JP2001120290A - Method for producing carboxylic acids with microorganism - Google Patents

Method for producing carboxylic acids with microorganism

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JP2001120290A
JP2001120290A JP30321299A JP30321299A JP2001120290A JP 2001120290 A JP2001120290 A JP 2001120290A JP 30321299 A JP30321299 A JP 30321299A JP 30321299 A JP30321299 A JP 30321299A JP 2001120290 A JP2001120290 A JP 2001120290A
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microorganism
mutant
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rhodococcus
reaction
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Yasushi Aoki
裕史 青木
Harumi Kamaike
晴美 蒲池
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Showa Denko KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a carboxylic acid by hydrolyzing the cyano group of a nitrile compound with variant microorganism in a high yield, to provide a method for producing a cyanocarboxylic acid by selectively hydrolyzing only the specific cyano group of the corresponding polynitrile compound, and to provide the variant microorganism catalyzing the reaction. SOLUTION: This method for producing a carboxylic acid by converting the cyano group of a nitrile compound into a carboxyl group with a microorganism, characterized by using a variant microorganism defecting or lacking an ability for converting the cyano group into an amide group, is provided. Rhodococcus sp. SD 826 (FERM P-17598) strain is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明により得られるカルボン酸
類、特にシアノカルボン酸類は、医薬、農薬、染料、そ
の他化学品の合成原料として有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Carboxylic acids, especially cyanocarboxylic acids, obtained by the present invention are useful as raw materials for synthesizing pharmaceuticals, agricultural chemicals, dyes and other chemicals.

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物の作用によ
りニトリル化合物のシアノ基を加水分解し対応するカル
ボン酸類を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a corresponding carboxylic acid by hydrolyzing a cyano group of a nitrile compound by the action of a microorganism.

【0003】[0003]

【従来の技術】ニトリル化合物のシアノ基を加水分解し
対応するカルボン酸類を得る反応は、簡便にカルボン酸
類を得る方法として種々検討がなされている。
2. Description of the Related Art Various studies have been made on a reaction for hydrolyzing a cyano group of a nitrile compound to obtain a corresponding carboxylic acid as a simple method for obtaining a carboxylic acid.

【0004】1分子中に複数のシアノ基を含むポリニト
リル化合物の、一部のシアノ基のみを生物的に加水分解
し、対応するシアノカルボン酸を得る反応、特に、芳香
族ポリニトリル化合物の特定のシアノ基のみを選択的に
加水分解することにより、芳香族シアノカルボン酸類を
得る方法について、微生物の反応の特異性を生かした反
応が多数報告されている。例えば米国特許第4,629,700
号では、ロドコッカス(Rhodococcus )属の微生物を用
いた、フタロニトリル類からシアノ安息香酸類の製法が
開示されている。また例えば欧州特許第178,106号で
は、ロドコッカス(Rhodococcus )属を含む4属のグラ
ム陽性細菌を用いた、ポリニトリル化合物からの選択的
シアノ基加水分解によるシアノカルボン酸類、及びシア
ノカルボン酸アミド類の製法が開示されている。
In a polynitrile compound containing a plurality of cyano groups in one molecule, a reaction in which only a part of the cyano groups is biologically hydrolyzed to obtain a corresponding cyanocarboxylic acid, particularly a specific cyanocarboxylic acid of an aromatic polynitrile compound Many methods have been reported for the method of obtaining aromatic cyanocarboxylic acids by selectively hydrolyzing only the groups, making use of the specificity of the reaction of microorganisms. For example, U.S. Patent 4,629,700
Discloses a process for producing cyanobenzoic acids from phthalonitriles using a microorganism of the genus Rhodococcus. Further, for example, in EP 178,106, a method for producing cyanocarboxylic acids and cyanocarboxylic acid amides by selectively hydrolyzing cyano groups from a polynitrile compound using gram-positive bacteria belonging to four genera including Rhodococcus genus is described. It has been disclosed.

【0005】このような選択的シアノ基加水分解反応
を、化学合成的に実施するためには、特定のシアノ基の
保護など複雑な手順が必要であり、実用的ではない。
[0005] In order to carry out such a selective cyano group hydrolysis reaction in a chemical synthesis manner, complicated procedures such as protection of a specific cyano group are required, which is not practical.

【0006】一般に選択性が高いといわれる生物的反応
も、詳細に検証すれば、厳密には副反応による不純物を
伴っている場合が多い。例えば上記のロドコッカス属微
生物を用いたフタロニトリルからシアノ安息香酸の製法
においては、選択率は100%ではなく、いずれも、1.
0%から数%の、フタロニトリル由来の副生物を伴って
いる。これらは原料からの転換率としては優れた方法と
言えるが、特に医薬合成や、精密有機合成の出発原料と
してみた場合、わずかな副生物の挙動が、結果的にそれ
を原料として合成された物質の性能や安全性に大きく影
響する場合が少なくないことを考慮すれば、十分とは言
えないものである。
[0006] Biological reactions, which are generally considered to have high selectivity, are often strictly accompanied by impurities due to side reactions when examined in detail. For example, in the method for producing cyanobenzoic acid from phthalonitrile using the microorganism of the genus Rhodococcus, the selectivity is not 100%.
It is associated with from 0% to several% by-products derived from phthalonitrile. These can be said to be excellent methods of conversion from raw materials, but especially when viewed as starting materials for pharmaceutical synthesis and precision organic synthesis, the behavior of slight by-products results in substances synthesized using them as raw materials. This is not enough considering that there are many cases where the performance and safety are greatly affected.

【0007】製品の純度を高めるための方法として、産
物を取得後、さらに精製を加えることが考えられる。し
かしながら、例えば芳香族ポリニトリルから生物的にシ
アノカルボン酸を生成する過程で産生する種々の副生物
は、相互に沸点、疎水度などの物性値が酷似しており、
通常用いられる蒸留や抽出、塩析といった精製方法では
完全には分離され難い。
As a method for increasing the purity of a product, it is conceivable to further purify the product after obtaining it. However, for example, various by-products produced in the process of biologically producing cyanocarboxylic acid from aromatic polynitrile have mutually similar physical properties such as boiling point and hydrophobicity,
Purification methods such as distillation, extraction, and salting out that are commonly used are difficult to completely separate.

【0008】このように、従来のニトリル化合物の微生
物を用いた加水分解反応によってカルボン酸類を製造す
る方法において、加水分解反応そのものの選択率は十分
ではなく、副生物の生成量が十分低減されているとはい
えない。
As described above, in the conventional method for producing carboxylic acids by a hydrolysis reaction of a nitrile compound using a microorganism, the selectivity of the hydrolysis reaction itself is not sufficient, and the amount of by-products produced is sufficiently reduced. I can't say that.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な背景から、ニトリル化合物のシアノ基を微生物を用い
て加水分解し対応するカルボン酸類を製造する方法にお
いて、従来よりも高い収率の加水分解反応で副生物の量
を低減したカルボン酸類の製法を提供すること、さらに
ポリニトリル化合物の特定のシアノ基のみを選択的に加
水分解し対応するシアノカルボン酸類を製造する方法に
おいて、従来よりも高い収率の加水分解反応で副生物の
量を低減したシアノカルボン酸類の製法を提供すること
を課題とする。本発明の他の目的は、上記反応を触媒す
る変異微生物を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above background, the present invention provides a method for producing a corresponding carboxylic acid by hydrolyzing a cyano group of a nitrile compound using a microorganism to produce a higher yield than in the prior art. Providing a method for producing carboxylic acids with reduced amounts of by-products in the hydrolysis reaction, and in a method for selectively hydrolyzing only specific cyano groups of the polynitrile compound to produce corresponding cyanocarboxylic acids, An object of the present invention is to provide a method for producing cyanocarboxylic acids in which the amount of by-products is reduced by a hydrolysis reaction with a high yield. Another object of the present invention is to provide a mutant microorganism that catalyzes the above reaction.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】発明者らは、従来の微生
物によるシアノ基の加水分解反応の副反応による副生物
の本質的な低減を目指し鋭意検討を重ねた。特に、フタ
ロニトリル類から、シアノ安息香酸類を生成する公知の
様々な手法において生じる副生物を詳細に解析した結
果、この反応による主要な副生物は、シアノベンズアミ
ド、ならびにシアノベンズアミドから更に加水分解され
たフタル酸モノアミドであることを見いだした。さら
に、ニトリルをアミドに変換する能力を欠損または低下
させた微生物を同反応に用いることにより、これら副生
物を大幅に低減することができることを見いだした。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies with the aim of essentially reducing by-products by the side reaction of the hydrolysis reaction of a cyano group by a conventional microorganism. In particular, as a result of detailed analysis of by-products generated in various known methods for producing cyanobenzoic acids from phthalonitriles, the main by-products of this reaction were cyanobenzamide, and further hydrolyzed from cyanobenzamide It was found to be phthalic acid monoamide. Furthermore, they have found that these by-products can be significantly reduced by using a microorganism deficient or having reduced ability to convert nitrile to amide in the reaction.

