-Serin in einer Ausbeute von 2,0 mg/ml.As a control, the same fermentation process is repeated, with the modification that Kocardia butanica ATCC 21197 is used. L-serine is obtained in a yield of 2.0 mg / ml.

Beispiel 2Example 2

Das Fernentationsverfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Abänderung, dass ein Medium mit einem Gehalt an 8 g/dl Glucose und 2,5 g/dl Glycin anstelle von 3 g/dl Glucose und 1 g/dl Glycin als Fermentationsmedium verwendet wird und dass 50 Stunden nach der Überimpfung 1 % (Volumen/Volumen) Propylenglykol zugesetzt werden. Die Züchtung wird 73 Stunden durchgeführt. L-Serin wird in einer Menge von 9,5 mg/ml gebildet.The distantation process of Example 1 is repeated, with the modification that a medium containing 8 g / dl glucose and 2.5 g / dl glycine is used as the fermentation medium instead of 3 g / dl glucose and 1 g / dl glycine and that 50 hours after the inoculation 1 % (volume / volume) propylene glycol is added. Cultivation is carried out for 73 hours. L-serine is formed in an amount of 9.5 mg / ml.

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- η- η

Beispiel 3Example 3

Es werden die L-Serin bildenden Mutanten Nocardia butanica IE-36, KY 7988, NBEL 11059 und Nocardia butanica KY 7985, NREL 11189, verwendet. Die Mutanten werden auf 7 ml eines Anzuchtmediums vom pH-Wert 7»2 mit einem Gehalt an 4 g/dl Glucose, 0,3 g/dl Harnstoff, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,5 g/dl Hefeextrakt, 2 g/dl Pepton und 50 ^ig/Liter Biotin, das sich in einem 50 ml fassenden grossen Reagenzglas (20 χ 190 mm) befindet, überimpft. Die Züchtung wird 24 Stunden bei 300C durchgeführt. 2 ml der erhaltenen Anzuchtkultur werden auf 20 ml eines Fennentationsmediums mit einem Gehalt an 5 g/dl Glucose, 0,5 g/dl NH4Cl, 2 g/dl Glycin, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.TH2O, 0,01 g/dl NaCl, 1 mg/dl FeSO4.7H5O, 1 mg/dl MnSO4. nH20, 1 g/dl Pepton, 2 g/dl Mg5(PO4)^.8H3O (pH-Wert 8,2), das sich in einem 300 ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft. Die Züchtung wird 5 Tage unter Schütteln bei 300C durchgeführt. Dabei wird L-Serin in einer Ausbeute von 8,6 mg/ml bzw. 6,5 mg/ml gebildet. Die Menge an restlichem Glycin beträgt 1,0 mg/ml bzw. 6,0 mg/ml.The L-serine-producing mutants Nocardia butanica IE-36, KY 7988, NBEL 11059 and Nocardia butanica KY 7985, NREL 11189 are used. The mutants are grown on 7 ml of a culture medium with a pH of 7 »2 with a content of 4 g / dl glucose, 0.3 g / dl urea, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.5 g / dl yeast extract, 2 g / dl peptone and 50% / liter biotin, which is contained in a 50 ml large test tube (20 χ 190 mm) is inoculated. The cultivation is carried out at 30 ° C. for 24 hours. 2 ml of the culture culture obtained are added to 20 ml of a separation medium with a content of 5 g / dl glucose, 0.5 g / dl NH 4 Cl, 2 g / dl glycine, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0, 05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 .TH 2 O, 0.01 g / dl NaCl, 1 mg / dl FeSO 4 .7H 5 O, 1 mg / dl MnSO 4 . nH 2 0.1 g / dl peptone, 2 g / dl Mg 5 (PO 4 ) ^. 8H 3 O (pH 8.2), which is in a 300 ml Erlenmeyer flask. The cultivation is carried out at 30 ° C. for 5 days with shaking. L-serine is formed in a yield of 8.6 mg / ml or 6.5 mg / ml. The amount of residual glycine is 1.0 mg / ml and 6.0 mg / ml, respectively.

Zur Kontrolle wir»d das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt, mit der Abänderung, dass Nocardia butanica ATCC 21197 verwendet wird. Man erhält 4,8 mg/ml L-Serin.For control purposes, the procedure described above is repeated, with the modification that Nocardia butanica ATCC 21197 is used. 4.8 mg / ml L-serine are obtained.

Nach beendeter Züchtung von Nocardia butanica NRBL 11059 wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gereinigt. Man erhält 5»1 g kristallines L-Serin.After the cultivation of Nocardia butanica NRBL 11059 becomes purified in a manner similar to Example 1. You get 5 »1 g crystalline L-serine.

Beispiel 4Example 4

Es werden die in Tabelle V angegebenen, L-Serin bildenden Mutanten verwendet. Zum Vergleich wird Nocardia butanicaThe L-serine-forming compounds shown in Table V are used Mutants used. For comparison, Nocardia butanica is used

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ATCC 21197 verwendet.ATCC 21197 used.

