JP2002165598A - 非タンパク質原性l−アミノ酸の製造方法および製造された生成物 - Google Patents

非タンパク質原性l−アミノ酸の製造方法および製造された生成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接発酵により一連の非タンパク質原性L−
アミノ酸を製造する能率的方法を提供する。 【解決手段】 調節解除されたシステイン代謝を有する
自体公知の微生物の菌株を自体公知の方法で発酵させ、
発酵の間求核化合物を、これが微生物菌株による非タン
パク質原性L−アミノ酸の生産を生じるような量で発酵
バッチに配量する。 【効果】 発酵の際に硫化物の代わりに一連の他の求核
化合物が非常に能率的にアミノ酸の代謝に関与し、相応
する反応生成物が培養液中に分離される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物の直接発酵
による非タンパク質原性(nicht-proteinogen)L−ア
ミノ酸の製造方法ならびに該方法により得られるL−ア
ミノ酸に関する。
【0002】
【従来の技術】非タンパク質原性アミノ酸は、自然界に
タンパク質生合成の構成単位として使用されず、これに
より20種のタンパク性アミノ酸から明確に限定しうる
アミノ酸である。とくに、β−置換L−アラニン誘導体
である。
【0003】非タンパク質原性アミノ酸は、たとえば薬
学および農学作用物質の製造のための重要な化合物であ
る。これらは、一種の分子擬態における作用物質として
または作用物質の部分として天然アミノ酸の構造を模造
し、これによりたとえば受容体相互作用において天然の
反応のモジュレーションを惹起することができる。さら
に、これらのアミノ酸は全く一般的に合成構成単位とし
ての“キラルプール(chiral pool)”の範囲内のキラ
ル化合物として使用することができる。
【0004】鏡像異性体濃厚形の非タンパク質原性アミ
ノ酸の従来の製造方法は、たいてい費用がかかり、さら
にたいてい特定の化合物への到達しか許さない合成を基
礎とする。少数の方法だけが、出発物質の簡単な交換に
より種々の化合物の製造を可能にする。
【0005】たいていの場合、それ自体たいてい既にキ
ラル構成単位から出発するかまたはラセミ分割を惹起す
る化学合成が問題である。
【0006】選択的に、幾つかの酵素的方法も記載され
ている。それで、トランスアミナーゼを用いα−ケト酸
からアミノ供与体としてのL−グルタミン酸で種々の非
タンパク質原性アミノ酸を製造することができる。他の
方法は、カルバモイラーゼと組合せてヒダントイナーゼ
を利用する。しかし、酵素的方法は同様に費用がかか
る、それというのも相当する酵素を準備しなければなら
ずおよびこれら酵素は触媒として制限された寿命しか有
しないからである(Rehm等、Biotechnol
ogy 1996年;6巻、505〜560ページ)。
【0007】それに対して、微生物の直接発酵による非
タンパク質原性アミノ酸のの製造方法はとくに簡単かつ
有利である。しかし、このような方法は、生産された非
タンパク質原性アミノ酸が天然のアミノ酸の代謝と干渉
し、それで成長を阻止する危険を内包する。従来、この
テーマの範囲内ではD−アミノ酸の直接発酵方法が公知
である(WO98/14602号)。この出願は、D−
アミノトランスフェラーゼ遺伝子およびL−アミノデア
ミナーゼ遺伝子が組入れられている組替え微生物を用い
るD−アミノ酸の製造を記載する。さらに、斉藤等(B
iol.Pharm.Bull.1997年、20巻:
47〜53ページ)は、大腸菌中に植物性遺伝子の発現
による植物性非タンパク質原性アミノ酸L−ピラゾリル
アラニンの生産を記載した。しかし収率は、商業製品に
は<1g/lと低すぎ、費用は記載された出発物質とし
てのL−セリン使用の場合非常に高い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、直接
発酵による一連の非タンパク質原性L−アミノ酸の能率
的製造方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題は、調節解除さ
れたシステイン代謝(deregulierten Cystein−Stoffwe
chsel)を有する自体公知の微生物の菌株を自体公知の
方法で発酵させ、発酵の間求核化合物を、該化合物が微
生物の菌株による非タンパク質原性L−アミノ酸を生産
