FR2550801A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF L-AMINOACID, PROCESS FOR THE BIOLOGICAL TRANSAMINATION OF ALPHA-KETOACIDES IN CORRESPONDING L-AMINOACIDS, AND L-AMINOACIDE THUS PREPARED - Google Patents
PROCESS FOR THE PREPARATION OF L-AMINOACID, PROCESS FOR THE BIOLOGICAL TRANSAMINATION OF ALPHA-KETOACIDES IN CORRESPONDING L-AMINOACIDS, AND L-AMINOACIDE THUS PREPARED Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION DE L-AMINOACIDES. SELON L'INVENTION, ON CHOISIT DES MICROORGANISMES CAPABLES DE TRANSFORMER UN ALPHA-CETOACIDE EN L-AMINOACIDE CORRESPONDANT, ON FAIT CROITRE LES MICROORGANISMES DANS UN MILIEU NUTRITIF, ON INTRODUIT L'ALPHA-CETOACIDE SOUHAITE DANS LES MICROORGANISMES EN CROISSANCE LOGARITHMIQUE ET ON LAISSE LES MICROORGANISMES EN CROISSANCE CONVERTIR L'ALPHA-CETOACIDE EN L-AMINOACIDE CORRESPONDANT. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE CHIMIQUE.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR THE PREPARATION OF L-AMINOACIDS. ACCORDING TO THE INVENTION, WE CHOOSE MICROORGANISMS CAPABLE OF TRANSFORMING AN ALPHA-KETO ACID INTO THE CORRESPONDING L-AMINOACID, MICROORGANISMS ARE GROWN IN A NUTRITIVE ENVIRONMENT, THE DESIRED ALPHA-KETOACID IS INTRODUCED IN THE MICROORGANISMS AND LOGITHARMS INMIX GROWING MICROORGANISMS CONVERT ALPHA-KETOACID TO THE CORRESPONDING L-AMINOACID. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO THE CHEMICAL INDUSTRY.
Description
La présente invention se rapporte généralement à la production biologiqueThe present invention relates generally to organic production
de L-aminoacides Plus particulièrement, on a trouvé qu'un L-aminoacide pouvait être préparé à partir de son alpha-cétoacide précurseur 5 correspondant en introduisant l'alpha-cétoacide dans une culture en croissance logarithmnique active d'un microorganisme approprié dans un milieu nutritif Il y a de nombreux microorganismes permettant la biotransformation In particular, it has been found that an L-amino acid can be prepared from its corresponding alpha-keto acid precursor by introducing the alpha-keto acid into an active logarithmic growth culture of a suitable microorganism in a Nutrient medium There are many microorganisms that allow biotransformation
des alpha-cétoacides en L-aminoacides. alpha-ketoacids to L-amino acids.
On sait que les alpha-cétoacides peuvent être convertis par voie enzymatique en L-aminoacides correspondants Par exemple, le brevet US N 2 749 279 révèle un procédé dans lequel on traite l'acide alphacétogluratique et l'ammoniac avec un catalyseur biologique 15 enzymecoenzyme Des catalyseurs biologiques appropriés peuvent être obtenus d'un tissu animal, de plantes à croissance rapide ou de bactéries sous la forme d'autolysats ou d'extraits de la culture des cellules De même, le brevet US N 4 304 858 révèle la conversion d'acides alpha- cétocarboxyliques solubles dans l'eau en aminoacides correspondants en présence de déshydrogénase, d'ions ammonium et de nicotinamide-adénine- dinucléotide (NAD+/N ADH) spécifiques à un substrat La transformation des alpha-cétoacides en aminoacides en utilisant des 25 suspensions de cellules au repos a été rapportée par Yamada et autres, The Production of Amino Acids, pages It is known that alpha-ketoacids can be converted enzymatically to the corresponding L-amino acids. For example, US Pat. No. 2,749,279 discloses a process in which alpha-ketoglurate acid and ammonia are treated with a biological catalyst. Suitable biological catalysts can be obtained from animal tissue, fast-growing plants or bacteria in the form of autolysates or cell culture extracts. Similarly, US Patent No. 4,304,858 discloses the conversion of water-soluble alpha-ketocarboxylic acids to the corresponding amino acids in the presence of substrate-specific dehydrogenase, ammonium ions and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + / N ADH) The conversion of alpha-ketoacids to amino acids using 25 resting cell suspensions was reported by Yamada et al., The Production of Amino Acids, pages
440-46 ( 1972).440-46 (1972).
On a maintenant trouvé que labiotransformation d'un alpha-cétoacide en Laminoacide correspondant pouvait être très efficacement aidée par une culture en croissance active de microorganismes Les microorganismes capables de transformer les alpha-cétoacides en L-aminoacides croissent dans un milieu nutritif L'alphacétoacide précurseur du L-aminoacide souhaité est introduit dans la culture en croissance logarithmique active La réaction de transamination est amenée sensiblement à l'aboutissement par un système enzymatique couplé amené par les microorganismes de la culture en croissance, permettant un recyclage continu du donneur d'amine (L-glutamate) et du coenzyme (NADH ou NADPH) Le It has now been found that the labiotransformation of an alpha-keto acid into the corresponding Lamino acid can be very effectively assisted by an actively growing culture of microorganisms. The microorganisms capable of converting alpha-ketoacids to L-amino acids grow in a nutrient medium. The precursor alpha-ketoacid the desired L-amino acid is introduced into the active logarithmic growth culture The transamination reaction is brought substantially to completion by a coupled enzyme system brought by the microorganisms of the growing culture, allowing continuous recycling of the amine donor ( L-glutamate) and coenzyme (NADH or NADPH)
L-aminoacide peut être récupéré du bouillon de culture. L-amino acid can be recovered from the culture broth.
La présente invention a pour premier objet un procédé très efficace pour la transamination biologique The present invention has for its first object a very efficient process for biological transamination
d'alpha-cétoacides en L-aminoacides correspondants. alpha-ketoacids to corresponding L-amino acids.
Par ailleurs, il est prévu que le procédé de Furthermore, it is expected that the process of
l'invention soit utile avec une large plage de micro10 organismes et pour la production d'une large plage de L-aminoacides. the invention is useful with a wide range of microorganisms and for the production of a wide range of L-amino acids.
La présente invention a pour objet supplémentaire un procédé dans lequel une seule souche de microorganismes peut produire des quantités suffisantes de tous les enzymes requis pour convertir un alpha-cétoacide donné The present invention further provides a method wherein a single strain of microorganisms can produce sufficient amounts of all the enzymes required to convert a given alpha-keto acid.
en L-aminoacide.L-amino acid.
La présente invention a pour autre objet The present invention has for another object
l'obtention d'un niveau élevé de conversion de l'alphacétoacide en Laminoacide en une courte période de 20 réaction. obtaining a high level of conversion of alphaketoacid to lamino acid in a short reaction period.
La présente invention a pour autre objet un procédé produisant un rendement élevé de L-aminoacides Another subject of the present invention is a process producing a high yield of L-amino acids
en présence d'une faible concentration du donneur d'amine. in the presence of a low concentration of the amine donor.
La croissance bactérienne peut généralement être 25 subdivisée en trois phases séquentielles La phase de croissance ralentie est une période pendant laquelle il y a peu ou pas d'augmentation du nombre des microorganismes dans la culture Dans la phase de croissance logarithmique ou exponentielle, le nombre des cellules augmente exponen30 tiellement avec le temps Dans la phase stationnaire, il Bacterial growth can generally be subdivided into three sequential phases. The slowed growth phase is a period during which there is little or no increase in the number of microorganisms in the culture. In the logarithmic or exponential growth phase, the number of cells exponentially increases with time In the stationary phase it
y a peu ou pas de croissance ou de division des cellules. there is little or no growth or division of the cells.
On a trouvé que la transamination microbienne d'un alpha-cétoacide en Laminoacide pouvait être entreprise avec une efficacité accrue en ajoutant l'alpha35 cétoacide à une culture en croissance logarithmique de microorganismes appropriés Une fermentation par alimentation discontinue selon le procédé de l'invention a pour résultat de hauts rendements à des taux élevés de conversion Ce procédé utilise avantageusement un système d'enzymes couplés présents dans les microorganismes It has been found that microbial transamination of an alpha-keto acid into Lamino acid can be undertaken with increased efficiency by adding alpha35 keto acid to a logarithmic growth culture of suitable microorganisms. A batch feed fermentation according to the process of the invention as a result of high yields at high conversion rates This process advantageously uses a coupled enzyme system present in microorganisms
en croissance pour amener la réaction à l'aboutissement. growing to bring the reaction to completion.
Le L-aminoacide produit peut être récupéré du bouillon de culture. La biotransformation de l'alpha cétoacide en L-aminoacide est une réaction de transamination enzymatique La biotransformation est aidée par un système enzyme-coenzyme couplés comprenant une transaminase, un glutamate déshydrogénase, le coenzyme NADP+/NADPH (ou NAD+/NADH), et une déshydrogénase Alternativement, ce The L-amino acid product can be recovered from the culture broth. The biotransformation of alpha-ketoacid to L-amino acid is an enzymatic transamination reaction Biotransformation is aided by a coupled enzyme-coenzyme system comprising transaminase, glutamate dehydrogenase, NADP + / NADPH coenzyme (or NAD + / NADH), and dehydrogenase Alternatively, this
dernier composant du système d'enzymes peut être une hydrogénase pour le recyclage de NADP+ (ou NAD+) vers 15 NADPH (ou NADH). The last component of the enzyme system may be a hydrogenase for recycling NADP + (or NAD +) to NADPH (or NADH).
Le système réactionnel couplé peut être représenté graphiquement comme suit: The coupled reaction system can be represented graphically as follows:
(NADPH)(NADPH)
ou L20 ou(NADH) -céto amino(\/ y N+ N glutarate acide or L20 or (NADH) -keto amino (N + N + N) acidic glutarate
Hydro-N 4 +\a*.Hydro-N 4 + \ a *.
génase gluta mate ou déshydro trans25 (dés mase) <aminas) hydrogénase (NADP+) L-glutamate O-cétoou acide genase gluta mate or dehydro trans25 (de mase) <aminas) hydrogenase (NADP +) L-glutamate O-keto acid
(NAD+)(NAD +)
( 3) ( 2) ( 1)(3) (2) (1)
La réaction de transamination souhaitée (étape ( 1)), alpha-cétoacide en L-aminoacide, est normalement 35 réversible et irait simplement à l'équilibre, limitant ainsi l'efficacité de la conversion en aminoacide En couplant la réaction de transamination à d'autres réactions enzymatiques, la transamination peut théoriquement être amenée à l'aboutissement, bien que des réactions de dégradation chimique puissent être présentes, pouvant The desired transamination reaction (step (1)), L-amino acid alpha-keto acid, is normally reversible and would simply equilibrate, thereby limiting the conversion efficiency to amino acid by coupling the transamination reaction to the amino acid. Other enzymatic reactions, transamination can theoretically be brought to completion, although chemical degradation reactions may be present, possibly
diminuer le rendement réel.decrease the actual yield.
