FR2609047A1 - PROCESS FOR PREPARING L-VALINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION DE LA L-VALINE QUI EST UN AMINO-ACIDE ESSENTIEL. CE PROCEDE CONSISTE A CULTIVER DES MICRO-ORGANISMES DU GENRE BREVIBACTERIUM STABLES A L'HYDROXAMATE DE L-ARGININE OU STABLES AUSSI BIEN A L'HYDROXAMATE DE L-ARGININE QU'A L'ACIDE A-AMINOBUTYRIQUE EN PRESENCE DE L-LEUCINE, DANS UN MILIEU NUTRITIF CONTENANT DES SOURCES DE CARBONE ET D'AZOTE, DES SELS INORGANIQUES ET DES STIMULATEURS DE LA CROISSANCE, A ISOLER ULTERIEUREMENT LA L-VALINE FORMEE DANS LE MILIEU DE CULTURE ET A LA PURIFIER.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR PREPARING L-VALINE WHICH IS AN ESSENTIAL AMINO ACID. THIS PROCESS CONSISTS OF CULTIVATING MICRO-ORGANISMS OF THE GENUS BREVIBACTERIUM STABLE TO L-ARGININE HYDROXAMATE OR STABLE AS WELL TO L-ARGININE HYDROXAMATE AS TO A-AMINOBUTYRIC ACID IN THE PRESENCE OF L-LEUCINE, IN A NUTRITIONAL ENVIRONMENT CONTAINING SOURCES OF CARBON AND NITROGEN, INORGANIC SALTS AND GROWTH STIMULATORS, TO LATERALLY ISOLATE THE L-VALINE FORMED IN THE CULTURAL ENVIRONMENT AND PURIFY IT.
Description
L'invention concerne l'industrie microbiologi-The invention relates to the microbiological industry
que, d'une manière plus concrète des procédés de prépara- that, in a more concrete way,
tion d'amino-acides, et plus précisément un procédé de of amino acids, and more specifically a process of
préparation de la L-valine.preparation of L-valine.
La présente invention trouvera une application en médecine et dans les industries chimique, alimentaire The present invention will find application in medicine and in the chemical, food industry
et de culture de tabac.and tobacco growing.
On connaît un procédé de préparation de la L- A process for the preparation of L-
valine par culture de micro-organismes de l'espèce Serra- valine by culture of microorganisms of the species Serra-
tia marcescens stables à l'acide < -aminobutyrique. Ces micro-organismes sont capables d'accumuler la L-valine Stable marcescens with <-aminobutyric acid. These microorganisms are able to accumulate L-valine
lors de la culture dans des milieux contenant des sour- when growing in media containing sources
ces assimilables de carbone et d'azote, des sels inorga- these assimilable carbon and nitrogen, inorganic salts
niques et des stimulateurs de la croissance ("Journal of and stimulators of growth ("Journal of
Bacteriology", N5, 1971, Kisumi M. et al. "Valine accu- Bacteriology, N5, 1971, Kisumi M. et al.
mulation by o< -aminobutyrique acid-resistant Mutants of mulation by o <-aminobutyric acid-resistant Mutants of
Serratia marcescens", p. 493-499).Serratia marcescens ", pp. 493-499).
Le rendement maximal en L-valine dans ce proc - The maximum yield of L-valine in this proc -
dé est de 9 à 10 g/l.dice is 9 to 10 g / l.
On connait un procédé de préparation de la L- There is known a process for preparing L-
valine fondé sur l'utilisation de micro-organismes des espèces Corynebacterium et Brevibacterium stables à la thiazol-2-alanine et qui ont en même temps besoin de la valine based on the use of thiazol-2-alanine-stable Corynebacterium and Brevibacterium microorganisms and at the same time
L-leucine, la L-isoleucine ou la L-thréonine (JP, B, 52- L-leucine, L-isoleucine or L-threonine (JP, B, 52-
116). Le rendement maximal en L-valine obtenu par ce pro- 116). The maximum yield of L-valine obtained by this
cédé est de 25 g/l.yield is 25 g / l.
On connaît également un orocédé de préparation de la L-valine utilisant, en qualité de producteurs de There is also known a method of preparing L-valine using, as producers of
L-valine, des micro-organismes des espèces Corynebacte- L-valine, microorganisms of the Corynebacter-
rium et Brevibacterium qui résistent à la S-amino-éthyl- rium and Brevibacterium that are resistant to S-amino-ethyl-
cystéine (JP, B, 58-2678). Ce procédé assure une accumu- cysteine (JP, B, 58-2678). This process ensures a
lation jusqu'à 30,5 g/l de L-valine dans le milieu de culture. On connaît encore un procédé de préparation de up to 30.5 g / l of L-valine in the culture medium. There is still a process for the preparation of
la L-valine par fermentation, utilisant des micro-orga- L-valine by fermentation, using microorganisms
nismes du genre Brevibacterium qui ont besoin de la L- of the Brevibacterium genus that need L-
isoleucine pour leur croissance et résistant en même isoleucine for their growth and resistant at the same
temps, soit au D-ribose, soit aux ribonucléosides puri- either D-ribose or purified ribonucleosides
ques, soit aux ribonucléosides oyrimidiques (JP, B, 58- or the ribonucleosides (JP, B, 58-
32594).32594).