【0011】例えば小林らの報告(日本農芸化学会誌 V
ol.71,No.12,1997)などにより、微生物がニトリル化合
物をカルボン酸まで加水分解する経路としては、ニトリ
ラーゼによる一段階の反応経路と、ニトリルヒドラター
ゼとアミダーゼの二つの酵素による、一旦アミド体を経
由する二段階の反応経路、の2種類が存在することが知
られている。
[0011] For example, a report by Kobayashi et al.
ol. 71, No. 12, 1997), the two pathways by which microorganisms hydrolyze nitrile compounds to carboxylic acids are the one-step reaction pathway by nitrilase and the one-step reaction of amide by nitrile hydratase and amidase. It is known that there are two types of pathways, two-step reaction through the body.

【0012】発明者らは、公知のニトリル変換微生物で
あるロドコッカス エスピーATCC39484を用いて、本菌
株がポリニトリル化合物をシアノカルボン酸に変換する
反応経路に関する詳細な検討を行った。本菌株は菌体懸
濁反応により、フタロニトリルから主産物としてシアノ
安息香酸を生成するが、同時に副生物としてシアノベン
ズアミド、ならびにフタル酸モノアミドを生成すること
を確認した。さらに検討の結果、本微生物のフタロニト
リル加水分解には前記の2種類の経路の両方が拮抗して
機能していることが推測された。そして、通常、ニトリ
ルの加水分解によるカルボン酸生成に有用と考えられて
きたアミド経路の活性をむしろ欠損または低下すること
で、問題の副生物であるシアノベンズアミド、ならびに
シアノベンズアミドから更に加水分解されたフタル酸モ
ノアミドを同時に削減または低減できるとの考えに至っ
た。
The present inventors have conducted detailed studies on the reaction pathway by which the present strain converts a polynitrile compound into cyanocarboxylic acid using Rhodococcus sp. ATCC39484, which is a known nitrile-converting microorganism. It was confirmed that this strain produced cyanobenzoic acid as a main product from phthalonitrile by cell suspension reaction, but also produced cyanobenzamide and phthalic acid monoamide as by-products at the same time. As a result of further studies, it was presumed that both of the above two pathways functioned in phthalonitrile hydrolysis of the present microorganism in an antagonistic manner. And by rather deficient or reducing the activity of the amide pathway, which has been thought to be useful for the production of carboxylic acids by hydrolysis of nitriles, cyanobenzamide, which is a by-product of interest, and further hydrolyzed from cyanobenzamide It was concluded that phthalic acid monoamide could be reduced or reduced at the same time.

【0013】ATCC39484株を親株として、NTG(N-メチル
-N'-ニトロ-N-ニトロソグアニジン)を用い常法に従い
変異株集団を作成した。前述の、アミド体を経由する二
段階経路が、一連の制御を受けているとの仮定に基づ
き、ベンズアミドを唯一炭素・窒素源として生育しない
ことを指標に、これら変異株集団より鋭意スクリーニン
グを行った。多数の非生育株を取得し実際に表記反応に
供した結果、フタロニトリルとの反応においてシアノベ
ンズアミド、ならびにフタル酸モノアミドの生成が著し
く低減された微生物、SD826株を取得したことで本発明
を完成した。
[0013] NTG (N-methyl
-N'-nitro-N-nitrosoguanidine) according to a conventional method to prepare a mutant population. Based on the assumption that the two-step pathway via the amide form is subject to a series of controls as described above, we conducted intensive screening from these mutant strain populations using the indicator that benzamide does not grow as the only carbon and nitrogen source. Was. Completed the present invention by obtaining a large number of non-growing strains and actually subjecting them to the indicated reaction.According to the present invention, SD826 strain, a microorganism with significantly reduced production of cyanobenzamide and phthalic acid monoamide in the reaction with phthalonitrile, was completed. did.

【0014】すなわち本発明は、以下に示す事項であ
る。 [1] ニトリル化合物の1個のシアノ基を、微生物を
用いてカルボキシル基に変換しカルボン酸類を製造する
方法において、シアノ基をアミド基に変換する能力を欠
損または低減した変異微生物を用いることを特徴とする
カルボン酸類の製法。 [2] 上記変異微生物がロドコッカス属微生物の変異
株である[1]に記載のカルボン酸類の製法。 [3] 上記ロドコッカス属微生物の変異株がロドコッ
カスsp. ATCC39484を親株とする変異株である[2]に
記載のカルボン酸類の製法。 [4] ロドコッカスsp.ATCC39484を親株とする変
異株がロドコッカスsp.SD826(FERM P-17598)であ
る[3]に記載のカルボン酸類の製法。 [5] ニトリル化合物が分子内に複数のシアノ基を有
するポリニトリル化合物であり、カルボン酸類がシアノ
カルボン酸類である[1]〜[4]に記載の高純度カル
ボン酸類の製法。
That is, the present invention is as follows. [1] A method for producing a carboxylic acid by converting one cyano group of a nitrile compound into a carboxyl group using a microorganism, comprising using a mutant microorganism lacking or reducing the ability to convert a cyano group into an amide group. A process for producing carboxylic acids, which is a feature. [2] The method for producing carboxylic acids according to [1], wherein the mutant microorganism is a mutant strain of a Rhodococcus genus microorganism. [3] The method for producing carboxylic acids according to [2], wherein the mutant strain of the microorganism of the genus Rhodococcus is a mutant strain having Rhodococcus sp. ATCC39484 as a parent strain. [4] Rhodococcus sp. A mutant strain having ATCC39484 as a parent strain is Rhodococcus sp. The method for producing a carboxylic acid according to [3], which is SD826 (FERM P-17598). [5] The method for producing high-purity carboxylic acids according to [1] to [4], wherein the nitrile compound is a polynitrile compound having a plurality of cyano groups in a molecule, and the carboxylic acids are cyanocarboxylic acids.

【0015】[6] ポリニトリル化合物が芳香属ポリ
ニトリル化合物であり、シアノカルボン酸類が芳香属シ
アノカルボン酸類である[5]に記載の高純度カルボン
酸類の製法。 [7] 芳香属ポリニトリル化合物がo−フタロニトリ
ル、イソフタロニトリルまたはテレフタロニトリルであ
り、芳香族シアノカルボン酸類が対応するo−シアノ安
息香酸、m−シアノ安息香酸またはp−シアノ安息香酸
である[6]に記載のカルボン酸類の製法。 [8] シアノ基をカルボキシル基に変換する能力を有
し、かつシアノ基をアミド基に変換する能力を欠損また
は低減した変異微生物。 [9] 変異微生物がロドコッカス属微生物の変異株で
ある[8]に記載の変異微生物。 [10] 変異微生物がロドコッカスsp.ATCC39484の
変異株である[9]に記載の変異微生物。 [11] ロドコッカスsp.SD826(FERM P-17598)
株。
[6] The process for producing high-purity carboxylic acids according to [5], wherein the polynitrile compound is an aromatic polynitrile compound and the cyanocarboxylic acids are aromatic cyanocarboxylic acids. [7] The aromatic polynitrile compound is o-phthalonitrile, isophthalonitrile or terephthalonitrile, and the aromatic cyanocarboxylic acids are the corresponding o-cyanobenzoic acid, m-cyanobenzoic acid or p-cyanobenzoic acid. The method for producing carboxylic acids according to [6]. [8] A mutant microorganism having an ability to convert a cyano group into a carboxyl group and lacking or reducing the ability to convert a cyano group into an amide group. [9] The mutant microorganism according to [8], wherein the mutant microorganism is a mutant of a microorganism of the genus Rhodococcus. [10] The mutant microorganism is Rhodococcus sp. The mutant microorganism according to [9], which is a mutant strain of ATCC39484. [11] Rhodococcus sp. SD826 (FERM P-17598)
stock.

