JP2727655B2 - Production of pyruvate by fermentation - Google Patents
Production of pyruvate by fermentationInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、発酵法によるピルビン酸の製造法に関する
ものである。The present invention relates to a method for producing pyruvic acid by a fermentation method.
ピルビン酸は生体代謝の重要な中間体であり、各種医
・農薬などの有効な合成原料であるのみならず酸素法に
よるL−トリプトファン、L−システイン、L−チロシ
ンなどのアミノ酸合成の主要原料である。よって安価に
製造し得れば、種々の合成原料として有用である。Pyruvic acid is an important intermediate in biological metabolism, and is an effective raw material for various medicines and agricultural chemicals, as well as a main raw material for the synthesis of amino acids such as L-tryptophan, L-cysteine, and L-tyrosine by the oxygen method. is there. Therefore, if it can be produced at low cost, it is useful as various synthetic raw materials.
<従来の技術> 従来、発酵法によるピルビン酸の製造法としては、サ
ッカロミセス属およびキャンディダ属などの酵母菌とそ
の変異株や担子菌類または特殊なバクテリアによる方法
が知られている(特公昭57−796号公報など)。また、
トルロプシス属酵母によるピルビン酸発酵についても野
性株による方法(特開昭62−275688号公報など)が知ら
れている。<Prior Art> Conventionally, as a method for producing pyruvic acid by a fermentation method, a method using yeasts such as Saccharomyces and Candida and mutants thereof, basidiomycetes or special bacteria is known (Japanese Patent Publication No. -796 publication). Also,
As for pyruvate fermentation by a yeast belonging to the genus Torulopsis, a method using a wild strain (JP-A-62-275688, etc.) is known.
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、かかる従来方法はエタノール、α−ケ
トグルタル酸などの副生物が多かったり、または、収率
・収量が十分でなかったりしたため工業的に有利な方法
とはいえなかった。<Problems to be Solved by the Invention> However, such a conventional method is industrially advantageous because it has many by-products such as ethanol and α-ketoglutaric acid, or the yield and yield are not sufficient. Did not.
<課題を解決するための手段および作用> したがって本発明者らは、上記問題点を解決すること
ができ、さらに生産性の高いピルビン酸の製造方法につ
いて鋭意研究した結果、トルロプシス属に属し、ピルビ
ン酸生産能を有する微生物に、2−デオキシグルコース
に高い耐性を有する性質を付与することにより、ピルビ
ン酸の蓄積濃度、生成収率が著しく向上することを見出
し、本発明に到達した。<Means and Actions for Solving the Problems> Accordingly, the present inventors have been able to solve the above-mentioned problems and have conducted intensive studies on a method for producing pyruvic acid with high productivity. The present inventors have found that by imparting a property having a high resistance to 2-deoxyglucose to a microorganism having an acid-producing ability, the accumulated concentration and production yield of pyruvic acid are remarkably improved.
すなわち、本発明の上記目的は、トルロプシス属に属
し、ピルビン酸生産能を有する微生物のうち、2−デオ
キシグルコース耐性株を培養することにより、培地中に
ピルビン酸を生成蓄積させ、これを採取することにより
達成されるのである。That is, the above object of the present invention belongs to the genus Torulopsis, among microorganisms capable of producing pyruvate, by culturing a 2-deoxyglucose-resistant strain to produce and accumulate pyruvate in the medium, and collect this. That is achieved.
すなわち、本発明はトルロプシス(Torulopsis)属に
属し、2−デオキシグルコース耐性を有し、かつピルビ
ン酸生産能を有する微生物を培養して培養液中にピルビ
ン酸を生成蓄積せしめ、前記培養液よりピルビン酸を採
取することを特徴とする発酵法によるピルビン酸の製造
法である。なかんずく、トルロプシス属に属するピルビ
ン酸発酵生産菌に2−デオキシグルコース耐性を付与
し、ピルビン酸発酵性能を向上させた知見は今まで報告
されていない。That is, the present invention is a microorganism belonging to the genus Torulopsis, which is resistant to 2-deoxyglucose and has pyruvate-producing ability, thereby producing and accumulating pyruvic acid in a culture solution. This is a method for producing pyruvic acid by a fermentation method, which comprises collecting an acid. Above all, no knowledge has been reported to date on imparting 2-deoxyglucose resistance to pyruvate fermentation producing bacteria belonging to the genus Torulopsis and improving pyruvate fermentation performance.