On atteint un rendement maximal en L-valine de 35 g/1 dans le cas o les micro-organismes cités résistent A maximum yield of L-valine of 35 g / l is reached in the case where the microorganisms mentioned resist
à la thiazol-2-alanine.with thiazol-2-alanine.
Le but de l'invention est de créer un procédé The object of the invention is to create a method
de préparation de la L-valine en utilisant des micro-or- of preparation of L-valine using microorganisms
ganismes nouveaux, procédé permettant d'élever le rende- new mechanisms, a process of raising the
ment en produit visé.product.
La solution de ce problème consiste en ce que, dans le procédé de préparation de la L-valine par culture The solution of this problem is that in the process of preparing L-valine by culture
de micro-organismes du genre Brevibacterium dans un mi- of microorganisms of the genus Brevibacterium in a half
lieu nutritif contenant des sources de carbone et d'azote, a nutritious place containing carbon and nitrogen sources,
des sels inorganiques et des composés organiques stimu- inorganic salts and organic compounds stimulated
lant le croissance des micro-organismes, isolement subsé- the growth of micro-organisms, subsequent isolation
quent dans le milieu de culture et purification du produit in the culture medium and purification of the product
visé, conformément à l'invention on utilise des micro-or- referred to in accordance with the invention, micro-or-
ganismes du genre Brevibacterium stables à l'hydroxamate hydroxibate stable Brevibacterium genus
de L-arginine ou stables aussi bien à l'hydroxamate de L- of L-arginine or stable to L-hydroxamate as well.
arginine qu'à l'acide C'-aminobutyrique en présence de L- arginine than C'-aminobutyric acid in the presence of L-
leucine. Grâce à l'invention, le rendement en L-valine leucine. Thanks to the invention, the yield of L-valine
atteint 55 g/l.reaches 55 g / l.
Conformément à la présente invention, il est rationnel d'utiliser les micro-organismes suivants de In accordance with the present invention, it is rational to use the following microorganisms of
l'espèce Brevibacterium flavum déposés au Vsesojuzny nau- species Brevibacterium flavum deposited at Vsesojuzny nau-
chno-issledovatelsky institut genetiki i selektsii promy- chno-issledovatelsky institute genetiki i selektsii promy-
shlennych micro-organizmov: souche Brevibacterium flavum AA52, enregistré sous le N 3-3713 le 21 avril 1986; souche Brevibacterium flavum AA53, enregistré sous le N B-3714 le 21 avril 1986; souche Brevibacterium flavum AA54, enregistré sous shlennych micro-organizmov: Brevibacterium flavum strain AA52, registered as N 3-3713 on April 21, 1986; Brevibacterium flavum strain AA53, registered as N B-3714 on April 21, 1986; Brevibacterium flavum strain AA54, registered under
le N B-3715 le 21 avril 1986.N B-3715 on April 21, 1986.
Il est avantageux d'utiliser la souche Brevi- It is advantageous to use the Brevi strain
bacterium flavum AA52 stable à l'hydroxamate de L-argi- bacterium flavum AA52 stable to L-argamate hydroxamate
nine. De plus, on peut, conformément à l'invention, nine. Moreover, according to the invention,
utiliser la souche Brevibacterium flavum AA53 ou la sou- use the strain Brevibacterium flavum AA53 or the strain
che Brevibacterium flavum AA54 stables aussi bien à che Brevibacterium flavum AA54 stable both
l'hydroxamate de L-arginine qu'à l'acide o< -aminobuty- L-arginine hydroxamate only at o-aminobutyric acid
rique Én ptsaoe de L-eaie.A ptsaoe of L-eaie.
D'autres buts et avantages de l'invention se- Other objects and advantages of the invention are
ront mieux compris à la lecture de la description qui va will be better understood by reading the description that will
suivre du procédé de préparation de la L-valine et des to follow the process for the preparation of L-valine and
exemples de mise en oeuvre de ce procédé. examples of implementation of this method.
Le procédé de préparation de la L-valine par The process for preparing L-valine by
fermentation suivant l'invention est fondé sur l'utilisa- fermentation according to the invention is based on the use of
tion de micro-organismes producteurs de L-valine cultivés production of L-valine-producing microorganisms
dans un milieu nutritif.in a nutrient medium.
On propose d'utiliser des micro-organismes du It is proposed to use micro-organisms from
genre Brevibacterium stables à l'hydroxamate de L-argini- genus Brevibacterium stable to L-arginine hydroxamate
ne. Un exemple concret de tels micro-organismes est la souche-productrice de L-valine Brevibacterium flavum AA born. A concrete example of such microorganisms is the strain-producing L-valine Brevibacterium flavum AA
52, déposé au Vsesojuzny nauchno-issledovatelsky insti- 52, deposited in the Vsesojuzny nauchno-issledovatelsky
tut genetiki i selektsii promyschlennych micro-organiz- tut genetiki i selektsii promyschlennych micro-
mov et enregistrée sous le N B-3713 le 21 avril 1986. mov and registered as B-3713 on 21 April 1986.
