JP2716470B2 - Method for producing L-isoleucine - Google Patents

Method for producing L-isoleucine

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JP2716470B2 JP20329588A JP20329588A JP2716470B2 JP 2716470 B2 JP2716470 B2 JP 2716470B2 JP 20329588 A JP20329588 A JP 20329588A JP 20329588 A JP20329588 A JP 20329588A JP 2716470 B2 JP2716470 B2 JP 2716470B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はL−イソロイシンの製造方法に関し、さらに
詳しくは、酵素法ないし発酵法によりL−イソロイシン
を副生物の生成を抑制して高収量で製造する方法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing L-isoleucine, and more particularly, to a method for producing L-isoleucine in a high yield by suppressing the production of by-products by an enzymatic method or a fermentation method.

L−イソロイシンは必須アミノ酸の1つであり、人間
及び動物の栄養上主要な役割を果すアミノ酸として、医
薬品、食品、飼料添加物等に配合されており、近年その
需要が急激に増加しつつある。
L-isoleucine is one of the essential amino acids, and is used in pharmaceuticals, foods, feed additives and the like as an amino acid that plays a major role in nutrition of humans and animals, and its demand has been rapidly increasing in recent years. .

L−イソロイシンは、他のアミノ酸と同様に立体異性
体が存在するため、化学的に合成することは一般には困
難であり、工業的には主として発酵法により生産されて
いる。例えば、DL−α−アミノ酪酸、スレオニン等のL
−イソロイシンの前駆物質中で発酵を行なう方法(特公
昭43−8709号公報、特公昭40−2880号公報等参照);か
かる前駆物質を用いない所謂直接発酵による方法(特公
昭38−7091号公報、特公昭49−93586号公報等参照)等
が採用されている。
Since L-isoleucine has a stereoisomer like other amino acids, it is generally difficult to chemically synthesize L-isoleucine, and industrially it is mainly produced by a fermentation method. For example, L- such as DL-α-aminobutyric acid and threonine
A method of fermenting in a precursor of isoleucine (see JP-B-43-8709, JP-B-40-2880, etc.); a method of so-called direct fermentation without using such a precursor (Japanese Patent Publication No. 38-7091) And Japanese Patent Publication No. 49-93586).

一方、酵素法としては、例えば、アンモニウムイオ
ン、またはイソロイシン以外のL−もしくはDL−アミノ
酸の存在下にD−、L−またはDL−α−ケト−β−メチ
ル酪酸からL−イソロイシンを製造する方法(特公昭46
−29789号公報参照);アンモニウムイオン、またはイ
ソロイシン以外のL−もしくはDL−アミノ酸の存在下に
D−イソロイシンまたはD−アロイソロイシンの単独も
しくは混合物またはこれらとその光学異性体との適宜混
合物に作用させてL−イソロイシンを製造する方法(特
公昭46−29788号公報参照);セラチア(Serratia)属
細菌の固定化物を用いてグルコースとD−スレオニンか
らL−イソロイシンを製造する方法(日本醗酵工学会大
会講演要旨集、47−48頁、昭和52年度)等が報告されて
いる。
On the other hand, as an enzymatic method, for example, a method for producing L-isoleucine from D-, L- or DL-α-keto-β-methylbutyric acid in the presence of an ammonium ion or an L- or DL-amino acid other than isoleucine (Special Publication 46
-29789); in the presence of an ammonium ion or an L- or DL-amino acid other than isoleucine, acting on D-isoleucine or D-alloisoleucine alone or in a mixture or an appropriate mixture of these and an optical isomer thereof. (See Japanese Patent Publication No. 46-29788); a method for producing L-isoleucine from glucose and D-threonine using an immobilized Serratia bacterium (Japanese Society of Fermentation Engineering) Abstracts of lectures, pp. 47-48, 1977) have been reported.

しかしながら、これらの方法は、原料コストが嵩む、
収率が低い等の問題があり、十分に満足しうるものでは
ない。
However, these methods increase raw material costs,
There are problems such as a low yield, which is not satisfactory.