0,25 ml einer Anzuchtkultur, die durch Züchtung der in Tabelle V angegebenen Mikroorganismen genrics Beispiel 3 erhalten worden ist, werden auf 5 nil einer. ?ermentationsmediums vom pH-Wert 6,1 mit einem Gehalt an 5 g/dl Glucose, 1 g/dl (NH4)pSO4, 2 g/dl. Glycin, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 ß/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,01 g/dl HaCl1 1 mg/dl FeSO4.7H3O, 1 mg/dl MnSO4.nlipO, 1 g/dl Pepton und 3 g/dl CaCO2., das sich in einem grossen Reagenzglas befindet, überimpft. Die Züchtung wird 4 Tage unter Schütteln bei 300C durchgeführt. Die Ausbeuten an L-Serin sind in Tabelle V angegeben.0.25 ml of a seed culture, which has been obtained by culturing the microorganisms shown in Table V genrics Example 3, are on 5 nil one. fermentation medium with a pH of 6.1 with a content of 5 g / dl glucose, 1 g / dl (NH 4 ) pSO 4 , 2 g / dl. Glycine, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 ß / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.01 g / dl HaCl 1 1 mg / dl FeSO 4 .7H 3 O, 1 mg / dl MnSO 4 .nlipO, 1 g / dl peptone and 3 g / dl CaCO 2. , Which is in a large test tube, inoculated. The cultivation is carried out for 4 days with shaking at 30 0 C. The yields of L-serine are given in Table V.

Tabelle V Hikroorgani smus Ausbeute an L-Serin (mg;/ml) Table V Microorganisms Yield of L-Serine (mg; / ml )

Nocardia butanica KY 7983, NRRL 11187 4,1Nocardia butanica KY 7983, NRRL 11187 4.1

11 " KY 7984, NRRL 11188 4,1 11 "KY 7984, NRRL 11188 4.1

" " KY 7986, IiRRL 11190 2,9"" KY 7986, IiRRL 11190 2.9

11 " KY 7987, NRRL 11191 2,8 11 "KY 7987, NRRL 11191 2.8

" KY 7985, NRRL 11189 2,0"KY 7985, NRRL 11189 2.0

" " ATCC 21197 0,5"" ATCC 21197 0.5

Beispiel 5Example 5

Es werden die in Tabelle VI angegebenen Mikroorganismen verwendet. Das Verfahren von Beispiel 3 wird wiederholt, mit der Abänderung, dass 0,25 ffll einer gemäss Beispiel 3 erhaltenen Anzuchtkultur auf 5 ml des Fermentationsmediums von Beispiel 3 überinpft werden. Die Ausbeuten an L-Serin sind in Tabelle VI angegeben.The microorganisms shown in Table VI are used. The procedure of Example 3 is repeated, with the modification that 0.25 ffl l of a seed culture obtained according to Example 3 is inoculated onto 5 ml of the fermentation medium from Example 3. The yields of L-serine are given in Table VI.

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Tabelle VI Mikroorganismus Ausbeute an L-Serin (mg/ml)Table VI Microorganism Yield of L-Serine (mg / ml)

Nocardia butanica KY 7989, NRRL 11192 7,0Nocardia butanica KY 7989, NRRL 11192 7.0

11 n KY 7990, NRRL 11193 9,5 11 n KY 7990, NRRL 11193 9.5

η ti KY 799^1 NRRL 11194 9,0η ti KY 799 ^ 1 NRRL 11194 9.0

11 KY 7985, NRRL 11189 6,0 11 KY 7985, NRRL 11189 6.0

11 " ATCC 2II97 4,5 11 "ATCC 2II97 4.5

Beispiel 6Example 6

Es wird Nocardia butanica IS-56, KY 7988, FERM-P 3768, NRRL IIO59 verwendet. Eine öse einer durch 2-tägige Züchtung bei 30CC in einer Hefe-Bouillon-Schrägkultur mit einem Gehalt an 0,5 g/dl Hefeextrakt, 1 g/dl Pepton, 1 g/dl Fleischextrakt, 0,5 g/dl NaCl und 2 g/dl Agar (pH-Wert 7,2) erhaltenen Anzuchtkultur wird auf 7 ml eines Anzuchtmediums mit einem Gehalt an 4 g/dl Glucose, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4. 7H2O, 0,5 g/dl Hefeextrakt und 2 g/dl Pepton (pH-Wert 7,2), das sich in einem 50 ml fassenden grossen Reagenzglas (20 χ 190 mm) befindet, überimpft. Die Züchtung wird 24 Stunden bei 300C durchgeführt. 1 ml der erhaltenen Anzuchtkultur wird auf 20 ml eines FermentationFjnediums der folgenden Zusammensetzung, das sich in einem 250 ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft:Nocardia butanica IS-56, KY 7988, FERM-P 3768, NRRL IIO59 is used. A loop obtained by culturing for 2 days at 30 C C in a yeast broth slant culture with a content of 0.5 g / dl yeast extract, 1 g / dl peptone, 1 g / dl meat extract, 0.5 g / dl NaCl and 2 g / dl agar (pH 7.2) is grown on 7 ml of a culture medium with a content of 4 g / dl glucose, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dL MgSO 4 . 7H 2 O, 0.5 g / dl yeast extract and 2 g / dl peptone (pH 7.2), which is in a 50 ml large test tube (20 χ 190 mm), inoculated. The cultivation is carried out at 30 ° C. for 24 hours. 1 ml of the culture culture obtained is inoculated into 20 ml of a fermentation medium of the following composition, which is in a 250 ml Erlenmeyer flask:

Glucose 5 g/dl (NH4)2S04 1 g/dl Glycin 2,5 g/dlGlucose 5 g / dl (NH 4 ) 2 SO 4 1 g / dl glycine 2.5 g / dl

KH2PO4 0,15 g/dl (0,0Ii η Phosphationen) KH 2 PO 4 0.15 g / dl (0.0Ii η phosphate ions)

K0HPO. 0,05 g/dl (0,003 m Phosphat- * ionen)K 0 HPO. 0.05 g / dl (0.003 m phosphate * ions)

809822/0998809822/0998

Mg3(P04)2.8H20Mg 3 (P0 4) 2 · 8H 2 0 3 g/dl (0,147 m Phosphationen)3 g / dl (0.147 m phosphate ions) MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 0,05 g/dl0.05 g / dl Fe SO,.. 7HpOFe SO, .. 7HpO 0,001 g/dl0.001 g / dl MnSO4.nH20MnSO 4 .nH 2 0 0,001 g/dl0.001 g / dl PeptonPeptone 1 g/dl1 g / dl CaCO5 CaCO 5 3 g/dl3 g / dl (pH-Wert(PH value 7,0)7.0)

Die Züchtung wird 5 Tage unter Schütteln bei 300C durchgeführt. Es werden 8,4 mg/ml L-Serin gebildet.The cultivation is carried out at 30 ° C. for 5 days with shaking. 8.4 mg / ml L-serine are formed.

Zum Vergleich wird das vorstehende Verfahren wiederholt, mit der Abänderung, dass ein Fermentationsmedium ohne Mg;, (PO4 )2· 8H2O verwendet wird, das 0,014 m an Phosphationen ist. Es werden 2,5 mg/ml L-Serin gebildet. Nach beendeter Züchtung werden 1 Liter der vorstehend erhaltenen Gärflüssigkeit auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gereinigt. Man erhält 4,0 g kristallines L-Serin.For comparison, the above procedure is repeated with the modification that a fermentation medium without Mg ;, (PO 4 ) 2 · 8H 2 O, which is 0.014 m in phosphate ions, is used. 2.5 mg / ml L-serine are formed. After the completion of the cultivation, 1 liter of the fermentation liquor obtained above is purified in a manner similar to that in Example 1. 4.0 g of crystalline L-serine are obtained.

Beispiel7Example7

Es wird Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059 verwendet. Die Anzuchtkultur wird gemäss Beispiel 6 durchgeführt. 0,25 ml der erhaltenen Anzuchtkultur werden auf 5 ml Fermentationsmedien der nachstehend angegebenen Zusammensetzungen (Medium I und II), die sich in 50 ml-Reagenzgläsern befinden, überimpft.Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059 is used. The seed culture is carried out according to Example 6. 0.25 ml of the The culture culture obtained are transferred to 5 ml of fermentation media the compositions given below (medium I and II), which are in 50 ml test tubes, inoculated.

Medium IMedium I.

Glucoseglucose 5 g/dl5 g / dl (NH4)2S04 (NH 4 ) 2 S0 4 0,4 g/dl0.4 g / dl KH2PO4 KH 2 PO 4 0,15 g/dl0.15 g / dl K2HPO4 K 2 HPO 4 0,05 g/dl0.05 g / dl

809822/0998809822/0998

MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 0,05 g/dl0.05 g / dl PeSO4.7H2OPeSO 4 .7H 2 O 0,001 g/dl0.001 g / dl MnSO4. XiH2OMnSO 4 . XiH 2 O 0,001 g/dl0.001 g / dl GlycinGlycine 2 g/dl2 g / dl PeptonPeptone 1 g/dl 1 g / dl CaCO3 CaCO 3 3 g/dl3 g / dl pH-WertPH value 7,07.0

Dieses Medium ist 0,014 m an Phosphationen.This medium is 0.014 m in phosphate ions.

Medium IIMedium II

Dieses Medium weist die gleiche Zusammensetzung wie das Medium I auf, wobei zusätzlich die in Tabelle VII angegebenen Hiosphatmengen vorhanden sind.This medium has the same composition as medium I, with the additional amounts of phosphate given in Table VII available.

Die Züchtung wird gemäss Beispiel 6 durchgeführt. Die Ausbeuten an L-Serin sind in Tabelle VII angegeben.The cultivation is carried out according to Example 6. The yields of L-serine are given in Table VII .

(2)(2) Tabelle VIITable VII Ausbeute an L-Serin
(mg/ml)
Yield of L-serine
(mg / ml)
Phosphatzusatz
(%, Gew./Vol.)
Phosphate addition
(%, W / v)
(2)(2) Gesamtkonzentration
an Phosphationen (m)
Total concentration
of phosphate ions
7,07.0
Hg5(PO4VSH2OHg 5 (PO 4 VSH 2 O (2)(2) 0,1120.112 7,57.5 MgHPO4.3H2OMgHPO 4 .3H 2 O (2)
(2)
(2)
(2)
0,1290.129 2,52.5
Ca3(PO4)2 Ca 3 (PO 4 ) 2 (2)(2) 0,1430.143 1,8
2,0
1.8
2.0
Mg2(P2O7).3H2O
Zn-^(PO, )„.4Ho0
Mg 2 (P 2 O 7 ). 3H 2 O
Zn - ^ (PO,) ". 4H o 0
(3)(3) 0,159
0,102
0.159
0.102
6,06.0
K3P04.nH20K 3 P0 4 .nH 2 0 0,089*0.089 * 1,01.0 + Mg2SO4.7H2O
(keiner)
+ Mg 2 SO 4 .7H 2 O
(none)
0,0140.014