Conformément à l'invention, on propose égale- According to the invention, it is also proposed
ment d'utiliser des micro-organismes du genre Brevibac- to use microorganisms of the genus Brevibac-
terium stables aussi à 1'hydroxamate de L-arginine et à l'acide d%aminobutyrique en présence de L-leucine. Les souches productrices de Lvaline, Brevibacterium flavum also stable to L-arginine hydroxamate and aminobutyric acid in the presence of L-leucine. Lvaline producing strains, Brevibacterium flavum
AA53 bu Brevibacterium flavum AA54, déposées dans Vseso- AA53 bu Brevibacterium flavum AA54, deposited in Vseso-
juzny nauchno-issledovatelsky institut genetiki i selekt- juzny nauchno-issledovatelsky institute genetiki i selekt-
sii promychlennych micro-organizmov et enregistrées res- sii promychlennych micro-organizmov and registered
pectivement sous le N B-3714 et B-2715 le 21 avril 1986 respectively under No. B-3714 and B-2715 on April 21, 1986
peuvent servir d'exemples de tels micro-organismes. can serve as examples of such microorganisms.
Les souches de Brevibacterium flavum AA52, AA Strains of Brevibacterium flavum AA52, AA
53 et AA54 ont besoin de L-isoleucine pour la croissance. 53 and AA54 need L-isoleucine for growth.
Les mutations de la résistance à hautes concen- Mutations in resistance at high concentrations
trations en acide c0 -aminobutyrique en présence de L- c-aminobutyric acid in the presence of L-
leucine, à l'hydroxamate de L-arginine et de l'auxotro- leucine, L-arginine hydroxamate and auxotron
phicité selon la L-isoleucine peuvent être obtenues à l'aide de la mutagénisation des bactéries par n'importe quel procédé connu (par exemple par traitement avec la N-méthyl-N'-nitro-N-nitroso-guanidine ou par irradiation ultraviolette). Les souches nouvelles indiquées sont obtenues L-isoleucine pHicity can be achieved by bacterial mutagenization by any known method (eg, treatment with N-methyl-N'-nitro-N-nitroso-guanidine or ultraviolet irradiation). ). The new strains indicated are obtained
par méthodes génétiques sélectionnées à partir de la sou- by genetic methods selected from the
che de Brevibacterium flavum ATCC 14067 déposée au Vseso- of Brevibacterium flavum ATCC 14067 deposited in the Vseso-
juzny nauchno-issledovatelsky institut genetiki i selekt- juzny nauchno-issledovatelsky institute genetiki i selekt-
sii promychlennych microorganizmov et enregistrée sout if promychlennych microorganizmov and registered
le N B-42 le 16 janvier 1969.No. B-42, January 16, 1969.
Cependant, on peut utiliser toutes les autres However, we can use all the others
souches de micro-organismes se rapportant au genre Brevi- strains of microorganisms related to the genus Brevi
bacterim en qualité de souches parentales pour la sélec- bacterim as parental strains for the selection of
tion des micro-organismes cités dans la présente inven- microorganisms mentioned in the present invention.
tion.tion.
On donnera ci-après le schéma de la sélection We will give below the diagram of the selection
des souches-productrices de L-valine. strains-producing L-valine.
ATCC 14067ATCC 14067
(souche parentale produisant jusqu'à 2 g/l de L-valine) (parental strain producing up to 2 g / l of L-valine)
mutagénèse avec la N-méthyl-N'-nitro-N-nitro- mutagenesis with N-methyl-N'-nitro-N-nitro-
soguanidine et sélection des mutants ayant be- soguanidine and selection of mutants
soin de la L-isoleucine pour la croissance care of L-isoleucine for growth
ATCC 14067 ile-ATCC 14067 ile-
lauxotrophe d'isoleucine produisant jusqu'à 4,5 g/l de L-valine) Isoleucine Lysotroph producing up to 4.5 g / L L-valine)
mutagénèse avec la N-méthyl-N'-nitro-N-nitro- mutagenesis with N-methyl-N'-nitro-N-nitro-
soguanidine et sélection des mutants stables à l'hydroxamate de Larginine (10 mg/ml) AA52 soguanidine and selection of mutants stable to Larginine hydroxamate (10 mg / ml) AA52
(auxotrophe d'isoleucine stable à l'hydroxamate de L-ar- (auxotrophic isoleucine stable to hydroxamate L-ar-
ginine, produisant jusqu'à 17 g/l de L-valine) ginine, producing up to 17 g / l of L-valine)
mutagénèse avec la N-méthyl-N'-nitro-N-nitroso- mutagenesis with N-methyl-N'-nitro-N-nitroso
guanidine et sélection des mutants stables à guanidine and selection of stable mutants
l'acide cl -aminobutyrique (55 mg/ml) en pré- cl -aminobutyric acid (55 mg / ml) in
/sence de L-leucine AA53 et AA54/ sence of L-leucine AA53 and AA54
(auxotrophes d'isoleucine stables à l'hydroxamate de L-ar- (Isoleucine auxotrophs stable to L-ar-hydroxamate
ginine et stables à de hautes concentrations en ginine and stable at high concentrations in
acide C( -aminobutyrique en présence de L-leu- C -aminobutyric acid in the presence of L-leu-
cine, produisant de 52 à 55 g/l de L-valine). cine, producing 52 to 55 g / l of L-valine).