【0016】なお、上記変異株 ロドコッカスsp.S
D826は、公知微生物であるロドコッカスsp.ATCC394
84(米 American Type Culture Collectionより分譲)
から発明者らにより創出された変異微生物であり、工業
技術院生命工学研究所に生命研寄託第FERM P-17598号
として寄託されているものである。
The above mutant Rhodococcus sp. S
D826 is a known microorganism, Rhodococcus sp. ATCC394
84 (available from American Type Culture Collection)
Mutant microorganisms created by the inventors of the present invention, and deposited in the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the deposit of Life Science Research No. FERM P-17598.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0018】本発明に用いられる、シアノ基を加水分解
しアミド基に変換する能力を欠損または低減せしめた変
異微生物を創製するための親株としては、一般に知られ
る、ニトリル化合物のシアノ基を加水分解する能力を持
つ種々の微生物、特に、ニトリラーゼ活性を有し、なお
かつニトリル化合物の水和反応によるカルボン酸生成反
応における副生物がアミド体であるような微生物を用い
ることができる。ニトリル加水分解能を有することが知
られる微生物の例としては、ロドコッカス(Rhodococcu
s)、ロドトルラ(Rhodotorulla)、フザリウム(Fusariu
m)、シュードモナス(Pseudomonas)、アシネトバクター
(Acinetobacter)、バチルス(Bacillus)、ブレビバクテ
リウム(Brevibacterium) 、クレブシエラ(Klebsiell
a)、ミクロコッカス(Micrococcus)、バークホルデリア
(Burkholderia)、コリネバクテリウム(Corynebacteriu
m)、ノカルディア(Nocardia)、アエロモナス(Aeromona
s)、アグロバクテリウム(Agrobacterium)、アクロモバ
クター(Achromobacter)、アスペルギルス(Aspergillu
s)、リゾビウム(Rhizobium) 等の各属に属する微生物
がある。
As a parent strain for creating a mutant microorganism which is used in the present invention and lacks or reduces the ability to hydrolyze a cyano group and convert it to an amide group, a generally known parent strain for hydrolyzing a cyano group of a nitrile compound is used. Various microorganisms having the ability to do so, in particular, those having a nitrilase activity and an amide form as a by-product in the carboxylic acid production reaction by hydration of the nitrile compound can be used. Examples of microorganisms known to have nitrile hydrolytic capacity include Rhodococcu
s ), Rhodotorulla , Fusariu
m), Pseudomonas (Pseudomonas), Acinetobacter
( Acinetobacter ), Bacillus ( Bacillus ), Brevibacterium ( Brevibacterium ), Klebsiella ( Klebsiell )
a ), Micrococcus , Burkholderia
( Burkholderia ), Corynebacterium ( Corynebacteriu)
m ), Nocardia , Aeromona
s ), Agrobacterium , Achromobacter , Aspergillus
s), there is a microorganism belonging to the genus, such as Rhizobium (Rhizobium).

【0019】例えばロドコッカス sp. ATCC39484株
を、通常知られるような微生物の培養方法にて培養し、
得られた菌体にNTG(N-メチル-N’-ニトロ-N-ニトロ
ソグアニジン)、EMS(エチルメタンスルホン酸)等
のアルキル化剤、5-ブロモウラシル等の塩基アナログ、
アザセリンやアクリジンオレンジ等のインターカレーシ
ョン剤など、一般に知られる変異誘起化合物、または紫
外線を作用させ、変異微生物集団を調製する。この変異
微生物集団より、ニトリル化合物からアミド化合物を生
成する能力が低下あるいは欠損した変異株を選抜する。
変異株が、アミド化合物を生成する能力を低下あるいは
欠損していることは、変異微生物株の培養菌体をニトリ
ル化合物に作用させ、得られた生成物を、HPLC等の分析
方法により解析し、ニトリル化合物の分解に伴う対応す
るカルボン酸アミド体の生成の状況を観察することで知
ることができる。
For example, Rhodococcus sp. ATCC39484 strain, cultured by a commonly known microorganism culture method,
An alkylating agent such as NTG (N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine) and EMS (ethyl methanesulfonic acid), a base analog such as 5-bromouracil,
A commonly known mutagenic compound, such as an intercalating agent such as azaserine or acridine orange, or ultraviolet light is applied to prepare a mutant microorganism population. From this mutant microorganism population, a mutant strain having a reduced or defective ability to produce an amide compound from a nitrile compound is selected.
The mutant strain has a reduced or defective ability to produce an amide compound, the cultured cells of the mutant microorganism strain are allowed to act on a nitrile compound, and the obtained product is analyzed by an analytical method such as HPLC. It can be known by observing the state of formation of the corresponding carboxylic acid amide accompanying the decomposition of the nitrile compound.

【0020】この際、発明者らは、膨大な変異微生物集
団より、目的とする変異株を効果的に濃縮するため、ア
ミド体を経由する二段階経路が一連の制御を受けている
との仮定に基づき、親株とした微生物が栄養源として生
育することができるようなアミド化合物、例えばATCC39
484を親株とした場合にはベンズアミド等、を資化し生
育する能力の欠失もしくは低下を以て、アミドを経てカ
ルボン酸に至る一連の反応経路の欠損または低下の指標
とすることを考案した。この指標に基づく種々の方法に
より、目的の変異微生物を変異微生物集団より効率的に
濃縮することが可能となった。
At this time, the inventors hypothesized that a two-step pathway via an amide form was subject to a series of controls in order to effectively enrich the mutant strain of interest from a vast mutant microorganism population. Amide compounds, such as ATCC39, based on which the parent strain can grow as a nutrient source
When 484 was used as a parent strain, it was devised that the lack or decrease of the ability to assimilate and grow benzamide or the like could be used as an index of deficiency or decrease in a series of reaction pathways from amide to carboxylic acid. Various methods based on this index have made it possible to efficiently enrich the target mutant microorganism from the mutant microorganism population.