するような量で発酵バッチに配量することを特徴とする
ことにより解決される。
【0010】とくに、発酵の終わりに非タンパク質原性
L−アミノ酸は、その都度の発酵バッチから自体公知の
方法を用いて分離される。
【0011】意外にも、調節解除されたシステイン代謝
を有する微生物菌株の発酵の場合に、硫化物の代わりに
一連の他の求核化合物が非常に能率的にアミノ酸代謝に
関与し、相応する反応生成物は培養液中へ分離されるこ
とが判明した。その際、有利にグルコースを廉価な炭素
源として使用することができる。
【0012】従って、本発明により発酵の間求核化合物
を配量することにより、非タンパク質原性L−アミノ酸
が形成される。それ故、とくにアミノ酸代謝に関与する
求核化合物は発酵の間に添加される。
【0013】好ましくは、群:
【0014】
【化6】
【0015】から選択された基を包含する求核化合物が
添加される。
【0016】とくに好ましくは、発酵バッチに次の群: − 一般式(1) H−S−R (1) [式中Rは一価の置換または非置換のアルキル基、ア
ルコキシ基、アリール基または最高15個のC原子を有
するヘテロアリール基を意味する]のチオール;− 一
般式(2)または(3):
【0017】
【化7】
【0018】[式中XおよびYは同じかまたは異なりお
よびCRまたはNを意味し、Rは−H、−COO
H、−OH、−NH、−NO 、−SH、−SO
、−F,−Cl,−Br,−I、C〜Cアルキル
カルボニル−またはRを意味し、Rは式(1)につ
き記述した意味を有しおよびRおよびRは同じかま
たは異なりおよびRを意味するかまたは式(3)中の
およびCは置換基RおよびRの代わりに橋
[−CR−](aは1,2,3または4に等し
い)により環に結合しており、RおよびRは同じか
または異なりおよびR4を意味しおよび1個以上の非隣
接基[−CR−]は酸素、硫黄または場合により
〜C アルキル基で置換されたイミノ基によって代
えられていてもよくおよび2個の隣接基[−CR
−]は基[−CR=CR−]によるかまたは基[−
CR=N−]によって代えられていてもよい]のアゾ
ールならびにそのエステル、エーテルまたは塩;−式
(4)または(5):
【0019】
【化8】
【0020】[式中X、R、RおよびRは既述し
た意味を有し、式(5)中のCおよびCは置換基R
およびRの代わりに、式(3)につき定義されたよ
うな橋により環に結合されていてもよい]のイソオキサ
ゾリノンならびにそのエステル、エーテルまたは塩;か
ら選択された求核化合物が添加される。
【0021】チオールの例は、群2−メルカプトエタノ
ール、3−メルカプトプロパノール、3−メルカプトプ
ロピオン酸、3−メルカプト−1−プロパンスルホン
酸、メルカプトエタンスルホン酸、2−メルカプトエチ
ルアミン、チオグリコール酸、チオ乳酸、チオ酢酸、メ
ルカプトコハク酸、メルカプト焦性ブドウ酸、ジチオト
レイトール、ジチオエリトリトール、1−チオグリセリ
ン、チオフェノール、4−フルオロチオフェノール、4
−メルカプトフェノール、p−チオクレゾール、5−チ
オ−2−ニトロ安息香酸、2−メルカプトチアゾール、
2−メルカプトチアゾリン、2−メルカプトイミダゾー
ル、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、2−
チオフェンチオール、2−メルカプトピリジン、2−メ
ルカプトピリミジン、2−チオシトシン、2−メルカプ
トニコチン酸、2−メルカプト−1−メチルイミダゾー
ル、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプト
ベンゾオキサゾール、6−メルカプトプリンから選択さ
れた化合物である。
【0022】アゾールの例は、群1,2−ピラゾール、
3−メチルピラゾール、4−メチルピラゾール、3,5
−ジメチルピラゾール、3−アミノピラゾール、4−ア
ミノピラゾール、ピラゾール−4−カルボン酸、ピラゾ
ール−3,5−ジカルボン酸、1,2,3−トリアゾー
ル、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,
4−トリアゾール、1,2,3,4−テトラゾール、イ
ンダゾール、インダゾール−3−カルボン酸、インダゾ
ール−5−カルボン酸、5−アミノインダゾール、ベン
ゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール−5−カルボン
酸、5−アミノベンゾトリアゾール、アミノピラゾロピ