Les souches AA52, AA53 et AA54 selon leurs carac- Strains AA52, AA53 and AA54 according to their characteristics.
téristiques (sauf la stabilité à l'hydroxamate de L-argini- (except for stability of L-arginine hydroxamate
ne, à l'acide Q -aminobutyrique en présence de L-leucine, l'auxotrophicité selon la L-isoleucine et la capacité de Q -aminobutyric acid in the presence of L-leucine, auxotrophicity according to L-isoleucine and the ability to
produire la L-valine) ne diffèrent pas de la souche paren- to produce L-valine) do not differ from the parental strain
tale Brevibacterium flavum ATCC 14067. Brevibacterium flavum ATCC 14067.
Les souches productrices de L-valine, Brevibac- Strains producing L-valine, Brevibac-
terium flavum AA52, AA53, AA54, utilisées présentent les terium flavum AA52, AA53, AA54, used have the
caractères de culture et morphologiques suivantes. following culture and morphological characters.
Caractères morpholoqiques:Morphological characters:
les cellules sont ovales d'une longueur de 1,7- the cells are oval with a length of 1.7-
2,5pm, asporogènes, immobiles, gram-positives. 2.5pm, asporogenous, immobile, gram-positive.
Caractères de culture:Culture characters:
au deuxième jour de la croissance à la tempéra- on the second day of growth at tempera-
ture de 28 C, elles forment sur la surface de l'agar de viande-peptone des colonies d'un diamètre de 3 à 4 mm, rondes, à l'extrémité lisse; le centre est soulevé en 28 ° C, they form on the surface of the meat-peptone agar colonies of a diameter of 3 to 4 mm, round, at the smooth end; the center is raised in
forme de cône, la surface est lisse, brillante et de cou- cone shape, the surface is smooth, shiny and
leur crème-jaunâtre.their cream-yellowish.
Avec un ensemencement par strie sur l'agar de viande-peptone, la croissance est modérée au 2 éme jour; l'extrémité est lisse; la surface est brillante, compacte With streak seeding on meat-peptone agar, growth is moderate at 2 nd day; the end is smooth; the surface is shiny, compact
et de couleur crème-jaunâtre.and cream-yellowish in color.
La croissance dans la masse d'agar de viande- Growth in the mass of meat agar-
peptone est modérée, essentiellement sur la surface du milieu. Le milieu minéral a la composition suivante (mg/ml): glucose = 20; Na2S04 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 = 1; NH4C1 = 3; NH4NO3 =1; MgS04.7 H20 = 0,1; MnS04.5 H20 = 1.10-4; biotine = 5.10-5; chlorure de thiamine = 1.10-4; L isoleucine = 0,2; FeSO4.7 H20= peptone is moderate, mostly on the middle surface. The mineral medium has the following composition (mg / ml): glucose = 20; Na2SO4 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 = 1; NH4Cl = 3; NH4NO3 = 1; MgSO 4 .7H 2 O = 0.1; MnSO4.5 H2O = 1.10-4; biotin = 5.10-5; thiamine chloride = 1.10-4; Isoleucine = 0.2; FeSO4.7 H20 =
1.10-4; pH = 7,4. La biotine, la thiamine et la L-iso- 1.10-4; pH = 7.4. Biotin, thiamine and L-iso
leucine sont indispensables pour la croissance. Au 2ème Leucine are essential for growth. In the 2nd
jour de la croissance à la température de 28 C, elle for- day of growth at 28 C, it
me des colonies de 1 mm de diamètre, de couleur crème- colonies 1 mm in diameter, cream-colored
claire. La croissance à la strie au 2ème jour est modé- clear. Growth on the streak on day 2 is moderate
rée, compacte et de couleur crème-claire. compact and cream-clear color.
Sur un milieu de pomme de terre, elle croit et On a potato medium, she believes and
forme un pigment à nuance jaune.forms a pigment with a yellow shade.
Elle ne liquéfie pas la gélatine.It does not liquefy gelatin.
Comportement vis-à-vis des sources de carbone: bonne croissance sur le glucose, le saccharose, le maltose, le fructose, le mannose; une plus faible croissance sur le galactose, le rhamnose, le sorbose, le Behavior vis-à-vis carbon sources: good growth on glucose, sucrose, maltose, fructose, mannose; lower growth on galactose, rhamnose, sorbose,
sorbitol, les sels ammonique et sodique de l'acide acéti- sorbitol, ammonic and sodium salts of acetic acid
que, l'éthanol; n'utilise pas le lactose. that, ethanol; does not use lactose.