Dans la réaction enzymatique couplée, désignée à l'étape ( 2) ci-dessus, l'un des produits de transamination, l'alpha-cétoglutarate, est recyclé vers le L-glutamate Cette étape, une amination réductrice, est aidée par le glutamate déshydrogénase et nécessite la présence d'ions ammonium Le Lglutamate disponible pour la transamination de l'alpha-cétoacide'en Laminoacide In the coupled enzymatic reaction, referred to in step (2) above, one of the transamination products, alpha-ketoglutarate, is recycled to L-glutamate. This step, a reductive amination, is assisted by the glutamate dehydrogenase and requires the presence of ammonium ions Lglutamate available for transamination of alpha-ketoacid in Laminoacid
est continuellement remplacé par cette étape de recyclage. is continually replaced by this recycling step.
Dans l'étape ( 2), on utilise l'un des coenzymes NADPH ou NADH, qui est converti en NADP+ ou NAD+ Une troisième réaction enzymatique, l'étape ( 3) , reconvertit ce NADP+ (NAD+) produit en NADPH (NADH) soit par réaction de déshydrogénase ou réaction d'hydrogénase Ainsi, le NADPH (NADH) requis pour l'étape ( 2) est également In step (2), one of the NADPH or NADH coenzymes, which is converted to NADP + or NAD +, is used. A third enzymatic reaction, step (3), reconverts this NADP + (NAD +) product into NADPH (NADH). either by dehydrogenase reaction or hydrogenase reaction Thus, the NADPH (NADH) required for step (2) is also
continuellement réapprovisionné Le NH 4 + requis pour 20 l'étape ( 2) est amené dans le milieu nutritif. Continuously replenished The required NH 4 + for step (2) is fed to the nutrient medium.
Le système de la réaction enzymatique en lui-même est connu Cependant, les usages antérieurs de ce système nécessitaient l'addition de trois microorganismes différents pour introduire les composants réactionnels des trois étapes représentées ci-dessus, brevet US N 3 183170 (Kitai et autres) ou l'addition de microorganismes, de donneurs d'amine et d'un cofacteur (Yamada et autres The Microbial Production of Amino Acids, pages 440-46 The system of the enzymatic reaction itself is known However, the prior uses of this system required the addition of three different microorganisms to introduce the reaction components of the three steps shown above, US Pat. No. 3,183,170 (Kitai et al. ) or the addition of microorganisms, amine donors and a cofactor (Yamada and others The Microbial Production of Amino Acids, pp. 440-46
( 1976) Par ailleurs, ces procédés selon ltart antérieur 30 utilisent des suspensions de cellules au repos. (1976) Furthermore, these methods according to the prior art use resting cell suspensions.
La présente invention révélée ici utilise une seule souche de microorganismes pour produire tout le système de réaction enzymatique couplée Une culture en croissance logarithmique de microorganismes appropriés, en prévoyant des ions ammonium dans le milieu de culture, produira les trois étapes de la biotransformation des alpha-cétoacides en L-aminoacides respectifs Dans le procédé de l'invention, l'étape ( 3) dans le système d'enzymes couplés utilise une réaction de déshydrogénase The present invention disclosed herein utilizes a single strain of microorganisms to produce the entire coupled enzyme reaction system. A logarithmic growth culture of suitable microorganisms, providing for ammonium ions in the culture medium, will produce the three steps of the alpha metabolism. respective L-amino acid ketoacids In the process of the invention, step (3) in the coupled enzyme system utilizes a dehydrogenase reaction
pour la conversion de NADP+ (NAD+) en NADPH (NADH). for the conversion of NADP + (NAD +) to NADPH (NADH).
Les réactifs seront décrits maintenant Le système réactionnel enzymatique couplé est présent dans les microorganismes à croissance active Ce système naturel peut maintenant être utilisé pour la conversion efficace d'alpha-cétoacides en L-aminoacides En prévoyant des microorganismes appropriés avec le substrat approprié, 10 la conversion est effectuée a de hauts rendements par The reagents will now be described. The Enzymatic Coupled Reaction System is Present in Active Growth Microorganisms This natural system can now be used for the efficient conversion of alpha-ketoacids to L-amino acids by providing suitable microorganisms with the appropriate substrate, conversion is performed at high yields by
les microorganismes eux-mêmes.the microorganisms themselves.
Les types de microorganismes appropriés à une utilisation dans ce procédé de bioconversion sont très variés Par exemple, les souches bactériennes connues 15 comme étant les producteurs de l'acide glutamique ont été utilisées avec succès Elles comprennent Brevibacterium thioenit (ATCC N 31723); Brevibacterium lactofermentum (ATCC N 13655), Brevibacterium ammoniagenes (ATCC NI 13746) 20 Brevibacterium lutamig enes (ATCC N 13746) Brevibacterium Flavum (ATCC N 13826) et Co ynebaterium hercules (ATCC N 13868) Le N O ATCC indiqué est le numéro de désignation donné à chaque culture par l'American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, 25 Rockville, Maryland 30852, o chacune des cultures cidessus a été déposée On peut s'attendre à ce que d'autres producteurs de l'acide glutamique soient également The types of microorganisms suitable for use in this bioconversion process are very varied. For example, bacterial strains known to be producers of glutamic acid have been successfully used. They include Brevibacterium thioenit (ATCC No. 31723); Brevibacterium lactofermentum (ATCC N 13655), Brevibacterium ammoniagenes (ATCC NI 13746) Brevibacterium lutamig enes (ATCC N 13746) Brevibacterium Flavum (ATCC N 13826) and Co ynebaterium hercules (ATCC No. 13868) The indicated ATCC NO is the given designation number at each crop by the American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 30852, where each of the above crops has been deposited. Other producers of glutamic acid are also expected to be present.
appropriés pour une utilisation dans ce procédé. suitable for use in this process.
De plus, on a trouvé que E coli HB 101, qui n'est 30 pas normalement considéré comme un producteur de l'acide glutamique, pouvait être utilisé dans ce procédé avec des rendements équivalant aux microorganismes cidessus mentionnés E coli n'est pas un producteur de l'acide glutamique dans le sens qu'il ne sécrète pas d'acide 35 glutamique dans le milieu Cependant, tous les microorganismes produisent des petites quantités intracellulaires de la substance Le système d'enzymes d'intérêt ici ne nécessite que des quantités catalytiques de l'acide glutamique pour débuter la réaction et E coli semble produire des quantités suffisantes d'acide glutamique In addition, it has been found that E. coli HB 101, which is not normally considered a producer of glutamic acid, can be used in this process with yields equivalent to the aforementioned microorganisms. E. coli is not a However, all microorganisms produce small intracellular amounts of the substance. The enzyme system of interest here only requires quantities of glutamic acid in the sense that it does not secrete glutamic acid in the medium. catalysts of glutamic acid to start the reaction and E coli appears to produce sufficient amounts of glutamic acid
pour accomplir l'étape ( 2) du système couplé. to perform step (2) of the coupled system.
Il est apparent qu'il y a une grande variété de microorganismes utiles dans ce processus de bioconversion La condition principale est que le microorganisme soit capable d'absorber et de convertir un alpha-cétoacide en L-aminoacide correspondant Afin 10 d'effectuer très efficacement la bioconversion, le microorganisme doit être capable de produire des quantités suffisantes des enzymes mis en cause dans les étapes ( 1) à ( 3) du système d'enzymes couplés pour entraîner la réaction de transamination au delà du point d'équilibre, sensiblement vers l'aboutissement Enfin, le microorganisme préféré doit être capable de sécréter le L-aminoacide dans le milieu de culture pour une récupération facile It is apparent that there is a wide variety of microorganisms useful in this bioconversion process. The main requirement is that the microorganism be able to absorb and convert an alpha-keto acid into the corresponding L-amino acid in order to perform very efficiently. the bioconversion, the microorganism must be capable of producing sufficient quantities of the enzymes involved in steps (1) to (3) of the coupled enzyme system to drive the transamination reaction beyond the equilibrium point, substantially to Finally, the preferred microorganism must be capable of secreting the L-amino acid in the culture medium for easy recovery.
et économique.and economic.
L'alpha-cétoacide choisi pour une utilisation 20 avec ce procédé dépendra du L-aminoacide qui est le produit souhaité Par exemple, l'acide phénylpyruvique est converti en L-phénylalanine, l'acide alphacétoisocaproique en L-leucine, l'acide alpha-cétoisovalérique en L-valine, l'acide pyruvique en L-alanine, l'acide oxaloacétique en acide Laspartique, l'acide -hydroxyalpha-cétobutyrique en L-thréonine l'acide poxyphényl pyruvique en L-tyrosine, l'acide indole pyruvique en Ltryptophan, l'acide alpha-céto-/3-méthylvalérique en L-isoleucine, etc Comme on peut le voir, on utilise dans le procédé selon l'invention des précurseurs conventionnels The alpha-keto acid selected for use with this process will depend on the L-amino acid which is the desired product. For example, phenylpyruvic acid is converted to L-phenylalanine, alphaketoisocaproic acid to L-leucine, alpha acid. -cetoisovaleric to L-valine, pyruvic acid to L-alanine, oxaloacetic acid to Laspartic acid, hydroxyalpha-ketobutyric acid to L-threonine, poxyphenyl pyruvic acid to L-tyrosine, indole pyruvic acid in Ltryptophan, alpha-keto- / 3-methylvaleric acid to L-isoleucine, etc. As can be seen, conventional precursors are used in the process according to the invention.
de L-aminoacide.L-amino acid.
Il est préférable que l'alpha-cétoacide soit ajouté à la culture en solution aqueuse car cette forme facilite le pompage du précurseur vers le bouillon de culture Cependant, si on le souhaite, ltlpha-cétoacide peut être sous d'autres formes physiques, comme un solide It is preferred that the alpha-keto acid be added to the aqueous solution culture as this form facilitates the pumping of the precursor to the culture broth. However, if desired, the alpha-keto acid can be in other physical forms, such as a solid
ou une bouillie.or a porridge.