次に本発明を詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail.
本発明に用いられる変異株は、ピルビン酸生産能を有
し、2−デオキシグルコースに耐性を有するトルロプシ
ス属に属する微生物であればいかなるものであってもよ
い。The mutant strain used in the present invention may be any microorganism that has pyruvic acid-producing ability and is resistant to 2-deoxyglucose and belongs to the genus Torulopsis.
本発明に用いられる変異株の代表的なものとしては、
たとえば2−デオキシグルコース耐性変異株トルロプシ
ス・グラブラータP95−21(FERM P−10652)が挙げられ
る。この変異株はトルロプシス・グラブラータIFO 0005
を親株として通常の変異処理方法によって誘導されたも
のである。Representative mutants used in the present invention include:
For example, 2-deoxyglucose-resistant mutant Torulopsis glabrata P95-21 (FERM P-10652) can be mentioned. This mutant strain is Torulopsis glabrata IFO 0005
Was used as a parent strain and was induced by a conventional mutation treatment method.
このような変異株は、親株に紫外線照射、あるいはN
−メチル−N-−ニトロ−N−ニトロソグアニジン処理、
エチルメタンスルホネート(以下、EMSと略す)処理な
どの通常の変異処理を施した後、親株が十分生育できな
いような濃度の2−デオキシグルコースを含む固体培地
で、親株に比べて、有意に生育可能な菌株を取得すれば
よい。Such a mutant strain is obtained by irradiating the parent strain with ultraviolet light or N
-Methyl-N -- nitro-N-nitrosoguanidine treatment,
After a normal mutation treatment such as ethyl methanesulfonate (hereinafter abbreviated as EMS) treatment, it can grow significantly in a solid medium containing 2-deoxyglucose at a concentration such that the parent strain cannot grow sufficiently. What is necessary is just to obtain a suitable strain.
本発明における2−デオキシグルコース耐性株とは、
その親株より強い耐性を有する菌株のことであり、好ま
しくは親株の24時間後の相対生育度が40%以下になるよ
うな濃度の2−デオキシグルコースを含む培地で培養し
た場合の最終相対生育度が50%以上を示すようなものを
いう。The 2-deoxyglucose-resistant strain in the present invention includes:
A strain having higher resistance than its parent strain, and preferably the final relative growth when cultured in a medium containing 2-deoxyglucose at a concentration such that the relative growth of the parent strain after 24 hours is 40% or less. Indicates 50% or more.
ここでの相対生育度は、培養液の660nmにおける吸光
度を測定し、各菌株の2−デオキシグルコースを添加し
ていない培養液の吸光度を100%として表わした場合の
相対吸光度で示すものとする。Here, the relative growth is measured by measuring the absorbance at 660 nm of the culture solution, and is expressed as the relative absorbance when the absorbance of the culture solution without addition of 2-deoxyglucose of each strain is expressed as 100%.
本発明で用いられる培地は発酵に通常使用される炭素
源、窒素源、無機塩類、ビタミン類などをほどよく含有
するものであればよいが、炭素源としては、グルコース
などの糖質、有機酸、エタノール、メタノールなどの使
用酵母菌が利用し得るものが使用される。窒素源として
は硫安、硝安、塩安、尿素、ペプトン、肉エキス、味
液、その他の有機および無機窒素化合物が使用される
が、望ましくはアミノ酸をバランスよく含む有機窒素化
合物がよい。無機塩類としてはリン酸カリウム、硫酸マ
グネシウム、鉄、マンガン、その他の無機塩類が用いら
れ、さらに必要に応じてチアミン、ナイアシン、ピリド
キシン、ビオチンなどの要求ビタミン、またはこれらを
含有する酵母エキス、コーンスチープリカー、その他の
天然物を添加した培地を使用すればよい。The medium used in the present invention may be any medium that contains moderately the carbon source, nitrogen source, inorganic salts, vitamins and the like usually used for fermentation. Examples of the carbon source include saccharides such as glucose and organic acids. , Ethanol, methanol and the like that can be used by the yeast used are used. As the nitrogen source, ammonium sulfate, ammonium nitrate, ammonium salt, urea, peptone, meat extract, taste liquor, and other organic and inorganic nitrogen compounds are used, and preferably organic nitrogen compounds containing amino acids in a well-balanced manner. As the inorganic salts, potassium phosphate, magnesium sulfate, iron, manganese, and other inorganic salts are used, and if necessary, required vitamins such as thiamine, niacin, pyridoxine, and biotin, or yeast extracts and corn steep containing them A medium containing liquor and other natural products may be used.