【0021】なお本発明において、アミド化合物を資化
し生育する能力を欠損もしくは低下とは、同一のアミド
化合物を栄養源とした培養における微生物の倍加時間
が、親株と比較し概ね2倍以上に延長、もしくは全く生
育できなくなることを意味する。例えば、変異微生物集
団を通常の栄養寒天培地、例えば、LB寒天培地等に塗沫
し、生じたコロニーを個別に、ベンズアミドを唯一炭素
・窒素源とする寒天培地に移植し、そこでの生育の良否
を目視観察することで、ベンズアミド資化能の変化した
変異株を検知することができる。また、いわゆるペニシ
リンスクリーニング法を適用し、ベンズアミドによる生
育能が欠損または低下した変異微生物を濃縮することが
できる。すなわち、ベンズアミドを唯一炭素・窒素源と
した培地に、微生物が分裂、増殖する過程に作用し微生
物を死滅させるような薬剤、例えばペニシリンを添加
し、そこに変異微生物集団を接種し培養することで、ベ
ンズアミドで良好に生育する株が死滅し、ベンズアミド
を資化し生育する能力の欠失もしくは低下した株が濃縮
される。こうして濃縮された一群の変異微生物につい
て、それぞれ、培養菌体をニトリル化合物、例えばATCC
39484を親株とした場合にはフタロニトリルに作用さ
せ、得られた生成物を、HPLC等の分析方法により解析
し、カルボン酸アミド体の蓄積が低減された株を探索す
る。このようにして濃縮された一群の変異微生物中に
は、カルボン酸アミド体の蓄積が増大した株とともに、
蓄積が低減された株が見いだされる。
In the present invention, the deficiency or decrease in the ability to assimilate and grow amide compounds means that the doubling time of the microorganism in the culture using the same amide compound as a nutrient is extended to about twice or more compared to the parent strain. Or no growth at all. For example, a population of mutant microorganisms is spread on a normal nutrient agar medium, for example, LB agar medium, and the resulting colonies are individually transplanted to an agar medium containing only benzamide as a carbon / nitrogen source. By visually observing, it is possible to detect a mutant strain in which benzamide assimilation ability has changed. Further, by applying a so-called penicillin screening method, it is possible to concentrate mutant microorganisms whose growth ability due to benzamide has been lost or reduced. In other words, a medium that uses benzamide as the sole carbon and nitrogen source is added with an agent that acts on the process of dividing and growing the microorganisms and kills the microorganisms, for example, penicillin, and inoculates and cultivates the mutant microorganism population. Strain that grows well with benzamide is killed, and strains that lack or have reduced ability to utilize and grow benzamide are concentrated. With respect to the group of mutant microorganisms thus concentrated, the cultured cells were each subjected to a nitrile compound such as ATCC.
When 39484 is used as a parent strain, phthalonitrile is allowed to act on the parent strain, and the obtained product is analyzed by an analytical method such as HPLC to search for a strain in which the accumulation of carboxylic acid amides is reduced. In the group of mutant microorganisms concentrated in this way, along with strains with increased accumulation of carboxamides,
Strains with reduced accumulation are found.

【0022】このようにして創出された変異株の一例と
して、ロドコッカスsp.SD826株を挙げることがで
きる。ロドコッカスsp.SD826株は、公知微生物で
あるロドコッカスsp.ATCC39484(米 American Type
Culture Collectionより分譲)から発明者らにより創
出された株であり、工業技術院生命工学研究所に生命研
寄託第FERM P-17598号として寄託されているものであ
る。
As an example of the mutant strain thus created, Rhodococcus sp. SD826 strain can be mentioned. Rhodococcus sp. The SD826 strain is a known microorganism, Rhodococcus sp. ATCC39484 (US American Type
This is a strain created by the present inventors from the Culture Collection) and deposited with the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the deposit number of FERM P-17598.

【0023】本発明の反応は、前記のごとく創出された
変異微生物を用い、通常のシアノ基加水分解活性を持つ
微生物によるカルボン酸生成反応と同様の、一般的な微
生物を用いた変換反応として実施することができる。例
えば、SD826株を1%ペプトンなどの栄養培地で、20℃〜
40℃、望ましくは25℃〜30℃の温度で24時間程度培養
し、得られた培養液に、ニトリル化合物を1ppm〜50%、
望ましくは10ppm〜10%添加し、引き続き同様の温度で1
時間〜200時間程度撹拌し続けることにより達せられ
る。なお添加されるニトリル化合物は必ずしも全量が溶
解していなくてもよいが、反応液中での溶解性や分散性
を改善するような溶媒、界面活性剤等を添加することも
できる。また反応の進行によるニトリル化合物の消費に
応じて、連続的あるいは間欠的にニトリル化合物を添加
してもよく、この場合のニトリル化合物の反応液中濃度
は前記の限りではない。
The reaction of the present invention is carried out using the mutant microorganisms created as described above, as a conversion reaction using a general microorganism, similar to a carboxylic acid production reaction by a microorganism having ordinary cyano group hydrolysis activity. can do. For example, SD826 strain is grown in a nutrient medium such as 1% peptone at 20 ° C.
Culturing at 40 ° C., desirably 25 ° C. to 30 ° C. for about 24 hours, and adding 1 ppm to 50% of a nitrile compound to the obtained culture solution.
Desirably, add 10 ppm to 10%, and then add 1% at the same temperature.
This can be achieved by continuing stirring for about 200 hours. The nitrile compound to be added may not necessarily be completely dissolved, but a solvent, a surfactant or the like that improves the solubility or dispersibility in the reaction solution may be added. The nitrile compound may be added continuously or intermittently depending on the consumption of the nitrile compound as the reaction proceeds. In this case, the concentration of the nitrile compound in the reaction solution is not limited to the above.

【0024】微生物を培養するための培地炭素源として
は、グルコースやシュークロース、フルクトース、廃糖
蜜等の糖類、エタノールや酢酸、クエン酸、コハク酸、
乳酸、安息香酸、脂肪酸などの有機物又はこれらのアル
カリ金属塩、n-パラフィンなどの脂肪族炭化水素類、芳
香族炭化水素類、また例えばペプトン、肉エキス、かつ
おエキス、大豆粉、ふすま等の天然有機物を、単独、あ
るいはこれらの組み合わせにより、通常0.01%〜30%、
望ましくは0.1%〜10%程度の濃度で用いることができ
る。
As a medium carbon source for culturing microorganisms, sugars such as glucose, sucrose, fructose, molasses, etc., ethanol, acetic acid, citric acid, succinic acid,
Organic substances such as lactic acid, benzoic acid, and fatty acids or alkali metal salts thereof, aliphatic hydrocarbons such as n-paraffin, aromatic hydrocarbons, and natural substances such as peptone, meat extract, bonito extract, soybean powder, and bran Organic matter, alone or in combination, usually from 0.01% to 30%,
Desirably, it can be used at a concentration of about 0.1% to 10%.

【0025】微生物を培養するための培地窒素源として
は、例えば硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝
酸ナトリウム、硝酸カリウムなどの無機窒素化合物、ま
た尿素、尿酸などの含窒素有機物、ペプトン、肉エキ
ス、魚エキス、大豆粉、等の天然有機物を単独、あるい
はこれらの組み合わせにより、通常0.01%〜30%、望ま
しくは0.1%〜10%程度の濃度で用いることができる。
またこれら菌株によりシアノ基が加水分解を受けカルボ
ン酸となるような反応原料は、培養中にあらかじめ添加
しておくことにより、反応の進行と共に加水分解により
遊離するアンモニウムイオンが微生物の窒素源となるこ
とから有用である。
Examples of a medium nitrogen source for culturing microorganisms include inorganic nitrogen compounds such as ammonium sulfate, ammonium phosphate, sodium nitrate and potassium nitrate; nitrogen-containing organic substances such as urea and uric acid; peptone; meat extract; fish extract; A natural organic substance such as soybean flour can be used alone or in combination thereof at a concentration of usually about 0.01% to 30%, preferably about 0.1% to 10%.
In addition, by adding in advance the reaction raw material in which a cyano group is hydrolyzed to a carboxylic acid by these strains to form a carboxylic acid, ammonium ions released by hydrolysis as the reaction progresses become a nitrogen source of the microorganism as the reaction proceeds. It is useful from that.

【0026】さらに必要に応じて、リン酸2水素カリウ
ム等のリン酸塩、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、酢酸
カルシウム、塩化マンガン、硫酸銅、硫酸亜鉛、硫酸コ
バルト、硫酸ニッケルなどの金属塩が菌の生育改善のた
めに添加される。添加濃度は培養条件により異なるが、
通常、リン酸塩に関しては0.01%〜5%、マグネシウム
塩においては10ppm〜1%、他の化合物では0.1ppm〜1000
ppm程度である。また選択する培地により、ビタミン
類、アミノ酸、核酸などの供給源として例えば酵母エキ
ス、カザミノ酸、酵母核酸を1ppm〜100ppm程度添加する
ことにより、菌の生育を改善することができる。
If necessary, phosphates such as potassium dihydrogen phosphate and the like, and metal salts such as magnesium sulfate, ferrous sulfate, calcium acetate, manganese chloride, copper sulfate, zinc sulfate, cobalt sulfate and nickel sulfate can be used. It is added to improve the growth of fungi. The concentration varies depending on the culture conditions.
Usually 0.01% to 5% for phosphate, 10ppm to 1% for magnesium salt, 0.1ppm to 1000% for other compounds
It is about ppm. Depending on the selected medium, the growth of bacteria can be improved by adding about 1 ppm to 100 ppm of, for example, yeast extract, casamino acid, and yeast nucleic acid as a source of vitamins, amino acids, nucleic acids, and the like.