Il s'est révélé que la pureté de l'alpha-cétoacide précurseur affectait le rendement en L-aminoacide assez dramatiquement, au moins dans le cas de la conversion du phénylpyruvate en phénylalanine (voir exemple 5) En plus des quantités accrues de l'alpha-cétoacide disponible dans le précurseur purifié, on pense que les microorganismes It has been found that the purity of the precursor alpha-ketoacid affects the L-amino acid yield quite dramatically, at least in the case of the conversion of phenylpyruvate to phenylalanine (see Example 5). In addition to the increased amounts of alpha-ketoacid available in the purified precursor, it is thought that microorganisms
peuvent présenter une moindre sensibilité à l'alphacétoacide purifié. may be less sensitive to purified alpha-keto acid.
La concentration de la solution aqueuse de l'alpha-cétoacide, si c'est la forme dans laquelle il est The concentration of the aqueous solution of alpha-keto acid, if it is the form in which it is
introduit dans la culture, peut varier considérablement. introduced in culture, can vary considerably.
Par exemple, si l'on utilise l'invention dans une fermentation continue, la solution sera plus diluée que pour une fermentation discontinue La limite supérieure de la 15 concentration peut dépendre de la solubilité de l'alphacétoacide dans le solvant souhaité On peut s'attendre à ce que des niveaux d'environ 1,0 à 200 g/1 puissent être appropriés, la concentration dépendant de l'alphacétoacide particulier, ainsi que des facteurs ci-dessus 20 décrits L'alpha-cétoacide est au mieux dissous dans l'eau mais d'autres solvants compatibles avec la fermentation, le milieu de croissance supplémentaire par exemple, For example, if the invention is used in a continuous fermentation, the solution will be more dilute than for discontinuous fermentation. The upper limit of the concentration may depend on the solubility of the alpha-ketoacid in the desired solvent. expect that levels of from about 1.0 to 200 g / l may be appropriate, the concentration dependent upon the particular alphaketoacid, as well as from the above-described factors. The alpha-ketoacid is at best dissolved in the water but other solvents compatible with the fermentation, the additional growth medium for example,
peuvent être utilisés si on le souhaite. can be used if desired.
Le milieu nutritif doit être choisi pour produire 25 des conditions optimales de croissance du microorganisme utilisé La variation du milieu ainsi que l'ajustement sont bien dans les capacités de toute personne compétente The nutrient medium should be chosen to produce optimal growth conditions for the microorganism used. The variation of the medium as well as the adjustment are well within the abilities of any competent person.
en la matière et ne doivent pas être décrites en détail ici. in this respect and should not be described in detail here.
En plus des conditions nutritionnelles de base, 30 cependant, le milieu doit contenir une source de NH 4 +. In addition to the basic nutritional conditions, however, the medium must contain a source of NH 4 +.
Les ions ammonium sont utilisés par le microorganisme à la fois pour augmenter la masse des cellules et pour Ammonium ions are used by the microorganism both to increase the mass of cells and to
l'étape ( 2) de la réaction du système enzymatique couplé. step (2) of the reaction of the coupled enzyme system.
Ainsi, les niveaux de l'ion ammonium dans le milieu de 35 culture doivent être en rapport avec la production souhaitée de l'aminoacide et la masse des cellules Cet ajustement du niveau de NH 4 + est également bien connu de toute personne compétente en la matière Par exemple, les ions peuvent avantageusement être fournis en ajoutant, au milieu nutritif, du sulfate d'ammonium à une concentration d'environ 10 à environ 50 g/l Alternativement, on peut utiliser, comme donneur de NH 4 +, de l'urée, du chlorure d'ammonium, du nitrate d'ammonium, de l'acétate d'ammonium, etc. Thus, ammonium ion levels in the culture medium should be related to the desired amino acid production and cell mass. This adjustment of the NH 4 + level is also well known to anyone skilled in the art. For example, the ions can advantageously be provided by adding, to the nutrient medium, ammonium sulfate at a concentration of about 10 to about 50 g / l. Alternatively, the NH 4 + donor can be used. urea, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium acetate, etc.
On décrira maintenant le processus de réaction. The reaction process will now be described.
Le processus de bioconversion selon l'invention nécessite 10 une culture de microorganismes en croissance active Cette culture peut être préparée par inoculation d'une quantité d'une substance nutritive stérile ou d'un milieu de croissance par une culture d'ensemencement de la souche souhaitée On laisse de préférence croître pendant environ 6 à 40 heures, avant utilisation comme inoculum, la culture d'ensemencement utilisée pour inoculer le milieu nutritif Le temps de croissance de la culture d'ensemencement avant inoculation variera selon la souche bactérienne utilisée Il est souhaitable que la culture 20 d'ensemencement comprennent une masse saine de cellules en croissance, suffisante pour former une bonne base pour l'établissement et la croissance de la culture de fermentation. La dimension du réacteur de fermentation dépendra 25 de l'application spécifique de ce procédé Ceux qui sont compétents en la matière savent bien ajuster les quantités du milieu et de la culture d'ensemencement aux conditions The bioconversion process according to the invention requires an actively growing microorganism culture. This culture can be prepared by inoculating an amount of a sterile nutrient or growth medium with a strain seeding culture. It is preferably allowed to grow for about 6 to 40 hours, before use as inoculum, the seed culture used to inoculate the nutrient medium. The growth time of the seed culture before inoculation will vary depending on the bacterial strain used. that the seed culture comprises a healthy mass of growing cells, sufficient to form a good base for establishment and growth of the fermentation culture. The size of the fermentation reactor will depend on the specific application of this process. Those skilled in the art know how to adjust the quantities of the medium and the seed culture to the conditions.
d'un réacteur spécifique ou d'un rendement souhaité. of a specific reactor or a desired yield.
On laisse la culture croître dans le réacteur 30 de fermentation jusqu'à ce que la culture se soit acclimatée à l'environnement du réacteur et a atteint une masse de cellules suffisante pour résister à l'addition de l'alpha-cétoacide Cela est particulièrement important lorsque l'on utilise un précurseur impur La densité optique peut être une mesure facile de la croissance des cellules Une densité optique ("O D ") ( 640 nm) d'environ indique généralement que la culture est prête pour l'addition de l'alpha-cétoacide Cela correspond à une période de croissance d'environ 6-40 heures, selon l'organisme et les conditions de croissance Cependant, cela peut être quelque peu variable et ne doit pas être considéré comme une condition stricte, mais plutôt laissé à l'expérience et à la discrétion du travailleur. On fait croître la culture à une température compatible avec la croissance maximale de la souche bactérienne utilisée La plage générale sera comprise 10 entre des températures ambiantes et environ 37 C Pour Colynebacteria et Brevibacterium, la température préférée est d'environ 30 C; pour E coli, la température préférée est d'environ 37 C Le p H de la culture doit de préférence The culture is allowed to grow in the fermentation reactor until the culture has acclimated to the reactor environment and has reached a sufficient cell mass to resist the addition of alpha-keto acid. important when using an impure precursor Optical density can be an easy measure of cell growth An optical density ("OD") (about 640 nm) usually indicates that the culture is ready for the addition of alpha-keto acid This corresponds to a growth period of about 6-40 hours, depending on the organism and growth conditions. However, this may be somewhat variable and should not be considered a strict condition, but rather left to the experience and discretion of the worker. The culture is grown at a temperature compatible with the maximum growth of the bacterial strain used. The general range will be between ambient temperatures and about 37 ° C. For Colynebacteria and Brevibacterium, the preferred temperature is about 30 ° C; for E. coli, the preferred temperature is about 37 ° C. The pH of the culture should preferably be
être d'environ 7-8 Une aération peut être prévue si 15 nécessaire pour la souche bactérienne choisie. At about 7-8 aeration may be provided if necessary for the selected bacterial strain.
A ce stade, le réacteur est alimenté de l'alphacétoacide souhaité BL'alpha-cétoacide est de preference une solution aqueuse comme on l'a décrit ci-dessus La concentration de l'alpha-cétoacide dans cette solution aqueuse peut être comprise entre environ 1,0 % et environ % (poids/poids) Le p H de la solution peut être compris entre environ 7 et environ 14 Le p H peut être ajusté à des valeurs inférieures avec de l'acide acétique glacial ou autres acides biologiquement compatibles (comme l'acide sulfurique ou l'acide citrique) ou avec du gaz carbonique gazeux La solution peut être stérilisée à la vapeur (par exemple à 121 C pendant 15 minutes), une filtration sur Millipore (comme une dimension des pores At this stage, the reactor is fed with the desired alpha-keto acid. The alpha-keto acid is preferably an aqueous solution as described above. The concentration of alpha-keto acid in this aqueous solution can be between about 1.0% and about% (w / w) The pH of the solution can range from about 7 to about 14 The pH can be adjusted to lower values with glacial acetic acid or other biologically compatible acids ( such as sulfuric acid or citric acid) or with gaseous carbon dioxide The solution can be steam sterilized (eg at 121 ° C for 15 minutes), Millipore filtration (such as pore size
de 0,22 t) ou par tout autre moyen pratique. 0.22 t) or by any other practical means.
Si cela est nécessaire pour une croissance continue de la culture, une solution stérile de glucose peut être introduite dans le fermenteur avec ou à peu près en même temps que l'alpha-cétoacide Cependant, le glucose en excès restant dans le bouillon de culture à la fin de 35 la fermentation peut interférer avec la récupération de l'aminoacide produit Si cela se produit, la quantité de glucose introduite dans la culture doit être limitée à la quantité calculée pour une utilisation ear masse If necessary for continued growth of the culture, a sterile glucose solution can be introduced into the fermenter with or about the same time as the alpha-keto acid. However, the excess glucose remaining in the culture broth is the end of the fermentation may interfere with the recovery of the product amino acid If this occurs, the amount of glucose introduced into the culture should be limited to the amount calculated for mass use.
des cellules pendant la fermentation. cells during fermentation.
L'addition de l'alpha-cétoacide (et du glco se si on le souhaite) est de préférence faite Dar voie aseptique pour éviter une contamination du réacteur La concentration de l'alpha-cétoacide dans le bouillon de culture du réacteur sera probablement comprise entre environ 20 g/l et environ 50 g/1 pour un réacteur à alimentation discontinue Pour une fermentation continue, 10 la concentration peut être plus faible Cependant, il est souhaitable que la concentration en alpha-cétoacide soit aussi élevée que possible, sans interrompre le métabolisme, afin de rendre maximale son utilisation The addition of alpha-ketoacid (and glco if desired) is preferably done aseptically to avoid reactor contamination. The concentration of alpha-keto acid in the reactor broth will probably be included. between about 20 g / l and about 50 g / l for a batch feed reactor For continuous fermentation, the concentration may be lower However, it is desirable that the concentration of alpha-keto acid be as high as possible, without interrupting metabolism, in order to maximize its use
par les microorganismes pendant la phase de croissance 15 logarithmique. by the microorganisms during the logarithmic growth phase.
