JP2014226048A - Method for producing aromatic compounds - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid or 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid by using a microorganism.SOLUTION: Provided is a method for producing a chemical compound represented by the following Formula (1) or (2), in which a fungus strain of the genus Penicillium is cultured in a medium containing a glycerin to produce the chemical compound represented by the Formula (1) or (2) in the culture.

Description

本発明は、微生物を用いた芳香族化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic compound using a microorganism.

微生物を用いた有用物質生産は、環境負荷を低減しうる物質生産法として近年注目されている。現在、エタノールやブタノール等の脂肪族化合物の微生物による生産方法は比較的開発されている一方、芳香族化合物の生産に関してはかなり遅れをとっている。微生物を用いて合成される芳香族化合物の例として、芳香族アミノ酸やその誘導体を原料とし、これを変換して得られる化合物、木材に含まれているリグニンを原料として得られる分解産物、等が知られている。しかしながら、生産できる芳香族化合物の種類が未だ少なく、所望の化合物を高純度で生産できない等、多くの課題がある。
芳香族化合物は、化学原料としてはもちろん、UV吸収剤、抗菌剤、除草剤等として、幅広く利用されている。例えば、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸は除草剤(特許文献1及び非特許文献1〜3参照)、花粉形成阻害剤(非特許文献4参照)として、2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸は抗菌剤(非特許文献5参照)、抗酸化剤(非特許文献6参照)などへの利用が提案されている。
これまでに、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸や2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸は、Penicillium janthiellumNimnya alternantheraeCurularia siddiqui等の菌類を用いて、グルコース(非特許文献7、8参照)、シュークロース(非特許文献6参照)、又はマルト抽出液(非特許文献4参照)を含む培地で生合成された報告がある。
In recent years, the production of useful substances using microorganisms has attracted attention as a method for producing substances that can reduce the environmental burden. At present, the production methods of aliphatic compounds such as ethanol and butanol by microorganisms are relatively developed, while the production of aromatic compounds lags considerably. Examples of aromatic compounds synthesized using microorganisms include compounds obtained by converting aromatic amino acids and their derivatives as raw materials, decomposition products obtained from lignin contained in wood as raw materials, and the like. Are known. However, there are still many problems such that the types of aromatic compounds that can be produced are still small and the desired compounds cannot be produced with high purity.
Aromatic compounds are widely used not only as chemical raw materials but also as UV absorbers, antibacterial agents, herbicides and the like. For example, 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid is used as a herbicide (see Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 to 3) and a pollen formation inhibitor (see Non-Patent Document 4) as 2-acetyl. -3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid has been proposed for use as an antibacterial agent (see Non-Patent Document 5), an antioxidant (see Non-Patent Document 6), and the like.
So far, 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid and 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid have been used with fungi such as Penicillium janthiellum , Nimnya alternantherae , Curularia siddiqui In addition, there is a report of biosynthesis in a medium containing glucose (see Non-Patent Documents 7 and 8), sucrose (see Non-Patent Document 6), or malto extract (see Non-Patent Document 4).

また、微生物による物質生産にあたり、原料として副生成物や廃棄物を利用することが試みられている。このような副生成物や廃棄物は、そのまま廃棄すれば環境汚染につながりかねず、処理には相応のコストがかかる。物質生産の原料としてこれらを用いることができれば、環境負荷の低減や処理コストの低減といった副次的効果が得られる。例えば、近年生産量が増加しているバイオディーゼル燃料は、油脂から製造されるが、製造過程においてグリセリン等が副生される。   Further, in the production of substances by microorganisms, attempts have been made to use by-products and waste as raw materials. If such by-products and wastes are discarded as they are, they can lead to environmental pollution, and the processing requires a corresponding cost. If these can be used as raw materials for substance production, secondary effects such as reduction of environmental burden and reduction of processing costs can be obtained. For example, biodiesel fuel whose production volume has been increasing in recent years is manufactured from fats and oils, but glycerin and the like are by-produced in the manufacturing process.

中国特許出願公開第1843115号明細書Chinese Patent Application No. 1843115 Specification

Huanan Nongye Daxue Xuebao, (2010), 31, p.26-31Huanan Nongye Daxue Xuebao, (2010), 31, p.26-31 Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao, (2010), 31, p.2010-2014Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao, (2010), 31, p.2010-2014 Gaodeng Xuexiao Husxue Xuebao, (2006), 27, p.1485-1487Gaodeng Xuexiao Husxue Xuebao, (2006), 27, p.1485-1487 Agric. Biol. Chem., (1991), 55, p.1137-1138Agric. Biol. Chem., (1991), 55, p.1137-1138 Agric. Biol. Chem., (1984), 48, p.1899-900Agric. Biol. Chem., (1984), 48, p.1899-900 Agric. Biol. Chem., (1982), 46, p.2369-2371Agric. Biol. Chem., (1982), 46, p.2369-2371 Tetrahedron, (1963), Vol.19, p.117-122Tetrahedron, (1963), Vol. 19, p.117-122 Tetrahedron, (1962), Vol.18, p.433-436Tetrahedron, (1962), Vol.18, p.433-436

本発明は、ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類を用いた、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸又は2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸の製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、当該方法に用いられるペニシリウム属菌類を提供することを課題とする。 The present invention relates to a process for producing 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid or 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid using fungi belonging to the genus Penicillium. It is an issue to provide. Moreover, this invention makes it a subject to provide the Penicillium genus fungi used for the said method.

本発明者等は上記課題に鑑み、グリセリンを原料として利用でき、芳香族化合物を合成できる微生物について、鋭意検討を行った。その結果、グリセリンを炭素源として、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸及び2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸を生産することができる微生物として、ペニシリウム属に属するペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株を見出した。
本発明はこの知見に基づいて完成するに至ったものである。
In view of the above problems, the present inventors have intensively studied microorganisms that can use glycerin as a raw material and can synthesize aromatic compounds. As a result, penicillium as a microorganism capable of producing 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid and 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid using glycerin as a carbon source. The Penicillium sp. KSM-F26 strain belonging to the genus was found.
The present invention has been completed based on this finding.

すなわち、本発明は、グリセリンを含む培地においてペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類を培養し、培養物中に下記式(1)又は式(2)で表される化合物を生成させる、下記式(1)又は式(2)で表される化合物の製造方法、に関する。 That is, the present invention, culturing the fungi belonging to the Penicillium (Penicillium) genus in a medium containing glycerol, to produce a compound represented by the following formula in the culture (1) or Formula (2), the following equation (1 Or a method for producing a compound represented by formula (2).