また、本発明者らは先に、ブレビバクテリウム(Brev
ibacterium)属に属し且つエタノール資化性を有する微
生物を、DL−α−アミノ酪酸を含むエタノールを主炭素
源とする培地で好気的に培養して、培養液中にL−イソ
ロイシンを生成蓄積せしめ、この培養液からL−イソロ
イシンを採取することを特徴とする、発酵法によるL−
イソロイシンの製造法(特公昭57−26755号公報、特公
昭59−28398号公報参照);並びにブレビバクテリウム
属に属し且つエタノール資化性を有する微生物菌体もし
くはその処理物又はこれらの固定化物の存在下に、エタ
ノール及びα−アミノ酪酸を含有する水溶液を酵素反応
させて該溶液中にL−イソロイシンを生成せしめ、これ
からL−イソロイシンを採取することを特徴とするL−
イソロイシンの製造法(特願昭61−133773号出願明細書
参照)を提案した。
Further, the present inventors have previously described Brevibacterium (Brev
Microorganisms belonging to the genus ibacterium and having ethanol assimilation are aerobically cultured in a medium containing ethanol containing DL-α-aminobutyric acid as a main carbon source to produce and accumulate L-isoleucine in the culture broth. At least, L-isoleucine is collected from this culture solution, and L-isoleucine is obtained by a fermentation method.
A method for producing isoleucine (see Japanese Patent Publication No. 57-26755 and Japanese Patent Publication No. 59-28398); In the presence of L-isoleucine, an aqueous solution containing ethanol and α-aminobutyric acid is subjected to an enzymatic reaction to produce L-isoleucine in the solution, from which L-isoleucine is collected.
A method for producing isoleucine (see Japanese Patent Application No. 61-133773) has been proposed.

本発明者らは、先に提案した上記2つの方法につき、
L−イソロイシンをさらに高収率で取得すべく改良研究
を行なっている過程で、発酵培養液中又は酵素反応溶液
中にO−エチルホモセリンが副生し、この物質が培養液
又は反応液からのL−イソロイシンの分離精製を煩雑に
し、L−イソロイシンの回収率を低下させていることを
究明した。そこで、本発明者らは、発酵培養液中又は酵
素反応溶液中におけるO−エチルホモセリンの副生を抑
制すれば、L−イソロイシンの収率を向上させうると考
え、その抑制方法につき鋭意検討を重ねた結果、今回、
前述したブレビバクテリウム属に属するビオチン要求性
微生物又はその処理物を用いる発酵法又は酵素法による
L−イソロイシンの製造を、L−もしくはDL−メチオニ
ンの存在下に実施すれば、O−エチルホモセリンの副生
が大幅に低減し、培養液又は酵素反応液からのL−イソ
ロイシンの分離精製が容易となり、L−イソロイシンの
収率も向上させうることが見出され、本発明を完成する
に至った。
The present inventors have proposed the above-mentioned two methods,
In the course of conducting an improvement study to obtain L-isoleucine at a higher yield, O-ethylhomoserine is by-produced in the fermentation broth or the enzyme reaction solution, and this substance is produced from the culture broth or the reaction broth. It was clarified that the separation and purification of L-isoleucine was complicated and the recovery rate of L-isoleucine was reduced. Therefore, the present inventors believe that suppressing the by-product of O-ethylhomoserine in a fermentation broth or an enzyme reaction solution can improve the yield of L-isoleucine, and have studied diligently on a method for the suppression. This time,
If the production of L-isoleucine by a fermentation method or an enzymatic method using a biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium described above or a processed product thereof is carried out in the presence of L- or DL-methionine, O-ethylhomoserine can be obtained. It has been found that by-products are significantly reduced, separation and purification of L-isoleucine from a culture solution or an enzyme reaction solution are facilitated, and the yield of L-isoleucine can also be improved. Thus, the present invention has been completed. .

かくして本発明によれば、ブレビバクテリウム(Brev
ibacterium)属に属するビチオン要求性微生物の菌体又
はその処理物の存在下に、L−もしくはDL−α−アミノ
−n−酪酸もしくはその塩、α−ケト酪酸もしくはその
塩及びL−もしくはDL−α−ヒドロキシ酪酸もしくはそ
の塩より選ばれる酪酸誘導体を水性エタノール溶液中で
酵素反応せしめてL−イソロイシンを製造するに当り、
該酵素反応をL−もししくはDL−メチオニンの共存下に
行なうことを特徴とするL−イソロイシンの製造方法
[以下、酵素法という]が提供される。
Thus, according to the present invention, Brevibacterium (Brev
L- or DL-α-amino-n-butyric acid or a salt thereof, α-ketobutyric acid or a salt thereof, and L- or DL- In producing L-isoleucine by subjecting a butyric acid derivative selected from α-hydroxybutyric acid or a salt thereof to an enzymatic reaction in an aqueous ethanol solution,
There is provided a method for producing L-isoleucine (hereinafter referred to as an enzymatic method), wherein the enzymatic reaction is carried out in the presence of L- or DL-methionine.

