JP2005065554A - Method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid, with which a bacterium having higher activity for converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid is searched and which is industrially advantageously carried out by using the bacterium having the activity. <P>SOLUTION: A bacterium belonging to the genus Rhizobium is cultured by using a medium, resorcin is reacted with a carbonate ion and/or carbon dioxide in the presence of the obtained culture, treated material or immobilized material of the bacterium in an aqueous solvent to form 2,6-dihydroxybenzoic acid and 2,6-dihydroxybenzoic acid formed by the reaction is collected from the aqueous solvent. The method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid, with which the reaction selectivity of the bacterium is used and which is industrially advantageously carried out by an extremely simple process, comprises using the bacterium having higher activity for converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid than a conventional bacterium. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は医薬品・化学品で使用される2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid used in pharmaceuticals and chemicals.

2,6−ジヒドロキシ安息香酸は、レゾルシンを原料としてコルベ−シュミット法による炭酸化反応により製造されている。すなわち、レゾルシンの金属塩に炭酸ガスを高温高圧下で反応させる方法により製造されているが、この方法によれば、対応する多価アルコ−ル芳香族カルボン酸の混合物が生成し、該混合物から目的化合物を分離精製するには非常な困難が伴う。そのため、選択的に目的化合物を製造する方法がいろいろ試みられているが、実用化するまでには至っていない。   2,6-dihydroxybenzoic acid is produced by a carbonation reaction by a Kolbe-Schmidt method using resorcin as a raw material. That is, it is produced by a method in which carbon dioxide gas is reacted with a metal salt of resorcin under high temperature and high pressure. According to this method, a mixture of the corresponding polyhydric alcohol aromatic carboxylic acids is generated, and from this mixture It is very difficult to separate and purify the target compound. For this reason, various methods for selectively producing the target compound have been tried, but have not yet been put to practical use.

一方、レゾルシンの2位選択的にカルボキシル基を導入する方法として、微生物菌体の触媒作用を利用した2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製法が知られている(特開2001‐46093号公報)。より具体的には、微生物菌体としてはプロピオニバクテリウム(Propionibacterium)属に属する微生物を使用し、炭酸緩衝液中においてレゾルシンと接触させることにより2,6−ジヒドロキシ安息香酸を製造する方法である。   On the other hand, as a method for selectively introducing a carboxyl group at the 2-position of resorcinol, a method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid using the catalytic action of microbial cells is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-46093). More specifically, as a microbial cell, a microorganism belonging to the genus Propionibacterium is used, and 2,6-dihydroxybenzoic acid is produced by contacting with resorcin in a carbonate buffer. .

また、第1回「生物機能を活用した生産プロセスの基盤技術開発」(中間評価)分科会における事業原簿(作成者 新エネルギー・産業技術総合開発機構バイオテクノロジー開発室)によるとエンテロバクター(Enterobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属細菌が、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する触媒作用を持つと記載されているが、それ以上の詳細な記載は無い。   In addition, according to the first business book of the “Development of basic technology for production processes using biological functions” (interim evaluation) subcommittee (created by Biotechnology Development Office, New Energy and Industrial Technology Development Organization), Enterobacter The genus Agrobacterium is described as having a catalytic action to convert resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid, but there is no further detailed description.

以上のように、本発明者が知る限りは、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する触媒作用を有する微生物に関する報告は、限られている。   As described above, as far as the present inventor is aware, there are limited reports on microorganisms having a catalytic action for converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid.

微生物菌体が有する触媒作用を利用して産業上の有用物質を工業的に製造するためには、該有用物質の全製造コストに占める該微生物菌体の製造コストを下げることが重要であり、より具体的には単位微生物重量・単位時間あたりの該有用物質の生成速度(以下、菌体活性と呼ぶ)を高くする必要がある。そのための手法の一つとして、該微生物を培養して菌体を調製する際に、一般的には誘導剤と呼ばれる適当な化学物質を添加し、目的とする触媒作用を強化する方法がよく知られている。   In order to industrially produce industrially useful substances using the catalytic action of microbial cells, it is important to reduce the production cost of the microbial cells in the total production cost of the useful materials, More specifically, it is necessary to increase the production rate of the useful substance per unit microorganism weight / unit time (hereinafter referred to as cell activity). As one of the methods for this purpose, a method of enhancing the target catalytic action by adding an appropriate chemical substance generally called an inducer is generally well known when cultivating the microorganism and preparing cells. It has been.

たとえば、特開2001−46093号公報では、菌体を増殖させるための培地に2,6−ジヒドロキシ安息香酸を添加し培養することがレゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性を亢進させるのに有効である旨記載されている。しかしながら、このような場合においても後述の比較例で示すように、レゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する菌体活性は必ずしも十分ではない。また、同報では、リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物に対する2,6−ジヒドロキシ安息香酸の効果については、何ら開示されていない。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-46093, adding 2,6-dihydroxybenzoic acid to a medium for growing bacterial cells and culturing enhances the activity of converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid. It is stated that it is effective. However, even in such a case, as shown in a comparative example described later, the cell activity for converting resorcinol to 2,6-dihydroxybenzoic acid is not always sufficient. In the same report, there is no disclosure of the effect of 2,6-dihydroxybenzoic acid on microorganisms belonging to the genus Rhizobium.