Figure 2014226048
Figure 2014226048

また、本発明は、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株(NITE P−1475)、に関する。
さらに、本発明は、ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類であって、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(b)の塩基配列を有し、且つグリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類、に関する。
(b)配列番号1で表される塩基配列と93%以上の同一性を有する塩基配列
The present invention also relates to Penicillium sp. KSM-F26 strain (NITE P-1475).
Furthermore, the present invention relates to a fungus belonging to the genus Penicillium , having a base sequence of the following (b) as part of a β-tubulin gene sequence, and from the glycerin, the above formula (1) or formula ( It relates to a fungus having the ability to produce the compound represented by 2).
(B) a nucleotide sequence having 93% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1

本発明の製造方法によれば、前記式(1)又は式(2)で表される化合物を効率的に生産することができる。また、本発明によれば、当該方法に好適に用いる微生物を提供することができる。本発明の方法により得られる前記式(1)又は式(2)で表される化合物は、化学物質の原料として、又は、除草剤、花粉形成阻害剤、抗菌剤、抗酸化剤等として有用である。   According to the production method of the present invention, the compound represented by the formula (1) or the formula (2) can be efficiently produced. Moreover, according to this invention, the microorganisms used suitably for the said method can be provided. The compound represented by the above formula (1) or formula (2) obtained by the method of the present invention is useful as a raw material for chemical substances, or as a herbicide, a pollen formation inhibitor, an antibacterial agent, an antioxidant and the like. is there.

β−チューブリン遺伝子配列を基にして作成した分子系統樹である。図中左下の線はスケールバーを、系統枝の分岐に位置する数字はブートストラップ値(50%以上を表記)を示す。菌名の末尾のTはその種のタイプ由来株を、NTはネオタイプ由来株であることを示す。また、アルファベット及び数字はアクセション番号を示す。It is a molecular phylogenetic tree created based on the β-tubulin gene sequence. The lower left line in the figure indicates the scale bar, and the number located at the branch of the system branch indicates the bootstrap value (indicating 50% or more). T at the end of the bacterial name indicates a strain derived from that type, and NT indicates a strain derived from a neotype. Moreover, alphabets and numbers indicate accession numbers. 実施例2における、ペニシリウム エスピー KSM-F26株の培養液上清のHPLC分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the HPLC analysis of the culture-medium supernatant of Penicillium sp KSM-F26 strain | stump | stock in Example 2. 実施例3における、ペニシリウム エスピー KSM-F26株による2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸の生産性の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the productivity of 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid by Penicillium sp KSM-F26 strain in Example 3. 実施例3における、ペニシリウム エスピー KSM-F26株による2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸の生産性の経時変化を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows a time-dependent change of the productivity of 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid by Penicillium sp KSM-F26 strain.

本発明の製造方法では、グリセリンを含む培地においてペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類を培養し、培養物中に下記式(1)又は式(2)で表される化合物を生成させる。
本発明の方法により製造される化合物は、下記式(1)又は式(2)で表される。
In the production method of the present invention, fungi belonging to the genus Penicillium are cultured in a medium containing glycerin, and a compound represented by the following formula (1) or formula (2) is produced in the culture.
The compound produced by the method of the present invention is represented by the following formula (1) or formula (2).

Figure 2014226048
Figure 2014226048

式(1)の化合物は、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸(慣用名:vulculic acid)、式(2)の化合物は、2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸(慣用名:curvulic acid)である。なお、本発明において、上記式(1)又は式(2)で表される化合物には、その塩が包含される。   The compound of the formula (1) is 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid (common name: vulculic acid), and the compound of the formula (2) is 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4 -Methoxybenzeneacetic acid (common name: curvulic acid). In the present invention, the compound represented by the formula (1) or (2) includes a salt thereof.

本発明の方法に用いる微生物は、ペニシリウム属に属する菌類(以下、ペニシリウム属菌類)であって、グリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を合成する能力を有するものであればよい。
具体的な菌株としては、本発明者らにより土壌から分離され、命名された、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株を用いることが好ましい。なお、ペニシリウム エスピー KSM-F26株の取得過程については、後記実施例で詳述する。
ペニシリウム エスピー KSM-F26株は、下記の菌学的性質を示す。
The microorganism used in the method of the present invention is a fungus belonging to the genus Penicillium (hereinafter referred to as Penicillium genus), and has the ability to synthesize a compound represented by the formula (1) or formula (2) from glycerin. I just need it.
As a specific strain, it is preferable to use Penicillium sp. KSM-F26 strain, which was isolated from the soil and named by the present inventors. The acquisition process of Penicillium sp. KSM-F26 strain will be described in detail in Examples below.
Penicillium sp. KSM-F26 strain has the following mycological properties.

(a)培養的性質
1.DifcoTM YM Agar培地(BD社製)における生育:30℃、7日間で良好に生育
2.分離用寒天培地における生育:30℃、6日間で良好に生育
3.ポテトデキストロース寒天培地「ダイゴ」(日本製薬社製)における生育:25℃−27℃、3日間で良好に生育
(A) Culture properties Growth in Difco YM Agar medium (BD): good growth in 30 days at 7 ° C. 2. 2. Growth on agar medium for separation: good growth at 30 ° C. for 6 days Growth in potato dextrose agar medium “DAIGO” (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.): 25 ° C-27 ° C, good growth in 3 days

(b)形態的性質
PDA(ポテトデキストロース寒天培地「ダイゴ」(日本製薬社製))における25℃、14日間培養後の形態を示す。
(1)巨視的観察
灰緑色〜灰色、ビロード状、培地中に黄褐色〜赤褐色系の可溶性色素を一部生産
(2)微視的観察
栄養菌糸から直立し、分岐した枝の先端から直接フィアライドが形成される単輪生〜二輪生のペニシルスが認められ、1細胞で球形〜亜球形、表面が微棘状のフィアロ型分生子を連鎖して形成
(B) Morphological properties The morphology after culturing at 25 ° C. for 14 days in PDA (potato dextrose agar “DAIGO” (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.)) is shown.
(1) Macroscopic observation Grayish green to gray, velvety, partially producing tan to reddish brown soluble pigment in the medium (2) Microscopic observation Standing up from vegetative mycelium and directly from the tip of the branched branch Monocytic to two-wheeled Penicillus is formed, and spheres to subspheres are formed in one cell, and the surface is formed by concatenating fiaro-type conidia with fine spines.

(c)生理学的性質
生育温度試験(PDA培地、3日間培養)
27℃ 生育する
30℃ 生育する
37℃ 生育する
45℃ 生育せず
最適生育温度範囲:20〜35℃
最適生育pH範囲:5〜7
(C) Physiological properties Growth temperature test (PDA medium, 3 days culture)
Grows at 27 ° C 30 ° C Grows at 37 ° C Grows at 45 ° C Grows without optimal growth temperature range: 20-35 ° C
Optimal growth pH range: 5-7

(d)化学分類学的性質
ペニシリウム エスピー KSM-F26株は、β−チューブリン(tubulin)遺伝子をコードする塩基配列の部分配列として、配列番号1で表される塩基配列を有する。配列番号1で表される塩基配列を用いて、国際塩基配列データベースに対するBLAST検索を行った結果、ペニシリウム ダレイア(Penicillium daleae)(CBS211.28T)のβ−チューブリン遺伝子配列と最も高い92.6%の相同性を示した。また、配列番号1で表される塩基配列及びペニシリウム属菌類のβ−チューブリン遺伝子配列を用いて分子系統解析を行った結果、ペニシリウム ダレイア(CBS211.28T)とブートストラップ値96%で支持されるクラスターを形成した(図1)。
(D) Chemical taxonomic properties Penicillium sp. KSM-F26 strain has a base sequence represented by SEQ ID NO: 1 as a partial sequence of a base sequence encoding a β-tubulin gene. As a result of BLAST search against the international base sequence database using the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, the highest 92.6% of the β-tubulin gene sequence of Penicillium daleae (CBS211.28T) Showed homology. In addition, as a result of molecular phylogenetic analysis using the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and the β-tubulin gene sequence of Penicillium spp., It is supported by Penicillium daleia (CBS211.28T) and a bootstrap value of 96%. A cluster was formed (FIG. 1).