培養中はピルビン酸の生成蓄積にともない、pHの低下
が起こるので炭酸カルシウム、苛性ソーダ、苛性カリな
どのアルカリでpH3〜7に調節することがピルビン酸生
産には有効である。培養中の温度は22℃〜32℃が適当で
ある。培養終了後、系内に蓄積したピルビン酸は常法に
より、単離採取することができる。During the cultivation, the pH decreases as pyruvic acid is produced and accumulated. Therefore, adjusting the pH to 3 to 7 with an alkali such as calcium carbonate, caustic soda, or caustic potash is effective for pyruvic acid production. The temperature during the culturing is suitably from 22 ° C to 32 ° C. After completion of the culture, pyruvic acid accumulated in the system can be isolated and collected by a conventional method.
例えば、酸性エーテル抽出、フェニルヒドラゾン化し
て沈澱単離する方法なども採取することができる。For example, acidic ether extraction, phenylhydrazonation and precipitation isolation can also be used.
<実施例> 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1 A.(2−デオキシグルコース耐性株の分離) トルロプシス・グラブラータIFO 0005の菌体を常法
によりEMS処理(1W/V%、30℃で3時間)したのち、こ
の菌体を、Bacto Yeast Carbon Base(DIFCO(株)製、
以下YCB倍地と略す)に硫安5g/と2−デオキシグルコ
ース40mMを加えた寒天培地に塗布し、30℃にて5〜7日
培養し、2−デオキシグルコース高耐性株トルロプシス
・グラブラータP95−21を取得した。Example 1 A. (Isolation of 2-Deoxyglucose-Resistant Strain) After treating cells of Torulopsis glabrata IFO 0005 with EMS (1 W / V%, 30 ° C. for 3 hours) by a conventional method, the cells were subjected to Bacto Yeast Carbon Base (manufactured by DIFCO Corporation)
(Hereinafter abbreviated as YCB medium), applied to an agar medium containing 5 g of ammonium sulfate and 40 mM of 2-deoxyglucose, cultured at 30 ° C. for 5 to 7 days, and obtained a highly resistant 2-deoxyglucose strain Torulopsis glabrata P95-21. I got
B.(2−デオキシグルコース耐性株の耐性度) 下記第1表に示す各菌株をYCB培地に硫安5g/を加え
た液体培地に植菌し、30℃で16時間振とう培養した。こ
の生育した菌体を2−デオキシグルコースをそれぞれ
0、10mM、20mM、30mM、40mMの濃度で含む硫安5g/を
加えたYCB培地5mlに接種し、30℃で24時間培養し、各菌
体の生育度を調べた。その結果を第1表に示した。B. (Degree of Resistance of 2-Deoxyglucose-Resistant Strains) Each of the strains shown in Table 1 below was inoculated in a liquid medium obtained by adding 5 g / ammonium sulfate to a YCB medium, and cultured with shaking at 30 ° C. for 16 hours. The grown cells were inoculated into 5 ml of YCB medium containing 5 g / ammonium sulfate containing 2-deoxyglucose at concentrations of 0, 10 mM, 20 mM, 30 mM and 40 mM, respectively, and cultured at 30 ° C. for 24 hours. The degree of growth was examined. The results are shown in Table 1.