リミジン、8−アザグアニン、8−アザアデニンから選
択された化合物である。
【0023】イソオキサゾリノンの例は、群イソオキサ
ゾリン−2−オン、4−メチルイソオキサゾリン−2−
オン、5−メチルイソオキサゾリン−2−オン、4,5
−ジメチルイソオキサゾリン−2−オン、1,2,4−
オキサジアゾリジン−3,5−ジオンから選択された化
合物である。
【0024】本発明による方法において使用することの
できる、調節解除されたシステイン代謝を有する微生物
の菌株は技術水準から公知である。該微生物は、野生型
菌株に比べて増大したO−アセチル−L−セリン(L−
セリンの直接生合成前駆物質)の内因性生産により優れ
ている。微生物中に、システイン生合成の最終段階にお
いて公知のようにO−アセチル−セリンスルフヒドリラ
ーゼの活性によりO−アセチル−L−セリンのアセチル
官能基がチオール官能基と交換され、それによりL−シ
ステインが形成される。この反応型は、アミノ酸のβ−
炭素原子において官能基の交換が行われるのでβ−置換
と呼称される。
【0025】とくに、次の微生物の菌株のいずれかが本
発明による方法において使用される: −たとえばWO97/15673号(これに関して参照
により組入れられる)または中森S.等、1998年、
Appl.Env.Microbiol.64巻:16
07〜1611ページ(これに関して参照により組入れ
られる)または高木H.等、1999年、FEBS L
ett.452巻:323〜327ページに記載されて
いるような改変cysE対立遺伝子を有する菌株、また
は −たとえばEP0885962A1号(通し番号SN0
9/097759号を有するUS出願に相当(これに関
して参照により組入れられる))に記載されているよう
な排出遺伝子(Efflux-Gene)を含有する菌株、または −ドイツ国特許出願DE19949579号に記載され
ているような変更CysB活性を有する菌株、または −たとえばWO97/5673号または中森S.等、1
998年、Appl.Env.Microbiol.6
4巻:1607〜1611ページに記載されているよう
な、システイン過剰生産または減少システイン分解のた
めのスクリーニング法と組合された非特異的突然変異誘
発法の使用下に得られる菌株。
【0026】このような菌株は、たとえば硫酸塩または
チオ硫酸塩のような無機硫黄源の十分な供給の場合に重
要な量のL−システインまたはその誘導体を培養液中へ
分離することにより優れている。発酵の間本発明による
求核化合物の配量により、この化合物がβ−置換に関与
し、これにより非タンパク質原性L−アミノ酸を生産す
る。調節解除されたシステイン代謝を有しない微生物の
菌株(たとえば通常の野生型生物)を用いると、このよ
うな手段はシステイン生合成の減衰およびそれと共に成
長抑制を生じる。それに従って、非タンパク質原性アミ
ノ酸は重要な量で生成しない。
【0027】本発明により使用される菌株は調節解除さ
れたシステイン代謝およびそれと共にO−アセチル−L
−セリンの高い内因性濃度を有するので、非タンパク質
原性L−アミノ酸の大量生産が可能である。同時にな
お、微生物の細胞成長を保証するために、L−システイ
ンの十分な生成が保証されている。
【0028】調節解除されたシステイン代謝を有する大
腸菌種の微生物の菌株が好んで使用される。
【0029】好ましくは、たとえばWO97/1567
3号またはEP0885962A1号(通し番号SN0
9/007759号に相当)またはDE1994957
9号に記載されたような大腸菌の菌株である。これらの
特許出願に記載された方法によれば、任意の菌株中でた
とえばフィードバック抵抗性cysE対立遺伝子および
/または排出遺伝子を有するプラスミドでの形質転換に
よりシステイン代謝を調節解除することができる。
【0030】微生物の菌株を用いる非タンパク質原性L
−アミノ酸の本発明による製造方法は、発酵槽中で自体
公知のやり方で求核化合物の付加的添加下に実施され
る。
【0031】発酵槽中での微生物の菌株の培養は、連続
培養として、バッチ培養としてまたはとくに流加培養と
して行われる。とくに好ましくは、C源および求核化合
物は発酵の間連続的に配量される。
【0032】求核化合物の配量は、接種した後またはと
くに成長段階後に開始する。とくに好ましくは、配量は
発酵の開始から6〜8時間後に開始し、発酵の終了まで
継続する。
【0033】添加される求核化合物の量は、その微生物