分子系統樹に基づいて生物や遺伝子の進化を研究する手法は、分子系統学として確立されている(例えば、木村資生編分子進化学入門(培風館)第164〜184頁、「7分子系統樹の作り方とその評価」参照)。β−チューブリン遺伝子の塩基配列に基づく分子系統樹は、対象の微生物のβ−チューブリン遺伝子の塩基配列を、菌学的性質から同微生物と同種又は類縁と推定される公知の微生物のβ−チューブリン遺伝子の塩基配列とともに、多重アラインメント及び進化距離の計算を行い、得られた値に基づいて系統樹を作成することにより、得ることができる。分子系統樹の作成に用いる公知の微生物のβ−チューブリン伝子の塩基配列は、既存のデータベースの同一性検索によっても、取得することができる。ここで、進化距離とは、ある遺伝子間の座位(配列の長さ)あたりの変異の総数をいう。   Methods for studying the evolution of organisms and genes based on molecular phylogenetic trees have been established as molecular phylogeny (see, for example, Shigeo Kimura, Introduction to Molecular Evolution Chemistry (Baifukan), pages 164-184, “7 Molecular Phylogenetic Trees”). "How to make and evaluation"). The molecular phylogenetic tree based on the base sequence of the β-tubulin gene is based on the β-tubulin gene base sequence of the target microorganism, the β-tubulin gene of the known microorganism presumed to be the same species or similar to the same microorganism from the mycological properties. It can be obtained by calculating multiple alignments and evolutionary distances together with the base sequence of the tubulin gene and creating a phylogenetic tree based on the obtained values. The base sequence of a known microbial β-tubulin gene used to create a molecular phylogenetic tree can also be obtained by an identity search of an existing database. Here, the evolution distance refers to the total number of mutations per locus (sequence length) between certain genes.

上記に示した性質は、本発明者らにより分離されたKSM-F26株が、ペニシリウム属に属する菌類であり、最近縁の種がペニシリウム ダレイアであることを支持する。しかし、上記の生理・科学的性質及びβ−チューブリン遺伝子の塩基配列解析結果と、完全に一致する従来種が見当たらないことから、ペニシリウム属菌類の新種であると同定し、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)として命名した。
ペニシリウム エスピー KSM-F26株は、2012年12月4日付で、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター(千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8)に寄託され、受託番号NITE P−1475を付与された。
ペニシリウム エスピー KSM-F26株は、後述の実施例で実証されるように、グリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する。
The properties shown above support that the KSM-F26 strain isolated by the present inventors is a fungus belonging to the genus Penicillium, and that the closest species is Penicillium daleia. However, since there is no conventional species that perfectly matches the physiological and scientific properties and the results of the base sequence analysis of the β-tubulin gene, it was identified as a new species of the genus Penicillium, and Penicillium sp .).
Penicillium SP KSM-F26 strain was deposited with the Patent Microorganism Depositary Center of the National Institute of Technology and Evaluation (2-5-8, Kazusa Kamashizu, Chiba Prefecture) on December 4, 2012. -1475.
The Penicillium sp. KSM-F26 strain has the ability to produce the compound represented by the formula (1) or (2) from glycerin, as demonstrated in the examples described later.

さらに、本発明の製造方法では、ペニシリウム属菌類として、ペニシリウム エスピー KSM-F26株の変異株や類縁菌であって、グリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類を用いることも好ましい。具体的には、ペニシリウム属菌類であって、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(a)の塩基配列を有し、且つグリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類を好ましく用いることができる。

(a)配列番号1で表される塩基配列と89%以上の同一性を有する塩基配列

上記(a)において、塩基配列の同一性は90%以上が好ましく、93%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましく、97%以上がよりさらに好ましい。
本発明において塩基配列の同一性はLipman-Pearson法(Science,227,1435,(1985))によって計算される。具体的には、遺伝情報処理ソフトウェアGenetyx-Win(ソフトウェア開発)のホモロジー解析(homology search)プログラムを用いて、Unit size to compare(ktup)を2として解析を行うことにより算出される。
Furthermore, in the production method of the present invention, a Penicillium sp. KSM-F26 strain mutant or a related fungus as a Penicillium genus fungus, which produces a compound represented by Formula (1) or Formula (2) from glycerin. It is also preferable to use fungi having ability. Specifically, it is a Penicillium genus, has a base sequence of the following (a) as part of the β-tubulin gene sequence, and is represented by the formula (1) or (2) from glycerin. Fungi having the ability to produce compounds can be preferably used.

(A) a nucleotide sequence having 89% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1

In the above (a), the nucleotide sequence identity is preferably 90% or more, more preferably 93% or more, still more preferably 95% or more, and even more preferably 97% or more.
In the present invention, the identity of the base sequence is calculated by the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, (1985)). Specifically, it is calculated by performing analysis with a unit size to compare (ktup) of 2 using a homology search program of genetic information software Genetyx-Win (software development).

また、ペニシリウム エスピー KSM-F26株の類縁菌として、ペニシリウム エスピー KSM-F26株と最近縁の種であるペニシリウム ダレイア及びその類縁菌を好ましく用いることができる。より好ましくはペニシリウム ダレイアである。
ペニシリウム ダレイアの類縁菌としては、β−チューブリン遺伝子配列の一部に、配列番号4に示すペニシリウム ダレイアのβ−チューブリン遺伝子の部分塩基配列と93%以上の同一性を有する塩基配列を有するペニシリウム属菌類が挙げられる。配列番号4に示す塩基配列との同一性は、95%以上が好ましく、97%以上がより好ましく、99%以上がさらに好ましい。
Further, Penicillium sp. KSM-F26 strain as a related bacterium, Penicillium sp. KSM-F26 strain and a related bacterium, Penicillium daleia and its related bacterium can be preferably used. More preferred is Penicillium daleia.
Penicillium daleia related bacteria include penicillium having a base sequence having 93% or more identity with the partial base sequence of the penicillium dareya β-tubulin gene shown in SEQ ID NO: 4 as part of the β-tubulin gene sequence Genus fungi. The identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and further preferably 99% or more.