On laisse alors la culture crottre pendant une période supplémentaire, de préférence d'environ 20 à environ 72 heures Cette période, pendant laquelle l'alpha-cétoacide se biotransforme en L-aminoacide, est de préférence aussi courte que possible, tout en permettant encore les meilleurs rendements Par le procédé selon l'invention, les rendements maximum attendus peuvent atteindre 100 % en une période aussi courte que 23 heures, comme cela est montré pour la production de L-phénylalanine 25 de l'exemple 6 Après la période de croissance, le L-aminoacide produit peut être récupéré du bouillon de culture par un moyen conventionnel Les exemples qui suivent sont donnés uniquement The crottre culture is then left for an additional period, preferably from about 20 to about 72 hours. This period, during which the alpha-keto acid is biotransformed to L-amino acid, is preferably as short as possible, while still allowing the best yields By the method according to the invention, the maximum expected yields can reach 100% in a period as short as 23 hours, as shown for the production of L-phenylalanine of Example 6 After the growth period the L-amino acid product can be recovered from the culture broth by conventional means The following examples are given only
pour illustrer l'invention mais ne doivent en aucun cas 30 en limiter le cadre. to illustrate the invention but should in no way limit the scope thereof.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Les milieux de culture d'ensemencement qui suivent ont été préparés: Semence ,00 g 2,50 g 2,50 g 1,00 g 0,25 g 10,00 g 1,00 cc 10 1,00 cc Ingrédients Glucose 2 Liqueur de trempage du mals NZ amine B K 2 HP 04 Mg SO 4 7 H 20 (NH 4)2504 Solution d'approvi 2 sionnement en biotine Solution d'approvisionnement en 4 thiamine-HC 1 Tampons MOPS 5 Croissance ,00 g 2,50 g 2,50 g 1,00 g 0,25 g 50,00 g 1,00 cc 1,00 cc 20,90 g ,00 g I par litre d'eau désionisée 2 solution d'approvisionnement en glucose à 70 % (poids/volume) 3 100 mg de d-biotine par litre d'eau désionisée 4 1,0 g de thiamine-H Cl par litre d'eau désionisée MOPS = acide morpholinopropanesulfonique. 20 Tous les ingrédients, à l'exception du glucose ont été combinés et stérilisés à la vapeur à 121 C pendant minutes La solution de glucose a été stérilisée séparément par la même méthode puis ajoutée aseptiquement 25 au reste ces milieux On a utilisé des ballons ( 250 cc) du milieu de culture d'ensemencement pour faire cro Stre les deux cultures d'ensemencement pour chacune des six souches bactériennes produisant l'acide glutamique Les souches et les densités optiques pour chaque souche après avoir 30 laissé les cultures d'ensemencement croître pendant 8 heures sont comme suit Souche Densité optique _( 640 nm) Brevibacterium thiogenitalis (ATCC 31723) 35 Brevibacterium lactofermentum (ATCC 13655) Brevibacterium ammoniagenes The following seed culture media were prepared: Seed, 00 g 2.50 g 2.50 g 1.00 g 0.25 g 10.00 g 1.00 cc 10 1.00 cc Ingredients Glucose 2 Liqueur Soaking of the mash NZ amine BK 2 HP 04 Mg SO 4 7 H 20 (NH 4) 2504 Biotin supply solution Supply solution of 4 thiamine-HC 1 MOPS 5 pads Growth, 00 g 2.50 g 2.50 g 1.00 g 0.25 g 50.00 g 1.00 cc 1.00 cc 20.90 g, 00 g per liter of deionized water 2 70% glucose supply solution (weight / volume) 3,100 mg of d-biotin per liter of deionized water 4 1,0 g of thiamine-H Cl per liter of deionized water MOPS = morpholinopropanesulfonic acid. All ingredients except glucose were combined and sterilized with steam at 121 ° C. for minutes. The glucose solution was sterilized separately by the same method and then added aseptically to the rest. 250 cc) of the seed culture medium to grow the two seed cultures for each of six bacterial strains producing glutamic acid. Strains and optical densities for each strain after allowing the seed cultures to grow. for 8 hours are as follows Strain Optical Density (640 nm) Brevibacterium thiogenitalis (ATCC 31723) Brevibacterium lactofermentum (ATCC 13655) Brevibacterium ammoniagenes
(ATCC 13746)(ATCC 13746)
3,9 + 0,1 11,2 + 0,83.9 + 0.1 11.2 + 0.8
6,0 + 0,46.0 + 0.4
Souche Densité optique ( 640 nm) Brevibacterium glutamigenes Strain Optical density (640 nm) Brevibacterium glutamigenes
(ATCC 13747) 9,2 + 0,2(ATCC 13747) 9.2 + 0.2
Brevibacterium flavumBrevibacterium flavum
(ATCC 13826) 1,3 0,3(ATCC 13826) 1.3 0.3
Corynebacterium hercules 1Corynebacterium hercules 1
(ATCC 13868)2,3 +,7(ATCC 13868) 2.3 +, 7
Le milieu stérilisé de croissance a été ajouté 10 par portions de 50 cc dans des ballons bosselés à secousses de 250 cc Chaque ballon a été inoculé d'une seule culture d'ensemencement sur une base de 1 % volume/ volume On a laissé les cultures dans les ballons à secousses croître à 300 t/mn de vitesse d'agitation The sterilized growth medium was added in 50cc portions to 250cc shaking flasks. Each flask was inoculated with a single seed culture on a 1% v / v basis. in the shake flasks grow to 300 rpm stirring speed
pendant 17 heures à 30 C pour les cultures de Brevibacterium et Corynebacterium. for 17 hours at 30 ° C. for cultures of Brevibacterium and Corynebacterium.
On a utilisé une solution aqueuse d'acide phénylpyruvique sodium (Na-PPA) La solution était un hydrolysat non purifié de soude de 5benzylidènehydantolne. 20 La préparation de l'hydrolysat de 5benzylidènehydantoîne (Hamsphire Chemical Co) était selon le processus qui suit: Qn a combiné 2 233 g d'eau désionisée et 223,3 g de Na OH dans un bécher en acier inoxydable de 3 litres et on a An aqueous solution of sodium phenylpyruvic acid (Na-PPA) was used. The solution was an unpurified hydrolyzate of 5-benzylidenehydantol sodium hydroxide. The preparation of the 5-benzylidenehydantoin hydrolyzate (Hamsphire Chemical Co) was according to the following procedure: 2,233 g of deionized water and 223.3 g of NaOH were combined in a 3-liter stainless steel beaker and at
chauffé à l'ébullition Tout en continuant à-faire bouillir, 25 on a ajouté lentement 350 g de 5-benzylidènehydantoîne. While boiling while continuing to boil, 350 g of 5-benzylidenehydantoin were slowly added.
On à continué l'ébullition à 101-103 C pendant 2 heures. Boiling was continued at 101-103 C for 2 hours.
La solution a été mélangée pendant la réaction au moyen d'un mélangeur électrique Après ébullition, le mélange a été rapidement refroidi dans un bain d'eau et de glace. 30 Le volume final de cet hydrolysat était de 1 810 ml, avec une concentration en Na-PPA-H 20 de 162 g/l, un p H de 13,51 et une couleur ambre-clair Une solution à I molaire du phénylpyruvate de sodium (hydrolysat) contenait 1,2 M de Na OH, 0,5 M de carbonate de sodium et 0,5 M d'urée Le p H 35 de la solution a été ajusté à 8 en utilisant de l'acide acétique à 2 N puis on a stérilisé en utilisant un filtrant The solution was mixed during the reaction by means of an electric mixer. After boiling, the mixture was rapidly cooled in a bath of water and ice. The final volume of this hydrolyzate was 1810 ml, with a Na-PPA-H concentration of 162 g / l, a pH of 13.51 and a light amber color. A 1 molar solution of the phenylpyruvate of sodium (hydrolyzate) contained 1.2 M NaOH, 0.5 M sodium carbonate and 0.5 M urea The solution was adjusted to 8 using 2-acetic acid. N then sterilized using a filter
Mili pore (dimension des pores 0,222). Mili pore (0.222 pore size).
On a préparé une solution séparée de glucose ( 70 % poids/volume dans l'eau désionisée) et on l'a stérilisée à la vapeur à 121 C pendant 15 minutes La solution de glucose a été ajoutée de manière aseptique, à la solution stérile de Na-PPA à un rapport volumétrique de 3:7 On a ajouté un volume de la solution composite à chaque ballon à secousses de façon à obtenir une concentration en Na phénylpyruvate de 10 g/i dans le bouillon A separate solution of glucose (70% w / v in deionized water) was prepared and steam sterilized at 121 ° C for 15 minutes. The glucose solution was added aseptically to the sterile solution. Na-PPA at a volumetric ratio of 3: 7 A volume of the composite solution was added to each shake flask to obtain a concentration of 10 g / l Na phenylpyruvate in the broth.
de culture.of culture.
On a laissé chaque culture dans les ballons a secousses croître pendant 23 heures supplémentaires, pour Each culture in the shake flasks was allowed to grow for an additional 23 hours, for
une durée totale de croissance de 40 heures. a total growth time of 40 hours.
A ce moment, des échantillons de bouillon ont été retirés et l'on y a déterminé la L-phénylalanine en 15 utilisant un système de chromatographie liquide haute pression (HPLC) Des échantillons de bouillon filtrés sur Millipore (dimension des pores 0,22,j) ont été dérivés en utilisant une technique de Dansylchlorure At this time, broth samples were removed and L-phenylalanine was determined using a high pressure liquid chromatography (HPLC) system. Millipore-filtered broth samples (0.22 pore size, j) were derived using a Dansylchloride technique
avant injection sur HPLC.before injection on HPLC.