に対する毒性に依存し、発酵培養液の初期体積lあたり
10〜1000mモルの範囲内で変動する。発酵培養液
の初期体積lあたり50〜500mモルの配量がとくに
好ましい。
【0034】発酵のC源としては、とくに糖、糖アルコ
ールまたは有機酸が使用される。とくに好ましくは、本
発明による方法においてC源としてグルコース、ラクト
ースまたはグリセリンが使用される。発酵槽中の含量が
発酵の間0.1〜50g/lの範囲内に保持されること
を保証する形でのグルコースの配量が好ましい。0.5
〜10g/lの範囲がとくに好ましい。
【0035】N源としては、本発明による方法において
とくにアンモニア、アンモニウム塩またはタンパク質加
水分解物が使用される。
【0036】他の培養液添加物としては、元素リン、硫
黄、塩素、ナトリウム、マグネシウム、窒素、カリウ
ム、カルシウム、鉄の塩および痕跡で(つまりμM濃度
で)元素モリブデン、ホウ素、コバルト、マンガン、亜
鉛およびニッケルの塩を添加することができる。
【0037】さらに、有機酸(たとえば酢酸、クエン
酸)アミノ酸(たとえばイソロイシン)およびビタミン
(B1、B6)を培養液に添加することができる。
【0038】複合栄養物源としては、たとえば酵母抽出
物、トウモロコシ膨化水、大豆粉または麦芽抽出物を使
用することができる。
【0039】発酵培養液のpHは、4〜10の範囲内に
ある。6〜8の範囲が好ましい。6.5〜7.5のpH
範囲がとくに好ましい。
【0040】インキュベーション温度は15〜45℃で
ある。30〜37℃の間の温度が好ましい。
【0041】発酵は、とくに好気性成長条件下に実施さ
れる。発酵槽中への酸素供給は、圧縮空気または純酸素
で行われる。
【0042】記載した方法により発酵させる微生物は、
1〜4日の発酵時間中に相応する非タンパク質原性L−
アミノ酸を高い能率で培養液中へ分離する。
【0043】求核性物質を供給する場合、調節解除され
たシステイン代謝を有する微生物は発酵の間L−立体配
置で一般式(6)
【0044】
【化9】
【0045】[式中Zは式(7)〜(13)
【0046】
【化10】
【0047】から選択された一価の基でありおよび
、R、R、R、XおよびYは式(1)〜
(5)につき既述した意味を有する]の非タンパク質原
性アミノ酸ならびにそのエステル、エーテルまたは塩を
分離する。
【0048】本発明による方法は、初めて群1,2,
3,4−テトラゾリル−L−アラニンおよびその誘導体
ならびに1,2,3−トリアゾリル−L−アラニンおよ
びその誘導体の化合物の製造を可能にする。とくに、そ
の都度異性体形1,2,3,4−テトラゾール−1−イ
ル−L−アラニン(14)ないしは1,2,3,4−テ
トラゾール−2−イル−L−アラニン(15)およびそ
のエステル、エーテルまたは塩を含めてその誘導体、な
らびに1,2,3−トリアゾール−1−イル−L−アラ
ニン(16)ないしは1,2,3−トリアゾール−2−
イル−L−アラニン(17)
【0049】
【化11】
【0050】[式中R、R、RおよびRは式
(1)〜(5)につき既述した意味を有する]およびそ
のエステル、エーテルまたは塩を含めてその誘導体が重
要である。
【0051】さらに、本発明による方法は、初めてS−
ヘテロアリール−L−システイン群の化合物の製造を可
能にする。これはその都度、遊離アミノ官能性ないしは
カルボン酸官能性を有するアミノ酸化合物である。S−
ヘテロアリール−L−システインは、S原子における基
の置換により特徴ずけられているシステイン誘導体
を意味する。その際、Rは芳香族の特性を有するヘテ
ロアリール基を表し、単環式または二環式でありおよび
環中に炭素原子の外に少なくとも1個のヘテロ原子を有
する。ヘテロ原子の例は窒素、酸素または硫黄である。
ヘテロアリール基はそれ自体基Rで置換されていても
よく、その際Rは式(2)につき記述した意味を有す
る。
【0052】
【化12】
【0053】ヘテロアリール基の例は、ピロリル、イミ
ダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、
チエニル、チアゾリル、オキサゾリル、フラニル、ピリ
ジル、ピリミジル、ピラジニル、ベンズイミダゾリル、
ベンゾトリアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチア
ゾリルまたはプリニルである。
【0054】従って、本発明は記述した化合物に関す
る。