【0027】また、菌のシアノ基に対する反応性を向上
するために、シアノ基加水分解酵素の誘導源として培養
中にニトリル化合物、例えばベンゾニトリルなどを10pp
m〜1%添加することは有用である。さらに、誘導源をか
ねて、反応原料となるニトリル化合物を、培養開始時点
から添加しておくことも有用である。
In order to improve the reactivity of the bacterium to the cyano group, a nitrile compound, for example, benzonitrile or the like, was introduced during cultivation as a source of cyano group hydrolase.
It is useful to add m to 1%. Further, it is also useful to add a nitrile compound as a reaction raw material from the start of cultivation as an induction source.

【0028】いずれの成分を用いた場合も培地のpHは、
5〜9、望ましくは6〜8に調整されることが望ましい。ま
た以上のごとき培地であらかじめ培養された微生物菌体
を、遠心分離、膜ろ過などの方法により培養液から分取
し、反応原料であるニトリル化合物を含む水、生理食塩
水、または培養のpHと同様に調整されたリン酸、酢酸、
ホウ酸、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンなど
とこれらの塩よりなる緩衝液等に再度懸濁し、反応する
ことは、反応液中の夾雑物を低減し、のちの生成物の分
取を簡便にするために有用である。反応中のpHは、十分
な濃度の緩衝液を用いる場合においては通常維持されう
るが、反応の進行により上記pHを逸脱する場合において
は、水酸化ナトリウム、アンモニアなどを用い適宜調整
することが望ましい。
When any of the components was used, the pH of the medium was
It is desirable to adjust to 5-9, preferably 6-8. Microbial cells pre-cultured in the medium as described above are separated from the culture solution by a method such as centrifugation or membrane filtration, and water containing a nitrile compound as a reaction material, physiological saline, or the pH of the culture. Similarly adjusted phosphoric acid, acetic acid,
Re-suspending and reacting in a buffer solution containing boric acid, tris (hydroxymethyl) aminomethane and the like and a salt thereof reduces the impurities in the reaction solution and facilitates subsequent product separation. Useful to The pH during the reaction can be usually maintained when a buffer having a sufficient concentration is used, but when the pH deviates from the above due to the progress of the reaction, it is desirable to appropriately adjust the pH using sodium hydroxide, ammonia, or the like. .

【0029】反応液中に生成したシアノカルボン酸は、
その反応液中での性状により、遠心分離、膜ろ過、減圧
乾燥、蒸留、溶媒抽出、塩析、イオン交換、各種クロマ
トグラフィーなど通常用いられる方法で分取される。最
も簡便には、反応液を酸性に調整することによりシアノ
カルボン酸を析出させ、沈殿を遠心分離またはろ過する
ことにより回収することができる。なお反応生成物が水
溶液として得られる場合は、生成物が溶解した条件下
で、遠心分離、膜ろ過などの方法により、微生物菌体を
除去しておくことが好適である。また反応生成物が固形
物として得られる場合は、結晶が十分に大きい場合はス
テンレス、ナイロン等のメッシュを用いて生成物を分取
することができる。結晶が微生物との分別が困難な程度
に微少な場合は、それらが溶解するような条件、例えば
アルカリ条件下などにより一度水溶液として、遠心分
離、膜ろ過等の方法により菌体を除去し、しかる後に条
件を回復し再度沈殿させ分取する方法は好適である。た
だし反応液の直接蒸留など、微生物が除かれることが自
明な手法をとることができる場合においてはこの限りで
はない。
The cyanocarboxylic acid generated in the reaction solution is
Depending on the properties in the reaction solution, fractionation is performed by a commonly used method such as centrifugation, membrane filtration, drying under reduced pressure, distillation, solvent extraction, salting out, ion exchange, and various types of chromatography. Most conveniently, the reaction solution can be adjusted to be acidic to precipitate cyanocarboxylic acid, and the precipitate can be recovered by centrifugation or filtration. When the reaction product is obtained as an aqueous solution, it is preferable to remove the microbial cells by a method such as centrifugation or membrane filtration under the conditions in which the product is dissolved. When the reaction product is obtained as a solid, if the crystals are sufficiently large, the product can be fractionated using a mesh such as stainless steel or nylon. When the crystals are so small that it is difficult to separate them from microorganisms, the cells are once removed as an aqueous solution under conditions in which they are dissolved, for example, under alkaline conditions, and the cells are removed by a method such as centrifugation or membrane filtration. A method of recovering the conditions later, re-precipitating and fractionating is preferable. However, this is not always the case when a method which can be clearly used to remove microorganisms, such as direct distillation of the reaction solution, can be used.

【0030】反応生成物の性質によっては、反応液中に
生成物が蓄積することにより、反応速度が低下する場合
がある。このような場合は、生成物の濃度に応じて反応
液中に、水、生理食塩水、反応緩衝液を追加し連続的に
希釈してゆく方法は好適である。また反応速度が低下し
た時点で菌を分取し、上清を生産物溶液として回収し、
分取した菌は再度反応原料を含む溶液あるいは懸濁液に
戻すことにより、反応速度を回復することができる。こ
れらの方法は、微生物のニトリル加水分解活性が維持さ
れる範囲において、何回でも繰り返すことができる。
Depending on the nature of the reaction product, the accumulation of the product in the reaction solution may cause a reduction in the reaction rate. In such a case, a method in which water, physiological saline, and a reaction buffer are added to the reaction solution to dilute it continuously according to the concentration of the product is preferable. Further, at the time when the reaction rate is reduced, the bacteria are collected, and the supernatant is recovered as a product solution,
The reaction rate can be recovered by returning the separated bacteria to a solution or suspension containing the reaction raw materials again. These methods can be repeated any number of times as long as the nitrile hydrolysis activity of the microorganism is maintained.

【0031】本発明はさらに、本発明に適用の微生物
の、無細胞抽出液、さらに無細胞抽出液から上記反応を
触媒する成分を濃縮・抽出したもの、等を用いても同様
に実施することができる。さらには、本反応に適用可能
な微生物もしくはその抽出液、抽出成分を、難溶性の担
体に固定化し、この固定化物を原料溶液に接触させるこ
とによっても達成される。このような固定化担体として
は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリ
−N−ビニルホルムアミド、ポリアリルアミン、ポリエ
チレンイミン、メチルセルロース、グルコマンナン、ア
ルギン酸塩、カラギーナン等、更にこれらの重合、架橋
化物など、微生物もしくはその抽出成分を包合した水難
溶性の固形分を形成するような化合物を単独、もしくは
混合して用いることができる。また、活性炭、多孔質セ
ラミックス、グラスファイバー、多孔質ポリマー成型
体、ニトロセルロース膜など、あらかじめ固形物として
形成された物体上に微生物もしくはその抽出液、抽出成
分を保持させたものを用いることもできる。
The present invention can be carried out in the same manner using a cell-free extract of the microorganism applied to the present invention, and a product obtained by concentrating and extracting a component catalyzing the above reaction from the cell-free extract. Can be. Furthermore, the present invention can also be achieved by immobilizing a microorganism applicable to this reaction or an extract or extract thereof, on a poorly soluble carrier, and bringing the immobilized product into contact with a raw material solution. Examples of such an immobilization carrier include polyacrylamide, polyvinyl alcohol, poly-N-vinylformamide, polyallylamine, polyethyleneimine, methylcellulose, glucomannan, alginate, carrageenan, etc. Compounds which form a hardly water-soluble solid content containing the extracted components can be used alone or as a mixture. In addition, activated carbon, porous ceramics, glass fibers, porous polymer moldings, nitrocellulose membranes, and the like, in which microorganisms or their extracts and components are retained on an object previously formed as a solid material can also be used. .