本発明によればさらに、ブレビバクテリウム属に属す
るビオチン要求性微生物を、L−もしくはDL−α−アミ
ノ−n−酪酸もしくはその塩、α−ケト酪酸もしくはそ
の塩及びL−もしくはDL−ヒドロキシ酪酸もしくはその
塩より選ばれる酪酸誘導体を含有するエタノールを主炭
素源とする培地で好気的に培養し、培養液中にL−イソ
ロイシンを生産蓄積せしめるに当り、該培養をL−もし
くはDL−メチオニンの存在下に行なうことを特徴とする
L−イソロイシンの製造方法[以下、発酵法という]が
提供される。
According to the present invention, further, a biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium can be produced by using L- or DL-α-amino-n-butyric acid or a salt thereof, α-ketobutyric acid or a salt thereof, and L- or DL-hydroxybutyric acid. Alternatively, aerobically culturing in a medium containing ethanol containing a butyric acid derivative selected from salts thereof as a main carbon source, and producing and accumulating L-isoleucine in the culture broth, the culture is treated with L- or DL-methionine. And a method for producing L-isoleucine [hereinafter referred to as a fermentation method].

以下、本発明の方法につきさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail.

本発明の方法において使用される微生物は、ブレビバ
クテリウム(Brevibacterium)属に属するビオチン要求
性微生物であり、好ましくはエタノール資化性を有する
ものである。その中にはL−イソロイシン生産菌も含ま
れる。そのような微生物の具体例としては、 ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ−233:(微工研条寄第1497号)、 ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ−233−AB−41(微工研条寄第1498号)、 ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ−233−ABT−11(微工研条寄第1500号)、 ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavu
m)MJ−233−ABD−21(微工研条寄第1499号)、等 が挙げられ、これらの菌が本発明において好適に用いら
れる。
The microorganism used in the method of the present invention is a biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium, and preferably has ethanol utilization. Among them, L-isoleucine producing bacteria are also included. Specific examples of such microorganisms include Brevibacterium flavu
m) MJ-233: (Microtechnical Laboratory No. 1497), Brevibacterium flavu
m) MJ-233-AB-41 (Jikken-Jikken No. 1498), Brevibacterium flavu
m) MJ-233-ABT-11 (Microtechnical Laboratory No. 1500), Brevibacterium flavu
m) MJ-233-ABD-21 (Microtechnical Research Institute No. 1499), and the like, and these bacteria are suitably used in the present invention.

なお、上記の微工研条寄第1498号の菌株は、微工研条
寄第1497号の菌株を親株としてDL−α−アミノ酪酸耐性
を積極的に付与されたエタノール資化性微生物である
(特公昭59−28398号公報第3〜4欄参照)。また、微
工研条寄第1500号の菌株は、微工研条寄第1497号の菌株
を親株としたL−α−アミノ酪酸トランスアミナーゼ高
活性変異株である(特願昭60−190609号明細書3−5頁
参照)。さらに、微工研条寄第1499号の菌株は微工研条
寄第1497号の菌株を親株としたD−α−アミノ酪酸デア
ミナーゼ高活性変異株である(特願昭61−177993号公報
参照)。
In addition, the microbial strain No. 1498 strain is a ethanol-assimilating microorganism positively imparted with DL-α-aminobutyric acid resistance using the microbial strain No. 1497 strain as a parent strain. (See columns 3 and 4 of JP-B-59-28398). The strain of No. 1500 is a highly active mutant of L-α-aminobutyric acid transaminase using the strain of No. 1497 as a parent strain (Japanese Patent Application No. 60-190609). 3-5). Further, the strain of No. 1499 is a D-α-aminobutyric acid deaminase highly active mutant using the strain of No. 1497 as a parent strain (see Japanese Patent Application No. 61-177793). ).

これらの微生物の他に、ブレビバクテリウム・アンモ
ニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)ATCC 687
1、同ATCC13745、同ATCC 13746;ブレビバクテリウム・
デバリカタム(Brevibacterium divaricatum)ATCC 14
020等を用いることもできる。
In addition to these microorganisms, Brevibacterium ammoniagenes ATCC 687
1, ATCC 13745, ATCC 13746; Brevibacterium
Devaricatum (Brevibacterium divaricatum) ATCC 14
020 or the like can also be used.

以上に述べた如きブレビバクテリウム属に属するビオ
チン要求性微生物の培養は、通常の方法に従い、エタノ
ール主炭素源とし、そしてさらに窒素源、無機塩等の栄
養分を含む培地を用いて行なうことができる。発酵法に
よってL−イソロイシンを製造する場合には、培地にL
−もしくはDL−α−アミノ−n−酪酸もしくはその塩、
α−ケト酪酸もしくはその塩及びL−もしくはDL−ヒド
ロキシ酪酸もしくはその塩より選ばれる酪酸誘導体を含
有せしめる。
The cultivation of the biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium as described above can be performed using a medium containing nutrients such as an ethanol main carbon source, a nitrogen source, and an inorganic salt, according to a conventional method. . When L-isoleucine is produced by fermentation, L-isoleucine is added to the medium.
-Or DL-α-amino-n-butyric acid or a salt thereof,
It contains a butyric acid derivative selected from α-ketobutyric acid or a salt thereof and L- or DL-hydroxybutyric acid or a salt thereof.