本発明の製造方法に用いるペニシリウム属菌類は、例えば、グリセリン資化性菌の中から取得することができる。一例として、これら資化性菌を、分離用寒天培地(バクトペプトン 0.5%、酵母エキス 0.1%、リン酸鉄 0.01%、グリセリン 10%、ダイゴ人工海水SP 1.8%、寒天 2% (pH6.5))で培養し、上述したペニシリウム エスピー KSM-F26株の菌学的性質(培養的性質、形態的性質、生理学的性質、化学分類学的性質)を適宜組み合わせた指標によりコロニーをスクリーニングすることで、前記式(1)又は式(2)で表される化合物の生産能を有するペニシリウム属菌類を見出すことができる。   Penicillium fungi used in the production method of the present invention can be obtained from, for example, glycerol-utilizing bacteria. As an example, these assimilating bacteria are separated into an agar medium for isolation (bactopeptone 0.5%, yeast extract 0.1%, iron phosphate 0.01%, glycerin 10%, Daigo artificial seawater SP 1.8%, A combination of the above-mentioned mycological properties (cultural properties, morphological properties, physiological properties, chemical taxonomic properties) of Penicillium sp. KSM-F26 strain cultured in agar 2% (pH 6.5)) By screening a colony, Penicillium spp. Having the ability to produce the compound represented by the formula (1) or formula (2) can be found.

本発明は第2の態様として、上記製造方法に用いうる新規微生物である、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を提供する。さらに、ペニシリウム エスピー KSM-F26株の変異体又は類縁菌として、ペニシリウム属菌類であって、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(b)の塩基配列を有し、且つグリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類を提供する。

(b)配列番号1で表される塩基配列と93%以上の同一性を有する塩基配列

上記(b)において、塩基配列の同一性は95%以上が好ましく、97%以上がより好ましく、99%以上がさらに好ましい。
As a second aspect, the present invention provides Penicillium sp. KSM-F26 strain, which is a novel microorganism that can be used in the above production method. Furthermore, as a mutant or a related bacterium of Penicillium sp. KSM-F26 strain, it is a Penicillium genus, having a base sequence of the following (b) in a part of a β-tubulin gene sequence, Provided is a fungus having the ability to produce a compound represented by 1) or formula (2).

(B) a nucleotide sequence having 93% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1

In the above (b), the identity of the base sequence is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and further preferably 99% or more.

本発明の製造方法では、上記ペニシリウム属菌類を1種単独で使用してもよく、任意の2種以上を組合わせて使用してもよい。   In the production method of the present invention, the aforementioned Penicillium sp. May be used alone or in combination of two or more.

ペニシリウム属菌類の培養は、炭素源としてグリセリンを含む培地により行う。
培地へ接種は通常の方法により行うことができ、例えば、生理食塩水に懸濁したペニシリウム属菌類を培地に接種する方法、ペニシリウム属菌類を白金耳で培地に直接接種する方法、等が挙げられる。
培養は、用いる培地の種類等に応じて、通気攪拌培養、振とう培養、静置培養等を適宜選択すればよい。
Penicillium fungi are cultured in a medium containing glycerin as a carbon source.
The medium can be inoculated by a normal method, for example, a method of inoculating the medium with Penicillium fungi suspended in physiological saline, a method of inoculating the medium with Penicillium fungi directly on a platinum loop, etc. .
The culture may be appropriately selected from aeration and agitation culture, shaking culture, stationary culture and the like according to the type of medium used.

培地は、ペニシリウム属菌類の培養に通常用いられるものを使用でき、液体培地、固体培地のいずれでもよい。培地の具体例として、例えば、GPY培地が挙げられる。
培地中のグリセリンの含有量は、ペニシリウム属菌類が前記式(1)又は式(2)で表される化合物を産生するに足る量であればよい。グリセリンの添加量を変えることで、前記式(1)又は式(2)で表される化合物の産生量を調節することができる。化合物生産性の観点から、培地1Lに対し、グリセリンが1g以上200g以下含有されることが好ましく、25g以上100g以下含有されることがより好ましい。グリセリンは、段階的に培地中に追添してもよい。
As the medium, those commonly used for culturing Penicillium fungi can be used, and either a liquid medium or a solid medium may be used. As a specific example of the medium, for example, GPY medium can be mentioned.
The content of glycerin in the medium may be an amount sufficient for the Penicillium fungus to produce the compound represented by Formula (1) or Formula (2). By changing the amount of glycerin added, the production amount of the compound represented by the formula (1) or the formula (2) can be adjusted. From the viewpoint of compound productivity, glycerol is preferably contained in an amount of 1 g to 200 g, more preferably 25 g to 100 g, with respect to 1 L of the medium. Glycerin may be added stepwise into the medium.

上述のグリセリンは、市販品や化学合成により入手できる。
また、工業生産過程での副生するグリセリンを用いることもできる。例えば、バイオ燃料の製造時に生じる副産物として生じるグリセリンを用いることができる。副生物の利用により、余剰物質処理にかかるエネルギーの低減、廃棄による環境汚染の低減、といった副次的な効果が得られる。さらに、副生物は安価に入手できるため、コストを低く抑えられる。副生物を利用する場合、培地に添加する前に、適宜分離や精製等を行ってもよい。
The above-mentioned glycerin can be obtained from commercial products or chemical synthesis.
Further, glycerin produced as a by-product in the industrial production process can also be used. For example, glycerin produced as a by-product produced during biofuel production can be used. By using by-products, secondary effects such as reduction of energy required for the treatment of surplus substances and reduction of environmental pollution due to disposal can be obtained. Furthermore, since by-products can be obtained at low cost, the cost can be kept low. When using a by-product, separation or purification may be performed as appropriate before adding it to the medium.

培地には、グリセリンに加えて、微生物の生育に通常必要とされる他の炭素源、窒素源、無機塩類、有機栄養源、無機物、界面活性剤、又は消泡剤等を必要に応じて添加することができる。
グリセリン以外の炭素源としては、マルトース、シュークロース、セロビオース、フルクトース、キシロース、可溶性デンプン等が挙げられる。
窒素源としては、硫酸アンモニウム化合物、アンモニア化合物等が挙げられる。
無機塩類としては、鉄、マグネシウム、マンガン、亜鉛、コバルト、ニッケル等が挙げられる。
有機栄養源としては、イーストエクソトラクト、ペプトン、牛肉エキス、魚肉エキス等が挙げられる。
上記窒素源等の培地への添加量は特に制限なく、通常ペニシリウム属菌類の培養に用いられる量を目安に、適宜調整すればよい。グリセリン以外の炭素源は、培地1Lに対し、0.1g以上100g以下程度添加することが好ましい。窒素源又は有機栄養源はそれぞれ、培地1Lに対し、0.1g以上20g以下程度添加することが好ましい。これら窒素源等の培地成分は、必要に応じて培地中に追添することもできる。
In addition to glycerin, other carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, organic nutrients, inorganic substances, surfactants, or antifoaming agents that are normally required for the growth of microorganisms are added to the medium as needed. can do.
Examples of carbon sources other than glycerin include maltose, sucrose, cellobiose, fructose, xylose, and soluble starch.
Examples of the nitrogen source include ammonium sulfate compounds and ammonia compounds.
Examples of inorganic salts include iron, magnesium, manganese, zinc, cobalt, nickel and the like.
Examples of organic nutrient sources include yeast extract, peptone, beef extract, fish extract and the like.
The amount of nitrogen source or the like added to the medium is not particularly limited, and may be appropriately adjusted based on the amount usually used for culturing Penicillium fungi. Carbon sources other than glycerin are preferably added in an amount of about 0.1 g to 100 g with respect to 1 L of the medium. Each of the nitrogen source and the organic nutrient source is preferably added in an amount of about 0.1 g to 20 g with respect to 1 L of the medium. These medium components such as a nitrogen source can be added to the medium as necessary.