Les poids des cellules sèches ont également été déterminés pour chaque échantillon de bouillon On a centrifugé un échantillon de 10 cc du bouillon de chaque ballon à 10 000 t/mn pendant 30 minutes La pâte des cellules humides a été séchée dans un four à 80 C pendant 25 24 heures, avec ensuite 15 minutes dans un dessicateur sous vide L'échantillon de cellule sèches a alors été pese. Pour chaque ballon à secousses, le taux moyen de production de L-phénylalanine sur la période de 23 heures 30 a été calculé par gramme de poids sec de la masse des cellules Les résultats des essais pour des ballons à secousses en double pour chaque souche de microorganismes sont montrés au tableau I. Microorganisme Dry cell weights were also determined for each broth sample. A 10 cc sample of the broth from each flask was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes. The wet cell paste was dried in a 80 C oven. for 24 hours, followed by 15 minutes in a vacuum desiccator. The dry cell sample was then weighed. For each shake flask, the average L-phenylalanine production rate over the 23 hour period was calculated per gram dry weight of the cell mass. The results of the tests for shake flasks in duplicate for each strain of microorganisms are shown in Table I. Microorganism
ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC ATCCATCC ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC
NoNo.
N N N N N N N N N N
31723 1365531723 13655
13746 13747 13826 1386813746 13747 13826 13868
Poids cellules sèches (g/l)Dry cell weight (g / l)
39 + 0,8 22,4 + 3,2 34,7 + 0,6 46,5 + 12,6 51,6 + 5,1 42,5 + 1,5 39 + 0.8 22.4 + 3.2 34.7 + 0.6 46.5 + 12.6 51.6 + 5.1 42.5 + 1.5
Tableau 1Table 1
m M (g/l) L-phénylalanine % conversion (mole/mole) mM (g / l) L-phenylalanine% conversion (mole / mole)
,9 + 25,7 + 28,2 + 29,4 + 41,2 + 38,4 + , 9 + 25.7 + 28.2 + 29.4 + 41.2 + 38.4 +
1,0 4,51.0 4.5
0,3 1,5 7,9 2,10.3 1.5 7.9 2.1
( 6,8 0,2) ( 4,3 0,8) ( 4,65 0,05) ( 4,9 0,3) ( 6,8 + 1,3) ( 6,4 0,4) (6.8 0.2) (4.3 0.8) (4.65 0.05) (4.9 0.3) (6.8 + 1.3) (6.4 0.4)
67 + 42,3 + 46,2 + 48,2 + 67,6 + 63,1 + 67 + 42.3 + 46.2 + 48.2 + 67.6 + 63.1 +
1,5 7,5 0,5 2,5 12,9 3,51.5 7.5 0.5 2.5 12.9 3.5
Taux 1 moyenAverage rate 1
,6 + 1,9 49,6 + 1,7 35,3 + 0,2, 6 + 1.9 49.6 + 1.7 35.3 + 0.2
+ 9,6 34,4 + 3,2 39,3 + 0,8+ 9.6 34.4 + 3.2 39.3 + 0.8
1 -M L-phénylalanine produite/heure/g de poids de cellules sèches. 1-M L-phenylalanine produced / hour / g dry cell weight.
m u 1 Ln c, CO Com u 1 Ln c, CO Co
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On a préparé le milieu de culture (bouillon de luria) qui suit: Ingrédient Quantité 1 Bacto-tryptone 2 10,0 g Bacto-extrait de levure 2 5, 0 g Na Cl 5,0 g Tampons MOPS 3 20,9 g 1 par litre d'eau désionisée 2 commercialisé par Difco The following culture medium (luria broth) was prepared: Ingredient Amount 1 Bacto-tryptone 2 10.0 g Bacto-yeast extract 25.0 g NaCl 5.0 g MOPS 3 pads 20.9 g per liter of deionized water 2 marketed by Difco
3 MOPS: acide morpholinopropane sulfonique. 3 MOPS: morpholinopropane sulfonic acid.
Les ingrédients ont été combinés et stérilisés à la vapeur à 121 C pendant 15 minutes Le milieu stérilisé a été introduit par portions de 50 cc dans des flacons bosselés à secousses de 250 cc Chaque flacon à secousses a été inoculé d'une culture d'Escherichia coli The ingredients were combined and sterilized at 121 ° C for 15 minutes. The sterilized medium was introduced in 50 cc portions into 250cc shake flasks. Each shake flask was inoculated with an Escherichia culture. coli
HB 101 sur une base de 1 % (volume/volume). HB 101 on a 1% basis (volume / volume).
On a laissé les cultures dans les ballons croître 20 pendant 8 heures à 37 o C à une vitesse d'agitation de 300 t/mn pour une utilisation comme cultures d'ensemencement A la fin de cette période, la densité optique ( 640 nm) était de 6,27 + 0,03 pour les expériences des flacons à secousses en double Cette culture d'ensemencement a alors 25 été utilisée pour inoculer des flacons frais à secousses de 250 cc, que l'on a laissé croître pendant 17 heures The cultures in the flasks were allowed to grow for 8 hours at 37 ° C at a stirring speed of 300 rpm for use as seed cultures. At the end of this period, the optical density (640 nm) This seed culture was then used to inoculate fresh 250cc shake flasks, which were allowed to grow for 17 hours, at a rate of 6.27 + 0.03 for the shake flask experiments.
avant de recevoir l'alpha-cétoacide. before receiving the alpha-keto acid.
On a préparé, comme à l'exemple 1, une solution aqueuse stérile d'acide phénylpyruvique Na-glucose Cette 30 solution a été introduite dans les cultures d'essai des ballons à secousses au bout de la période de croissance de 17 heures (densité optique = 10,3 + 1,3) comme à l'exemple 1, pour obtenir un bouillon final d'acide phénylpyruvique Na de 10 g/l Au bout de 23 heures supplémentaires de croissance, les échantillons ont été As in Example 1, a sterile aqueous solution of phenylpyruvic acid Na-glucose was prepared. This solution was introduced into test cultures of shake flasks at the end of the 17 hour growth period (density optical = 10.3 + 1.3) as in Example 1, to obtain a final broth of phenylpyruvic acid Na of 10 g / l After an additional 23 hours of growth, the samples were
retirés et les poids des cellules sèches et les concentrés de Lphénylalanine ont été déterminés comme à l'exemple 1. removed and dry cell weights and Lphenylalanine concentrates were determined as in Example 1.
Les résultats sont montrés au tableau 2 The results are shown in Table 2
Tableau 2Table 2
Poids cellules sèches (g/l) m M (g/l) L-phénylalanine % conversion (mole/mole) Taux moyen 1 Dry cell weight (g / l) m M (g / l) L-phenylalanine% conversion (mole / mole) Average rate 1
19,4 + 0,319.4 + 0.3
31,8 + 5,8 ( 5,3 + 1,o)31.8 + 5.8 (5.3 + 1, o)
52,2 + 9,552.2 + 9.5
71,3 + 13,871.3 + 13.8
1-jp M L-phénylalanine produite/heure/g poids cellules sèches. M-phenylalanine produced / hour / g dry cell weight.
ru Ln Ln Co c> -àru Ln Ln Co c> -to
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
On a préparé le milieu de culture d'ensemencement qui suit: Inrédients -1 Hysoy ' L-isoleucine Mg SO 4 7 H 20 (NH 4)2504 The following seed culture medium was prepared: Inputs -1 Hysoyl L-isoleucine Mg SO 4 7H 2 O (NH 4) 2504
KH 2 P 04KH 2 P 04
Trace d'éléments 2 10 Ca CO 3 Solution d'approvisionnement en 3 biotine Solution d'approvisionnement en 4 thiamine-HC 1 Eau désionisée Quantité 3, 0 g 1,0 g 0,4 g 10,0 g 3,0 g 1,0 cc 15,0 g 1,0 cc 1,0 cc 700,0 cc Trace elements 2 10 Ca CO 3 Supply solution of 3 biotin Supply solution of 4 thiamine-HC 1 Deionized water Quantity 3, 0 g 1.0 g 0.4 g 10.0 g 3.0 g 1 , 0 cc 15.0 g 1.0 cc 1.0 cc 700.0 cc
__
I commercialisé par Sheffield Co 2 la solution de trace d'éléments consistait en: Ingrédient Quantité Zn 504 7 H 20 8,8 g Fe 504 7 H 20 10,0 g Cu SO 4 5 H 20 0,06 g Na 2 B 407 10 H 20 0,088 g Na 2 Mo 204 2 H 20 0, 053 g Mn 504 H 20 7,5 g Co C 12 6 H 20 0,12 g Ca C 12 0,055 g Eau désionisée 900,00 cc La solution de trace d'éléments a été ajustée à p H 2 avec H 2504 concentré et de l'eau désionisée 30 a été ajoutée pour ramener le volume final à The trace element solution marketed by Sheffield Co 2 consisted of: Ingredient Quantity Zn 504 7H 20 8.8g Fe 504 7H 20 10.0g Cu SO 4 5H 20 0.06g Na 2 B 407 10 H 0.088 g Na 2 Mo 204 2 H 20 0.053 g Mn 504 H 20 7.5 g Co C 12 6 H 20 0.12 g Ca C 12 0.055 g Deionized water 900.00 cc Trace solution The elements were adjusted to pH2 with concentrated H2O4 and deionized water was added to bring the final volume
1.000 cc.1,000 cc.
3 100 mg de d-biotine par litre d'eau désionisée 3,100 mg of d-biotin per liter of deionized water
4 1,0 g de thiamine-HCL par litre d'eau désionisée. 4 1.0 g thiamine-HCL per liter of deionized water.
Le milieu ci-dessus a été ajusté à p H 7,5 avec 35 Na OH à 5 N et de l'eau désionisée a été introduite pour ramener le volume à 900 cc Le milieu a été stérilisé à la vapeur à 121 C pendant 15 minutes Une solutiond'approvisionnement de glucose ( 50 g/100 cc d'eau désionisée) a été stérilisée à la vapeur séparément à 121 C pendant 15 minutes Après refroidissement, la solution stérile de glucose a été ajoutée de manière aseptique au milieu stérile pour amener le volume final du milieu à 1 000 cc Le p H a été ajusté à 7 avec de l'acide acétique glacial à 5 N. Des portions de 50 cc du milieu de culture d'ensemencement ont été ajoutées à chacun des deux ballons 10 bosselés à secousses de 250 cc Les ballons ont été inoculés de Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 et on les a fait croître pendant 8 heures à 30 o C tout en agitant (vitesse d'agitation 300 t/mn) pour former des cultures d'ensemencement A la fin de la croissance de The above medium was adjusted to pH 7.5 with 5N NaOH and deionized water was introduced to reduce the volume to 900 cc. The medium was steam sterilized at 121 ° C for 15 minutes. minutes A glucose supply solution (50 g / 100 cc of deionized water) was steam sterilized separately at 121 ° C for 15 minutes After cooling, the sterile glucose solution was added aseptically to the sterile medium to bring the glucose solution into the sterile environment. the final volume of the medium at 1000 cc. The pH was adjusted to 7 with 5 N glacial acetic acid. 50 cc portions of the seed culture medium were added to each of the two embossed flasks. The flasks were inoculated with Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 and grown for 8 hours at 30 ° C with stirring (stirring speed 300 rpm) to form seed cultures. the end of the growth of
8 heures, la densité optique ( 640 nm était d'environ 10,0. At 8 hours, the optical density (640 nm was about 10.0.