培地に含ませうる窒素源としては、微生物の培養に際
して通常使用しうる窒素含有有機または無機物質、例え
ば、アンモニア、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、硝酸アンモニウム、尿素等を単独若しくは混合して
用いることができ、また、無機塩としては、例えば、リ
ン酸一水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸マグ
ネシウム等を用いることができる。こ他に菌の生育及び
L−イソロイシンの生成に必要であれば、ペプトン、肉
エキス、酵母エキス、コーンスティープリカー、カザミ
ノ酸、各種ビタミン等の栄養素を培地に添加し用いる。
As the nitrogen source that can be contained in the medium, nitrogen-containing organic or inorganic substances that can be generally used in culturing microorganisms, such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, and urea can be used alone or in combination. As the inorganic salt, for example, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like can be used. In addition, if necessary for growth of bacteria and production of L-isoleucine, nutrients such as peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casamino acid and various vitamins are added to the medium and used.

培養は通気撹拌、振盪等の好気的条件下で行なわれ、
培養温度は一般に20〜40℃、好ましくは25〜35℃の範囲
内とすることができる。また、培地のpHは通常5〜10の
範囲、好ましくは7〜8付近が適当であり、培養中のpH
の調整は培地に適宜酸又はアルカリを添加して行なうこ
とができる。
The cultivation is performed under aerobic conditions such as aeration stirring and shaking.
The cultivation temperature can be generally in the range from 20 to 40 ° C, preferably from 25 to 35 ° C. The pH of the medium is usually in the range of 5 to 10, preferably around 7 to 8.
Can be adjusted by appropriately adding an acid or an alkali to the medium.

培養開始時のエタノール濃度は好ましくは1〜5容量
%、更に好ましくは2〜3容量%の範囲内が適当であ
る。培養期間は通常2〜9日間、好ましくは4〜7日間
である。
The concentration of ethanol at the start of the culture is preferably in the range of 1 to 5% by volume, more preferably 2 to 3% by volume. The culture period is usually 2 to 9 days, preferably 4 to 7 days.

発酵法において、培地に対する前記酪酸誘導体の添加
濃度は、一般に0.1〜5重量%、好ましくは1〜3重量
%の範囲内とすることができる。
In the fermentation method, the concentration of the butyric acid derivative added to the medium can be generally in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight.

本発明の方法を発酵法で行なう場合、本発明は培養を
L−もしくはDL−メチオニンの存在下に実施する点に本
質的特徴を有するものである。培地へのL−もしくはDL
−メチオニンの添加濃度は、用いる培地の組成や微生物
の種類等に応じて変えることができるが、一般には0.01
〜5重量%、好ましくは0.05〜2重量%の範囲内が適当
である。
When the method of the present invention is carried out by a fermentation method, the present invention has an essential feature in that culturing is performed in the presence of L- or DL-methionine. L- or DL to the medium
-The concentration of methionine can be changed depending on the composition of the medium to be used, the type of microorganism, and the like.
A suitable range is from 5 to 5% by weight, preferably from 0.05 to 2% by weight.

一方、本発明の方法を酵素法で実施する場合、上記の
如く培養することにより得られる培養物から菌体を集
め、水や適当な緩衝液で洗浄した後そのまま使用するこ
とができる。或いは該菌体をそれ自体既知の方法で固定
化し固定化物として使用することができ、又は該菌体を
超音波、圧搾等の手段で破砕し、その破砕物もしくはそ
れをさらにそれ自体既知の方法で固定化した固定化酵素
を使用することもできる。微生物菌体又はその破砕物の
固定化法としては、例えば、アクリルアミド等の重合性
モノマーを用いる方法、アルギン酸塩やカラギーナン等
の適当な担体を用いて不溶化させる方法等が挙げられ
る。
On the other hand, when the method of the present invention is carried out by the enzymatic method, the cells can be collected from the culture obtained by culturing as described above, washed with water or an appropriate buffer, and then used directly. Alternatively, the cells can be immobilized by a method known per se and used as an immobilized product, or the cells can be crushed by means of ultrasonication, squeezing, or the like, and the crushed product or a crushed product obtained by a method known per se Alternatively, an immobilized enzyme immobilized in step (1) can be used. Examples of the method for immobilizing the microbial cells or the crushed product thereof include a method using a polymerizable monomer such as acrylamide, and a method of insolubilizing using a suitable carrier such as alginate or carrageenan.