以上より、本発明方法で使用する2−デオキシグルコ
ース耐性株トルロプシス・グラブラータP95−21は、親
株と比較し、2−デオキシグルコースに対して、より高
い耐性を獲得していることが明らかである。 From the above, it is apparent that the 2-deoxyglucose-resistant strain Torulopsis glabrata P95-21 used in the method of the present invention has acquired higher resistance to 2-deoxyglucose than the parent strain.
実施例2 (ピルビン酸の生産) グルコース10%、硫安0.3%、ポリペプトン0.5%、ニ
コチン酸2mg/、ピリドキシン・塩酸塩400μg/、チ
アミン・塩酸塩20μg/、ビオチン5μg/を含む発酵
培地を1のマイヤーフラスコに40mlずつ分注し、滅菌
後、別滅菌した炭酸カルシウム4%を添加し、親株トル
ロプシス・グラブラータIFO 0005および2−デオキシ
グルコース耐性株トルロプシス・グラブラータP95〜21
を各々接種し、30℃で60時間培養した。培養液中に生成
したピルビン酸を高速液体クロマトグラフィーにて定量
した。Example 2 (Production of pyruvate) A fermentation medium containing 10% glucose, 0.3% ammonium sulfate, 0.5% polypeptone, 2mg / nicotinic acid, 400µg / pyridoxine / hydrochloride, 20µg / thiamine / hydrochloride, and 5µg / biotin / After dispensing 40 ml each into a Meyer flask, sterilizing and adding 4% of separately sterilized calcium carbonate, parent strain Torulopsis glabrata IFO 0005 and 2-deoxyglucose resistant strain Torulopsis glabrata P95-21.
Were inoculated and cultured at 30 ° C. for 60 hours. Pyruvic acid produced in the culture solution was quantified by high performance liquid chromatography.
結果を第2表に示す。 The results are shown in Table 2.
本発明例のトルロプシス・グラブラータP95−21を用
いると、蓄積濃度、ピルビン酸吸率ともいずれも親株よ
り顕著に向上している。 When the Torulopsis glabrata P95-21 of the present invention was used, both the accumulated concentration and the pyruvate absorption rate were significantly improved as compared with the parent strain.
次に、トルロプシス・グラブラータP95−21の培養液2
00mlを除菌後、上澄液に塩酸を加えpH2.0とし、エチル
エーテルで抽出し、次いで苛性ソーダでpHを5.5に中和
した後、40℃で減圧濃縮し50ml程度とした。この濃縮液
にエタノールを滴下させ、ピルビン酸ソーダ6.59g(純
度97.5%)を得た。Next, the culture solution 2 of Torulopsis glabrata P95-21 was used.
After sterilizing 00 ml, the supernatant was adjusted to pH 2.0 by adding hydrochloric acid, extracted with ethyl ether, then neutralized to pH 5.5 with sodium hydroxide, and concentrated under reduced pressure at 40 ° C. to about 50 ml. Ethanol was added dropwise to this concentrated liquid to obtain 6.59 g (purity: 97.5%) of sodium pyruvate.
<発明の効果> 本発明方法によれば、ピルビン酸の蓄積量、収率が向
上し、より安価なピルビン酸の生産が可能になった。<Effect of the Invention> According to the method of the present invention, the amount of pyruvic acid accumulated and the yield are improved, and it is possible to produce pyruvic acid at lower cost.
Claims (2)
−デオキシグルコース耐性を有し、かつピルビン酸生産
能を有する微生物を培養して、培養液中にピルビン酸を
生成蓄積せしめ、前記培養液よりピルビン酸を採取する
ことを特徴とする発酵法によるピルビン酸の製造法。(1) a member belonging to the genus Torulopsis,
A fermentation method comprising culturing a microorganism having tolerance to deoxyglucose and capable of producing pyruvate to produce and accumulate pyruvate in the culture solution, and collecting pyruvate from the culture solution; Method of producing acid.
psis)属グラブラータ(glabrata)種に属する特許請求
の範囲第1項記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the pyruvic acid-producing bacterium is Torulopsis.
2. A method according to claim 1 belonging to the genus glabrata spp.
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