一方、Tschechら(Arch. Microbiol., 155:68-74(1990))は、クロストリヂウム(Clostridium)属の混合培養において培地に2,6−ジヒドロキシ安息香酸を添加し培養することにより、2,6−ジヒドロキシ安息香酸をレゾルシンに変換する活性が誘導されることを報告しているが、レゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸への変換については、何ら開示していない。
すなわち、微生物菌体が保有するレゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する触媒作用を強化するための方策は限定的であり、かつ、その活性も十分とは言えない。
On the other hand, Tschech et al. (Arch. Microbiol., 155: 68-74 (1990)) added 2,6-dihydroxybenzoic acid to a medium and cultured in a mixed culture of the genus Clostridium. -Although it has been reported that the activity of converting dihydroxybenzoic acid to resorcin is induced, there is no disclosure about the conversion of resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid.
That is, the measures for enhancing the catalytic action of converting resorcin possessed by microbial cells into 2,6-dihydroxybenzoic acid are limited, and the activity is not sufficient.

特開2001‐46093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-46093 第1回「生物機能を活用した生産プロセスの基盤技術開発」(中間評価)分科会における事業原簿(作成者 新エネルギー・産業技術総合開発機構バイオテクノロジー開発室):HPアドレスhttp://www.nedo.go.jp/iinkai/hyouka/nittei/150512.htmlBusiness book for the first “Development of basic technology for production processes using biological functions” (interim evaluation) subcommittee (created by Biotechnology Development Office, New Energy and Industrial Technology Development Organization): HP address http: // www. nedo.go.jp/iinkai/hyouka/nittei/150512.html Arch. Microbiol., 155:68-74(1990)Arch. Microbiol., 155: 68-74 (1990)

本発明は、レゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性がより高い微生物を検索し、それらの活性を有する微生物を用いて工業的に実施するのに有利な2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造法を提供するものである。   The present invention searches for microorganisms having a higher activity for converting resorcinol to 2,6-dihydroxybenzoic acid, and is advantageous for industrial implementation using microorganisms having these activities. The manufacturing method of this is provided.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、新規に、リゾビウム(Rhizobium)属する微生物が、レゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on a method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have newly discovered that a microorganism belonging to Rhizobium has been released from resorcin from 2,6-dihydroxybenzoic acid. The present inventors have found that it has an activity to convert to an acid, and have completed the present invention.

特に、本発明者が見出したリゾビウム スピーシズ(Rhizobium sp)MTP-10005株は、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性が著しく高いことが判明した。   In particular, the Rhizobium sp MTP-10005 strain found by the present inventor has been found to have a remarkably high activity for converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid.

さらに、驚くべきことに、リゾビウム(Rhizobium)属する微生物を培養する際に、培地中に2,6−ジヒドロキシ安息香酸を存在させるだけで、従来知られている微生物より高い菌体活性を有する微生物菌体を調製できることも同時に見出し、本発明を完成させた。   Furthermore, surprisingly, when cultivating a microorganism belonging to Rhizobium, a microorganism having a higher cell activity than conventionally known microorganisms can be obtained simply by the presence of 2,6-dihydroxybenzoic acid in the medium. At the same time, it was found that a body could be prepared, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、レゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性が従来知られている微生物よりも高い微生物を提供し、もって、工業的に有利な2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造法を提供するものであり、より具体的には、以下の通りである。
[1] リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物を培地を用いて培養し、得られた微生物の培養物、処理物または固定化物の存在下に、炭酸イオン及び/または二酸化炭素を水性溶媒中でレゾルシンに作用させて2,6−ジヒドロキシ安息香酸を生成させ、反応により生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸を該水性溶媒中より採取することを特徴とする2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
[2] リゾビウム属に属する微生物がアグロバクテリウム(Agrobacterium)属を含まないところのリゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物であることを特徴とする[1]の記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
[3] リゾビウム属に属する微生物がその16SrDNAのうち5‘末端側の塩基配列が配列表の配列番号:1記載の配列の微生物であることを特徴とする[1]又は[2]記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
[4] リゾビウム属に属する微生物がリゾビウム スピーシズ(Rhizobium sp)MTP−10005(FERM P−19426)に属する微生物であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項に記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
[5] リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物を培養する際に、培地へ2,6−ジヒドロキシ安息香酸を添加することを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項に記載の
2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
That is, the present invention provides a microorganism having a higher activity to convert resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid than conventionally known microorganisms, and therefore, production of 2,6-dihydroxybenzoic acid which is industrially advantageous. The law is provided, and more specifically, as follows.
[1] A microorganism belonging to the genus Rhizobium is cultured in a medium, and carbonate ions and / or carbon dioxide are resorcinated in an aqueous solvent in the presence of the culture, treatment or immobilization product of the obtained microorganism. 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by reaction with 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by the reaction is collected from the aqueous solvent.
[2] The 2,6-dihydroxybenzoic acid according to [1], wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism belonging to the genus Rhizobium that does not include the genus Agrobacterium. Production method.
[3] The microorganism according to [1] or [2], wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism having a base sequence on the 5 ′ end side of 16S rDNA of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing. , 6-Dihydroxybenzoic acid production method.
[4] The microorganism according to any one of [1] to [3], wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism belonging to Rhizobium sp MTP-10005 (FERM P-19426). , 6-Dihydroxybenzoic acid production method.
[5] When culturing a microorganism belonging to the genus Rhizobium, 2,6-dihydroxybenzoic acid is added to the medium, 2 according to any one of [1] to [4] , 6-Dihydroxybenzoic acid production method.