On a préparé un milieu de croissance de la même façon que le milieu d'ensemencement à l'exception que l'on a utilisé 50 g de (NH 4)2 SO 4 On a distribué des portions de 50 cc du milieu de croissance dans deux ballons à secousses bosselés de 250 cc Les ballons ont alors été inoculés d'un échantillon de 2,5 cc de l'une des cultures d'ensemencement Après inoculation, on a fait croître les cultures dans les ballons pendant 33 heures A growth medium was prepared in the same manner as the seed medium except that 50 g of (NH 4) 2 SO 4 were used. 50 cc portions of the growth medium were dispensed into the medium. two balloon jerky balls of 250 cc The flasks were then inoculated with a 2.5 cc sample of one of the seed cultures. After inoculation, the cultures were grown in the flasks for 33 hours.
à 30 C tout en agitant ( 300 t/mn). at 30 C while stirring (300 rpm).
On a préparé une solution stérile de glucose ( 70 % A sterile solution of glucose (70%) was prepared
Poids/volume dans l'eau désionisée) comme à l'exemple 1. Weight / volume in deionized water) as in Example 1.
Une solution aqueuse non purifiée à 17,5 % (poids/poids) d'acide alphacétoisocaproîque Na (densité: 1,125 g/cc; p H = 13,5) a été utilisée La solution était un hydrolysat 30 de soude d'isobutylidènehydantolne préparé selon la méthode décrite à l'exemple I en utilisant une quantité suffisante de l'isobutylidènehydantolne pour former une solution à 15 % dans l'eau et Na OH avant ébullition Une solution à un molaire de l'acide alpha-cétoisocaproîque Na 35 (hydrolysat) contenait environ 1,2 M de Na OH, 0,5 M de carbonate de sodium et 0,5 M d'urée La solution d'acide alpha-cétoisocaproîque Na a été ajustée à p H 7 avec de l'acide acétique glacial concentré, puis stérilisée à la vapeur à 121 C pendant 15 minutes Des volumes égaux de la solution stérile de glucose et de la solution stérile d'acide alpha-cétoisocaproîque Na ont été mélangés de 5 manière aseptique et le p H a été réajusté à 7 avec de A 17.5% (w / w) unpurified aqueous solution of alpha-ketoisocaproic acid Na (density: 1.125 g / cc; H = 13.5) was used. The solution was a prepared isobutylidenehydantol sodium hydrolyzate. according to the method described in Example I using a sufficient amount of isobutylidenehydantoin to form a 15% solution in water and NaOH before boiling A one-molar solution of alpha-ketoisocaproic acid Na 35 (hydrolyzate ) contained about 1.2 M NaOH, 0.5 M sodium carbonate and 0.5 M urea The solution of alpha-ketoisocaproic acid Na was adjusted to pH 7 with glacial acetic acid concentrated and then sterilized at 121 ° C. for 15 minutes. Equal volumes of the sterile glucose solution and the sterile alpha-ketoisocaproic acid solution Na were aseptically mixed and the pH was readjusted at 7 ° C. with
l'acide acétique glacial.glacial acetic acid.
Des volumes de la solution combinée ont été ajoutés aux cultures dans les ballons à secousse de façon que les concentrations finales du bouillon de l'acide alpha-cétoisocaproîque soient telles qu'indiquées au tableau 3 On a laissé les cultures croître pendant 62 heures supplémentaires Après cette période de croissance, les échantillons ont été prélevés, filtrés sur Milli pore (dimension des pores 0,22,) pour retirer les cellules, et on a analysé à la recherche de L-leucine en utilisant une détermination par chromatographie liquide haute pression (HPLC) comme décrit à Volumes of the combined solution were added to the cultures in the shake flasks so that the final concentrations of the alpha-ketoisocaproic acid broth were as indicated in Table 3. The cultures were allowed to grow for an additional 62 hours. During this growth period, the samples were collected, filtered through Milli pore (pore size 0.22,) to remove the cells, and analyzed for L-leucine using a high pressure liquid chromatographic determination ( HPLC) as described in
l'exemple 1 Les résultats sont montrés au tableau 3. Example 1 The results are shown in Table 3.
Tableau 3Table 3
Acide O(-cétoiso 2 Rendement caproïque Na L-leucine produite molaire 3 0, 0312 M ( 4,10 g/l) 0,0354 M ( 4,61 g/l) 0,062144 ( 8,12 g/l) 0,025 M ( 3, 28 g/l) 0,037 M ( 4,85 g/1)4 0,058 M ( 7,61 g/l) O-ketoiso acid 2 Caproic yield Na L-leucine produced molar 3,012 M (4.10 g / l) 0.0354 M (4.61 g / l) 0.062144 (8.12 g / l) 0.025 M (3.28 g / l) 0.037 M (4.85 g / l) 4 0.058 M (7.61 g / l)
,0 % 105,0 % 93,7 %, 0% 105.0% 93.7%
30 I ajouté à 33 heures de croissance 2 après une croissance supplémentaire de 62 heures 3 rendement molaire = de L-leucine x 100 g d'acide o(-cétoisocaproique Na 4 l'erreur d'analyse sur les déterminations par HPLC est d'environ + 10 %, suggérant que ce nombre est une I added at 33 hours of growth 2 after a further growth of 62 hours 3 molar yield = L-leucine x 100 g o-ketoisocaproic acid Na 4 The analysis error on the HPLC determinations is about + 10%, suggesting that this number is a
erreur analytique du côté haut -analytical error on the high side -
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Le milieu de culture d'ensemencement et le milieu de croissance de l'exemple 3 ont été utilisés pour la croissance de Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 pour la biotransformation de l'acide alphaisovalérique The seed culture medium and the growth medium of Example 3 were used for the growth of Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 for the biotransformation of alphaisovaleric acid.
en L-valine Des cultures d'ensemencement et des cultures en ballon à secousses d'essai ont été préparées selon la méthode décrite à l'exemple 3, en utilisant cette souche. L-valine cultures Seeding cultures and shake flask cultures were prepared according to the method described in Example 3, using this strain.
Une solution aqueuse non purifiée à 4,53 % (poids/poids) d'une solution d'acide alpha-cétoisovalérique Na a été utilisée La solution était un hydrolysat de soude d'isopropylidènehydantolne préparé selon la méthode décrite à l'exemple 1 en utilisant une quantité suffisante 10 de l'isopropylidènehydantolne pour former une solution à environ 66 dans l'eau et Na OH avant ébullition Une solution à un molaire de l'acide alpha-cétoisovalérique Na contenait environ 1,2 M de Na OH, 0,5 M de carbonate de sodium et 0,5 M d'urée Le p H de la solution a été ajusté 15 de 13,8 à 7,0 avec de l'acide acétique glacial La solution a été stérilisée à la vapeur à 1210 C pendant An unpurified aqueous solution containing 4.53% (w / w) of a solution of alpha-ketoisovaleric acid Na was used. The solution was a hydrolyzate of isopropylidenehydantol sodium hydroxide prepared according to the method described in Example 1. using a sufficient amount of isopropylidenehydantoin to form a solution at about 66 in water and NaOH before boiling. A one-molar solution of alpha-ketoisovaleric acid Na contained about 1.2 M NaOH, 0, 5M sodium carbonate and 0.5M urea The pH of the solution was adjusted from 13.8 to 7.0 with glacial acetic acid. The solution was steam sterilized at 1210 ° C. while
minutes.minutes.
On a préparé une solution séparée de glucose ( 70 % poids/volume dans l'eau désionisée) et on l'a stérilisée à la vapeur à 1210 C pendant 15 minutes On a ajouté 70 parties de la solution stérile d'acide alphacétoisovalérique de manière aseptique à 30 parties de la solution stérile de glucose Des volumes de ce mélange ont été ajoutés aux cultures en ballons à secousses d'essai à divers stades de croissance de façon que les concentrations finales dans le bouillon de l'acide alphacétoisovalérique Na soient de 10 ou de 15 g/l comme letableau 4 La période totale de croissance était de heures pour chaque culture en ballon à secousses d'essai A ce point, des échantillons ont été retirés, filtrés sur Milli pore (dimension des pores 0,22,,m) et analysés à la recherche de la L-valine en utilisant une A separate solution of glucose (70% w / v in deionized water) was prepared and steam sterilized at 1210 C for 15 minutes. 70 parts of the sterile alpha-ketoisovaleric acid solution were added. aseptic to 30 parts sterile glucose solution Volumes of this mixture were added to shake flask cultures at various stages of growth so that the final concentrations in the broth of alpha-ketoisovaleric acid Na were 10 or 15 g / l as Table 4 The total growth period was hours for each shake flask culture At this point, samples were removed, filtered on Milli pore (pore size 0.22, m) and analyzed for L-valine using a
détermination par HPLC comme à l'exemple 1. HPLC determination as in Example 1.
Dans une étude de contrôle en utilisant les mêmes 35 microorganismes et les mêmes processus, l'acide alphacétoisovalérique Na a été omis de la fermentation Les In a control study using the same microorganisms and the same processes, alpha-ketoisovaleric acid Na was omitted from the fermentation.
témoins ont produit une de L-valine à partir du compte de cela dans les au tableau 4. controls produced an L-valine from the count of this in Table 4.
moyenne de 0,0205 M ( 2,4 g/l) glucose L'on n'a pas tenu résultats d'essai montrés average of 0.0205 M (2.4 g / l) glucose No test results shown
Tableau 4Table 4
Acide <-cétoisovalérique Na Temps d'addition L-valine 1 produite Rendement mo 2 laire Α-Cetoisovaleric acid Na L-valine addition time 1 produced Mo 2 yield
0,0725 M0.0725M
( 10 g/l)(10 g / l)
0,0725 M0.0725M
( 10 g/l)(10 g / l)
0,1087 M0.1087 M
( 15 g/l) 15 16 h 0,0846 + 0,008 M ( 9,9 U + 0,90 g/l) 24 h 0,0910 + 0, 003 M ( 10,25 + 0,35 g/l) 16 h 0,1004 + 0,005 M ( 11,75 + 0,55 g/l) 999 o 106 % 78 % I au bout de 40 heures de croissance totale 2 rapport molaire = g de L-valine g d'acide (X -cétoisovalérique Na 3 l'erreur d'analyse sur les déterminations est d'environ + 10 %, ce qui suggère que ce (15 g / l) 16 h 0.0846 + 0.008 M (9.9 U + 0.90 g / l) 24 h 0.0910 + 0.003 M (10.25 + 0.35 g / l) 16 h 0.1004 + 0.005 M (11.75 + 0.55 g / l) 999 o 106% 78% I after 40 hours of total growth 2 molar ratio = g of L-valine g of acid (X -cétoisovalérique Na 3 the analysis error on the determinations is about + 10%, which suggests that this
est une erreur analytique du côté haut. is an analytical error on the high side.
x 100 par HPLC nombrex 100 by HPLC number
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Dans cet exemple, on compare l'fficacité de 25 biotransformation de Brevibacteriumn thiogenitalis ATCC N 31723 lorsqu'il reçoit un hydrolysat dans KOH In this example, the biotransformation efficiency of Brevibacteriumn thiogenitalis ATCC N 31723 when it receives a hydrolyzate in KOH is compared.
de 5-benzylidènehydantolne (acide phénylpyruvique K) et lorsqu'il reçoit de l'acide phénylpyruvique Na pur à 98 %. of 5-benzylidenehydantoin (phenylpyruvic acid K) and when it receives 98% pure phenylpyruvic acid Na.