Comportement vis-à-vis des sources d'azote: Behavior vis-à-vis nitrogen sources:
elle assimile (NH)2S04, NH4C1 et l'urée. it assimilates (NH) 2SO4, NH4Cl and urea.
La préparation de la souche Brevibacterium fla- The preparation of the Brevibacterium strain
vum AA52 est réalisée de la manière suivante. vum AA52 is performed as follows.
On cultive la souche Brevibacterium flavum ATCC 14067 dans un bouillon de viande-peptone à la température de 30 C avec aération jusqu'à l'obtention du titre de 109 The strain Brevibacterium flavum ATCC 14067 was cultured in a meat-peptone broth at a temperature of 30 ° C. with aeration until the titre of 109 ° C. was obtained.
cellules/ml. On lave les cellules du bouillon de viande- cells / ml. The cells of the meat broth are washed
peptone par centrifugation et on remet en suspension dans peptone by centrifugation and resuspended in
une solution tampon de citrate à pH = 5,5. A la suspen- a citrate buffer solution at pH = 5.5. At the suspension
sion obtenue, on ajoute de la N-méthyl-N'-nitro-N-nitro- obtained, N-methyl-N'-nitro-N-nitro-
soguanidine jusqu'à la concentration finale de 300 mg/ml, on fait incuber avec aération pendant 20-minutes à la température de 300C. On libère les cellules du mutagène à l'aide d'un bouillon de viande-peptone refroidi, on transfère dans une éprouvette avec 10 ml de bouillon de viande-peptone, on fait incuber avec aération pendant 18 heures à la température de 30 C et puis on ensemence sur un milieu NQ 1 de composition suivante (mg/ml): glucose = ; Na2S04 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 = 1; NH4C1 = 3; NH4N03 = 1; MgSO4.7H20 = 0,1; MnSO4.5H20 = 10-4; biotine = 5x10-5; chlorure de thiamine = lx10-4; L-iÈoleucine = 0,2; agar-agar = 20; FeSO4.7H20 = soguanidine up to the final concentration of 300 mg / ml, incubated with aeration for 20 minutes at a temperature of 300C. The cells were released from the mutagen with a cooled meat-peptone broth, transferred to a test tube with 10 ml of meat-peptone broth, incubated with aeration for 18 hours at 30 ° C. and then seeded on NQ 1 medium of the following composition (mg / ml): glucose =; Na2SO4 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 = 1; NH4Cl = 3; NH4NO3 = 1; MgSO4.7H2O = 0.1; MnSO4.5H2O = 10-4; biotin = 5x10-5; thiamine chloride = 1x10-4; L-oleucine = 0.2; agar-agar = 20; FeSO4.7H20 =
lxlO-4; pH=7,4. Parmi les colonies développées sur ce mi- lxlO-4; pH = 7.4. Among the colonies developed on this
lieu N 1 après 48 heures d'incubation à la température de 30 C,.on choisit un mutant incapable de croltre sur le place N 1 after 48 hours of incubation at the temperature of 30 C, one chooses a mutant incapable of croltre on the
milieu N 1 qui ne renferme pas de L-isoleucine. L'auxo- N 1 medium which does not contain L-isoleucine. The auxo-
trophe d'isoleucine obtenu est mutagénésé de nouveau avec la N-méthyl-N'nitro-N-nitrosoguanidine et ensemencé sur Isoleucine trophe obtained is mutagenized again with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine and inoculated on
le milieu N 1 contenant également de l'hydroxamate de L- the N 1 medium also containing L-hydroxamate
arginine à la concentration de 10 mg/ml. Les colonies dé- arginine at the concentration of 10 mg / ml. Colonies de-
veloppées sur ce milieu après 72 heures d'incubation sont purifiées, leur capacité de produire de la valine étant grown on this medium after 72 hours of incubation are purified, their ability to produce valine being
vérifiée. Un des mutants choisis de cette façon, produi- verified. One of the mutants chosen in this way, produces
sant de la L-valine, est désigné Brevibacterium flavum AA 52. L-valine is designated Brevibacterium flavum AA 52.
On réalise la préparation des souches Brevibac- The preparation of Brevibac strains is carried out.
tteri'm flavum AA53, AA54 de la manière suivante. titeri'm flavum AA53, AA54 as follows.