本発明によりレゾルシンから2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性が従来より高い微生物を用いことにより、その反応選択性も利用し、極めて単純な工程で工業的に実施するのに有利な2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造法が提供される。   According to the present invention, by using a microorganism having a higher activity to convert resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid than in the past, its reaction selectivity is also utilized, which is advantageous for industrial implementation in a very simple process. A process for producing 6-dihydroxybenzoic acid is provided.

本発明における微生物は、リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物であればいずれのものでも良いが、より具体的には、リゾビウム スピーシズ(Rhizobium sp)MTP-10005(FERM P-19426)を好適な事例として挙げる事ができる。本菌は、吹田市の土壌中より分離した菌株であり、本菌株の菌学的性質は以下の[表1]とおりである。   The microorganism in the present invention may be any microorganism as long as it belongs to the genus Rhizobium, and more specifically, Rhizobium sp MTP-10005 (FERM P-19426) is a preferred example. I can list them. This strain is a strain isolated from the soil of Suita City, and the bacteriological properties of this strain are as shown in [Table 1] below.

Figure 2005065554
Figure 2005065554

以上の菌学的緒性質を基にして、「バージェイーズ・マニュアル・オブ・システマチック・バクテリオロジー第1巻(1984)ウイリアムス&ウイルキンス[Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.1(1984) Williams&Wilkins]」、「ジー アイ バロー
&アール ケイ エイ フェルタム版:コーエン アンド スチールス マニュアル フォー ザ アイデンティフィケーション オブ メディカル バクテリア 第3版 ケンブリッジ ユニバーシティ プレス (1993) [G.I Barrow and R.K.A.Feltham ed.,Cowan&Steel's Mannual for the Identification of Medical Bacteria 3rd .ed,Cambridge univ.press,(1993)]」の分類方法によりMTP-10005株の同定を行った結果、本株はリゾビウム ラヂオバクター(Rhizobium radiobacter)に類似した性状を有していることが示された。しかしながら、グルコン酸カリウム資化性がなく、リゾビウム ラヂオバクター(Rhizobium radiobacter)の典型性状と完全に一致しなかった。
Based on the above mycological characteristics, “Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1 (1984) Williams & Wilkins”, “Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.1 (1984) Williams & Wilkins” G I Barrow
& Earl Kay Aye Feltham version:. Cohen and steel scan Manual For The identification of medical bacteria, Third Edition Cambridge University Press (1993) [GI Barrow and RKAFeltham ed, Cowan &Steel's Mannual for the Identification of Medical Bacteria 3 rd .ed , Cambridge univ.press, (1993)], and as a result of identification of the MTP-10005 strain, it was shown that this strain has similar properties to Rhizobium radiobacter . However, it did not assimilate potassium gluconate and did not completely match the typical properties of Rhizobium radiobacter.

さらに、本菌株をLB Broth(Becton Dickinson社製)寒天培地に塗抹後、30℃、2日間培養して得られた菌体よりPrepMan Method(Applied Biosystem社製)を用いてゲノムDNAを抽出した。抽出したゲノムDNAを鋳型としてPCRにより16S rDNAのうち5'末端側約500bpの領域を増幅した。増幅された塩基配列をシーケンシングし、16S rDNAの塩基配列が配列表の配列番号:1記載の配列を得た。   Furthermore, after smearing this strain on LB Broth (Becton Dickinson) agar medium, genomic DNA was extracted from the cells obtained by culturing at 30 ° C. for 2 days using PrepMan Method (Applied Biosystem). The extracted genomic DNA was used as a template to amplify a region of about 500 bp at the 5 ′ end of 16S rDNA by PCR. The amplified base sequence was sequenced, and the base sequence of 16S rDNA was obtained as shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing.