本発明に従う酵素法は、上記の如き微生物菌体又はそ
の処理物の存在下且つL−もしくはDL−メチオニンの共
存下に、前述の酪酸誘導体が水性エタノール溶液中で反
応せしめられる。上記水性エタノール溶液中におけるエ
タノールの濃度は一般に0.5〜40容量%、好ましくは1
〜20容量%の範囲内とすることができる。
In the enzymatic method according to the present invention, the above-mentioned butyric acid derivative is reacted in an aqueous ethanol solution in the presence of the above-mentioned microbial cells or a processed product thereof and in the presence of L- or DL-methionine. The concentration of ethanol in the aqueous ethanol solution is generally 0.5 to 40% by volume, preferably 1%.
It can be in the range of ~ 20% by volume.

該水性溶液は、エタノールを含有する水あるいはリン
酸又はトリス塩酸等の緩衝液であることもできるが、好
ましくはエタノールを含み更に窒素源及び/又は無機塩
類を含む水溶液が用いられる。
The aqueous solution may be water containing ethanol or a buffer solution such as phosphoric acid or Tris-HCl, but preferably an aqueous solution containing ethanol and further containing a nitrogen source and / or inorganic salts is used.

本発明の方法において、酵素反応系に添加しうる窒素
源及び無機塩類としては、通常の微生物菌体の培養液に
際して使用される培地に添加されるものから選んで使用
することができる。ただし、この場合、ビオチンを含ま
ないものを用いるのが望ましい。
In the method of the present invention, the nitrogen source and the inorganic salts that can be added to the enzyme reaction system can be selected from those added to the medium used in the culture of ordinary microbial cells. However, in this case, it is desirable to use one that does not contain biotin.

上記水性溶液中に含ませうる窒素源の具体例として
は、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウ
ム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機窒
素源等を例示することができ、また、無機塩としては、
リン酸−水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸マ
グネシウム、硫酸マンガン、硫酸鉄等が挙げられる、こ
れらの窒素源及び無機塩は、単独でも2種以上混合して
用いることもできる。
Specific examples of the nitrogen source that can be contained in the aqueous solution include ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium nitrate, inorganic nitrogen sources such as ammonium phosphate, and the like.
These hydrogen sources and inorganic salts can be used alone or as a mixture of two or more thereof. Examples thereof include potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, manganese sulfate, and iron sulfate.

これら窒素源及び/又は無機塩の水性溶液中の濃度
は、通常の微生物菌体の培養に使用される培地における
と同程度の範囲とすることができ、特に限定されない。
The concentration of these nitrogen sources and / or inorganic salts in an aqueous solution can be in the same range as in a medium used for culturing ordinary microbial cells, and is not particularly limited.

このような反応液の一例を示すと、(NH42SO4 2g/
、;KH2PO4 0.5g/;K2HPO4 0.5g/;MgSO4・7H2O 0.5
g/;FeSO4・7H2O 20ppm;MnSO4・4〜6H4O 20ppm含有す
るpH7.6の水溶液が挙げられる。
An example of such a reaction solution is (NH 4 ) 2 SO 4 2 g /
,; KH 2 PO 4 0.5 g /; K 2 HPO 4 0.5 g /; MgSO 4・ 7H 2 O 0.5
g /; FeSO 4 · 7H 2 O 20ppm; aqueous solution of MnSO 4 · 4~6H 4 O 20ppm containing pH7.6 and the like.

さらに、上記水性溶液にはビチオンを含有しないアミ
ノ酸、ビタミン、糖類等を添加することもできる。
Furthermore, amino acids, vitamins, saccharides and the like which do not contain bition can be added to the aqueous solution.

水性溶液中における前記L−もしくはDL−α−アミノ
−n−酪酸もしくはその塩、α−ケト酪酸もしくはその
塩およびL−もしくはDL−α−ヒドロキシ酪酸もしくは
その塩より選ばれる酪酸誘導体の濃度には特に制限はな
いが、一般には0.1〜20%(wt/vol)、好ましくは0.2〜
5%(wt/vol)の範囲が適当である。
The concentration of the butyric acid derivative selected from the L- or DL-α-amino-n-butyric acid or a salt thereof, α-ketobutyric acid or a salt thereof and L- or DL-α-hydroxybutyric acid or a salt thereof in an aqueous solution is as follows: There is no particular limitation, but generally 0.1 to 20% (wt / vol), preferably 0.2 to 20% (wt / vol).
A range of 5% (wt / vol) is appropriate.