On soumet la souche AA52 à une mutagénèse avec la N-méthyl-N'-nitro-Nnitrosoguanidine et on l'ensemnce The strain AA52 is mutagenized with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine and is then
sur un milieu N 2 de composition suivante (mg/ml): glu- on a medium N 2 of the following composition (mg / ml): glu
cose= 10, Na2SO4 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 =1; NH4Cl = 3; NH4NO3 = 1; MgSO4. 7H20 = 0,1; MnSO4.5H20 = 1 x 10-4; FeSO4. 7H20 = 1 x 10-4; biotine = 5 x 10-5; chlorure de thiamine = 1 x 10-4; L-isoleucine = 0,2; cose = 10, Na2SO4 = 2; K2HPO4 = 3; KH2PO4 = 1; NH4Cl = 3; NH4NO3 = 1; MgSO4. 7H 2 O = 0.1; MnSO4.5H2O = 1 x 10-4; FeSO4. 7H20 = 1 x 10-4; biotin = 5 x 10-5; thiamine chloride = 1 x 10-4; L-isoleucine = 0.2;
L-leucine = 0,2; acide c -aminobutyrique = 55 et agar- L-leucine = 0.2; c -aminobutyric acid = 55 and agar
agar = 20. On purifie les colonies développées et on exa- agar = 20. The developed colonies are purified and
mine leur capacité de produire de la valine. Deux mutants undermines their ability to produce valine. Two mutants
produisant des quantités élevées de L-valine sont dési- producing high amounts of L-valine are
gnées Brevibactérium flavum AA53 et Brevibacterium flavum AA54. La semence des souches productrices pour une fermentation ultérieure peut être préparée par n'importe quel procédé connu, tel que la culture sur la surface de milieux nutritifs solides agarisés ou dans des milieux Brevibacterium flavum AA53 and Brevibacterium flavum AA54. Seed of the producing strains for further fermentation can be prepared by any known method, such as culturing on the surface of agarized solid nutrient media or in media
liquides contenant des sources de carbone et d'azote as- liquids containing carbon and nitrogen sources as
similables, des sels inorganiques et des substances orga- similar, inorganic salts and organic substances
niques assurant la croissance des micro-organismes. the growth of micro-organisms.
Les substances organiques renferment des vita- Organic substances contain vitamins
mines (biotine, thiamine) ainsi que d'autres composés, y compris des amino-acides, dans le cas oI ces derniers sont indispensables pour la croissance d'une souche productrice déterminée. A titre de milieu nutritif de fermentation pour la culture de micro-organismes du genre Brevibacterium, on peut utiliser des milieux nutritifs quelconques contenant des sources assimilables de carbone et d'azote, des sels inorganiques et des substances organiques stimulant la croissance des micro-organismes et l'accumulation de la L-valine. A titre de sources assimilables de carbone, on mines (biotin, thiamine) as well as other compounds, including amino acids, in the case where these are essential for the growth of a specific producing strain. As a fermentation nutrient medium for the culture of microorganisms of the genus Brevibacterium, any nutrient media containing assimilable sources of carbon and nitrogen, inorganic salts and organic substances stimulating the growth of microorganisms can be used. and the accumulation of L-valine. As assimilable sources of carbon,
peut utiliser des hydrates de carbone tels que le saccha- can use carbohydrates such as saccharine
rose, le glucose, le fructose, le maltose, le mannose, pink, glucose, fructose, maltose, mannose,
l'amidon, un hydrolysat d'amidon et la mélasse; des po- starch, a starch hydrolyzate and molasses; po-
lyalcools tels que la glycérine et la sorbite; des aci- lyalcohols such as glycerine and sorbite; aci
des organiques tels que les acides formique, acétique, organic substances such as formic acid, acetic acid,
lactique, fumarique, maléique et propionique; des al- lactic, fumaric, maleic and propionic; of the
cools, tels que le méthanol et l'éthanol. Les sources de cools, such as methanol and ethanol. The sources of
carbone indiquées peuvent être utilisées aussi bien sépa- indicated carbon can be used both separately
rément qu'en combinaison avec une autre en divers rapports pondéraux. La quantité totale de substance constituant la only in combination with another in various weight ratios. The total quantity of substance constituting the
source de carbone peut être introduite au.début de la fer- source of carbon can be introduced at the beginning of the
mentation ou par portions lors du processus de fermenta- portion of the fermentation process
tion. A titre de source d'azote assimilable, on peut utiliser aussi bien des sels organiques que des sels tion. As a source of assimilable nitrogen, it is possible to use both organic salts and salts
inorganiques d'ammonium, par exemple le sulfate d'ammo- inorganic ammonium compounds, eg ammonium sulphate
nium, le chlorure d'ammonium, le carbonate d'ammonium, nium, ammonium chloride, ammonium carbonate,
l'acétate d'ammonium, le nitrate d'ammonium, le phospha- ammonium acetate, ammonium nitrate, phospha-
te d'ammonium, le lactate d'ammonium; l'urée; divers ammonium salt, ammonium lactate; urea; various
composés azotés naturels, par exemple la peptone, un hy- natural nitrogen compounds, for example peptone, a hy-
drolysat de levures, un extrait de viande et des hydro- yeast drolysate, a meat extract and hydro-
lysats de protéines végétales.lysates of vegetable proteins.
A titre de sels inorganiques, on peut utiliser As inorganic salts, it is possible to use
le phosphate de potassium et de sodium, le sulfate de ma- potassium and sodium phosphate, sodium sulphate
gnésium, le chlorure de sodium, des sels de fer et de gnesium, sodium chloride, iron salts and
manganèse, le carbonate de calcium. manganese, calcium carbonate.