培地のpHは適宜調節すればよいが、生育性及び化合物生産性の観点から、2以上10以下の範囲が好ましく、5以上7以下の範囲がより好ましい。   The pH of the medium may be adjusted as appropriate, but is preferably in the range of 2 to 10 and more preferably in the range of 5 to 7 from the viewpoint of growth and compound productivity.

培養条件は、ペニシリウム属菌類が生育でき、前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産できる条件とすればよく、特に制限されない。
培養は、好気的条件下で行うことが好ましい。
培養温度は、ペニシリウム属菌類が生育しうる温度範囲内であればよく、4℃以下37℃以下が好ましく、25℃以上30℃以下がより好ましい。
培養時間は、使用する培地の種類や炭素源の濃度に応じて、適宜選択できる。化合物生産性の観点からは、培地の栄養源が最大限に利用され、かつ培地中に生成する前記式(1)又は式(2)で表される化合物の生成、蓄積量が最大に達した時点で培養を終了させることが好ましい。これらの点を考慮して、培養時間は、24時間以上とすることが好ましく、14日間程度以下とすることが好ましい。なお、培養物中の前記式(1)又は式(2)で表される化合物の生成量は、高速液体クロマトグラフィー、LC−MS等の通常の方法により測定することができる。
The culture condition is not particularly limited as long as it can grow Penicillium fungi and can produce the compound represented by Formula (1) or Formula (2).
The culture is preferably performed under aerobic conditions.
The culture temperature may be within a temperature range where Penicillium spp. Can grow, preferably 4 ° C. or lower and 37 ° C. or lower, more preferably 25 ° C. or higher and 30 ° C. or lower.
The culture time can be appropriately selected according to the type of medium used and the concentration of the carbon source. From the viewpoint of compound productivity, the nutrient source of the medium is utilized to the maximum, and the production and accumulation amount of the compound represented by the formula (1) or formula (2) produced in the medium has reached the maximum. It is preferable to terminate the culture at the time. Considering these points, the culture time is preferably 24 hours or more, and preferably about 14 days or less. In addition, the production amount of the compound represented by the formula (1) or the formula (2) in the culture can be measured by a usual method such as high performance liquid chromatography or LC-MS.

培養後、培養物中に生成した前記式(1)又は式(2)で表される化合物を、単離・精製する。なお、本発明において培養物とは、培地(固体培地、液体培養液等)及び培養菌体を含むものである。
特に、前記式(1)又は式(2)で表される化合物は合成された後、菌体外に蓄積されるため、培養後に菌体を除去して培養液を回収し、培養液から目的化合物を単離・精製することが好ましい。
After the culture, the compound represented by the formula (1) or the formula (2) produced in the culture is isolated and purified. In the present invention, the culture includes a medium (solid medium, liquid culture solution, etc.) and cultured cells.
In particular, since the compound represented by the formula (1) or (2) is synthesized and then accumulated outside the microbial cells, the microbial cells are removed after the culture and the culture solution is recovered. It is preferable to isolate and purify the compound.

目的化合物の単離、精製は、微生物による物質生産において通常用いられる手段により行うことができる。例えば、ろ過、遠心分離、真空濃縮、イオン交換又は吸着クロマトグラフィー、溶媒抽出、蒸留、結晶化などの操作が挙げられ、これらを単独で又は必要に応じて適宜組み合わせて用いることができる。これらの操作後、さらに精製等の操作を行ってもよい。   Isolation and purification of the target compound can be carried out by means usually used in the production of substances by microorganisms. For example, operations such as filtration, centrifugation, vacuum concentration, ion exchange or adsorption chromatography, solvent extraction, distillation, crystallization and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination as appropriate. After these operations, further operations such as purification may be performed.

本発明の製造方法により、グリセリンを炭素源として、前記式(1)又は式(2)で表される化合物を製造することができる。得られた前記式(1)又は式(2)で表される化合物は、各種化学物質の原料として、又は、除草剤、花粉形成阻害剤、抗菌剤、抗酸化剤等として有用である。   By the production method of the present invention, the compound represented by the formula (1) or the formula (2) can be produced using glycerin as a carbon source. The obtained compound represented by the formula (1) or formula (2) is useful as a raw material for various chemical substances, or as a herbicide, a pollen formation inhibitor, an antibacterial agent, an antioxidant and the like.

上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の製造方法、菌株及び菌類を開示する。   Regarding the embodiment described above, the present invention further discloses the following production method, strain and fungus.

<1> グリセリンを含む培地においてペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類を培養し、培養物中に前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生成させる、前記式(1)又は式(2)で表される化合物の製造方法。 <1> A fungus belonging to the genus Penicillium is cultured in a medium containing glycerin, and the compound represented by the formula (1) or the formula (2) is produced in the culture, the formula (1) or the formula The manufacturing method of the compound represented by (2).

<2> 前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、ペニシリウム ダレイア(Penicillium daleae)又はその類縁菌である、<1>記載の製造方法。
<3> 前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(a)の塩基配列を有する菌類である、<1>又は<2>記載の製造方法。
(a)配列番号1で表される塩基配列と89%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、よりさらに好ましくは97%以上の同一性を有する塩基配列
<4> 前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株(NITE P−1475)である、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の製造方法。
<2> The production method according to <1>, wherein the fungus belonging to the genus Penicillium is Penicillium daleae or a related fungus.
<3> The method according to <1> or <2>, wherein the fungus belonging to the genus Penicillium is a fungus having the following base sequence (a) in part of the β-tubulin gene sequence.
(A) a base having the identity of 89% or more, preferably 90% or more, more preferably 93% or more, still more preferably 95% or more, and even more preferably 97% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 Sequence <4> The fungus belonging to the genus Penicillium is Penicillium sp. KSM-F26 strain (NITE P-1475), according to any one of <1> to <3> Production method.

<5> ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株(NITE P−1475)。
<6> ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類であって、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(b)の塩基配列を有し、且つグリセリンから前記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類。
(b)配列番号1で表される塩基配列と93%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、さらに好ましくは99%以上の同一性を有する塩基配列
<5> Penicillium sp. KSM-F26 strain (NITE P-1475).
<6> A fungus belonging to the genus Penicillium , having a base sequence of the following (b) as part of the β-tubulin gene sequence, and from glycerin in the above formula (1) or (2) Fungi having the ability to produce the compounds represented.
(B) a nucleotide sequence having 93% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and even more preferably 99% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to this.