【0055】とくに好ましい化合物は次の化合物であ
る: −1,2,3,4−テトラゾール−1−イル−L−アラ
ニン(R=H)、 −1,2,3,4−テトラゾール−2−イル−L−アラ
ニン(R=H)、 −1,2,3,−ベンゾトリアゾール−1−イル−L−
アラニン(RおよびR は同じで、[−CR=CR
−]を意味し、その際RおよびRはHに等しく、
およびRは芳香族環に結合している)、 −1,2,3−ベンゾトリアゾール−2−イル−L−ア
ラニン(RおよびRは同じで、[−CR=CR
−]を意味し、その際RおよびRはHに等しく、R
およびRは芳香族環に結合している)、 −5−カルボキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール−
1−イル−L−アラニン(RおよびRは異なり、
[−CR=CR−]を意味し、その際RおよびR
はRの場合にはHに等しく、Rの場合にはR
Hに等しく、Rは−COOHに等しく、およびR
よびRは芳香族環に結合している)、 −5−カルボキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール−
2−イル−L−アラニン(RおよびRは異なり、
[−CR=CR−]を意味し、その際RおよびR
はRの場合にはHに等しく、Rの場合にはR
Hに等しく、Rは−COOHに等しく、およびR
よびRは芳香族環に結合している)、 −1,2,4−トリアゾール−3−イル−L−システイ
ン −チアゾール−2−イル−L−システイン −イミダゾール−2−イル−L−システイン −チエン−2−イル−L−システイン −ピリジン−2−イル−L−システイン −ピリミジン−2−イル−L−システイン −ベンゾチアゾール−2−イル−L−システイン −ベンゾオキサゾール−2−イル−L−システイン。
【0056】とくに、生成物はバイオマスを分離した後
公知方法(たとえば濾過、遠心分離)を用いて培養上澄
みから単離される。このようなアミノ酸の単離方法は、
当業者に同様に公知である。該方法はたとえば抽出、吸
着、イオン交換クロマトグラフィー、沈殿、結晶化を包
含する。
【0057】次の例は本発明のさらなる説明に役立つ。
例の実施のために使用した菌株大腸菌(Escherichia co
li) W3110/pA−CYC184−cysEX−
GAPDH−ORF306は、ブダベスト条約によりD
SMZ(DeutscheSammlung fuer
Mikroorganismen und Zell
kulturen GmbH、D−38142 ブラウ
ンシュバイク)において番号DSM13495で寄託さ
れた。
【0058】
【実施例】例1:生産菌株の前培養 発酵の前培養として、付加的にテトラサイクリン15m
g/lを含有するLB培養液(トリプトン10g/l、
酵母抽出液5g/l、NaCl10g/l)20ml
に、菌株W3110/pACYC184−cysEX−
GAPDH−ORF306(EP0885962号、通
し番号SN09/097759を有するUS出願に相当
(これに関して参照により組入れられた))を接種し、
振盪装置中で30℃および150rpmでインキュベー
トした。7時間後全バッチを、グルコース5g/l;ビ
タミンB0.5mg/lおよびテトラサイクリン15
mg/lで補足したSM1培養液(KHPO12g
/l;KHPO3g/l;(NHSO5g
/l;MgSO×7HO0.3g/l;CaCl
×2HO0.015g/l;FeSO×7H
0.002g/l;クエン酸Na×2HO1g/
l;NaCl0.1g/l;NaMoO×2H
0.15g/;NaBO2.5g/l;CoCl
×6HO0.7g/l;CuSO×5HO0.2
5g/l;MnCl×4HO1.6g/l;ZnS
×7HO0.3g/lからなる微量元素溶液1m
l/l)100ml中に移した。さらなるインキュベー
ションを、30℃で150rpmで17時間行った。
【0059】例2:S−[2,3−ジヒドロキシ−4−
メルカプトブチル]−L−システインの発酵による製造 発酵槽として、2lの最大培養体積を有するBraun
Biotech社(メルズンゲン、ドイツ国)のビオ
スタット(Biostat)M装置を使用した。例1に記載し
た前培養(約3の600nmにおける光学密度)で、発
酵培養液(グルコース15g/l;トリプトン10g/
l;酵母抽出液5g/l;(NHSO5g/
l;KHPO1.5g/l;NaCl0.5g/
l;MgSO ×7HO0.3g/l;CaCl×
2HO0.015g/l;FeSO ×7HO0.