【0032】本発明の方法によるシアノ基の加水分解反
応の基質特異性は広く、通常知られる種々のニトリル化
合物、例えば脂肪族ニトリル、芳香族ニトリル、複素環
式ニトリル、等を対象とし、高い選択率で対応するカル
ボン酸を得ることができる。
The substrate specificity of the hydrolysis reaction of the cyano group by the method of the present invention is wide, and it is possible to select various nitrile compounds generally known, for example, aliphatic nitriles, aromatic nitriles, heterocyclic nitriles, etc. The corresponding carboxylic acid can be obtained at a high rate.

【0033】脂肪族ニトリルとしては、例えばアセトニ
トリル、プロピオニトリル、n-ブチロニトリル、イソブ
チロニトリル、n-バレロニトリル、イソバレロニトリ
ル、カプロニトリル、マロノニトリル、サクシノニトリ
ル、アジポニトリル、グルコノニトリル、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
Examples of the aliphatic nitrile include acetonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, isobutyronitrile, n-valeronitrile, isovaleronitrile, capronitrile, malononitrile, succinonitrile, adiponitrile, glucononitrile, acrylonitrile. Methacrylonitrile and the like.

【0034】また芳香族ニトリルとしてはベンゾニトリ
ル、トルニトリル、オルトフタロニトリル、テレフタロ
ニトリル、イソフタロニトリル、及びこれら芳香族ニト
リル化合物の置換体、例えば塩素化物、フッ素化物、ニ
トロ化物、アミノ化物、等が挙げられる。
Examples of the aromatic nitrile include benzonitrile, tolunitrile, orthophthalonitrile, terephthalonitrile, isophthalonitrile, and substituted products of these aromatic nitrile compounds, such as chlorinated compounds, fluorinated compounds, nitrated compounds, aminated compounds, and the like. Is mentioned.

【0035】また複素環式ニトリルとしては、3-シアノ
ピリジン、4-シアノピリジン、シアノインドール類、等
が挙げられる。
Examples of the heterocyclic nitrile include 3-cyanopyridine, 4-cyanopyridine, cyanoindoles and the like.

【0036】また本発明によれば、上記のうち特に1分
子中に複数のシアノ基を有するポリニトリル化合物を対
象とし、高い選択率で対応するシアノカルボン酸を得る
ことができる。このようなポリニトリル化合物として
は、例えば脂肪族ニトリルとしては、マロノニトリル、
サクシノニトリル、アジポニトリル、グルコノニトリル
等、また芳香族ニトリルとしてはオルトフタロニトリ
ル、テレフタロニトリル、イソフタロニトリル、及びこ
れら芳香族ニトリル化合物の置換体、例えば塩素化物、
フッ素化物、ニトロ化物、アミノ化物等を挙げることが
できる。
According to the present invention, the corresponding cyanocarboxylic acid can be obtained with a high selectivity, particularly for a polynitrile compound having a plurality of cyano groups in one molecule. As such a polynitrile compound, for example, as the aliphatic nitrile, malononitrile,
Succinonitrile, adiponitrile, glucononitrile, etc.Also, as the aromatic nitrile, orthophthalonitrile, terephthalonitrile, isophthalonitrile, and substituted products of these aromatic nitrile compounds, such as chlorinated products,
Fluoride, nitrate, aminate and the like can be mentioned.

【0037】本発明の副生物の量を低減したカルボン酸
類の製法は、具体的には、生成物であるカルボン酸類
中、原料ニトリル化合物に由来する副生物の全量が、
0.5(モル)%以下で取得することができる。微量な
化学物質が人体に与える影響が懸念されている昨今、化
学反応における本質的な副反応の低減、そうした反応に
よりえられる高純度の化学品が、産業上の新たな可能性
を創製しうることを勘案したものである。
The method for producing carboxylic acids with reduced amounts of by-products according to the present invention is, specifically, a method in which the total amount of by-products derived from the raw material nitrile compound in the carboxylic acids as products is
It can be obtained at 0.5 (mol)% or less. Recently, there is a concern that trace amounts of chemicals may affect the human body.Reducing essential side reactions in chemical reactions, and high-purity chemicals obtained by such reactions can create new industrial potential. This is taken into account.

【0038】本発明の方法は、基本的にアミドを経由す
るカルボン酸の生成経路を欠損あるいは低減しているこ
とから、ニトリルの部分加水分解によるアミド体不純
物、さらにその誘導体を実質的に生成しない。本発明に
より得られるカルボン酸類は、特に高純度が要求される
分野、例えば医薬合成やファインケミカル分野の合成原
料等の製法として好適である。
Since the method of the present invention basically lacks or reduces the carboxylic acid generation pathway via the amide, the method does not substantially produce amide impurities due to partial hydrolysis of nitriles, and derivatives thereof. . The carboxylic acids obtained by the present invention are particularly suitable as a method for producing raw materials in fields requiring high purity, for example, in the field of pharmaceutical synthesis and fine chemicals.

【0039】[0039]

【実施例】以下に本発明の実施例を記載する。これら実
施例は本発明の範囲を規定するものではない。
Examples of the present invention will be described below. These examples do not define the scope of the invention.

【0040】[実施例1]変異微生物の取得 ロドコッカス エスピー ATCC39484(米 American Ty
pe Culture Collectionより入手)を、LB寒天培地に画
線し、30℃恒温槽中で24時間培養した。生じたコロニー
より1白金耳掻き取り、LB液体培地5mlに接種、30℃の振
盪培養器にて6時間振盪培養した。菌体を10,000gの遠心
により回収し、等容の50mM リン酸カリウム/ナトリウ
ム緩衝液(pH7.0)で3回洗浄した後、等容の同緩衝液に再
度懸濁した。
[Example 1] Acquisition of mutant microorganism Rhodococcus sp. ATCC39484 (American Ty, USA)
pe Culture Collection) was streaked on LB agar medium and cultured in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours. One platinum loop was scraped off from the resulting colony, inoculated into 5 ml of LB liquid medium, and cultured with shaking at 30 ° C. for 6 hours. The cells were collected by centrifugation at 10,000 g, washed three times with an equal volume of 50 mM potassium / sodium phosphate buffer (pH 7.0), and then suspended again in an equal volume of the same buffer.

【0041】菌懸濁液に、2000ppm NTG(N-メチル-N'-
ニトロ-N-ニトロソグアニジン)溶液を、終濃度にして1
00ppmとなるよう添加しよく撹拌後、室温で30分間放置
した。菌体を10,000gの遠心により回収し、同緩衝液で1
回洗浄後、菌体を少量の同緩衝液に再度懸濁し、全量
を、0.1% ベンズアミドを含む無機塩液体培地5mlに接
種した。無機塩培地の組成を以下に示す。
In the bacterial suspension, 2000 ppm NTG (N-methyl-N'-
Nitro-N-nitrosoguanidine) solution to a final concentration of 1
The mixture was added to a concentration of 00 ppm, stirred well, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The cells were collected by centrifugation at 10,000 g, and
After washing twice, the cells were resuspended in a small amount of the same buffer, and the whole amount was inoculated into 5 ml of an inorganic salt liquid medium containing 0.1% benzamide. The composition of the inorganic salt medium is shown below.

【0042】(無機塩培地) (Inorganic salt medium)

【0043】30℃、1.5時間の振盪培養の後、1mg/Lとな
るように、アンピシリンを添加し、更に30℃、12時間振
盪培養した。得られた培養液を500倍に希釈し、希釈液
を、LB固体培地(直径90mmシャーレ上)に各0.1mlず
つ、300枚に塗布した。30℃、48時間培養し、コロニー
が生じた段階で、高圧滅菌したベルベットにコロニーを
写し取り、各シャーレごとに0.1%ベンズアミド、1.5%
寒天を含む上記組成の無機塩固体培地(直径90mm)に転
写し、30℃、48時間培養した。
After shaking culture at 30 ° C. for 1.5 hours, ampicillin was added at 1 mg / L, followed by shaking culture at 30 ° C. for 12 hours. The obtained culture solution was diluted 500-fold, and the diluted solution was applied to 300 LB solid medium (on a 90 mm diameter petri dish), 0.1 ml each. After culturing at 30 ° C. for 48 hours, colonies were transferred to velvet that had been sterilized by high pressure at the stage where colonies had formed, and 0.1% benzamide, 1.5%
It was transferred to an inorganic salt solid medium (90 mm in diameter) having the above composition containing agar, and cultured at 30 ° C. for 48 hours.