• K3PO4.nH20 berechnet als Trihydrat • K 3 PO 4 .nH 2 0 calculated as trihydrate

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Beispiel 8Example 8

Nocardia butanica KY 7990, KRRL 11193 wird auf 30 ml eines Anzuchtmediums mit einem Gehalt an 4 g/dl Glucose, 0,15 g/dl KH2PO^, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl M5SO4.7H2O, 0,5 g/dl Hefeextrakt und 2 g/dl Pepton (pH-Wert 7,2), das sich in einem 3OO ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft. Die Züchtung wird 24 Stunden unter Schütteln bei 300C durchgeführt. 1 ml der erhaltenen Anzuchtkultur wird auf 30 ml eines Fermentationsmediums mit einem Gehalt an 8 g/dl Glucose, 1 g/dl (NH^)2SO4, 1 g/dl Pepton, 3 g/dl Mg3(PO4)2#8H2O, 0,15 g/dl KH3PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,001 g/dl FeSO4.7H3O und 0,001 g/dl MnSO4.4H2O (pH-Wert 7,2),das sich in 15 mit Prallplatten ausgerüsteten 300 ml-iirlenmeyerkolben befindet, überimpft. Die Züchtung wird 24 Stunden unter Schütteln bei 30°C durchgeführt. Anschliessend wird das Medium mit 2 ml einer Glycinlösung mit einem Gehalt von 2 g/dl versetzt. Die Züchtung wird weitere 16 Stunden durchgeführt. Die erhaltenen Gärflüssigkeiten werden vereinigt. Das Gemisch wird zur Gewinnung der Mikroorganismenzellen zentrifugiert. Die erhaltenen Zellen werden in 0,2 m Phosphatpuffer mit einem Gehalt an 2,5 g/dl Glycin suspendiert. Man erhält eine Suspension mit einem Gehalt an 60 mg/ml, bezogen auf das Trockengewicht der Zellen. Anschliessend wird die Suspension in einen 300 ml-Erlenmeyerkolben gegossen. Die Umsetzung wird 20 Stunden unter Schütteln bei 300C durchgeführt. L-Serin wird in einer Ausbeute von 12 mg/ml gebildet.Nocardia butanica KY 7990, KRRL 11193 is added to 30 ml of a growing medium with a content of 4 g / dl glucose, 0.15 g / dl KH 2 PO ^, 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl M 5 SO 4 .7H 2 O, 0.5 g / dl yeast extract and 2 g / dl peptone (pH 7.2), which is in a 3OO ml Erlenmeyer flask, inoculated. The cultivation is carried out with shaking at 30 ° C. for 24 hours. 1 ml of the culture culture obtained is added to 30 ml of a fermentation medium with a content of 8 g / dl glucose, 1 g / dl (NH ^) 2 SO 4 , 1 g / dl peptone, 3 g / dl Mg 3 (PO 4 ) 2 # 8H 2 O, 0.15 g / dL KH 3 PO 4 , 0.05 g / dL K 2 HPO 4 , 0.05 g / dL MgSO 4 .7H 2 O, 0.001 g / dL FeSO 4 .7H 3 O and 0.001 g / dl MnSO 4 .4H 2 O (pH 7.2), which is in 15 300 ml Iirlenmeyer flasks equipped with baffle plates. The cultivation is carried out with shaking at 30 ° C for 24 hours. Then 2 ml of a glycine solution with a content of 2 g / dl are added to the medium. The cultivation is carried out for another 16 hours. The fermentation liquids obtained are combined. The mixture is centrifuged to collect the microorganism cells. The cells obtained are suspended in 0.2 M phosphate buffer with a content of 2.5 g / dl glycine. A suspension is obtained with a content of 60 mg / ml, based on the dry weight of the cells. The suspension is then poured into a 300 ml Erlenmeyer flask. The reaction is carried out at 30 ° C. for 20 hours with shaking. L-serine is formed in a yield of 12 mg / ml.

Beispiel 9Example 9

Es wird Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059 verwendet. Die Anzuchtkultur wird gemäss Beispiel 6 durchgeführt. 2 ml der erhaltenen Anzuchtkultur werden auf 20 ml eines Fermentationsmediums mit einen Gehalt an 5 g/dl Glucose, 1 g/dl (NH4)2S04,Nocardia butanica KY 7988, NRRL 11059 is used. The seed culture is carried out according to Example 6. 2 ml of the culture culture obtained are added to 20 ml of a fermentation medium with a content of 5 g / dl glucose, 1 g / dl (NH 4 ) 2 S0 4 ,