一方、水性溶液中に存在せしめられる微生物菌体又は
その処理物の濃度も又特に制限されるものではないが、
一般には1〜50%(wt/vol)、好ましくは2〜20%(wt
/vol)の範囲で存在させるのが好適である。
On the other hand, the concentration of the microbial cells or the processed product thereof which is present in the aqueous solution is not particularly limited, either.
Generally, 1 to 50% (wt / vol), preferably 2 to 20% (wt / vol)
/ vol).

また、本発明の方法に従い酵素反応系共存せしめられ
るL−もしくはDL−メチオンの反応時における濃度は、
用いる微生物菌体又はその処理物の種類や形態、水性溶
液の組成等に応じて変え得るが、一般には0.01〜5重量
%、好ましくは0.05〜2重量%の範囲とすることができ
る。
The concentration of L- or DL-methione coexisting in the enzyme reaction system according to the method of the present invention at the time of the reaction is as follows:
It can vary depending on the type and form of the microbial cells used or the processed product thereof, the composition of the aqueous solution, etc., but is generally 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 2% by weight.

本発明に従う酵素反応は、一般に約20〜約50℃、好ま
しくは約30〜約40℃の温度で、通常約10〜約72時間行わ
れる。
The enzymatic reaction according to the present invention is generally carried out at a temperature of about 20 to about 50C, preferably about 30 to about 40C, usually for about 10 to about 72 hours.

以上に述べた発酵法及び酵素法により培養液又は反応
液中に生成するL−イソロイシンの培養液又は反応液か
らの分離・精製は、それ自体既知の方法に従い、例えば
イオン交換樹脂処理法、沈殿法等を適宜組合わせて行な
うことができる。
The separation and purification of L-isoleucine produced in the culture solution or the reaction solution by the fermentation method and the enzyme method described above from the culture solution or the reaction solution may be performed according to a method known per se, for example, an ion exchange resin treatment method, a precipitation method, or the like. It can be performed by appropriately combining methods and the like.

次に実施例を挙げて本発明の方法をさらに具体的に説
明する。下記実施例において、O−エチルホモセリン及
びL−イソロイシンの定性はペーパークロマトグラフの
Rf値、電気泳動法の移動度より行なった。また定量は高
速液体クロマトグラフィー(島津LC−5A)を用いて行っ
た。なお、下記の実施例において%は重量%を意味す
る。
Next, the method of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following examples, the qualities of O-ethylhomoserine and L-isoleucine were determined by paper chromatography.
The determination was performed based on the Rf value and the mobility of the electrophoresis method. The quantification was performed using high performance liquid chromatography (Shimadzu LC-5A). In the following examples,% means% by weight.

実施例 1 培地(尿素0.4%、硫酸アンモニウム1.4%、KH2PO4
0.05%、K2HPO4 0.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、CaCl2
2H2O 2ppm、FeSO4・7H2O 2ppm、MnSO4・4〜6H2O 2pp
m、ZnSO4・7H2O 2ppm、NaCl 2ppm、ビチオン 200μg/
、チアミン・HCl 100μg/、カザミノ酸 0.1%、酵
母エキス 0.1%)100mlを500ml容三角フラスコに分注、
滅菌(滅菌後pH7.0)した後、ブレビバクテリウム・フ
ラバム(Brevibacterium flavum)MJ−233(微工研条寄
第1497号)を植菌し、無菌的にエタノールを2ml加え、3
0℃にて2日間振盪培養を行った。
Example 1 Medium (0.4% urea, 1.4% ammonium sulfate, KH 2 PO 4
0.05%, K 2 HPO 4 0.05%, MgSO 4・ 7H 2 O 0.05%, CaCl 2
2H 2 O 2ppm, FeSO 4 · 7H 2 O 2ppm, MnSO 4 · 4~6H 2 O 2pp
m, ZnSO 4 · 7H 2 O 2ppm, NaCl 2ppm, biotin 200 [mu] g /
, Thiamine / HCl 100μg /, casamino acid 0.1%, yeast extract 0.1%) 100ml is dispensed into a 500ml Erlenmeyer flask,
After sterilization (pH 7.0 after sterilization), Brevibacterium flavum MJ-233 (Microtechnical Research Institute No. 1497) was inoculated, and 2 ml of ethanol was aseptically added.
Shaking culture was performed at 0 ° C for 2 days.