実施例1.ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株の取得及び同定
(1)菌株の取得
0.85%(w/v)食塩水5mLに、土壌(沖縄県の土壌)を適量加え、撹拌、静置した後、上部の懸濁液を取り出した。該懸濁液をpH6.5に調整したGPY寒天培地(10%(w/v)グリセリン(和光純薬工業)、0.5%(w/v)Bacto Peptone(BD社製)、0.1%(w/v)Yeast Extract(BD社製)、0.01%(w/v)リン酸鉄(和光純薬工業)、1.8%(w/v)ダイゴ人工海水SP(和光純薬工業)、2.0%(w/v)寒天(和光純薬工業))に適量塗抹し、30℃にて2〜14日間培養した。生育してきた菌株をモノコロニー化し、KSM−F26株と命名した。
Example 1. Acquisition and identification of Penicillium sp. KSM-F26 strain (1) Acquisition of strain Add an appropriate amount of soil (Okinawa soil) to 5 mL of 0.85% (w / v) saline, and stir and let stand After that, the upper suspension was taken out. GPY agar medium (10% (w / v) glycerin (Wako Pure Chemical Industries), 0.5% (w / v) Bacto Peptone (BD)), 0.1 % (W / v) Yeast Extract (manufactured by BD), 0.01% (w / v) iron phosphate (Wako Pure Chemical Industries), 1.8% (w / v) Daigo artificial seawater SP (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Industrial) and 2.0% (w / v) agar (Wako Pure Chemical Industries)) were smeared in an appropriate amount and cultured at 30 ° C. for 2 to 14 days. The grown strain was monocolonized and named KSM-F26 strain.

(2)菌株の同定
コロニーの性状および形態観察の結果、KSM-F26株は灰緑色〜灰色、ビロード状であり、培地中に黄褐色〜赤褐色の可溶性色素を生産するコロニーを形成し、単輪生〜二輪生のペニシルスに表面が微棘状で球形〜亜球形の1細胞性のフィアロ型分生子を連鎖して形成しており、ペニシリウム ダレイア(Penicillium daleae)の特徴と比較的類似していることが確認された。
次いで、KSM−F26株の染色体DNAを鋳型とし、表1に示す配列番号2の塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号3の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマー対として用いて、常法に従いPCR反応を行い、β−チューブリン遺伝子をコードする領域のDNAを増幅した。得られたDNA増幅断片の塩基配列を解析し、KSM−F26株のβ−チューブリン遺伝子の部分配列(配列番号1:476塩基)を決定した。
(2) Identification of strains As a result of observation of the properties and morphology of the colonies, the KSM-F26 strain is grey-green to gray and velvety, and forms a colony that produces a yellow-brown to red-brown soluble pigment in the medium. It is formed by linking unicellular fiaro-type conidia that are finely spiky and spherical to subspherical to raw to two-wheeled Penicillus, and is relatively similar to the characteristics of Penicillium daleae It was confirmed.
Then, using the chromosomal DNA of the KSM-F26 strain as a template, and using the oligonucleotide consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 2 and the oligonucleotide consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 3 shown in Table 1 as a primer pair, a PCR reaction according to a conventional method And the DNA of the region encoding the β-tubulin gene was amplified. The base sequence of the obtained DNA amplified fragment was analyzed, and the partial sequence (SEQ ID NO: 1: 476 bases) of the β-tubulin gene of the KSM-F26 strain was determined.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

解析した塩基配列を用いて、国際塩基配列データベースに対して、BLAST相同性検索を行ったところ、複数のペニシリウム属菌類由来のβ−チューブリン遺伝子配列との間で高い配列同一性を示した。特に、ペニシリウム ダレイア CBS211.28株のβ−チューブリン遺伝子配列とは、92.6%と最も高い同一性を示した。
次いで、相同性検索の結果、相同性の高かったペニシリウム属又はその無性世代であるユーペニシリウム(Eupenicillium)属に属する菌類との間で、β−チューブリン遺伝子配列に基づく分子系統解析を行った。結果を図1に示す。
分子系統解析の結果、図1に示すように、KSM−F26株はペニシリウム ダレイアとブートストラップ値96%で支持されるクラスターを形成した。
When the BLAST homology search was performed with respect to the international base sequence database using the analyzed base sequence, high sequence identity was shown between the β-tubulin gene sequences derived from a plurality of Penicillium fungi. In particular, the β-tubulin gene sequence of Penicillium daleia strain CBS211.28 showed the highest identity of 92.6%.
Next, as a result of the homology search, molecular phylogenetic analysis based on the β-tubulin gene sequence was performed with the fungus belonging to the genus Penicillium or its asexual generation, Eupenicillium ( Eupenicillium ). . The results are shown in FIG.
As a result of molecular phylogenetic analysis, as shown in FIG. 1, the KSM-F26 strain formed a cluster supported by Penicillium darea and 96% bootstrap value.

これらの結果から、KSM−F26株が、ペニシリウム属に属する菌類で、ペニシリウム ダレイアの近縁種である、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)と同定した。 From these results, the KSM-F26 strain was identified as Penicillium sp., A fungus belonging to the genus Penicillium, which is a related species of Penicillium daleia.

実施例2.ペニシリウム エスピー KSM-F26株により生産される物質の同定
グリセリンを炭素源として、ペニシリウム エスピー KSM-F26株により生産される物質の同定を行った。
1.培養と培養物のHPLC分析
pH6.5に調整したGPY培地(5%(w/v)グリセリン、0.5%(w/v)Bacto Peptone、0.1%(w/v)Yeast Extract、0.01%(w/v)リン酸鉄、1.8%(w/v)ダイゴ人工海水SP)に、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を1白金耳植菌し、6日間振とう培養(30℃、250rpm)した。その後、培養液を、12000rpm、20分間遠心分離して、上清画分を分画した。
培養液上清中に含まれる化合物の分析を、カラムとしてAcclaim Surfactant(登録商標、DIONEX製)を用い、日立LaChrom Elite装置(HITACHI社)にて行った。培養液上清サンプルを、0.1%(v/v)ギ酸水溶液で適宜希釈し、0.1%ギ酸水溶液と50%アセトニトリルを含む0.1%ギ酸水溶液とを用意し、これら2種の水溶液を混合することで、0.1%ギ酸水溶液から35%アセトニトリルを含む0.1%ギ酸水溶液への濃度勾配条件(表2に示す)にてHPLCを行い、Corona CAD(商標)荷電化粒子検出器(ESA社製)及びUV検出器(HITACHI社製)を用いて分析した。なお、HPLCは、流速0.5mL/min、カラム温度;30℃、サンプル注入量;10μLで行った。分析サンプルはいずれも、DISMIC−13CP Cellulose Acetate 0.2μm(ADVANTEC社製)でフィルター濾過処理して用いた。
HPLCの結果を図2に示す。
また、コントロールサンプルとしてGPY培地を用い、上記と同様にHPLC分析を行った。
Example 2 Identification of substances produced by Penicillium sp. KSM-F26 strain Using glycerin as a carbon source, substances produced by Penicillium sp. KSM-F26 strain were identified.
1. Culture and HPLC analysis of cultures GPY medium adjusted to pH 6.5 (5% (w / v) glycerin, 0.5% (w / v) Bacto Peptone, 0.1% (w / v) Yeast Extract, 0 .01% (w / v) iron phosphate, 1.8% (w / v) Daigo artificial seawater SP) were inoculated with 1 platinum ear of Penicillium sp. KSM-F26, and cultured with shaking for 6 days (30 ° C. 250 rpm). Thereafter, the culture solution was centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes, and the supernatant fraction was fractionated.
Analysis of the compounds contained in the culture supernatant was performed with Hitachi LaChrom Elite apparatus (HITACHI) using Acclaim Surfactant (registered trademark, manufactured by DIONEX) as a column. A culture supernatant sample is appropriately diluted with a 0.1% (v / v) formic acid aqueous solution to prepare a 0.1% formic acid aqueous solution and a 0.1% formic acid aqueous solution containing 50% acetonitrile. By mixing the aqueous solution, HPLC was performed under a concentration gradient condition (shown in Table 2) from 0.1% formic acid aqueous solution to 0.1% formic acid aqueous solution containing 35% acetonitrile, and Corona CAD ™ charged particles Analysis was performed using a detector (ESA) and a UV detector (HITACHI). The HPLC was performed at a flow rate of 0.5 mL / min, a column temperature; 30 ° C., and a sample injection amount: 10 μL. All analysis samples were used after being filtered through DISMIC-13CP Cellulose Acetate 0.2 μm (manufactured by ADVANTEC).
The result of HPLC is shown in FIG.
In addition, using a GPY medium as a control sample, HPLC analysis was performed in the same manner as described above.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