075g/l;クエン酸Na×2HOg/lおよび
微量元素溶液上記参照1ml/l、ビタミンB5mg
/lおよびテトラサイクリン15mg/l,25%のア
ンモニアでpH7.0に調節)900mlを有する発酵
槽を接種した。発酵の間、32℃の温度を調節し、pH
値を25%のアンモニアの配量により7.0の値に不変
に保持した。培養に滅菌圧縮空気を1.5vol/vo
l/minで通気し、200rpmの撹拌機回転数で撹
拌した。酸素飽和度が50%の値に低下した後、酸素飽
和度50%を維持するために(O2ゾンデを用いて決
定、900rpmで100%飽和に校正)、回転数を制
御装置により1200rpmの値にまで高めた。
【0060】8時間後、1Mのジチオトレイトール溶液
の配量を2mモル/hの速度で行った。発酵槽中の含量
が最初の15g/lから約5〜10g/lに低下したら
直ちに、グルコースを原溶液から供給した。グルコース
の供給は、8〜14ml/hの速度で行われ、その際グ
ルコースの濃度は0.5〜10g/lの間に一定不変に
保持した。グルコースの決定は、YSI社(イエロー
スプリングス、オハイオ、USA)のグルコース分析計
を用いて実施した。
【0061】発酵時間は48時間であった。この時間
後、試料を取り出し、細胞を遠心分離により培養液から
分離した。生じる培養上澄みを、LUNA 5μC18
(2)カラム(Phenomenex、アシャフェンブ
ルグ、ドイツ国)での逆相HPLCにより展開した。溶
離剤として、希リン酸(濃リン酸0.1ml/l)を、
0.5ml/minの速度で使用した。S−メルカプト
ジヒドロキシブチルーL−システインは86.7分の保
持時間で溶離する。収率は2.5g/lであった。
【0062】例3:S−フェニル−L−システインの発
酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1MのNaチオフェノール懸濁液の配量を2mモ
ル/hの速度で行った。S−フェニル−L−システイン
は、例2に記載したHPLC法を用い88分の保持時間
で溶離する。収率は2.1g/lであった。
【0063】例4:1,2−ピラゾリル−L−アラニン
の発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1Mの1,2−ピラゾール溶液の配量を4mモル
/hの速度で行った。1,2−ピラゾリル−L−アラニ
ンは、例2に記載したHPLC法を用い8.4分の保持
時間で溶離する。収率は6.1g/lであった。
【0064】例5:1,2,4−トリアゾリル−L−ア
ラニンの発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1Mの1,2,4−トリアゾール溶液の配量を4
mモル/hの速度で行った。1,2,4−トリアゾール
−1−イル−L−アラニンは、例2に記載したHPLC
法を用い5.8分の保持時間で溶離する。収率は4.6
g/lであった。
【0065】例6:1,2,3,4−テトラゾリル−L
−アラニンの発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1Mの1,2,3,4−テトラゾール溶液の配量
を4mモル/hの速度で行った。発酵の際に、双方の異
性体1,2,3,4−テトラゾール−1−イル−L−ア
ラニンおよび1,2,3,4−テトラゾール−2−イル
−L−アラニンが生じる。これらは、例2に記載したH
PLC法を用い5.4分ないしは5.7分の保持時間で
溶離する。収率は、双方の異性体の合計として3.9g
/lであった。
【0066】例7:5−カルボキシ−1,2,3−ベン
ゾトリアゾリル−L−アラニンの発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、0.5MのNaOH中の1Mの1,2,3−ベン
ゾトリアゾール−5−カルボン酸の懸濁液の配量を4m
モル/hの速度で行った。
【0067】発酵の際に、すべて3つの異性体5−カル
ボキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール−1−イル−
L−アラニン、5−カルボキシ−1,2,3−ベンゾト
リアゾール−2−イル−L−アラニンおよび5−カルボ
キシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール−3−イル−L
−アラニンが生じ、その際主生成物は5−カルボキシ−
1,2,3−ベンゾトリアゾール−2−イル−L−アラ
ニンである。これを、例2に記載したHPLC法を用い
67.5分の保持時間で溶離する。収率は5.2g/l
であった。
【0068】例8:1,2,4−オキサジアゾリジン−
2,5−ジオニル−L−アラニン(=キスカル酸(Quis
qualinsauere))の発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、ジメチルスルホキシド中の1,2,4−オキサジ
アゾリジン−2,5−ジオンの2M溶液の配量を2mモ
ル/hの速度で行った。
【0069】キスカリン酸を、例2に記載したHPLC
法を用い5.6分の保持時間で溶離する。収率は2.2
g/lであった。
【0070】例9:発酵槽濁液からの1,2−ピラゾリ
ル−L−アラニンの単離 差し当たり、発酵槽濁液0.6lの5000gでの遠心