以上のように決定した16S rDNAの部分塩基配列を相同性検索ソフトを利用して解析した結果、アグロバクテリウム ルビ(Agrobacterium rubi)、つまり現在名リゾビウム ルビ(Rhizobium rubi)と相同率97.2%に最も高い相同性を示す結果を得たが、種の同一性を論じられる99.0%以上の高い相同性を見出す基準株は見出せなかった。尚、リゾビウム ラジオバクター(Rhizobium radiobacter)との相同性は97.0%であった。   As a result of analyzing the partial base sequence of 16S rDNA determined as described above using homology search software, the homology rate of Agrobacterium rubi, that is, the current name Rhizobium rubi, is 97.2%. However, no reference strain was found that found a high homology of 99.0% or higher where species identity was discussed. The homology with Rhizobium radiobacter was 97.0%.

尚、PCR産物の精製、サイクルシークエンスにはMicroSeq500 16S rDNA Bacterial Sequencing Kit(Applied Biosystem社製)を使用した。相同性の解析ではMicroseq Microbial IdentificationSystem SoftwareV.1.4.1(Applied Biosystem社製)を使用し、相同性検索を行う際のデータベースとしてMicroseq Microbial 500 Library v.0023を利用した。   For purification of PCR products and cycle sequencing, MicroSeq500 16S rDNA Bacterial Sequencing Kit (Applied Biosystem) was used. For the homology analysis, Microseq Microbial Identification System Software V.1.4.1 (Applied Biosystem) was used, and Microseq Microbial 500 Library v.0023 was used as a database for homology search.

尚、Youngらによるとアグロバクテリウム(Agrobacterium)属についてはリゾビウム(Rhizobium)属に含めることが提案されている(International Journal of Systematic
and Evolutionary Microbiology(2001),51,89-103)。上記の菌学的性質および16SrDNAの部分塩基配列解析より本菌株がリゾビウム属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属のいずれの種にも属さない。以上の事実より、本菌株をリゾビウム スピーシズ(Rhizobium sp)MTP−10005と命名した。本菌株は受託番号FERM P−19426として茨城県つくば市東1丁目1番1号中央第6にある独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成5年7月8日から寄託されている。
According to Young et al., It is proposed that the genus Agrobacterium is included in the genus Rhizobium (International Journal of Systematic
and Evolutionary Microbiology (2001), 51, 89-103). From the above bacteriological properties and 16S rDNA partial base sequence analysis, this strain does not belong to any species of the genus Rhizobium or Agrobacterium. Based on the above facts, this strain was named Rhizobium sp MTP-10005. This strain has been deposited under the accession number FERM P-19426 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba 1-1-1, Higashi, Ibaraki Prefecture, from July 8, 1993 .

本発明において用いられる微生物の代表例は、以上のとおりであるが、本発明においては、同菌株に対する突然変異処理等により、2,6−ジヒドロキシ安息香酸の触媒活性を強化させた菌株についても、その発明の範囲に含まれる。このような突然変異株としては、例えば、レゾルシンや2,6−ジヒドロキシ安息香酸に対する耐性の向上した変異株、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシ安息香酸を分解しなくなった変異株、2,6−ジヒドロキシ安息香酸に関与する酵素の生産性の高い変異株などが挙げられる。   Representative examples of the microorganisms used in the present invention are as described above, but in the present invention, also for strains in which the catalytic activity of 2,6-dihydroxybenzoic acid is enhanced by mutation treatment or the like for the same strains, It is included in the scope of the invention. Examples of such mutant strains include mutant strains having improved resistance to resorcin and 2,6-dihydroxybenzoic acid, mutant strains that no longer decompose resorcin, 2,6-dihydroxybenzoic acid, and 2,6-dihydroxybenzoic acid. Examples include mutants with high productivity of enzymes involved in benzoic acid.

本発明でいう微生物の培養物とは、当該分野で一般的な微生物の培養方法に準拠した方法を採用することにより得ることができるが、より具体的には、以下のような条件である。   The microorganism culture referred to in the present invention can be obtained by adopting a method based on a general microorganism cultivation method in the field, and more specifically, the conditions are as follows.

培養用の培地は、当該微生物を通常この分野において用いる培地、例えば、肉エキス、酵母エキス、麦芽エキス、ペプトン、NZアミン等の有機栄養源、グルコース、マルトース、しょ糖、でんぷん、有機酸等の炭素源、硫酸アンモニウム、尿素、塩化アンモニウム等の窒素源、リン酸塩、マグネシウム、カリウム、鉄等の無機栄養源、ビタミン類を適宜組み合わせて使用すればよい。   The culture medium is a medium in which the microorganism is usually used in this field, for example, organic nutrient sources such as meat extract, yeast extract, malt extract, peptone, NZ amine, carbon such as glucose, maltose, sucrose, starch, organic acid, etc. Sources, nitrogen sources such as ammonium sulfate, urea, ammonium chloride, inorganic nutrient sources such as phosphate, magnesium, potassium, iron, and vitamins may be used in appropriate combination.

