JP2926350B2 - Microbial production of nicotinic acid - Google Patents
Microbial production of nicotinic acidInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微生物によるニコチン酸の製造法に関する。
より詳しくは、3−シアノピリジンを特定の属の微生物
の作用による加水分解反応に付し、生成するニコチン酸
を分離取得する微生物によるニコチン酸の製造法に関す
る。ニコチン酸は生体内においては補酵素として働いて
いることが知られており、また、ニコチン酸誘導体は医
薬品等に用いられている。The present invention relates to a method for producing nicotinic acid by a microorganism.
More specifically, the present invention relates to a method for producing nicotinic acid by a microorganism, which comprises subjecting 3-cyanopyridine to a hydrolysis reaction caused by the action of a microorganism belonging to a specific genus, and separating and obtaining the produced nicotinic acid. Nicotinic acid is known to function as a coenzyme in vivo, and nicotinic acid derivatives are used in pharmaceuticals and the like.
現在、ニコチン酸の製造法としては、アセトアルデヒ
ドとアンモニアによるレッペ反応により得られるアルデ
ヒドコリジンを経由した方法(Ger.Offen.2,046,556公
報参照)や、β−ピコリンのアンモ酸化により得られる
3−シアノピリジンを化学的に加水分解する方法(Ger.
pat.828,246公報参照)などの化学的合成法が知られて
いる。At present, nicotinic acid is produced by a method via aldehyde collidine obtained by a Reppe reaction between acetaldehyde and ammonia (see Ger. Offen. 2,046,556) or 3-cyanopyridine obtained by ammoxidation of β-picoline. (Ger.)
pat.828,246).
しかしながら、これらの方法は副生物の生成や精製工
程が複雑になるまでの問題があり、さらに新規で工業的
に有利な製造方法の開発が望まれていた。However, these methods have problems until the production of by-products and purification steps become complicated, and furthermore, development of a new and industrially advantageous production method has been desired.
一方、ニトリルを加水分解する活性を有する微生物を
用いて3−シアノピリジンをニコチン酸に変換する方法
として、ロドコッカス属ロドクロス種(Appl.Environ.M
ic−robiol.54 1030−1032(1988)参照)、ノカルディ
ア属ロドクロウス種(J.Gen.Microbiol.134 1099−1108
(1988)参照)等の微生物用いる方法が知られている。
これらの微生物を用いた製法は、化学的製法に比較し
て、穏和な条件下で反応でき、反応副生物が少ないこと
から、より工業的に有利な製法と考えられる。しかしな
がら、これら微生物については基礎的な実験がなされて
いるのみであり、工業化を目的とした検討にまでは至っ
ていない。On the other hand, as a method for converting 3-cyanopyridine to nicotinic acid using a microorganism having an activity of hydrolyzing nitrile, Rhodococcus rhodochros species (Appl. Environ. M.
ic-robiol. 54 1030-1032 (1988)), Nocardia rhodochrous species (J. Gen. Microbiol. 134 1099-1108).
(1988)).
The production method using these microorganisms is considered to be a more industrially advantageous production method because it can react under mild conditions and has less reaction by-products than the chemical production method. However, these microorganisms have only been subjected to basic experiments, and have not been studied for industrialization.
本発明者らは工業的生産を目的として、さらに有効な
新規微生物の探索を鋭意行った結果、アグロバクテリウ
ム(Agrobacterium)属、アシネトバクター(Acinetoba
cter)属、ミクロバクテリウム(Microbacterium)属、
セルロモナス(Cellulomonas)属、サイトファーガ(Cy
tophaga)属、オベサムバクテリウム(Obesumbacteriu
m)属またはストレプトマイセス(Streptomyces)属に
属する微生物に高い3−シアノピリジン加水分解活性を
有するものを見出し、本発明を完成するに至った。The present inventors have intensively searched for a more effective new microorganism for the purpose of industrial production, and as a result, the genus Agrobacterium, Acinetoba (Acinetoba)
cter) genus, Microbacterium genus,
Cellulomonas, Cytoferga (Cy)
tophaga), Obesumbacteriu
m) A microorganism belonging to the genus or the genus Streptomyces having high 3-cyanopyridine hydrolysis activity was found, and the present invention was completed.
すなわち、本発明は、3−シアノピリジンを微生物の
作用による加水分解反応によりニコチン酸に変換するニ
コチン酸の製造法において、該微生物として、アグロバ
クテリウム(Agrobacterium)属、アシネトバクター(A
cinetobacter)属、ミクロバクテリウム(Microbacteri
um)属、セルロモナス(Cellulomonas)属、サイトファ
ーガ(Cytophaga)属、オベサムバクテリウム(Obesumu
bacterium)属またはストレプトマイセス(Streptomyce
s)属に属し該ニトリルを加水分解する能力を有する微
生物を用いること、を特徴とする微生物によるニコチン
酸の製造法である。That is, the present invention relates to a method for producing nicotinic acid, which converts 3-cyanopyridine to nicotinic acid by a hydrolysis reaction caused by the action of a microorganism, wherein the microorganism is a genus of Agrobacterium, Acinetobacter (A)
genus cinetobacter, Microbacteri
um), Cellulomonas, Cytophaga, Obesumu
bacterium) or Streptomyce (Streptomyce)
s) A method for producing nicotinic acid by using a microorganism belonging to the genus and having the ability to hydrolyze the nitrile.