Les solutions de l'alpha-cétoacide ont été préparées comme suit: Acide phénylpyruvique K: un hydrolysat non purifié de KOH de 5benzylidènehydantoine (obtenu de Hamsphire Chemical) a été préparé comme à l'exemple 1 à partir de 3 M de KOH par mole de 5-benzylidènehydantoine. 35 Le p H de l'hydrolysat a été ajusté à 8,0 avec C 02 gazeux The solutions of the alpha-keto acid were prepared as follows: Phenylpyruvic acid K: an unpurified hydrolyzate of 5-benzylidenehydantoin KOH (obtained from Hamsphire Chemical) was prepared as in Example 1 from 3 M KOH per mole 5-benzylidenehydantoin. The pH of the hydrolyzate was adjusted to 8.0 with C02 gas
avant introduction dans les ballons à secousses. before introduction into shake balls.
Acide phénylpyruvique Na: un phénylpyruvate monohydraté solide de Na ( 98 %) (obtenu de Aldrich Chemical Co) a été dissous dans KOH aqueux à 0,6 M jusqu'à une concentration de 98 g/l (sous forme de phénylpyruvate monohydraté de Na (Na P Pa H 20)) Le p H a été ajusté à 8,0 avec C 02 gazeux avant introduction dans les ballons à secousses. Les milieux d'ensemencement et de croissance utilisés ont été préparés comme décrit à l'exemple 1 à l'exception que les tampons de MOPS ont été remplacés par 20 g/il de Ca CO 3 et que le glucose plus d'autres composants des milieux ont été passés à l'autoclave ensemble pendant minutes à 1100 C (au lieu d'une stérilisation séparée à la vapeur) Les cultures d'ensemencement ont été Phenylpyruvic Acid Na: Na (98%) solid phenylpyruvate monohydrate (obtained from Aldrich Chemical Co) was dissolved in 0.6 M aqueous KOH to a concentration of 98 g / l (as Na phenylpyruvate monohydrate). (Na P Pa H 20)) The pH was adjusted to 8.0 with C 02 gas before introduction into the shake flasks. The inoculation and growth media used were prepared as described in Example 1 except that the MOPS buffers were replaced with 20 g / l of CaCO 3 and the glucose plus other components of the The media were autoclaved together for minutes at 1100 C (instead of separate steam sterilization). The seeding cultures were
préparées comme à l'exemple I en utilisant Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723. prepared as in Example I using Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723.
On a utilisé les clltures d'ensemencement pour inoculer les ballons à secousses comme décrit à l'exemple 1 Après une période initiale de croissance de 17 heures, des 20 ballons à secousses séparés ont reçu les solutions d'acide phénylpyruvique en quantités telles que les concentrations finales du bouillon de culture de phénylpyruvate soient de 76,22 m M ( 12,51 g/il sous forme d'acide phénylpyruvique) On a laissé les ballons à secousses 25 croître, et les rendements molaires ont été déterminés à 23 heures ( 40 heures de croissance totale) et à 28 heures ( 45 heures de croissance totale) Les déterminations par HPLC ont été faites comme à l'exemple 1 Les résultats, montrés au tableau 5, indiquent que la capacité de Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 pour la biotransformation du phénylpyruvate en L-phénylalanine n'est pas totalement réalisée si l'on utilise un précurseur Seeding chambers were used to inoculate the shake flasks as described in Example 1. After an initial growth period of 17 hours, separate shake flasks received the phenylpyruvic acid solutions in amounts such that Final concentrations of the phenylpyruvate broth were 76.22 mM (12.51 g / l as phenylpyruvic acid). The shake flasks were allowed to grow, and the molar yields were determined at 23 hours ( 40 hours of total growth) and at 28 hours (45 hours of total growth) The HPLC determinations were made as in Example 1. The results, shown in Table 5, indicate that the ability of Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 for biotransformation of phenylpyruvate to L-phenylalanine is not fully realized if a precursor is used
impur dans le processus.impure in the process.
-2550801-2550801
Tableau 5Table 5
Phényl 1 pyruvate Production de phénylalanine (m M) 23 h 2 Rendement 3 28 h 2 Rendement 3 .5 _ molaire molaire K phényl 35,96 + 0,85 47,2 + 1,1 49, 52 + 127 65 + 16,7 pyruvate _Na p hyruvatényl 67,80 + O 89,0 + O 6919 + 1, 2 90,8 + 1,6 p yruvate 10 1 essai en ballon à secousses double 2 moment d'addition du phénylpyruvate 3 rendement molaire = x 100 m M phénylpyruvate Phenyl 1 pyruvate Phenylalanine production (m M) 23 h 2 Yield 3 28 h 2 Yield 3 .5 molar molar K phenyl 35.96 + 0.85 47.2 + 1.1 49, 52 + 127 65 + 16, 7 pyruvate _Na p hyruvatenyl 67.80 + O 89.0 + O 6919 + 1, 2 90.8 + 1.6 p yruvate 10 1 double flask test 2 time of addition of phenylpyruvate 3 molar yield = x 100 m Phenylpyruvate
EXEMPLE 6EXAMPLE 6
Cet exemple a été entrepris en utilisant de l'acide phénylpyruvique sodium (Na-PPA) purifié par précipitation d'un hydrolysat dans la soude de 520 benzylidènehydantoîne L'hydrolysat a été préparé selon This example was carried out using purified sodium phenylpyruvic acid (Na-PPA) by precipitation of a hydrolyzate in 520 benzylidenehydantoin sodium hydroxide. The hydrolyzate was prepared according to
le procédé de l'exemple 1.the process of Example 1.
On a alors préparé un précipité d'acide acétique à partir de l'hydrolysat On a placé un volume de 1 500 ml de l'hydrolysat dans un bécher en-serre de 2 000 ca, dans 25 un bain d'eau et de glace De l'acide acétique glacial (concentration 99,7 %, 17,4 M) a été ajouté graduellement tout en agitant pour abaisser le p H à 9 On n'a pas laissé la température dépasser 30 C Un précipité a comencé à se A precipitate of acetic acid was then prepared from the hydrolyzate. A volume of 1500 ml of the hydrolyzate was placed in a 2000 cc glass beaker in a water-ice bath. Glacial acetic acid (concentration 99.7%, 17.4 M) was added gradually while stirring to lower the pH to 9. The temperature was not allowed to exceed 30 ° C. A precipitate began to occur.
former à environ p H 12,95 Au bout de 15 minutes, le p H 30 avait atteint 9. After 15 minutes, the pH was about 9.
On a laissé le mélange au repos, couvert et sous The mixture was allowed to stand, covered and under
une cloche, pendant I heure à 23 C La bouillie a été filtrée à travers du papier Whatman N 4, sans lavage. a bell, for 1 hour at 23 C The slurry was filtered through Whatman paper N 4, without washing.
Le précipité humide a été placé dans un four sous vide à 50 C pendant 18 heures Le précipité sec a été placé à travers un tamis de maille US N 40 Le produit final était Na-PPA-H 20 pur à 79 %, les autres composants comprenant de l'acétate, Na+ et de faibles quantités de The wet precipitate was placed in a vacuum oven at 50 ° C. for 18 hours. The dry precipitate was placed through a US N 40 mesh screen. The final product was 79% pure Na-PPA-H 20, the other components comprising acetate, Na + and small amounts of
C 03 et de l'azote organique.C 03 and organic nitrogen.
Les milieux de culture d'ensemencement et de The culture media for seeding and
croissance ont été préparés comme décrit à l'exemple 5. growth were prepared as described in Example 5.
On a fait croître Brevibacterium thiogénitalis ATCC N 31723 sur le milieu d'ensemencement comme à l'exemple 5. On a utilisé la culture d'ensemencement pour inoculer des Brevibacterium thiogenitalis ATCC N 31723 was grown on the seed medium as in Example 5. The seed culture was used to inoculate
ballons à secousses de 250 cc.shake balls of 250 cc.
Après une période initiale de croissance de 10 18 heures, Na-PPA-H 20 précipité a été redissous dans O,3 M de KOH ( 100 g/l)sous forme de NaPPA-H 20) et ajouté aux ballons à secousses pour obtenir les concentrations finales du bouillon indiquées au tableau 6 On a laissé les cultures croître pendant 23 heures supplémentaires 15 Les déterminations par HPLC pour la L-phénylalanine ont été faites comme décrit à l'exemple 1 Les résultats sont montrés au tableau 6 Les résultats sont approximatifs car les pertes par évaporation du liquide des ballons à After an initial growth period of 18 hours, precipitated Na-PPA-H was redissolved in 0.3 M KOH (100 g / l) as NaPPA-H 20) and added to the shake flasks to obtain the final concentrations of the broth indicated in Table 6 The cultures were allowed to grow for an additional 23 hours HPLC determinations for L-phenylalanine were made as described in Example 1. The results are shown in Table 6. The results are approximate because evaporation losses from liquid balloons to
secousses n'ont pas été mesurées. jerks were not measured.