培養温度は、20〜40℃、より好ましくは25〜35℃で、培養pHは、pH5.0〜10.0でより好ましくはpH6.0〜9.0で行いうる。また、嫌気下、好気下でいずれの条件下でも行うことができるが、通常は増殖速度が速い好気下での振盪培養が好ましい。培養日数は、特に制限されるものではないが、好ましくは、1〜7日の範囲で目的の活性が最大になるまで培養すればよい。   The culture temperature may be 20 to 40 ° C., more preferably 25 to 35 ° C., and the culture pH may be pH 5.0 to 10.0, more preferably pH 6.0 to 9.0. Moreover, although it can be performed under any condition under anaerobic and aerobic conditions, usually, shaking culture under aerobic conditions with a high growth rate is preferred. The number of days of culture is not particularly limited, but it may be cultured until the desired activity is maximized in the range of 1 to 7 days.

また、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性を高めるためには、菌体を増殖させるための培地に2,6−ジヒドロキシ安息香酸の添加が有効である。添加量は、培地中に1〜100mM 、好ましくは10〜50mMとなるように添加することが好ましい。   In order to increase the activity of converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid, it is effective to add 2,6-dihydroxybenzoic acid to the medium for growing the cells. The addition amount is preferably 1 to 100 mM, preferably 10 to 50 mM, in the medium.

尚、以上の培養条件は、用いる微生物や培地組成などに応じて変更することは可能であるが、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性が最大になるように設定することが重要であることは当然である。   The above culture conditions can be changed according to the microorganism used, the composition of the medium, etc., but it is important to set the maximum activity for converting resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid. It is natural to be.

本発明でいう微生物の培養物とは、上記のように微生物を培養して得た培養液自体、もしくは、該培養液から遠心分離・濾過等の操作により分離される該微生物菌体が含まれる。   The microorganism culture referred to in the present invention includes the culture solution itself obtained by culturing microorganisms as described above, or the microorganism cells separated from the culture solution by operations such as centrifugation and filtration. .

本発明でいう微生物の処理物とは、上記の微生物菌体の洗浄物、破砕物、または、抽出物等を示す。洗浄菌体は、菌体を生理食塩水などで洗浄して得られ、乾燥菌体は菌体や洗浄菌体を凍結乾燥、アセトン乾燥処理することなどにより得られる。菌体破砕物は、種々の物理化学的方法、例えば超音波破砕、フレンチプレス、浸透圧、凍結融解、溶菌酵素、界面活性剤及び有機溶媒処理等により得られる。抽出物は、例えば菌体破砕物や培養上清等から、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、疎水クロマトグラフィー、アフィニイティークロマトグラフィー等の常法(これらの組み合わせを含む)により、レゾルシンを2,6−ジヒドロキシ安息香酸に変換する活性画分を特定・分離して得ることができる。   The treated product of microorganisms as used in the present invention refers to a washed product, crushed product, or extract of the above-mentioned microbial cells. The washed cells are obtained by washing the cells with physiological saline, and the dried cells are obtained by freeze-drying or acetone-drying the cells or washed cells. The crushed cell body can be obtained by various physicochemical methods such as ultrasonic crushing, French press, osmotic pressure, freeze-thawing, lytic enzyme, surfactant and organic solvent treatment. Extracts, for example, from microbial cell disruptions and culture supernatants, by conventional methods such as ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, gel filtration, hydrophobic chromatography, affinity chromatography (including combinations thereof), An active fraction that converts resorcin to 2,6-dihydroxybenzoic acid can be identified and separated.

本発明でいう微生物の固定化物とは、上述の微生物の培養物またはその処理物を、ポリ
アクリルアミド法、アルギン酸法、カラギーナン法、または適当な坦体に共有結合法、吸着法等公知の方法で固定化することにより得ることができる。
The microorganism-immobilized product as referred to in the present invention is a known method such as polyacrylamide method, alginic acid method, carrageenan method, or covalent bonding method, adsorption method, etc. It can be obtained by immobilization.

これら微生物の培養物、処理物、および、固定化物は、その製造直後に反応して用いることはもちろん、たとえば低温条件下等にて製造後一旦保管し、必要に応じて必要量を使用することもできる。   These microorganism cultures, processed products, and immobilization products can be used by reacting immediately after their production, as well as stored temporarily after production, for example, under low-temperature conditions, and used as necessary. You can also.

このように調製された微生物の培養物・処理物・固定化物は、2,6−ジヒドロキシ安息香酸を生成させるために水性溶媒中でレゾルシンに作用させるが、その際の培養物、処理物や固定化物の使用量は、通常、目的とする効果を発揮する量(有効量)であれば良く、この有効量は当業者であれば簡単な予備実験により容易に求められる。例えば、洗浄湿潤菌体を用いるのであれば、反応液1リットル当り10〜40gが一つの目安である。   The microbial culture / processed / immobilized product thus prepared is allowed to act on resorcin in an aqueous solvent in order to produce 2,6-dihydroxybenzoic acid. The amount of the compound used is usually an amount that exhibits the intended effect (effective amount), and this effective amount can be easily determined by a person skilled in the art by a simple preliminary experiment. For example, if washed wet cells are used, 10 to 40 g per liter of reaction solution is one standard.