A titre de substances organiques nécessaires pour la croissance des microorganismes indiqués, on peut As organic substances necessary for the growth of the indicated microorganisms, it is possible to
utiliser la thiamine (par exemple sous forme de dilohy- use thiamine (eg in the form of dilohy-
drate ou de bromhydrate), la biotine ou ses substituts drate or hydrobromide), biotin or its substitutes
(par exemple la déthiobiotine, la biocine, l'acide 7, 8- (eg dethiobiotin, biocin, 7,8-acid,
OS diamino-pélargonique) ainsi que des amino-acides s'ils sont nécessaires pour la croissance des micro-organismes, par exemple la L- isoleucine. Dans le cas o les substances organiques sont présentés en quantité suffisante dans les autres composants du milieu nitritif, on n'a plus besoin Diamino-pelargonic bone) as well as amino acids if they are necessary for the growth of microorganisms, for example L-isoleucine. In the case where the organic substances are presented in sufficient quantity in the other components of the nitritic medium, it is no longer necessary
d'introduire ces substances organiques à l'état pur. to introduce these organic substances in their pure state.
L'exemple d'une composition concrète du milieu de fermentation est le suivant: saccharose ou glucose 100-200 g/l, sulfate d'ammonium 40-80 g/l, sulfate de magnésium 0,5-10 g/l, phosphate monopotassique 0,5-10 g/l, Lisoleucine 0,1-0,4 g/l, ainsi que le sulfate de fer, le sulfate de manganèse, la biotine et la thiamine. On observe une accumulation de The example of a concrete composition of the fermentation medium is as follows: sucrose or glucose 100-200 g / l, ammonium sulphate 40-80 g / l, magnesium sulphate 0.5-10 g / l, phosphate monopotassic 0.5-10 g / l, Lisoleucine 0.1-0.4 g / l, as well as iron sulfate, manganese sulfate, biotin and thiamine. There is an accumulation of
L-valine 6 à 8 heures après le début de la fermentation. L-valine 6 to 8 hours after the start of fermentation.
Cependant, le niveau maximal de la L-valine dans le mi- However, the maximum level of L-valine in the middle
lieu de culture est atteint après une consommation entière de la source et de l'énergie (26 heures et davantage après le début de la fermentation selon la concentration en place of culture is reached after an entire consumption of the source and the energy (26 hours and more after the beginning of the fermentation according to the concentration in
source de carbone et l'énergie consommée). source of carbon and energy consumed).
On détermine la teneur en L-valine du milieu de culture et dans d'autres solutions par chromatographie sur papier et la coloration avec la ninhydrine ou à l'aide The L-valine content of the culture medium and other solutions are determined by paper chromatography and staining with ninhydrin or by
d'un analyseur d'amino-acide.an amino acid analyzer.
La L-valine accumulée peut isolée du milieu de The accumulated L-valine can be isolated from the middle of
culture par n'importe quel procédé connu, tel que l'élimi- by any known method, such as eliminating
nation des micro-organismes et d'autres particules non dissoutes par contrifugation ou filtration, adsorption de nation of microorganisms and other undissolved particles by contraction or filtration, adsorption of
la L-valine sur des résines échangeuses d'ions avec élu- L-valine on ion exchange resins with elu-
tion, concentration et cristallisation ultérieures de la L-valine. subsequent concentration, concentration and crystallization of L-valine.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
On prépare une semence de la souche Brevibacte- A seed of the Brevibacte-
rium flavum AA54 de la manière suivante. Dans des éprou- rium flavum AA54 as follows. In experiments
vettes contenant 10 ml de bouillon de viande-peptone sté- vials containing 10 ml of meat-peptone broth
rile, à pH=7,5, on introduit aseptiquement une culture de AA54 cultivée sur la surface de l'agar de viante-peptone At pH = 7.5, a culture of AA54 cultured on the surface of the vixen-peptone agar is aseptically introduced.
et on fait incuber les éprouvettes en les secouant pen- and incubate the specimens by shaking them
dant 16 heures.16 hours.
Dans chaque ballon de fermentation de 500 ml de capacité, on verse aseptiquement 15 ml d'un milieu de fermentation stérilisé de composition suivante (g/l): In each 500 ml capacity fermentation flask, 15 ml of a sterilized fermentation medium of the following composition (g / l) are aseptically poured:
saccharose = 150, (NH4)2SO4 = 55, KH2PO4 = 0,1, MgSO4. sucrose = 150, (NH4) 2SO4 = 55, KH2PO4 = 0.1, MgSO4.
7H20 = 1, CaCO = 50, FeSO4.7H20 = 0,01, MnSO 4. 5H20 = 0,01, 7H 2 O = 1, CaCO = 50, FeSO 4 · 7H 2 O = 0.01, MnSO 4 · 5H 2 O = 0.01,
biotine = 0,0005, chlorure de thiamine = 0,0005, L-isoleu- biotin = 0.0005, thiamine chloride = 0.0005, L-isoleu-
cine = 0,25; pH = 7,5.cine = 0.25; pH = 7.5.