Tableau 6Table 6
1 2 3 Croissance à 23 h Rendement 4 Essai N Na-PPA-H 20 L-phénylalanine 3 (O Do 640 nm) molaire 1 2 3 Growth at 23 h Yield 4 Test N Na-PPA-H 20 L-Phenylalanine 3 (O Do 640 nm) molar
1 O O 34 + 41 O O 34 + 4
2 1,73 + 0,12 1,8 + 0,09 41 + 2 1002 1.73 + 0.12 1.8 + 0.09 41 + 2 100
3 3,06 + 0 3,69 + 0,02 40 + 2 1003 3.06 + 0 3.69 + 0.02 40 + 2 100
4 3,3 + 0,08 3,57 + 0,19 24 + 1 1004 3.3 + 0.08 3.57 + 0.19 24 + 1 100
5,71 + O 6,32 + 0,19 27 + I 1005.71 + O 6.32 + 0.19 27 + I 100
6 5,75 + 0,36 6,18 + 0,11 23 + O 100 6 5.75 + 0.36 6.18 + 0.11 23 + O 100
7 6,80 + 0,05 6,05 + 0,05 43 + 2 887 6.80 + 0.05 6.05 + 0.05 43 + 2 88
8 8,16 + 0,44 7,4 + 0 43 + 0 908 8.16 + 0.44 7.4 + 0 43 + 0 90
9 9,13 + 0,36 6,99 + 0,14 27 + O 769 9.13 + 0.36 6.99 + 0.14 27 + O 76
9,45 + 0 8,35 + 0,15 36 + 7 889.45 + 0 8.35 + 0.15 36 + 7 88
11 9,49 + 0 7,82 + 0,12 24 + 1 8211 9.49 + 0 7.82 + 0.12 24 + 1 82
12 12,91 + 0,04 10,05 + 0,95 37 + 5 78 12 12.91 + 0.04 10.05 + 0.95 37 + 5 78
I Expériences en flacons à secousses doubles 2 Concentration en PPA dans le milieu déterminée par colorimétrie 3 Concentration de L-phénylalanine (g/l) produite en 23 heures 4 Rendement molaire M L phénylalanine x 100 M phény 1 pyruvate I Experiments in double shake flasks 2 Concentration of PPA in the medium determined by colorimetry 3 Concentration of L-phenylalanine (g / l) produced in 23 hours 4 Molar yield M L phenylalanine x 100 M phenyl 1 pyruvate
R E V E N D I C AT I O N SR E V E N D I C AT IO N S
1. Procédé de préparation d'un L-aminoacide, caractérisé en ce qu'il consiste à: (a) choisir des microorganismes capables de transformer un alpha-cétoacide en un L-aminoacide correspondant, (b) faire croître lesdits microorganismes dans un milieu nutritif, (c) introduire l'alphacétoacide souhaité dans les microorganismes en croissance logarithmique, et (d) laisser les microorganismes en croissance A process for the preparation of an L-amino acid, characterized in that it comprises: (a) selecting microorganisms capable of transforming an alpha-keto acid into a corresponding L-amino acid, (b) growing said microorganisms in a nutrient medium, (c) introducing the desired alpha-keto acid into the log-forming microorganisms, and (d) allowing the microorganisms to grow
convertir l'alpha-cétoacide en L-aminoacide correspondant. convert the alpha-keto acid into the corresponding L-amino acid.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microorganismes comprennent sensiblement une seule souche bactérienne. 2. Method according to claim 1, characterized in that the microorganisms comprise substantially a single bacterial strain.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microorganismes sont choisis dans le groupe consistant en bactéries sécrétant de l'acide glutamique et Escherichia coli. 3. Method according to claim 1, characterized in that the microorganisms are selected from the group consisting of bacteria secreting glutamic acid and Escherichia coli.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bactéries sécrétant et produisant l'acide glutamique sont choisies dans le groupe consistant en l'espèce Brevibacterium et l'espèce Corynebacterium. 4. Method according to claim 3, characterized in that the bacteria secreting and producing glutamic acid are selected from the group consisting of species Brevibacterium and species Corynebacterium.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le Laminoacide est récupéré du milieu de culture. 5. Method according to claim 1, characterized in that the Lamino acid is recovered from the culture medium.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la croissance de l'étape (b) est comprise entre environ 6 et environ 40 heures et la durée de croissance de l'étape (d) est comprise entre environ 20 et environ 72 heures. The process according to claim 1, characterized in that the duration of the growth of step (b) is from about 6 to about 40 hours and the growth time of step (d) is from about 20 to about 40 hours. and about 72 hours.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alphacétoacide de l'étape (c) est présent en une quantité d'environ 0,5 % (poids/volume) et environ 5,0 % (poids/volume) dans le bouillon de culture. The method of claim 1, characterized in that the alpha-ketoacid of step (c) is present in an amount of about 0.5% (w / v) and about 5.0% (w / v) in the culture broth.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alphacétoacide est présent en solution aqueuse, dont la concentration est comprise entre 8. Process according to claim 1, characterized in that the alpha-keto acid is present in aqueous solution, the concentration of which is between
environ 1,0 % (poids/volume et environ 20 % (poids/volume). about 1.0% (w / v and about 20% (w / v).
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alphacétoacide est choisi dans le groupe consistant en acide phénylpyruvique, acide alpha-cétoisocaproîque, acide alpha-cétoisovalérique, acide pyruvique, acide oxaloacétique, acide -hydroxy-alpha-cétobutyrique, 9. Process according to claim 1, characterized in that the alpha-keto acid is chosen from the group consisting of phenylpyruvic acid, alpha-ketoisocaproic acid, alpha-ketoisovaleric acid, pyruvic acid, oxaloacetic acid, -hydroxy-alpha-ketobutyric acid,
acide p-oxyphényl pyruvique, acide indole pyruvique et 10 -acide alphacéto--méthylvalérique. p-oxyphenylpyruvic acid, indolepyruvic acid and 10-alphaketo-methylvaleric acid.
* 10. Procédé pour la transamination biologique d'alpha-cétoacides en leurs L-aminoacides correspondants en utilisant le système d'enzymes couplés d'une culture bactérienne en croissance logarithmique,caractérisé en 15 ce qu'il consiste à: (a) mettre en contact une culture en croissance logarithmique de microorganismes pouvant transformer les alpha-cétoacides en leurs L-aminoacides correspondants avec l'alpha-cétoacide souhaité en présence d'un milieu 20 nutritif, et (b) laisser le système d'enzymes couplés de ladite culture en croissance entratner l'alpha-cétoacideA method for the biological transamination of alpha-ketoacids to their corresponding L-amino acids using the coupled enzyme system of a logarithmically growing bacterial culture, characterized in that it consists of: contacting a logarithmically growing culture of microorganisms capable of transforming the alpha-ketoacids into their corresponding L-amino acids with the desired alpha-keto acid in the presence of a nutrient medium, and (b) leaving the coupled enzyme system of said growing culture train the alpha-ketoacid
à une réaction de transamination en L-aminoacide. to a L-amino acid transamination reaction.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le Laminoacide produit à la 11. Process according to claim 10, characterized in that the Lamino acid produced at the
réaction de transamination est récupéré du milieu. Transamination reaction is recovered from the medium.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les microorganismes sont choisisdans 12. Process according to claim 10, characterized in that the microorganisms are chosen in
le groupe consistant en Bactéries sécrétant et produisant 30 l'acide glutamique et Escherichia coli. the group consisting of bacteria secreting and producing glutamic acid and Escherichia coli.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les bactéries produisant l'acide glutamique sont choisies dans le groupe consistant en l'espèce Brevibacterium et l'espèce Corynebacterium. 35 14 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'alpha- cétoacide est choisi dans le groupe consistant en acide phénylpyruvique, acide alpha-cétoisocaprolque, acide alpha-cétoisovalérique, acide pyruvique, acide oxaloacétique, acide A-hydroxyalpha-cétobutyrique, acide p-oxyphénylpyruvique, acide 13. The method of claim 12, characterized in that the bacteria producing glutamic acid are selected from the group consisting of species Brevibacterium and species Corynebacterium. Process according to claim 10, characterized in that the alpha-keto acid is selected from the group consisting of phenylpyruvic acid, alpha-ketoisocaprol acid, alpha-ketoisovaleric acid, pyruvic acid, oxaloacetic acid, A-hydroxyalpha-ketobutyric acid, p-oxyphenylpyruvic acid, acid
indole pyruvique et acide alpha-céto-/ -méthylvalérique. pyruvic indole and alpha-keto- / methylvaleric acid.
15 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en-ce que l'alphacétoacide est présent en solution aqueuse dont la concentration est comprise Process according to Claim 14, characterized in that the alpha-keto acid is present in aqueous solution, the concentration of which is included
entre environ 1,0 % et environ 20 %. between about 1.0% and about 20%.
16. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la culture en croissance logarithmique est mise en contact avec l'alpha-cétoacide pendant environ 16. The method of claim 10, characterized in that the logarithmic growth culture is brought into contact with the alpha-keto acid for about
à environ 72 heures.at about 72 hours.
17. L-aminoacide caractérisé en ce qu'il est préparé par: (a) la mise en culture dans un milieu nutritif, de microorganismes pouvant transformer un alpha-cétoacide précurseur en L-aminoacide souhaité, (b) la production d'une phase active en croissance logarithmique de la culture, (c) la mise en contact de la culture en croissance logarithmique avec l'alphacétoacide précurseur, et (d) la conversion, par la culture en croissance, 17. L-amino acid, characterized in that it is prepared by: (a) culturing, in a nutrient medium, microorganisms capable of transforming a precursor alpha-keto acid into the desired L-amino acid, (b) producing a active phase in logarithmic growth of the culture, (c) bringing the logarithmic growth into contact with the precursor alpha keto acid, and (d) the conversion by the growing culture,
de l'alpha-cétoacide en L-aminoacide correspondant. from the alpha-keto acid to the corresponding L-amino acid.
18 L-aminoacide selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il a été récupéré du milieu de culture. 19. L-aminoacide selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'un alpha30 cétoacide précurseur choisi dans le groupe consistant en acide phénylpyruviq ecide alpha-cétoisocaprolque, acide L-amino acid according to claim 17, characterized in that it has been recovered from the culture medium. 19. L-amino acid according to claim 17, characterized in that it is prepared from a precursor alpha30 keto acid selected from the group consisting of alpha-ketoisocaprol phenylpyruvic acid, acidic
alpha-c 6 toisovalérique, acide pyruvique, acide oxaloacétique, acide A hydroxy-alpha-cétobutyrique, acide p-oxyphénylpyruvique, acide indole pyruvique et acide 35 alpha-céto-/ -méthylvalérique. toisovaleric alpha-c 6, pyruvic acid, oxaloacetic acid, hydroxy-alpha-ketobutyric acid A, p-oxyphenylpyruvic acid, indolepyruvic acid and alpha-keto-methylvaleric acid.
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