本発明における水性溶媒は、2,6−ジヒドロキシ安息香酸の生成に悪影響を及ぼさない限りは、水もしくは水と水に混和する溶媒との混合物からなる均一系であっても、或いは、水と水に混和しない溶媒もしくは水と水に混和する溶媒と水に混和しない溶媒の混合物からなる二相系であってもよい。   The aqueous solvent in the present invention may be a homogeneous system composed of water or a mixture of water and a solvent miscible with water, as long as it does not adversely affect the production of 2,6-dihydroxybenzoic acid, or water and water. It may be a two-phase system comprising a solvent immiscible with water or a mixture of water and water miscible solvent and water immiscible solvent.

本発明における炭酸イオン及び/または二酸化炭素の存在下とは、レゾルシンに付加されるカルボキシル基の供給源を水生溶媒中に共存させるためであり、より具体的には、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムに代表される炭酸塩を上述の水生溶媒中に添加し、もしくは、気体・液体・固体の二酸化炭素を該水生溶媒中に吹き込み、または、添加することで調製することができる。尚、炭酸イオン及び/または二酸化炭素の水性媒体中での濃度は特に制限はないが、50〜5000mMの濃度が例示できる。また、CO2超臨界条件下での反応も特に制限されるものではない。 The presence of carbonate ions and / or carbon dioxide in the present invention is to allow a carboxyl group source to be added to resorcin to coexist in an aquatic solvent, and more specifically, sodium bicarbonate and sodium carbonate. It can be prepared by adding a representative carbonate to the above-mentioned aquatic solvent, or blowing or adding gaseous, liquid, or solid carbon dioxide into the aquatic solvent. The concentration of carbonate ions and / or carbon dioxide in the aqueous medium is not particularly limited, but a concentration of 50 to 5000 mM can be exemplified. Further, the reaction under CO 2 supercritical conditions is not particularly limited.

本発明における2,6−ジヒドロキシ安息香酸を生成(以後、単に反応と呼ぶ)させる条件は、反応pHとしては、pH3〜12、好ましくはpH6〜9である。また、反応の進行により反応液のpHが変化する場合はpHを至適pHに調節するのが好ましい。反応温度は、氷点〜60℃、好ましくは20〜40℃の範囲である。反応時間については、特に制限されるものではないが、より具体的には、1分間から120時間程度である。反応時の圧力も特に制限されるものではないが、通常、常圧〜100kg/cm2の範囲が好適である。反応時のレゾルシン濃度は特に制限されないが、1〜2000mMが望ましい。レゾルシンは、固体のまま、あるいは、水や反応に影響を与えない有機溶媒に溶解し、あるいは、適当な界面活性剤を含む溶媒に分散させたりして添加すればよい。また、反応の開始当初一括して添加してもよいし、反応の進行に応じて、所要量を逐次分割添加しても良い。さらに、以上の反応方法は、攪拌下あるいは静置下いずれでもよいし、また、バッチ式または適当なバイオリアクターを用いた連続式のいずれでも可能である。 The conditions for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid in the present invention (hereinafter simply referred to as reaction) are pH 3-12, preferably pH 6-9, as the reaction pH. Further, when the pH of the reaction solution changes due to the progress of the reaction, it is preferable to adjust the pH to the optimum pH. The reaction temperature is in the range of freezing point to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C. The reaction time is not particularly limited, but more specifically is about 1 minute to 120 hours. The pressure during the reaction is not particularly limited, but usually a range of normal pressure to 100 kg / cm 2 is suitable. The resorcin concentration during the reaction is not particularly limited, but is preferably 1 to 2000 mM. Resorcin may be added in the form of a solid, dissolved in water or an organic solvent that does not affect the reaction, or dispersed in a solvent containing an appropriate surfactant. Moreover, it may be added all at once at the beginning of the reaction, or a required amount may be added in divided portions as the reaction proceeds. Furthermore, the above reaction method may be either under stirring or standing, and may be either batch type or continuous type using an appropriate bioreactor.

本発明における水性溶媒中より2,6−ジヒドロキシ安息香酸を採取する方法とは、生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸を反応液から分離・精製する方法であれば特に制限はないが、たとえば、反応液を濾過や遠心分離等により前処理した後、得られた上精液に塩酸や硫酸等の酸溶液を加えて酸性化することにより、2,6−ジヒドロキシ安息香酸の粗結晶を回収する方法を好適な例として挙げることができる。また、溶剤抽出等の方法により回収することも可能であり、クロマトグラフィー等公知の精製方法を適宜併用することもできる。   The method for collecting 2,6-dihydroxybenzoic acid from the aqueous solvent in the present invention is not particularly limited as long as it is a method for separating and purifying the produced 2,6-dihydroxybenzoic acid from the reaction solution. A method of recovering crude crystals of 2,6-dihydroxybenzoic acid by pretreating the reaction solution by filtration, centrifugation, etc., and then acidifying the resulting upper semen by adding an acid solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid Can be cited as a suitable example. Further, it can be recovered by a method such as solvent extraction, and a known purification method such as chromatography can be used in combination as appropriate.