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2,5 g/dl Glycin, 0,15 g/dl KH2PO4, 0,05 g/dl K2HPO4, 0,05 g/dl MgSO4.7H2O, 0,001 g/dl FeSO4.7H5O, 0,001 g/dl MnSO4.nH20, 1 g/dl Pepton und 3 g/dl Mg5(PO4)2.8H2O (pH-Wert 7,0), das sich in einem 300 ml-Erlenmeyerkolben befindet, überimpft. Die Züchtung wird 48 Stunden unter Schütteln bei 30° C durchgeführt. Die Glucosekonzentration beträgt nach der Züchtung weniger als 1 g/dl. Zu diesem Zeitpunkt ist das Wachstum des Mikroorganismus beendet, wie sich aus den nachstehenden Ausführungen ergibt. 0,5 ml der Gärflüssigkeit werden mit 0,5 ml 6 η Salzsäure versetzt, um in der Gärflüssigkeit vorhandene unlösliche Bestandteile mit Ausnahme der Mikroorganismenzellen zu lösen. Anschliessend wird die optische Dichte der nach Zusatz von 24 ml Wasser erhaltenen Suspension bei einer Wellenlänge von 660 mu mit einem Spektrophotometer gemessen. Es ergibt sich ein Wert von 0,27. Dieser Wert entspricht dem Wert, der 2 Stunden vorher auf die gleiche Weise gemessen worden ist.2.5 g / dl glycine, 0.15 g / dl KH 2 PO 4 , 0.05 g / dl K 2 HPO 4 , 0.05 g / dl MgSO 4 .7H 2 O, 0.001 g / dl FeSO 4 . 7H 5 O, 0.001 g / dl MnSO 4 .nH 2 0, 1 g / dl peptone and 3 g / dl Mg 5 (PO 4 ) 2 .8H 2 O (pH 7.0), which is in a 300 ml Erlenmeyer flask is inoculated. The cultivation is carried out with shaking at 30 ° C. for 48 hours. The glucose concentration after cultivation is less than 1 g / dl. At this point in time, the growth of the microorganism has ended, as can be seen from the following explanations. 0.5 ml of 6 η hydrochloric acid are added to 0.5 ml of the fermentation liquid in order to dissolve any insoluble constituents present in the fermentation liquid, with the exception of the microorganism cells. The optical density of the suspension obtained after adding 24 ml of water is then measured at a wavelength of 660 μm using a spectrophotometer. The result is a value of 0.27. This value corresponds to the value measured in the same way 2 hours earlier.

Anschliessend werden die in Tabelle VIII angegebenen Zusätze in den angegebenen Konzentrationen zugesetzt. Die Züchtung wird 72 Stunden fortgesetzt. Die Ausbeuten an L-Serin sind in Tabelle VIII angegeben.The additives indicated in Table VIII are then added in the indicated concentrations. Breeding will 72 hours continued. The yields of L-serine are given in Table VIII.

Nach beendeter Züchtung wird 1 Liter der unter Verwendung von Aceton als Zusatz bei der Züchtung erhaltenen Gärflüssigkeit gereinigt. Die Reinigung wird gemäss Beispiel 1 durchgeführt. Man erhält 6,2 g kristallines L-Serin.When the cultivation is complete, 1 liter of the fermentation liquor obtained using acetone as an additive in the cultivation becomes cleaned. The cleaning is carried out according to Example 1. 6.2 g of crystalline L-serine are obtained.

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Tabelle VIIITable VIII 33 Ausbeute an L-Serin
(mg/ml)
Yield of L-serine
(mg / ml)
Konzentration
Zusatz (%, Vol./Vol.)
concentration
Addition (%, Vol./Vol.)
33 13,013.0
LigroinLigroin 11 10,4-10.4- CyclohexanCyclohexane 11 10,810.8 MethanolMethanol 0,50.5 9,09.0 ÄthanolEthanol 11 11,911.9 Acetonacetone o,5o, 5 9,59.5 MethyläthylketonMethyl ethyl ketone 11 10,510.5 EssigsäureäthylesterEthyl acetate 0,30.3 10,010.0 EssigsäuremethylesterMethyl acetate 22 10,010.0 CitronensäuretributylesterCitric acid tributyl ester 11 9,59.5 1,4-Dioxan1,4-dioxane 0,50.5 9,89.8 Te trahydrofuranTetrahydrofuran 0,50.5 10,010.0 PropylenglykolPropylene glycol 0,130.13 9,59.5 1,3-Butandiol1,3-butanediol 0,130.13 9,09.0 AthylenglykolmonoathylatherEthylene glycol monoethyl ether - 9,09.0 Äthylenglykolmonomethyl-
ätheracetat
Ethylene glycol monomethyl
ether acetate
8,28.2
kein Zusatzno addition

Beispiel 10Example 10

Die Anzuchtkultur wird gemäss Beispiel 8 durchgeführt. 100 ml der Anzuchtkultur werden auf 3 Liter des Fermentationsmediums gemäss Beispiel 8, das zusätzlich 0,01 g/dl CaCIp.2HpO enthält und sich in einem 5 Liter-Fermenter befindet, überimpft. Die Züchtung wird 48 Stunden unter Belüftung und Begegung bei 300C durchgeführt. Die Gärflüssigkeit wird sodann zentrifugiert. Die erhaltenen Mikroorganismenzellen werden 2 mal mit 0,1 m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 gewaschen und inThe seed culture is carried out according to Example 8. 100 ml of the seed culture are inoculated onto 3 liters of the fermentation medium according to Example 8, which additionally contains 0.01 g / dl CaClp.2HpO and is located in a 5 liter fermenter. The cultivation is carried out for 48 hours under aeration and Begegung at 30 0 C. The fermentation liquid is then centrifuged. The microorganism cells obtained are washed twice with 0.1 M phosphate buffer of pH 7.0 and in