分離により細胞を分離した。上澄みを、脱色のため活性
炭10gを加え、室温で2時間撹拌し、引き続き濾過し
た。得られた溶液を2MのNaOHで6.0のpH値に
調節し、カチオン交換カラム アンバージェット(Ambe
rjet)1200/H(Rohm and Haas
S.A.、チャウニー、フランス国;ゲル層250m
l)上に加え、結合した物質を1MのNaClで溶離し
た。溶離画分を合し(500ml)2MのNaOHで
6.0のpH値に調節し、100mlに濃縮した。試料
を、4℃で16時間貯蔵した。生じる結晶を濾過により
得、エタノール50mlで洗浄し、引き続き乾燥した。
【0071】例10:S−チアゾール−2−イル−L−
システインの発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1Mの2−メルカプトチアゾール溶液の配量を2
mモル/hの速度で行った。S−チアゾール−2−イル
ーL−システインを、例2に記載したHPLC法を用い
33.7分の保持時間で溶離した。収率は6.1g/l
であった。
【0072】例11:S−1,2,4−トリアゾール−
3−イル−L−システインの発酵による製造 細菌を、例1および2に記載したように培養した。8時
間後、1Mの3−メルカプトトリアゾール溶液の配量を
2mモル/hの速度で行った。S−チアゾール−2−イ
ル−L−システインを、例2に記載したHPLC法を用
い8.2分の保持時間で溶離した。収率は5.5g/l
であった。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C07D 249/08 527 C07D 249/08 527 249/18 504 249/18 504 257/04 257/04 C 263/58 263/58 277/26 277/26 277/70 277/70 333/18 333/18 //(C12P 13/04 (C12P 13/04 C12R 1:19) C12R 1:19) (71)出願人 390009003 Zielstattstraβe 20,D −81379 Munchen,F.R.Ge rmany Fターム(参考) 4B064 AE03 AE04 AE14 CA02 CC06 CC07 CC12 CD09 CD10 CD12 CD30 CE08 CE09 CE11 CE15 DA01 DA11 4C033 AD12 AE09 4C055 AA01 BA02 BA48 BB10 CA01 DA01 FA00 4C056 AA01 AB01 AC02 AD01 AD03 AE03 AF10 BA01 BB09 BC01 CA19 CC01

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 調節解除されたシステイン代謝を有する
    自体公知の微生物の菌株における直接発酵による非タン
    パク質原性L−アミノ酸の製造方法において、発酵の間
    求核化合物を、これが微生物の菌株による非タンパク質
    原性L−アミノ酸の生産を生じるような量で発酵バッチ
    に配量することを特徴とする非タンパク質原性L−アミ
    ノ酸の製造方法。
  2. 【請求項2】 発酵の終わりに、非タンパク質原性L−
    アミノ酸を発酵バッチから自体公知の方法を用いて分離
    することを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 群 【化1】 から選択された基を包含する求核化合物を配量すること
    を特徴とする請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 次の群: − 一般式(1): H−S−R (1) [式中Rは一価の置換または非置換の最高15個のC
    原子を有するアルキル基、アルコキシ基、アリール基ま
    たはヘテロアリール基を意味する]のチオール;− 一
    般式(2)または(3): 【化2】 [式中XおよびYは同じかまたは異なり、CRまたは
    Nを意味し、Rは−H、−COOH、−OH、−NH
    、−NO -、−SH、−SO -、−F、−Cl、−
    Br、−I、C〜Cアルキルカルボニル基またはR
    を意味し、Rは式(1)につき記述した意味を有し
    およびRおよびRは同じかまたは異なりおよびR
    を意味するかまたは式(3)中のCおよびCは、置
    換基RおよびRの代わりに橋[−CR−]
    (aは1、2、3または4に等しい)により環に結合さ
    れており、RおよびRは同じかまたは異なりおよび
    を意味し、1個以上の非隣接基[−CR−]
    は酸素、硫黄または場合によりC〜Cアルキル基で
    置換されたイミノ基により代えられていてもよくおよび
    2個の隣接基[−CR−]は基[−R=CR
    −]によるかまたは基[−CR=N−]により代えら
    れていてもよい]のアゾールならびにそのエステル、エ
    ーテルまたは塩、− 一般式(4)または(5): 【化3】 [式中X、R、RおよびRは既述した意味を有
    し、および式(5)中のCおよびCは置換基R
    よびRの代わりに式(3)につき定義したような橋に