尚、本発明の製造法においては2,6−ジヒドロキシ安息香酸の検出及び定量は、例えば、高速液体クロマトグラフィーによって行われる。すなわち、オクタデシル基を有したシリカゲルパックドカラムなどを固定相に用い、水とアセトニトリルの混合物に0.1%
トリフロロ酢酸を添加したものを移動相とする一般的な逆相クロマトグラフィーによって分析が可能である。検出は紫外部分光検出器によって波長280nm付近で行う。
In the production method of the present invention, detection and quantification of 2,6-dihydroxybenzoic acid are performed, for example, by high performance liquid chromatography. That is, a silica gel packed column having an octadecyl group is used as a stationary phase, and 0.1% in a mixture of water and acetonitrile.
Analysis can be performed by general reverse phase chromatography using a trifluoroacetic acid added as a mobile phase. The detection is performed in the vicinity of a wavelength of 280 nm by an ultraviolet partial light detector.

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.

LB培地(イーストエキス:5g/l、ポリペプトン:10g/l、NaCl:10g/l pH7.0)を所定濃度に調整したものを、口径21mmの試験管に5ml入れ、121℃、15分間オートクレーブ殺菌を行った。これにLB培地に1.5%の寒天を加えたスラント培地で継代培養している菌体(リゾビウムスピーシス MTP−10005)を1白金耳接種した。25℃の恒温室にて1日間振盪培養を行い、種菌体を増殖させた。その0.5mlを、表2に示す組成(pH8.5に、5N KOHにて調整)オートクレーブ殺菌済みの培地50mlが入った500mlバッフル付き三角フラスコに接種した。25℃で2日間振盪培養し菌体を遠心分離(3000rpm で10分間)によって回収した(乾物重換算で約50mg)。   5 ml of LB medium (yeast extract: 5 g / l, polypeptone: 10 g / l, NaCl: 10 g / l pH 7.0) adjusted to a predetermined concentration is placed in a test tube with a diameter of 21 mm and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes Went. One platinum loop was inoculated with cells (Rhizobium sp. MTP-10005) subcultured in a slant medium in which 1.5% agar was added to LB medium. Shaking culture was performed in a thermostatic chamber at 25 ° C. for 1 day to grow seed cells. 0.5 ml of the mixture was inoculated into a 500 ml baffled Erlenmeyer flask containing 50 ml of an autoclave-sterilized medium having a composition shown in Table 2 (adjusted to pH 8.5 with 5N KOH). The cells were cultured with shaking at 25 ° C. for 2 days, and the cells were collected by centrifugation (at 3000 rpm for 10 minutes) (about 50 mg in terms of dry weight).

Figure 2005065554
Figure 2005065554

回収した菌体は生理食塩水(NaCl 9g/l)で洗浄後、培養液の1/20量の0.02% 2−メルカプトエタノール入りの10mM燐酸カリウム緩衝液(pH7.0)に懸濁した。この懸濁液を超音波処理により菌体破砕し、遠心分離後(15000rpm 、10分間)上澄みを回収し酵素液とした。次に以下の表3の反応組成の反応液1mlを10ml容のネジ口式遠沈管にて30℃、5分間振とうしながら反応した。反応停止は5N塩酸200μlを加えることにより行った。   The collected cells were washed with physiological saline (NaCl 9 g / l) and then suspended in 10 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.02% 2-mercaptoethanol in 1/20 of the culture solution. . The suspension was crushed by ultrasonic treatment, and after centrifugation (15000 rpm, 10 minutes), the supernatant was collected and used as an enzyme solution. Next, 1 ml of a reaction solution having the reaction composition shown in Table 3 below was reacted in a 10 ml screw-centrifuge centrifuge tube while shaking at 30 ° C. for 5 minutes. The reaction was stopped by adding 200 μl of 5N hydrochloric acid.

Figure 2005065554
Figure 2005065554

遠心分離(15000rpm 、10分間)により除蛋白後、上清を下記の条件で高速液体クロマトグラフィーにより分析した。HPLCにより分析した。
その結果、原料に用いたレゾルシンのピ−ク以外は標品の2,6−ジヒドロキシ安息香酸と一致するピークのみが検出された。このピークをLC/MSで分析した結果、確かに2,6−ジヒドロキシ安息香酸であることが確認された。
After deproteinization by centrifugation (15000 rpm, 10 minutes), the supernatant was analyzed by high performance liquid chromatography under the following conditions. Analyzed by HPLC.
As a result, only peaks corresponding to 2,6-dihydroxybenzoic acid of the sample were detected except for the resorcin peak used as a raw material. As a result of analyzing this peak by LC / MS, it was confirmed to be 2,6-dihydroxybenzoic acid.