次に、本培養培地(硫酸アンモニウム2.3%、KH2PO4
0.05%、K2HPO4 0.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、FeSO4
7H2O 20ppm、MnSO4・nH2O 20ppm、ビチオン 200μg/
、チアミン・HCl 100μg/、カザミノ酸 0.3%、酵
母エキス 0.3%)1000mlを2容通気撹拌槽に仕込み、
滅菌(102℃、20分間)後、エタノールの20mlと前記前
培養物の20mlを添加して、回転数1000rpm、通気量1vv
m、温度33℃pH7.6にて48時間培養を行った。
Next, the main culture medium (ammonium sulfate 2.3%, KH 2 PO 4
0.05%, K 2 HPO 4 0.05%, MgSO 4・ 7H 2 O 0.05%, FeSO 4
7H 2 O 20ppm, MnSO 4・ nH 2 O 20ppm, Bition 200μg /
, Thiamine / HCl 100μg /, casamino acid 0.3%, yeast extract 0.3%)
After sterilization (102 ° C., 20 minutes), 20 ml of ethanol and 20 ml of the preculture were added, and the rotation speed was 1000 rpm, and the aeration rate was 1 vv.
Culture was carried out at a temperature of 33 ° C. and a pH of 7.6 for 48 hours.

なお、エタノールは、培養液中培地の濃度が2容量%
を越えないように、約1〜2時間ごとに断続的に添加し
た。
In addition, the concentration of the ethanol in the culture medium was 2% by volume.
Was added intermittently about every 1-2 hours so as not to exceed.

培養終了後、培養物500mlからの遠心分離にて集菌し
た。これを脱塩蒸留水にって2度洗浄して得た菌体を、
反応液[(NH42SO4 2.3%、KH2PO4 0.05%、K2HPO4
0.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、FeSO4・7H2O 200ppm、Mn
SO4・4〜6H2O 200ppm、チアミン−塩酸100μg/(pH
7.6)]1000mlに懸濁後、該懸濁液を2容通気撹拌槽
に仕込み、これに更にエタノール20ml及びDL−メチオニ
ン0.5g及びDL−α−アミノ酪酸1%又はα−ケト酪酸ナ
トリウム0.5%又はDL−α−ヒドロキシ酪酸ナトリウム
1%を添加して、回転数300rpm、温度33℃、pH7.6(25
%アンモニア水にて調節)にて15時間反応を行った。
After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation from 500 ml of the culture. This is washed twice with demineralized distilled water, and the obtained cells are
Reaction solution [(NH 4 ) 2 SO 4 2.3%, KH 2 PO 4 0.05%, K 2 HPO 4
0.05%, MgSO 4 · 7H 2 O 0.05%, FeSO 4 · 7H 2 O 200ppm, Mn
SO 4 · 4~6H 2 O 200ppm, Thiamine - HCl 100 [mu] g / (pH
7.6)] After suspending in 1000 ml, the suspension was charged into a 2-volume agitating tank, and further added with 20 ml of ethanol, 0.5 g of DL-methionine and 1% of DL-α-aminobutyric acid or 0.5% of sodium α-ketobutyrate. Alternatively, 1% of sodium DL-α-hydroxybutyrate is added, and the number of rotations is 300 rpm, the temperature is 33 ° C., and the pH is 7.6 (25%).
% Adjusted with aqueous ammonia) for 15 hours.

反応終了後、遠心分離(4000rpm、15分間、4℃)に
て除菌した上清液中のO−エチルホモセリン及びL−イ
ソロイシンを定量した。
After the completion of the reaction, O-ethylhomoserine and L-isoleucine in the supernatant liquid that had been sterilized by centrifugation (4000 rpm, 15 minutes, 4 ° C) were quantified.

なお、比較例としてはDL−メチオニンを添加しないて
同様の反応を行った。結果を下記第1表に示す。
As a comparative example, the same reaction was performed without adding DL-methionine. The results are shown in Table 1 below.

実施例 2 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−AB−41(微工研条寄第1498号)
に変えた以外は実施例1と同様に実施した。
Example 2 Microorganisms were used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-AB-41 (Microtechnical Laboratories No. 1498)
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that

結果を下記第2表に示す。 The results are shown in Table 2 below.

実施例 3 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−ABT−11(微工研条寄第1500
号)に変えた以外は実施例1と同様に実施した。
Example 3 Microorganisms were used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-ABT-11
) Was carried out in the same manner as in Example 1 except that

結果を下記第3表に示す。 The results are shown in Table 3 below.

実施例 4 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−ABD−11(微工研条寄第1499
号)に変えた以外は実施例1と同様に実施した。
Example 4 A microorganism was used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-ABD-11
) Was carried out in the same manner as in Example 1 except that

結果を下記第4表に示す。 The results are shown in Table 4 below.