    より環に結合されていてもよい]のイソオキサゾリノン
    ならびにそのエステル、エーテルまたは塩から選択され
    た求核化合物を添加することを特徴とする請求項1また
    は2記載の方法。
  5. 【請求項5】本発明による方法において次の菌株の群:
    改変CysE対立遺伝子を有する菌株;排出遺伝子を含
    有する菌株;変更CysB活性を有する菌株;システイ
    ン過剰生産または減少システイン分解のためのスクリー
    ニング法と組合わせた非特異的突然変異誘発法の使用下
    に得られる菌株から選択された微生物の菌株を使用する
    ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項記
    載の方法。
  6. 【請求項6】微生物の菌株として大腸菌の菌株を使用す
    ることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 発酵槽中での微生物の菌株の培養を連続
    培養として、回分培養としてまたは流加培養として行う
    ことを特徴とする請求項1、5または6のいずれか1項
    記載の方法。
  8. 【請求項8】 C源および求核化合物を発酵の間連続的
    に配量することを特徴とする請求項1から7までのいず
    れか1項記載の方法。
  9. 【請求項9】 求核化合物の配量を発酵の開始から6〜
    8時間後に開始し、発酵の終了まで継続することを特徴
    とする請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 【請求項10】 添加される求核化合物の量は発酵培養
    液の初期体積1リットルあたり10〜1000ミリモル
    の範囲内で変動することを特徴とする請求項1から9ま
    でのいずれか1項記載の方法。
  11. 【請求項11】 C源として糖、糖アルコールまたは有
    機酸を使用することを特徴とする請求項1から10まで
    のいずれか1項記載の方法。
  12. 【請求項12】 C源の配量を、発酵槽中のグルコース
    含量が0.1〜50g/lの範囲内に保持されることを
    保証する形で行なうことを特徴とする請求項11記載の
    方法。
  13. 【請求項13】 N源としてアンモニア、アンモニウム
    塩またはタンパク質加水分解産物を使用することを特徴
    とする請求項1から12までのいずれか1項記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 発酵培養液のpH値が4〜10の範囲
    内にあり、インキュベーション温度が15〜45℃であ
    ることを特徴とする請求項1から13までのいずれか1
    項記載の方法。
  15. 【請求項15】 好気性成長条件下に実施することを特
    徴とする請求項1から14までのいずれか1項記載の方
    法。
  16. 【請求項16】非タンパク質原性L−アミノ酸を、発酵
    バッチから濾過または遠心分離によりバイオマスを分離
    した後に、培養上澄みから抽出、吸着、イオン交換クロ
    マトグラフィー、沈殿または結晶化を用いて単離するこ
    とを特徴とする請求項1から15までのいずれか1項記
    載の方法。
  17. 【請求項17】 非タンパク質原性L−アミノ酸が一般
    式(6): 【化4】 [式中Zは式(7)〜(13) 【化5】 から選択された一価の基であり、R、R、R、R
    、XおよびYは既に式(1)〜(5)につき記述した
    意味を有する]のL−立体配置のアミノ酸、ならびにそ
    のエステル、エーテルまたは塩であることを特徴とする
    請求項1から16までのいずれか1項記載の方法。
  18. 【請求項18】 群1,2,3,4−テトラゾリル−L
    −アラニンおよびその誘導体、1,2,3−トリアゾリ
    ル−L−アラニンおよびその誘導体およびS−ヘテロア
    リール−L−システインから選択された化合物。
  19. 【請求項19】 群:1,2,3,4−テトラゾール−
    1−イル−L−アラニン、1,2,3,4−テトラゾー
    ル−2−イル−L−アラニン、1,2,3−ベンゾトリ
    アゾール−1−イル−L−アラニン、1,2,3−ベン
    ゾトリアゾール−2−イル−L−アラニン、5−カルボ
    キシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール−1−イル−L
    −アラニン、5−カルボキシ−1,2,3−ベンゾトリ
    アゾール−2−イル−L−アラニン、1,2,4−トリ
    アゾール−3−イル−L−システイン、チアゾール−2
    −イル−L−システイン、イミダゾール−2−イル−L
    −システイン、チエン−2−イル−L−システイン、ピ
    リジン−2−イル−L−システイン、ピリミジン−2−
    イル−L−システイン、ベンゾチアゾール−2−イル−
    L−システインおよびベンゾオキサゾール−2−イル−
    L−システインから選択された請求項18記載の化合
    物。
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