【0044】転写元のLB固体培地と、転写先の無機塩固
体培地でのコロニー形成を比較し、LBで良好に生育し、
無機塩固体培地で生育しない約400株を選抜した。これ
ら選抜株を、転写元のLBから、滅菌した爪楊枝にて、新
しいLB固体培地に移植し、30℃、24時間培養した。生じ
た全てのコロニーについてそれぞれ上記の無機塩培地5m
lに接種し、さらにイソフタロニトリル0.1%を添加し30
℃、48時間反応した。同時に親株ATCC39484についても
同様に培養し接種、反応を行った。それぞれの株につい
て得られた反応液の上清を100倍に希釈し、逆相HPLC
(カラム:ShodexDS-613、溶離液:50%アセトニトリル
/5mMリン酸カリウム緩衝液pH3.0、流速1mL/min、検
出:UV 210nm)に供した。うち1株(SD826株)は、親株AT
CC39484同様、著量の3-シアノ安息香酸を検出したと同
時に、親株の反応液に認められた、3-シアノベンズアミ
ド、ならびにフタル酸モノアミドが顕著に低減している
ことを確認した。目的とする、副反応経路が欠損した株
が得られたと考えられた。
The colony formation in the transfer source LB solid medium and the transfer destination inorganic salt solid medium was compared, and the LB was favorably grown on LB.
About 400 strains that did not grow on the inorganic salt solid medium were selected. These selected strains were transferred from a transcription source LB to a new LB solid medium with a sterilized toothpick and cultured at 30 ° C. for 24 hours. 5m of the above-mentioned inorganic salt medium for all the resulting colonies
and then add 0.1% isophthalonitrile and add 30%
Reaction was carried out at 48 ° C for 48 hours. At the same time, the parent strain ATCC39484 was similarly cultured, inoculated, and reacted. The supernatant of the reaction solution obtained for each strain was diluted 100-fold and subjected to reverse phase HPLC.
(Column: Shodex DS-613, eluent: 50% acetonitrile / 5 mM potassium phosphate buffer pH 3.0, flow rate 1 mL / min, detection: UV 210 nm). One of them (SD826 shares) is the parent AT
Similar to CC39484, a significant amount of 3-cyanobenzoic acid was detected, and it was confirmed that 3-cyanobenzamide and phthalic acid monoamide, which were observed in the reaction solution of the parent strain, were significantly reduced. It was considered that the desired strain lacking the side reaction pathway was obtained.

【0045】[実施例2]ロドコッカス エスピー SD
826を、LB寒天培地に画線し、30℃の恒温槽で24時間培
養した。形成されたコロニーから、1白金耳をかきと
り、500mL容のバッフル付きフラスコ中の LB液体培地1
00mLに懸濁した。フラスコを、30℃の恒温回転振盪培養
器に設置し、毎分120回転、24時間培養した。得られた
微生物菌体を、10,000gの遠心により回収し、培養液と
等容の50mM リン酸ナトリウム/カリウム緩衝液(pH=
7)に懸濁した。菌懸濁液にイソフタロニトリルを5%
(質量/体積)相当添加し、30℃の恒温回転振盪培養器に
設置し、毎分120回転、72時間反応した。
Example 2 Rhodococcus SP SD
826 was streaked on LB agar medium and cultured in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours. From the formed colony, scrape one loop of platinum, and place the LB liquid medium 1 in a 500 mL baffled flask.
It was suspended in 00 mL. The flask was placed in a 30 ° C. constant temperature rotary shaking incubator and cultured at 120 rotations per minute for 24 hours. The obtained microbial cells were collected by centrifugation at 10,000 g, and a 50 mM sodium / potassium phosphate buffer (pH =
7) Suspended. Isophthalonitrile 5% in bacterial suspension
(Mass / Volume) was added, and the mixture was placed in a thermostatic rotary shaking incubator at 30 ° C., and reacted at 120 rpm for 72 hours.

【0046】得られた反応液を、2mol/l塩酸を用いてpH
2とし、反応液と等容の酢酸エチルを添加し撹拌、抽出
を行った。得られた酢酸エチル層を適宜希釈し、逆相HP
LC(カラム:Shodex DS-613、溶離液:50%アセトニト
リル/5mMリン酸カリウム緩衝液pH3.0、流速1mL/min、
検出:UV 210nm)により分析した。反応液中に主成分と
して3-シアノ安息香酸標品と保持時間が一致するピーク
を認めた。ピーク成分を分取し、GC-マススペクトル解
析に供試し、それぞれ標品と同一の構造を示唆するフラ
グメントパターンを与えることを確認した。
The resulting reaction solution was adjusted to pH with 2 mol / l hydrochloric acid.
The reaction solution was set to 2, and an equal volume of ethyl acetate was added thereto, followed by stirring and extraction. The obtained ethyl acetate layer is appropriately diluted, and reverse phase HP
LC (column: Shodex DS-613, eluent: 50% acetonitrile / 5 mM potassium phosphate buffer pH 3.0, flow rate 1 mL / min,
Detection: UV 210 nm). A peak in which the retention time coincided with the 3-cyanobenzoic acid sample as a main component was observed in the reaction solution. The peak components were separated and subjected to GC-mass spectrum analysis, and it was confirmed that each gave a fragment pattern suggesting the same structure as the standard.

【0047】比較例として、上記と同様の方法により、
親株ATCC39484株を用いて反応、抽出、分析を行った。
親株反応液中の上記HPLC条件下における主要な生成
物を、LC-MS 分析に供し、同定した。
As a comparative example, by the same method as described above,
Reaction, extraction and analysis were performed using the parent strain ATCC39484.
The main product under the above HPLC conditions in the parent reaction solution was subjected to LC-MS analysis and identified.

【0048】親株及びSD826の反応液中の、主要な各成
分の濃度と、反応原料であるイソフタロニトリルからの
推定変換率の比較、ならびにATCC39484を基準とした、S
D826株の使用による副生物の低減率を表1に示す。
Comparison of the concentration of each of the main components in the reaction solution of the parent strain and SD826 with the estimated conversion from isophthalonitrile as the reaction raw material, and SCC based on ATCC39484
Table 1 shows the reduction ratio of by-products by using the D826 strain.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[実施例3]ロドコッカス エスピー SD8
26を、LB寒天培地に画線し、30℃の恒温槽で24時間培養
した。形成されたコロニーから、1白金耳をかきとり、5
00mL容のバッフル付きフラスコ中の LB液体培地100mL
に懸濁した。フラスコを、30℃の恒温回転振盪培養器に
設置し、毎分120回転、24時間培養した。得られた微生
物菌体を、10,000gの遠心により回収し、培養液と等容
の50mM リン酸ナトリウム/カリウム緩衝液(pH=7)に
懸濁した。
Example 3 Rhodococcus SP SD8
26 was streaked on an LB agar medium and cultured in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours. From the colony formed, scrape 1 platinum loop and 5
100 mL of LB liquid medium in a 00 mL baffled flask
Suspended in water. The flask was placed in a 30 ° C. constant temperature rotary shaking incubator and cultured at 120 rotations per minute for 24 hours. The obtained microbial cells were collected by centrifugation at 10,000 g, and suspended in a 50 mM sodium / potassium phosphate buffer (pH = 7) in the same volume as the culture solution.