On introduit 1 ml de semence de la souche Brevi- 1 ml of seed of the Brevi strain is introduced.
bacterium flavum AA54 dans des ballons et on fait incuber bacterium flavum AA54 in balloons and incubates
en les secouant (220 t/min) pendant 96 heures à la tempé- by shaking (220 rpm) for 96 hours at
rature de 30 C. La teneur en L-valine du milieu de culture obtenu après l'achèvement de la fermentation est de 55,3 g/l. The L-valine content of the culture medium obtained after the completion of the fermentation is 55.3 g / l.
250 ml du milieu de culture de la souche Brevi- 250 ml of culture medium of Brevi strain
* bacterium flavum AA54 obtenu contenant 13,8 g de L-valine* Bacterium flavum AA54 obtained containing 13.8 g of L-valine
sont centrifugés (5000 t/min pendant 20 minutes) pour éli- are centrifuged (5000 rpm for 20 minutes) to elimi-
miner les bactéries et autres particules insolubles. On destroy bacteria and other insoluble particles. We
fait passer le liquide surnageant obtenu à travers une co- passes the supernatant liquid obtained through a
lonne chargée de résine échangeuse d'ions sous forme H+, de bas en haut, au débit de 0,6 volume de solution par 1 volume de résine par heure. On lave la colonne à l'eau et on élue la L-valine adsorbée par une solution aqueuse à 3,5 % d'ammoniac. On concentre sous vide l'éluat obtenu ion-exchange resin charged in H + form, from bottom to top, at the rate of 0.6 volume of solution per 1 volume of resin per hour. The column is washed with water and the L-valine adsorbed is eluted with a 3.5% aqueous solution of ammonia. The eluate obtained is concentrated under vacuum
jusqu'à l'apparition de cristaux et on réalise une cris- until the appearance of crystals and a crys-
tallisation ultérieure de la L-valine à la température de subsequent crystallization of L-valine at
+5 C.pendant 3 heures. On sépare les cristaux de la solu- +5 C.for 3 hours. The crystals are separated from the solu-
tion par filtration à travers un filtre en papier et on sèche sous vide. Le rendement en L-valine est de 8,7 g, t sant tenir compte de sa teneur de la solution mère, ce filtering through a paper filter and drying under vacuum. The yield of L-valine is 8.7 g, taking into account its content of the mother solution,
qui donne un rendement total de 63 % de la teneur en mi- which gives a total return of 63% of the
lieu de culture.place of culture.
Le taux de pureté du produit selon les données The purity rate of the product according to the data
de la chromatographie sur papier, est de 96,6 %. of paper chromatography is 96.6%.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On conduit le processus dans des conditions analogues à celles de l'Exemple 1 mais, en qualité de souche productrice de L-valine, on utilise la souche The process is carried out under conditions similar to those of Example 1 but, as an L-valine producing strain, the strain is used.
Brevibacterium flavum AA53 et on utilise une concentra- Brevibacterium flavum AA53 and a concentration of
tion de saccharose dans le milieu de fermentation de g/l. La teneur en Lvaline du milieu de culture sucrose in the g / l fermentation medium. The Lvaline content of the culture medium
après 72 heures d'incubation est de 41,7 g/l. after 72 hours of incubation is 41.7 g / l.
On effectue ensuite la purification d'une ma- The purification of a material is then carried out.
nière analogue à celle décrite dans l'Exemple 1. similar to that described in Example 1.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
On réalise le processus dans des conditions analogues à celles de l'Exemple 2 mais, en qualité de souche productrice de L-valine, on utilise la souche The process is carried out under conditions similar to those of Example 2 but, as an L-valine producing strain, the strain is used.
Brevibacterium flavum AA54.Brevibacterium flavum AA54.
La teneur en L-valine du milieu de culture The L-valine content of the culture medium
après 72 heures d'incubation est de 43,5 g/l. On effec- after 72 hours of incubation is 43.5 g / l. We do
tue ensuite la purification d'une manière analogue à then kill the purification in a manner analogous to
celle décrite dans l'Exemple 1.that described in Example 1.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
On conduit le processus dans des conditions analogues à celles de l'Exemple 1 mais, en qualité de souche productrice de L-valine, on utilise la souche The process is carried out under conditions similar to those of Example 1 but, as an L-valine producing strain, the strain is used.
Brevibacterium flavum AA53.Brevibacterium flavum AA53.
Le rendement en L-valine du milieu de culture est de 52,7 g/1. On effectue ensuite la purification The L-valine yield of the culture medium is 52.7 g / l. The purification is then carried out
d'une manière analogue à celle décrite dans l'Exemple 1. in a manner analogous to that described in Example 1.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
On effectue la préparation de la L-valine dans The preparation of L-valine is carried out in
des conditions analogues à celles indiquées dans l'Exem- conditions similar to those indicated in the
ple 1 mais, en qualité de souche productrice de L-valine, ple 1 but, as a producer strain of L-valine,
on utilise la souche Brevibacterium flavum AA52. Brevibacterium flavum strain AA52 is used.
La teneur en L-valine du milieu de culture est The L-valine content of the culture medium is
de 17,2 g/1.of 17.2 g / 1.
On réalise ensuite la purification d'une façon The purification is then carried out in a way
tout à fait analogue à celle décrite dans l'Exemple 1. quite similar to that described in Example 1.
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