カラム:Inertsil ODS−2(GLSciencesInc.製)
移動相:水:アセトニトリル(85:15)
送液:0.6ml/min
カラム温度:40℃
検出方法:UV吸収波長280nm
本方法で2,6−ジヒドロキシ安息香酸の生成量を定量した結果、3μgが生成していると計算された。
Column: Inertsil ODS-2 (manufactured by GL Sciences Inc.)
Mobile phase: water: acetonitrile (85:15)
Liquid feed: 0.6 ml / min
Column temperature: 40 ° C
Detection method: UV absorption wavelength 280 nm
As a result of quantifying the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by this method, it was calculated that 3 μg was produced.

実施例1記載の方法において、培地に2,6−ジヒドロキシ安息香酸を20mMになるように添加すること以外は同様の操作を行い、反応における2,6−ジヒドロキシ安息香酸の生成量を測定した。その結果、得られた菌体量は実施例1と同等(乾物重換算で約50mg)であったが、反応により生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸量は60μgが生成していると計算された。   In the method described in Example 1, the same operation was performed except that 2,6-dihydroxybenzoic acid was added to the medium so as to have a concentration of 20 mM, and the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced in the reaction was measured. As a result, the amount of cells obtained was equivalent to Example 1 (about 50 mg in terms of dry weight), but the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by the reaction was calculated to be 60 μg. It was.

[比較例1]
特開2001‐46093公報に開示されているPropionibacterium freudenreichii
MT−10883(FERM P−17415)を実施例1と同様に培養し反応を行い、2,6−ジヒドロキシ安息香酸の生成量を定量した結果、得られた菌体量は実施例1と同等(乾物重換算で約50mg)であったが、反応により生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸量は1μgが生成していると計算された。
[Comparative Example 1]
Propionibacterium freudenreichii disclosed in JP 2001-46093 A
MT-10883 (FERM P-17415) was cultured and reacted in the same manner as in Example 1, and the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced was quantified. As a result, the amount of cells obtained was the same as in Example 1 ( The amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by the reaction was calculated to be 1 μg.

[比較例2]
特開2001‐46093公報に開示されているPropionibacterium freudenreichii MT−10883(FERM P−17415)を実施例2と同様に培養し反応を行い、2,6−ジヒドロキシ安息香酸の生成量を定量した結果、得られた菌体量は実施例1と同等(乾物重換算で約50mg)であったが、反応により生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸量は8μgが生成していると計算された。
[Comparative Example 2]
Propionibacterium freudenreichii MT-10883 (FERM P-17415) disclosed in JP-A-2001-46093 was cultured and reacted in the same manner as in Example 2, and the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid produced was quantified. The amount of the obtained cells was the same as in Example 1 (about 50 mg in terms of dry weight), but the amount of 2,6-dihydroxybenzoic acid generated by the reaction was calculated to be 8 μg.

Claims (5)

リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物を培地を用いて培養し、得られた微生物の培養物、処理物または固定化物の存在下に、炭酸イオン及び/または二酸化炭素を水性溶媒中でレゾルシンに作用させて2,6−ジヒドロキシ安息香酸を生成させ、反応により生成した2,6−ジヒドロキシ安息香酸を該水性溶媒中より採取することを特徴とする2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。   A microorganism belonging to the genus Rhizobium is cultured in a medium, and carbonate ions and / or carbon dioxide are allowed to act on resorcin in an aqueous solvent in the presence of a culture, treatment or immobilization product of the obtained microorganism. 2,6-dihydroxybenzoic acid is produced, and 2,6-dihydroxybenzoic acid produced by the reaction is collected from the aqueous solvent. リゾビウム属に属する微生物がアグロバクテリウム(Agrobacterium)属を含まないところのリゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物であることを特徴とする請求項1の記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。   The method for producing 2,6-dihydroxybenzoic acid according to claim 1, wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism belonging to the genus Rhizobium that does not contain the genus Agrobacterium. リゾビウム属に属する微生物がその16SrDNAのうち5‘末端側の塩基配列が配列表の配列番号:1記載の配列の微生物であることを特徴とする請求項1又は2記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。   The 2,6-dihydroxybenzoic acid according to claim 1 or 2, wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism having a base sequence on the 5 'end side of 16S rDNA of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Acid production method. リゾビウム属に属する微生物がリゾビウム スピーシズ(Rhizobium sp)MTP−10005(FERM P−19426)に属する微生物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。   The 2,6-dihydroxybenzoic acid according to any one of claims 1 to 3, wherein the microorganism belonging to the genus Rhizobium is a microorganism belonging to Rhizobium sp MTP-10005 (FERM P-19426). Acid production method. リゾビウム(Rhizobium)属に属する微生物を培養する際に、培地へ2,6−ジヒドロキシ安息香酸を添加することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の2,6−ジヒドロキシ安息香酸の製造方法。
The 2,6-dihydroxybenzoic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein 2,6-dihydroxybenzoic acid is added to the medium when culturing a microorganism belonging to the genus Rhizobium. Acid production method.
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