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gefrorenem Zustand in Phosphatpuffer aufbewahrt. 5 g Äthylcellulose (50 bis 100 Cp) werden in einem Lösungsmittelgemisch aus 72,5 g Benzol und 25,5 g η-Hexan mit einem Gehalt an Sorbitanmonolaurat als Dispergiermittel gelöst.Stored frozen in phosphate buffer. 5 g ethyl cellulose (50 to 100 Cp) are in a solvent mixture of 72.5 g of benzene and 25.5 g of η-hexane with a Dissolved content of sorbitan monolaurate as a dispersant.

Ferner werden 5 g eingefrorene Mikroorganismenzellen (Trockengewicht) in 50 ml 0,1 m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 mit einem Gehalt an 100 mg Mg(H3PO^)2 und 100 mg Mg,(P0^)2 suspendiert. Die erhaltene Suspension wird zu der Äthylcelluloselösung gegeben. Das Gemisch wird gründlich unter Bildung einer ersten Emulsion gerührt. Anschliessend wird die Emulsion zu 500 ml einer Iprozentigen (Gewicht/Volumen) Polyäthylenglykollösung (durchschnittliches Molekulargewicht 6000) vom pH-Wert 8 bis 9 gegeben und mit Eis auf 10 bis 150C gekühlt. Das Gemisch wird unter Bildung einer zweiten Emulsion gerührt. Diese Emulsion wird kontinuierlich in einer Geschwindigkeit von 10 bis I5 ml/min zu mit Eiswasser gekühltem n-Hexan (5 bis 100C) gegeben, um das Benzol zu entfernen und die Äthylcellulose zu kristallisieren. Nach 1 Stunde erhält man in Äthylcellulose eingeschlossene immobilisierte Zellen. Der Teilchendurchmesser beträgt 5 bis 100 u.Furthermore, 5 g of frozen microorganism cells (dry weight) are suspended in 50 ml of 0.1 M phosphate buffer with a pH of 7.0 and containing 100 mg of Mg (H 3 PO ^) 2 and 100 mg of Mg, (P0 ^) 2. The suspension obtained is added to the ethyl cellulose solution. The mixture is stirred thoroughly to form a first emulsion. The emulsion is then added to 500 ml of a 1 percent (weight / volume) polyethylene glycol solution (average molecular weight 6000) at pH 8 to 9 and cooled to 10 to 15 ° C. with ice. The mixture is stirred to form a second emulsion. This emulsion is continuously fed in a rate of 10 to I5 ml / min to cooled with ice water, n-hexane (5 to 10 0 C) to crystallize, the benzene to remove and ethylcellulose. After 1 hour, immobilized cells enclosed in ethyl cellulose are obtained. The particle diameter is 5 to 100 µ.

Die Aktivität der immobilisierten Zellen beträgt etwa 50 bis 60 Prozent der Aktivität der Zellen vor der Immobilisierung. Die Menge an eingeschlossenen Zellen beträgt 500 bis 350 mg Zellen/ml Mikrokapseln. 100 ml der immobilisierten Zellen werden in einem 1 Liter-Reaktionsgefäss (90 mm χ 150 mm φ ) unter Verwendung von Luft und 0,1 m Phosphatpufferlösung vom pH-Wert 6,1 in Wirbelschicht gehalten. Die Phosphatpufferlösung enthält 0,2 g/ml Glycin, 5 g/ml Mg(H2PO^)2 und 5 g/ml Mg,(PO^)2. Diese Lösung wird dem Reaktor unter Einhaltung einer Verweilzeit von 15 bis 20 Stunden zugeführt. Es wird 50 Stunden lang kontinuierlich eine ÜberlauflösungThe activity of the immobilized cells is about 50 to 60 percent of the activity of the cells before immobilization. The amount of enclosed cells is 500 to 350 mg cells / ml microcapsules. 100 ml of the immobilized cells are kept in a 1 liter reaction vessel (90 mm 150 mm φ ) using air and 0.1 M phosphate buffer solution with a pH of 6.1 in a fluidized bed. The phosphate buffer solution contains 0.2 g / ml glycine, 5 g / ml Mg (H 2 PO ^) 2 and 5 g / ml Mg, (PO ^) 2 . This solution is fed to the reactor with a residence time of 15 to 20 hours. It becomes an overflow solution continuously for 50 hours

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mit einem Gehalt an L-Serin von 10 bis 15 mg/ml gebildet.with an L-serine content of 10 to 15 mg / ml.