図2に示すように、培養後の上清中には、コントロールサンプルには存在しない特徴的な2つのピーク、ピーク1(溶離時間19.0分)及びピーク2(溶離時間19.4分)が認められた。   As shown in FIG. 2, in the supernatant after culturing, there are two characteristic peaks not present in the control sample, peak 1 (elution time 19.0 minutes) and peak 2 (elution time 19.4 minutes). Was recognized.

2.ピーク成分の精製
pH6.5に調整したGPY培地に、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を1白金耳植菌し、7日間振盪培養(30℃、250rpm)した。培養液を、遠心分離(12000rpm、20分)し、上清画分を0.45μmのフィルター濾過処理した。
分画した上清を適宜濃縮し、90cmシリカゲル(ワコーシル C-300)を充填し、超純水で安定化させたカラム(Φ5.0×20cm)に30mL供し、オープンカラムにて超純水で溶出させ、ピーク1を含む画分1及びピーク2を含む画分2を得た。
得られた画分1を適宜濃縮後、精製を行うために、移動相である20%アセトニトリルを含む0.1%ギ酸水溶液で安定化させたInertsil ODS−3分取カラム(ジーエルサイエンス製)を用い、流速7.5mL/min、カラム温度40℃、サンプル注入量200μL、分析時間30分の条件にてHPLC(AZURA(KNAUER社製))を行い、UV(210nm)検出器(VISCTEK 270 DUAL DETECTER(UV検出器)(Malvern社製))にて分析し、ピーク1を分取した。
分取した画分は、上記1.と同様の条件でHPLC分析し、ピーク1が精製されていることを確認した。
同様の操作を、画分2に対しても行い、ピーク2を分取した。分取した画分は、上記1.と同様の条件でHPLC分析し、ピーク2が精製されていることを確認した。
2. Purification of Peak Component One platinum ear of Penicillium sp. KSM-F26 strain was inoculated into GPY medium adjusted to pH 6.5 and cultured with shaking (30 ° C., 250 rpm) for 7 days. The culture solution was centrifuged (12000 rpm, 20 minutes), and the supernatant fraction was filtered through a 0.45 μm filter.
The fractionated supernatant is appropriately concentrated, and 30 mL is applied to a column (Φ5.0 × 20 cm) packed with 90 cm 3 silica gel (Wakosil C-300) and stabilized with ultrapure water. And fraction 1 containing peak 1 and fraction 2 containing peak 2 were obtained.
Inertsil ODS-3 preparative column (manufactured by GL Sciences) stabilized with a 0.1% formic acid aqueous solution containing 20% acetonitrile as a mobile phase for purification after appropriately concentrating the obtained fraction 1. Using HPLC (AZURA (manufactured by KNAUER)) under conditions of a flow rate of 7.5 mL / min, a column temperature of 40 ° C., a sample injection amount of 200 μL, and an analysis time of 30 minutes, a UV (210 nm) detector (VISCTEK 270 DUAL DETECTER) (UV detector) (manufactured by Malvern)), and peak 1 was collected.
The fraction collected is the same as in 1. HPLC analysis under the same conditions as above confirmed that peak 1 was purified.
The same operation was performed on fraction 2, and peak 2 was collected. The fraction collected is the same as in 1. HPLC analysis under the same conditions as above confirmed that peak 2 was purified.

3.ピーク成分の同定
ピーク1をNMRにより解析した。まず、乾固したピーク1のサンプル(17mg)をCDODに溶解し、AV−600(BRUKER社製)にてH NMR(600MHz)及び13C NMR(150MHz)を測定した。結果を表3に示す。
3. Identification of peak component Peak 1 was analyzed by NMR. First, a dried sample of peak 1 (17 mg) was dissolved in CD 3 OD, and 1 H NMR (600 MHz) and 13 C NMR (150 MHz) were measured with AV-600 (manufactured by BRUKER). The results are shown in Table 3.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

測定結果を解析したところ、ピーク1の化合物は、下記式(1)で表される2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸と同定された。   When the measurement result was analyzed, the compound of peak 1 was identified as 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid represented by the following formula (1).

Figure 2014226048
Figure 2014226048

ピーク2をNMRにより解析した。乾固したピーク2のサンプル(4.0mg)をCDODに溶解し、H NMR(600MHz)及び13C NMR(150MHz)をAV−600(BRUKER社製)にて測定した。結果を表4に示す。 Peak 2 was analyzed by NMR. The dried sample of peak 2 (4.0 mg) was dissolved in CD 3 OD, and 1 H NMR (600 MHz) and 13 C NMR (150 MHz) were measured with AV-600 (manufactured by BRUKER). The results are shown in Table 4.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

測定結果を解析したところ、ピーク2の化合物は、下記式(2)で表される2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸と同定された。   When the measurement result was analyzed, the compound of peak 2 was identified as 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid represented by the following formula (2).