実施例 5 実施例1の本培養培地の50mlを500ml三角フラスコに
分注し、滅菌後、該培地にDL−メチオニン0.05%及びDL
−α−アミノ酪酸0.5%又はα−ケト酪酸ナトリウム0.5
%又はDL−α−ヒドロキシ酪酸0.5%及びエタノール1ml
を添加し、さらに実施例1の前培養物の2mlを添加して
回転数220rpm、温度33℃にて48時間振盪培養を行った。
Example 5 50 ml of the main culture medium of Example 1 was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized, and then added with 0.05% of DL-methionine and DL.
-Α-aminobutyric acid 0.5% or α-sodium ketobutyrate 0.5
% Or 0.5% of DL-α-hydroxybutyric acid and 1 ml of ethanol
Was added, and 2 ml of the preculture of Example 1 was further added, followed by shaking culture at 220 rpm and a temperature of 33 ° C. for 48 hours.

培養終了後、遠心分離(4000rpm、15分間、4℃)に
て除菌した上清液中のO−エチルホモセリン及びL−イ
ソロイシンを定量した。なお、比較例としては、DL−メ
チオニンを添加しないで同様の培養を行った。結果を下
記第5表に示す。
After the cultivation, O-ethylhomoserine and L-isoleucine in the supernatant liquid removed by centrifugation (4000 rpm, 15 minutes, 4 ° C) were quantified. In addition, as a comparative example, the same culture was performed without adding DL-methionine. The results are shown in Table 5 below.

実施例 6 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−AB−41(微工研条寄第1498号)
に変えた以外は実施例5と同様に実施した。
Example 6 A microorganism was used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-AB-41 (Microtechnical Laboratories No. 1498)
Example 5 was carried out in the same manner as in Example 5, except that

結果を下記第6表に示す。 The results are shown in Table 6 below.

実施例 7 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−ABT−11(微工研条寄第1500
号)に変えた以外は実施例5と同様に実施した。
Example 7 The microorganism was used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-ABT-11
Example 5 was carried out in the same manner as in Example 5 except that the above was changed.

結果を下記第7表に示す。 The results are shown in Table 7 below.

実施例 8 微生物をブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacte
rium flavum)MJ−233−ABD−21(微工研条寄第1499
号)に変えた以外は実施例5と同様に実施した。
Example 8 Microorganisms were used for Brevibacterium flavum.
rium flavum) MJ-233-ABD-21
Example 5 was carried out in the same manner as in Example 5 except that the above was changed.

結果を下記第8表に示す。 The results are shown in Table 8 below.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四方 和通 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社中央研究所内 (72)発明者 寺沢 真人 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社中央研究所内 (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Wado, 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Pref. Inside the Central Research Laboratory, Mitsubishi Yuka Co., Ltd. (72) Inventor Masato Terasawa, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki 8-3-1, Mitsubishi Yuka Central Research Laboratory (72) Inventor Hideaki Yukawa 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Pref. Mitsubishi Yuka Central Research Laboratory

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属
に属するビオチン要求性微生物の菌体又はその処理物の
存在下に、L−もしくはDL−α−アミノ−n−酪酸もし
くはその塩、α−ケト酪酸もしくはその塩及びL−もし
くはDL−α−ヒドロキシ酪酸もしくはその塩より選ばれ
る酪酸誘導体を水性エタノール溶液中で酵素反応せしめ
てL−イソロイシンを製造するに当り、該酵素反応をL
−もしくはDL−メチオニンの共存下に行なうことを特徴
とするL−イソロイシンの製造方法。
(1) L- or DL-α-amino-n-butyric acid or a salt thereof, α-ketobutyric acid in the presence of a biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium or a processed product thereof. Alternatively, when enzymatically reacting a salt thereof and a butyric acid derivative selected from L- or DL-α-hydroxybutyric acid or a salt thereof in an aqueous ethanol solution to produce L-isoleucine,
-Or a method for producing L-isoleucine, which is carried out in the presence of DL-methionine.
【請求項2】ブレビバクテリウム属に属するビオチン要
求性微生物を、L−もしくはDL−アミノ−n−酪酸もし
くはその塩、α−ケト酪酸もしくはその塩及びL−もし
くはDL−ヒドロキシ酪酸もしくはその塩より選ばれる酪
酸誘導体を含有するエタノールを主炭素源とする培地で
好気的に培養し、培養液中にL−イソロイシンを生産蓄
積せしめるに当り、該培養をL−もしくはDL−メチオニ
ンの存在下に行なうことを特徴とするL−イソロイシン
の製造方法。
2. A biotin-requiring microorganism belonging to the genus Brevibacterium, comprising L- or DL-amino-n-butyric acid or a salt thereof, α-ketobutyric acid or a salt thereof, and L- or DL-hydroxybutyric acid or a salt thereof. Aerobically cultured in a medium containing ethanol as a main carbon source containing the selected butyric acid derivative, and producing and accumulating L-isoleucine in the culture medium, the culture was carried out in the presence of L- or DL-methionine. A method for producing L-isoleucine.
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