Beispiel 11Example 11

Es werden 500 ml Cyclohexan als Dispersionsmedium und 4 g Sorbitanmonolaurat als Dispergiermittel vermischt und unter JSiskühlung und unter Stickstoff als Schutzgas bei 10 bis 15°C gerührt. Anschliessend wird das Gemisch mit 19,5 g Acrylamid und 0,5 6 Ν,Ν'-Bisacrylamid, das in 100 ml 0,1 m Phosphatpufferlösung vom pH-Wert 6,1 gelöst oder suspendiert ist, und mit 10 g gefrorenen Zellen (bezogen auf die Trockenbestandteile), die gemäss Beispiel 10 hergestellt worden sind, versetzt. Das erhaltene Gemisch wird mit 10 ml 2,5prozentigem (Gewicht/Volumen) N,N,N1 ,N'-Tetramethylathylendiamin als Polymerisationsstabilisator und 125 ml 2,5prozentigem (Gewicht/ Volumen) Ammoniumpersulfat als Polymerisationsinitiator versetzt. Die Polymerisationsreaktion wird 1 Stunde durchgeführt, wodurch immobilisierte Zellen gebildet werden, die in Gel eingeschlossen sind und einen Durchmesser von 500 bis 400 μ aufweisen.500 ml of cyclohexane as a dispersion medium and 4 g of sorbitan monolaurate as a dispersant are mixed and stirred at 10 to 15 ° C. while cooling with ice and under nitrogen as an inert gas. The mixture is then mixed with 19.5 g of acrylamide and 0.5 6 Ν, Ν'-bisacrylamide, which is dissolved or suspended in 100 ml of 0.1 M phosphate buffer solution with a pH of 6.1, and with 10 g of frozen cells ( based on the dry components), which have been prepared according to Example 10, added. The mixture obtained is admixed with 10 ml of 2.5 percent (weight / volume) N, N, N 1 , N'-tetramethylethylenediamine as a polymerization stabilizer and 125 ml of 2.5 percent (weight / volume) ammonium persulfate as a polymerization initiator. The polymerization reaction is carried out for 1 hour, whereby immobilized cells are formed, which are enclosed in gel and have a diameter of 500 to 400 μ .

Die Aktivität der immobilisierten Zellen beträgt etwa 50 bis 40 Prozent der Zellen vor der Immobilisierung. Die Menge der im Gel eingeschlossenen Zellen beträgt 60 bis 70 mg Zellen/ml Gel.The activity of the immobilized cells is about 50 to 40 percent of the cells before immobilization. The amount of cells enclosed in the gel is 60 to 70 mg cells / ml gel.

Anschliessend werden 100 ml Gel und 800 ml einer Glycinlösung mit einem Gehalt von 25 mg/ml in einen 1 Liter-Reaktor gegossen. Die fieaktion wird 25 Stunden bei 500C absatzweise durchgeführt. Im Reaktionsgemisch bildet sich L-Serin in einer Konzentration von 12,5 mg/ml. Sodann wird das Gel aus dem Reaktionsgemisch gewonnen. Das vorstehende Verfahren wird 2 mal unter Verwendung des zurückgewonnenen Gels wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt.Then 100 ml of gel and 800 ml of a glycine solution with a content of 25 mg / ml are poured into a 1 liter reactor. The fieaktion is carried out batchwise for 25 hours at 50 0 C. L-serine forms in a concentration of 12.5 mg / ml in the reaction mixture. The gel is then recovered from the reaction mixture. The above procedure is repeated 2 times using the recovered gel. The results are shown in Table IX.

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Tabelle IXTable IX

Umsetzungs-Anzahl der Konzentration des Konzentration des grad Verwendungen Glycins (mg/ml) L-Serins (mg/ml) (%) Conversion number of the concentration of the concentration of the degree Uses Glycine (mg / ml) L-Serine (mg / ml) (%)

11 2525th 12,512.5 50,050.0 22 2525th 11,811.8 47,247.2 33 2525th 10,510.5 42,042.0

1 Liter des ersten Beaktionsgemisches wird filtriert, um die immobilisierten Zellen zu entfernen. Der pH-Wert des überstehenden Piltrats wird mit Salzsäure auf 2,0 eingestellt. Anschliessend wird das FiItrat über eine mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz (Diaion SK-1B) gepackte Säule gegeben. Die EIution wird mit 2 η wässriger Ammoniaklösung durchgeführt. Das Eluat wird unter vermindertem Druck eingedampft. Man erhält 8,5 g L-Serin.1 liter of the first reaction mixture is filtered to remove the immobilized cells. The pH of the supernatant piltrate is adjusted to 2.0 with hydrochloric acid. Subsequently, the FiItrat is a with a strongly acidic cation exchange resin (Diaion SK-1B) packed Given column. Elution is carried out with 2 η aqueous ammonia solution carried out. The eluate is made under reduced pressure evaporated. 8.5 g of L-serine are obtained.

809822/0998809822/0998

Claims (1)