Figure 2014226048
Figure 2014226048

実施例3.前記式(1)又は式(2)で表される化合物の生産性の検討
pH6.5に調整したGPY培地(5%(w/v)グリセリン、0.5%(w/v)Bacto Peptone、0.1%(w/v)Yeast Extract、0.01%(w/v)リン酸鉄、1.8%(w/v)ダイゴ人工海水SP)に、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を1白金耳植菌し、30℃で振盪培養(250rpm)を行った。所定時間培養後、実施例2と同様に培養液を回収して菌体を除去し、培養液上清中の2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸(前記式(1)で表される化合物)又は2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸(前記式(2)で表される化合物)の生成量をそれぞれHPLCにて測定した。測定は、培養時間を変えて行い、生産性の経時変化を調べた。
コントロールとして、上記GPY培地からグリセリンを除いた培地を用いて、上記と同様に培養を行ったサンプルを調製し、経時での生産量を測定した。
Example 3 Examination of productivity of compound represented by formula (1) or formula (2) GPY medium adjusted to pH 6.5 (5% (w / v) glycerin, 0.5% (w / v) Bacto Peptone, 0.1% (w / v) Yeast Extract, 0.01% (w / v) iron phosphate, 1.8% (w / v) Daigo artificial seawater SP), and 1 platinum of Penicillium sp KSM-F26 strain Ear-inoculated and cultured with shaking at 250C (250 rpm). After culturing for a predetermined time, the culture solution was recovered and the cells were removed in the same manner as in Example 2, and 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid (formula (1) above) in the culture supernatant was removed. The amount of product of 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid (compound represented by the above formula (2)) was measured by HPLC. The measurement was performed by changing the culture time, and the change with time of the productivity was examined.
As a control, a sample obtained by culturing in the same manner as described above was prepared using a medium obtained by removing glycerin from the GPY medium, and the production amount over time was measured.

結果を図3及び図4に示す。図3は2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸の生産性の経時変化を、図4は2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸の生産性の経時変化を、それぞれ示す。各化合物の生産性は、培養日数12日のサンプルにおける生産量を100とした相対値(%)で示した。   The results are shown in FIGS. FIG. 3 shows the change over time in the productivity of 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid, and FIG. 4 shows the change over time in the productivity of 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid. Are shown respectively. The productivity of each compound was expressed as a relative value (%) with the production amount in a sample having 12 days of culture as 100.

炭素源としてグリセリンを含まない培地で培養したコントロールサンプルでは、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸及び2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸のいずれも生産が確認されなかった(図示せず)。
他方、図3及び図4から明らかなように、炭素源としてグリセリンを含む培地で培養したサンプルでは、上記化合物のいずれも良好に生産されることが確認された。
Control samples cultured in a medium that does not contain glycerin as a carbon source produce both 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid and 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid Was not confirmed (not shown).
On the other hand, as is clear from FIGS. 3 and 4, it was confirmed that any of the above compounds was produced satisfactorily in a sample cultured in a medium containing glycerin as a carbon source.

実施例4.前記式(1)又は式(2)で表される化合物の生産量
試験管にGPY培地6mLを仕込み、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を1白金耳植菌し、30℃で12日間振盪培養(250rpm)した。その後、実施例2と同様に培養液を回収して菌体を除去し、培養液上清中の2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸の生成量をHPLCにて測定した。
コントロールとして、上記GPY培地からグリセリンを除いた培地を用いて、上記と同様に培養を行ったサンプルを調製し、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸の生成量を測定した。
結果を表5に示す。
Example 4 Production amount of compound represented by formula (1) or formula (2) 6 mL of GPY medium was charged into a test tube, 1 platinum ear of Penicillium sp. KSM-F26 was inoculated, and cultured at 30 ° C. for 12 days with shaking (250 rpm). )did. Thereafter, the culture solution was collected and the cells were removed in the same manner as in Example 2, and the amount of 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid in the culture supernatant was measured by HPLC. .
As a control, a sample obtained by culturing in the same manner as described above was prepared using a medium obtained by removing glycerin from the GPY medium, and the amount of 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid produced was measured. .
The results are shown in Table 5.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

試験管にGPY培地10mLを仕込み、ペニシリウム エスピー KSM-F26株を1白金耳植菌し、30℃で12日間振盪培養(250rpm)した。その後、実施例2と同様に培養液を回収して菌体を除去し、培養液上清中の2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸の生成量をHPLCにて測定した。
コントロールとして、上記GPY培地からグリセリンを除いた培地を用いて、上記と同様に培養を行ったサンプルを調製し、2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸の生成量を測定した。
結果を表6に示す。
A test tube was charged with 10 mL of GPY medium, 1 platinum ear of Penicillium sp. KSM-F26 strain was inoculated, and cultured with shaking (250 rpm) at 30 ° C. for 12 days. Thereafter, the culture solution was collected and the cells were removed in the same manner as in Example 2, and the amount of 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid produced in the culture supernatant was measured by HPLC. .
As a control, using a medium obtained by removing glycerin from the GPY medium, a sample cultured in the same manner as described above was prepared, and the amount of 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4-methoxybenzeneacetic acid produced was measured .
The results are shown in Table 6.

Figure 2014226048
Figure 2014226048

表5及び6から明らかなように、グリセリンを添加しないGPY培地で培養したサンプルからは、2−アセチル−3,4−ジヒドロキシ−5−メトキシベンゼン酢酸及び2−アセチル−3,5−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゼン酢酸のいずれも、生産が確認されなかった。   As is clear from Tables 5 and 6, samples cultured in GPY medium without the addition of glycerin include 2-acetyl-3,4-dihydroxy-5-methoxybenzeneacetic acid and 2-acetyl-3,5-dihydroxy-4. No production of methoxybenzeneacetic acid was confirmed.

以上の結果より、本発明の製造方法により、前記式(1)又は式(2)で表される化合物を製造できることがわかった。
From the above results, it was found that the compound represented by the formula (1) or the formula (2) can be produced by the production method of the present invention.

Claims (6)

グリセリンを含む培地においてペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類を培養し、培養物中に下記式(1)又は式(2)で表される化合物を生成させる、下記式(1)又は式(2)で表される化合物の製造方法。
Figure 2014226048
A fungus belonging to the genus Penicillium is cultured in a medium containing glycerin, and a compound represented by the following formula (1) or formula (2) is produced in the culture. The following formula (1) or formula (2) The manufacturing method of the compound represented by these.
Figure 2014226048
前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、ペニシリウム ダレイア(Penicillium daleae)又はその類縁菌である、請求項1記載の製造方法。 The method according to claim 1, wherein the fungus belonging to the genus Penicillium is Penicillium daleae or a related fungus. 前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(a)の塩基配列を有する菌類である、請求項1又は2記載の製造方法。
(a)配列番号1で表される塩基配列と89%以上の同一性を有する塩基配列
The production method according to claim 1 or 2, wherein the fungus belonging to the genus Penicillium is a fungus having the following base sequence (a) in part of the β-tubulin gene sequence.
(A) a nucleotide sequence having 89% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1
前記ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類が、ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株(NITE P−1475)である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fungus belonging to the genus Penicillium is Penicillium sp. KSM-F26 strain (NITE P-1475). ペニシリウム エスピー(Penicillium sp.)KSM-F26株(NITE P−1475)。 Penicillium sp. KSM-F26 strain (NITE P-1475). ペニシリウム(Penicillium)属に属する菌類であって、β−チューブリン遺伝子配列の一部に下記(b)の塩基配列を有し、且つグリセリンから下記式(1)又は式(2)で表される化合物を生産する能力を有する菌類。
(b)配列番号1で表される塩基配列と93%以上の同一性を有する塩基配列
Figure 2014226048
A fungus belonging to the genus Penicillium , having a base sequence of the following (b) in a part of the β-tubulin gene sequence and represented by the following formula (1) or (2) from glycerin Fungi with the ability to produce compounds.
(B) a nucleotide sequence having 93% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1
Figure 2014226048
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