【0051】菌懸濁液にテレフタロニトリルを1%(質量
/体積)相当、及び誘導基質としてベンゾニトリルを0.1
%(質量/体積)添加し、30℃の恒温回転振盪培養器に設
置し、毎分120回転、72時間反応した。得られた反応液
を、2mol/l塩酸を用いてpH2とし、反応液をと等容の酢
酸エチルを添加し撹拌、抽出を行った。得られた酢酸エ
チル層を適宜希釈し、逆相HPLC(カラム:Shodex DS-61
3、溶離液:50%アセトニトリル/5mMリン酸カリウム緩
衝液pH3.0、流速1mL/min、検出:UV 240nm)により分析
した。反応液中に主成分として4-シアノ安息香酸標品と
保持時間が一致するピークを認めた。ピーク成分を分取
し、GC-マススペクトル解析に供試し、それぞれ標品と
同一の構造を示唆するフラグメントパターンを与えるこ
とを確認した。
1% (by mass) of terephthalonitrile
/ Volume) equivalent, and 0.1% of benzonitrile as an inducing substrate
% (Mass / volume), and the mixture was placed in a thermostated rotary shaking incubator at 30 ° C., and reacted at 120 rpm for 72 hours. The obtained reaction solution was adjusted to pH 2 using 2 mol / l hydrochloric acid, and the reaction solution was added with an equal volume of ethyl acetate, stirred, and extracted. The obtained ethyl acetate layer is appropriately diluted and subjected to reverse phase HPLC (column: Shodex DS-61).
3. Eluent: 50% acetonitrile / 5 mM potassium phosphate buffer pH 3.0, flow rate 1 mL / min, detection: UV 240 nm). A peak in which the retention time coincided with the 4-cyanobenzoic acid sample as a main component was observed in the reaction solution. The peak components were separated and subjected to GC-mass spectrum analysis, and it was confirmed that each gave a fragment pattern suggesting the same structure as the standard.

【0052】比較例として、上記と同様の方法により、
親株ATCC39484株を用いて反応、抽出、分析を行った。
親株反応液中の上記HPLC条件下における主要な生成
物を、LC-MS 分析に供し、同定、定量した。
As a comparative example, by the same method as described above,
Reaction, extraction and analysis were performed using the parent strain ATCC39484.
Main products in the parent reaction solution under the above HPLC conditions were subjected to LC-MS analysis to identify and quantify.

【0053】親株及びSD826の反応液中の、主要な各成
分の濃度と、反応原料であるイソフタロニトリルからの
推定変換率の比較、ならびにATCC39484を基準とした、S
D826株の使用による副生物の低減率を表2に示す。
Comparison of the concentration of each of the main components in the reaction solution of the parent strain and SD826 with the estimated conversion from isophthalonitrile as a reaction raw material, and SCC based on ATCC39484
Table 2 shows the reduction ratio of by-products by using the D826 strain.

【0054】[0054]

【表2】 n.d.:検出されず[Table 2] nd: not detected

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば、ニトリル化合物を原料
として、簡便で効率よく高純度カルボン酸類を得ること
が出来る。また、ポリニトリル化合物、特に芳香族ポリ
ニトリル化合物を原料として、簡便で効率よく、高純度
シアノカルボン酸類を得ることが出来る。
According to the present invention, a high-purity carboxylic acid can be obtained simply and efficiently from a nitrile compound as a raw material. In addition, high-purity cyanocarboxylic acids can be obtained simply and efficiently from a polynitrile compound, particularly an aromatic polynitrile compound as a raw material.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【書類名】 受託番号変更届[Document name] Notification of change of accession number

【提出日】 平成12年9月22日[Submission date] September 22, 2000

【旧寄託機関の名称】 工業技術院生命工学工業技術研
究所
[Name of the former depositary institution] Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute

【旧受託番号】 FERM P−17598号[Old Accession Number] FERM P-17598

【新寄託機関の名称】 工業技術院生命工学工業技術研
究所
[Name of the new depositary organization] Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute

【新受託番号】 FERM BP−7305号[New accession number] FERM BP-7305

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12R 1:01) C12R 1:01) Fターム(参考) 4B064 AE01 CA02 CD12 CE08 CE10 DA01 DA16 4B065 AA45X BA18 BB12 CA16 CA44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) C12R 1:01) C12R 1:01) F-term (Reference) 4B064 AE01 CA02 CD12 CE08 CE10 DA01 DA16 4B065 AA45X BA18 BB12 CA16 CA44

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニトリル化合物の1個のシアノ基を、微
生物を用いてカルボキシル基に変換しカルボン酸類を製
造する方法において、シアノ基をアミド基に変換する能
力を欠損または低減した変異微生物を用いることを特徴
とするカルボン酸類の製法。
1. A method for producing carboxylic acids by converting one cyano group of a nitrile compound into a carboxyl group using a microorganism, wherein a mutant microorganism having an ability to convert a cyano group into an amide group is deleted or reduced. A method for producing a carboxylic acid, which comprises:
【請求項2】 上記変異微生物がロドコッカス属微生物
の変異株である請求項1に記載のカルボン酸類の製法。
2. The method for producing carboxylic acids according to claim 1, wherein the mutant microorganism is a mutant strain of a microorganism of the genus Rhodococcus.
【請求項3】 上記ロドコッカス属微生物の変異株がロ
ドコッカスsp. ATCC39484を親株とする変異株である請
求項2に記載のカルボン酸類の製法。
3. The method for producing carboxylic acids according to claim 2, wherein the mutant strain of the microorganism belonging to the genus Rhodococcus is a mutant strain having Rhodococcus sp. ATCC39484 as a parent strain.
【請求項4】 ロドコッカスsp.ATCC39484を親株と
する変異株がロドコッカスsp.SD826(FERM P-1759
8)である請求項3に記載のカルボン酸類の製法。
4. Rhodococcus sp. A mutant strain having ATCC39484 as a parent strain is Rhodococcus sp. SD826 (FERM P-1759
The method for producing a carboxylic acid according to claim 3, which is 8).
【請求項5】 ニトリル化合物が分子内に複数のシアノ
基を有するポリニトリル化合物であり、カルボン酸類が
シアノカルボン酸類である請求項1乃至4のいずれかに
記載の高純度カルボン酸類の製法。
5. The method for producing a high-purity carboxylic acid according to claim 1, wherein the nitrile compound is a polynitrile compound having a plurality of cyano groups in a molecule, and the carboxylic acids are cyanocarboxylic acids.
【請求項6】 ポリニトリル化合物が芳香属ポリニトリ
ル化合物であり、シアノカルボン酸類が芳香属シアノカ
ルボン酸類である請求項5に記載の高純度カルボン酸類
の製法。
6. The method for producing a high-purity carboxylic acid according to claim 5, wherein the polynitrile compound is an aromatic polynitrile compound, and the cyanocarboxylic acids are aromatic cyanocarboxylic acids.
【請求項7】 芳香属ポリニトリル化合物がo−フタロ
ニトリル、イソフタロニトリルまたはテレフタロニトリ
ルであり、芳香族シアノカルボン酸類が対応するo−シ
アノ安息香酸、m−シアノ安息香酸またはp−シアノ安
息香酸である請求項6に記載のカルボン酸類の製法。
7. The aromatic polynitrile compound is o-phthalonitrile, isophthalonitrile or terephthalonitrile, and aromatic cyanocarboxylic acids correspond to the corresponding o-cyanobenzoic acid, m-cyanobenzoic acid or p-cyanobenzoic acid. The method for producing a carboxylic acid according to claim 6, wherein
【請求項8】 シアノ基をカルボキシル基に変換する能
力を有し、かつシアノ基をアミド基に変換する能力を欠
損または低減した変異微生物。
8. A mutant microorganism having an ability to convert a cyano group into a carboxyl group and lacking or reducing the ability to convert a cyano group into an amide group.
【請求項9】 変異微生物がロドコッカス属微生物の変
異株である請求項8に記載の変異微生物。
9. The mutant microorganism according to claim 8, wherein the mutant microorganism is a mutant strain of a microorganism of the genus Rhodococcus.
【請求項10】 変異微生物がロドコッカスsp.ATCC
39484の変異株である請求項9に記載の変異微生物。
10. The mutant microorganism is a Rhodococcus sp. ATCC
The mutant microorganism according to claim 9, which is a mutant strain of 39484.
【請求項11】 ロドコッカスsp.SD826(FERM P
-17598)株。
11. Rhodococcus sp. SD826 (FERM P
-17598) strains.
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