VOSSIUS · VOSSIUS HIlTL tAÜCH NERVOSSIUS · VOSSIUS HIlTL t ALSO PATENTANWÄLTE 7753Δ22PATENT Attorneys 7753Δ22 SIEBERTSTRASSE 4 · BOOO MÖNCHEN 86 PHONE: (O89) 474O7B CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX S-S9 453VOPAT D SIEBERTSTRASSE 4 BOOO MÖNCHEN 86 PHONE: (O89) 474O7B CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN TELEX S-S9 453VOPAT D u.Z.: M 451 30. November 1977u.z .: M 451 November 30, 1977 Case: 206-4Case: 206-4 KYOWA HAKKO KOGYO CO., LTD.KYOWA HAKKO KOGYO CO., LTD. Tokyo, JapanTokyo, Japan "Verfahren zur Herstellung von L-Serin auf mikrobiologischem Wege""Process for the production of L-serine in a microbiological way" Priorität: 50. November 1976, Japan, Nr. 143 748/1976Priority: November 50, 1976, Japan, No. 143 748/1976 8. Dezember 1976, Japan, Nr. 147 389/1976December 8, 1976, Japan, No. 147 389/1976 8. Dezember 1976, Japan, Nr. 147 390/1976December 8, 1976, Japan, No. 147 390/1976 20. Dezember 1976, Japan, Nr. 153 024/1976December 20, 1976, Japan, No. 153 024/1976 15. April 1977, Japan, Nr. 42 556/1977April 15, 1977, Japan, No. 42 556/1977 PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung von L-Serin auf mikrobiologischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass man Glycin in einem wässrigen Medium in Gegenwart von Mikroorganismenzellen einer Mutante der Gattung Nocardia, die zur Umsetzung von Glycin zu L-Serin in der Lage ist und die keine oder eine verminderte Fähigkeit zur Zersetzung von L-Serin und/oder eine Resistenz gegen mindestens einen Stoffwechselantagonisten von Glycin, Serin, Methionin, Glutamin, Histidin, Leucin, Isoleucin, Valin, Purin, Pyrimidin und/oder Folsäure aufweist, zu L-Serin umsetzt, L-Serin im Medium anreichert und daraus isoliert.Process for the production of L-Serine on a microbiological basis Ways, characterized in that one glycine in an aqueous medium in the presence of microorganism cells a mutant of the genus Nocardia, which is able to convert glycine to L-serine and the no or a reduced ability to decompose L-serine and / or a resistance to at least one Metabolic antagonists of glycine, serine, methionine, glutamine, histidine, leucine, isoleucine, valine, purine, pyrimidine and / or has folic acid, converts it to L-serine, L-serine enriched in the medium and isolated therefrom. 809822/0998809822/0998 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mutante verwendet, die zur Spezies Nocardia butanica gehört.2. The method according to claim 1, characterized in that using a mutant belonging to the species Nocardia butanica. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Nocardia butanica NERL 11059, Nocardia butanica NRRL 11187, Nocardia butanica NRRL 11188, Nocardia butanica NRRL 11189, Nocardia butanica NRRL 11190, Nocardia butanica NRRL 11191, Nocardia butanica NRRL 11192, Nocardia butanica NRRL 11193 oder Nocardia butanica NRRL 11194- verwendet.3. The method according to claim 1, characterized in that that Nocardia butanica NERL 11059, Nocardia butanica NRRL 11187, Nocardia butanica NRRL 11188, Nocardia butanica NRRL 11189, Nocardia butanica NRRL 11190, Nocardia butanica NRRL 11191, Nocardia butanica NRRL 11192, Nocardia butanica NRRL 11193 or Nocardia butanica NRRL 11194- used. 4·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung von Glycin zu L-Serin unter Züchtung der Mutante in einem Glycin enthaltenden Nährmedium durchführt.4 ·. Method according to claim 1, characterized in that that the conversion of glycine to L-serine with cultivation of the mutant in a glycine containing Carries out nutrient medium. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nährmedium mindestens 0,037 Mol/ Liter Phosphationen enthält.5. The method according to claim 4, characterized in that that the nutrient medium contains at least 0.037 mol / liter of phosphate ions. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nährmedium 0,05 bis 0,A- Mol/Liter Phosphationen enthält.6. The method according to claim 4, characterized in that that the nutrient medium is 0.05 to 0.1 mol / liter Contains phosphate ions. 7. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass man die Züchtung 1 bis 7 Tage bei Temperaturen von 20 bis 4O0C durchführt.7. The method according to claim 4, characterized in that one carries out the breeding 1 to 7 days at temperatures of 20 to 4O 0 C. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in einem wässrigen Medium durchführt, das Glycin und durch Züchten der Mutante erhaltene Mikroorganismenzellen enthält.8. The method according to claim 1, characterized in that that the reaction is carried out in an aqueous medium, the glycine and by culturing the mutant contains obtained microorganism cells. 809822/0998809822/0998 r/53422r / 53422 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Glycin in einer Konzentration von 0,5 bis 20 Prozent verwendet.9. The method according to claim 8, characterized in that that glycine is used at a concentration of 0.5 to 20 percent. 10. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung von Glycin zu L-Serin in Gegenwart von mindestens einem Zusatz aus der Gruppe Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, JSster, Äther, Polyalkohole und Derivate von mehrwertigen Alkoholen durchführt.10. The method according to claim 1, characterized in that that the conversion of glycine to L-serine in the presence of at least one additive from the Group hydrocarbons, alcohols, ketones, JSster, ethers, Performs polyalcohols and derivatives of polyhydric alcohols. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man den Zusatz in einer Konzentration von 0,01 bis 5 Volumprozent, bezogen auf das Volumen des Mediums, verwendet.11. The method according to claim 10, characterized in that the additive in one concentration from 0.01 to 5 percent by volume, based on the volume of the medium, is used. 12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als Mikroorganismenzellen immobilisierte Zellen verwendet.12. The method according to claim 8, characterized in that the microorganism cells are immobilized Cells used. 809822/0998809822/0998
DE19772753422 1976-11-30 1977-11-30 Process for the production of L-serine by microbiological means Expired DE2753422C3 (en)

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