本発明に用いる微生物としては、例えば、アグロバク
テリウム トゥメファシエンス(Agrobacterium tumefa
ciens)IAM 1037、アグロバクテリウム リゾジェネス
(Agrobacterium rhizogenes)IFO 14554、アシネトバ
クター カルコアセチカム(Acinetobacter calcoaceti
cum)IFO 12552、ミクロバクテリウム ラクチカム(Mi
crobacterium lacticum)IAM 1640、セルロモナス フ
ィミ(Cellulomonas fimi)IAM 12107、サイトファーガ
sp.(Cytophaga sp.)ATCC 29474、オベサムバクテリ
ウム プロテウス(Ovesumbacterium proteus)ATCC 12
841、ストレプトマイセス グリセウス(Streptomyces
griseus)IFO 3355等を挙げることができる。Examples of the microorganism used in the present invention include, for example, Agrobacterium tumefa
ciens) IAM 1037, Agrobacterium rhizogenes IFO 14554, Acinetobacter calcoaceti (Acinetobacter calcoaceti)
cum) IFO 12552, Microbacterium lacticum (Mi
crobacterium lacticum) IAM 1640, Cellulomonas fimi IAM 12107, cytofaga
sp. (Cytophaga sp.) ATCC 29474, Ovesumbacterium proteus ATCC 12
841, Streptomyces griseus
griseus) IFO 3355 and the like.
これらの微生物を培養する培地としては、通常これら
の微生物が生育し得る培地にアミドあるいはニトリル化
合物を添加したものが使用される。例えば、炭素源とし
てグルコース、シュークロース、グリセロール等、窒素
源としてはペプトン、肉エキス、酵母エキス、アミノ
酸、あるいは各種無機、有機酸アンモニウム塩等、その
他無機塩、微量金属塩、ビタミン等を必要に応じて適宜
添加した培地に、アミドあるいはニトリル化合物を添加
したものが用いられる。As a medium for culturing these microorganisms, a medium in which an amide or a nitrile compound is added to a medium in which these microorganisms can grow is usually used. For example, glucose, sucrose, glycerol, etc. as a carbon source, peptone, meat extract, yeast extract, amino acids, various inorganic, organic acid ammonium salts, etc., other inorganic salts, trace metal salts, vitamins, etc. are required as a nitrogen source. A medium obtained by adding an amide or a nitrile compound to a medium appropriately added according to the necessity is used.
添加するアミドおよびニトリル化合物は、イソブチロ
ニトリル、イソブチルアミド、プロピオニトリル、プロ
ピオンアミド、メタクリロニトリル、メタクリルアミド
等の脂肪族、ベンゾニトリル、ベンズアミド等の芳香
族、3−シアノピリジン、ニコチン酸アミド等の複素環
化合物などが挙げられる。The amide and nitrile compound to be added include aliphatic such as isobutyronitrile, isobutylamide, propionitrile, propionamide, methacrylonitrile and methacrylamide, aromatic such as benzonitrile and benzamide, 3-cyanopyridine and nicotinic acid. Examples include heterocyclic compounds such as amides.
培養は、培地のpH6〜10、好ましくは7〜9、温度15
〜37℃、好ましくは25〜30℃で好気的に1〜7日間行
う。The cultivation is performed at pH 6-10, preferably 7-9, at a temperature of 15
It is carried out aerobically at ~ 37 ° C, preferably at 25-30 ° C for 1-7 days.
本発明において、3−シアノピリジンからニコチン酸
を製造する方法としては、例えば、上記のようにして培
養して得た微生物の培養液あるいは遠心分離などにより
得た菌体の懸濁液に3−シアノピリジンを添加する方
法、菌体処理物(例えば菌体破砕物、粗酵素、精製酵素
等)あるいは常法により固定化した菌体または菌体処理
物等の懸濁液に基質を添加する方法、微生物の培養時に
基質を培養液に添加して培養と同時に反応を行う方法等
がある。In the present invention, as a method for producing nicotinic acid from 3-cyanopyridine, for example, a culture solution of a microorganism obtained by culturing as described above or a suspension of cells obtained by centrifugation or the like can be used. A method of adding a cyanopyridine, a method of adding a substrate to a suspension of a treated cell (eg, a crushed cell, a crude enzyme, a purified enzyme, etc.) or a cell or a treated cell immobilized by a conventional method. In addition, there is a method in which a substrate is added to a culture solution at the time of culturing a microorganism and a reaction is performed simultaneously with the culturing.
反応液中の基質濃度が特に限定するものではないが、
1mM〜1Mの範囲が好ましく、基質は反応液中に一括して
加えるかあるいは分割添加することができる。反応温度
は5〜50℃、pHは4〜10の範囲で行うことが好ましい。
また、反応時間は基質濃度、菌体濃度、あるいはその他
の反応条件等によって変わるが、通常10分〜48時間で終
了させればよい。Although the substrate concentration in the reaction solution is not particularly limited,
The range is preferably from 1 mM to 1 M, and the substrate can be added to the reaction solution at once or in portions. The reaction is preferably performed at a reaction temperature of 5 to 50 ° C and a pH of 4 to 10.
The reaction time varies depending on the concentration of the substrate, the concentration of the bacterial cells, and other reaction conditions, but is usually completed in 10 minutes to 48 hours.
反応液からのニコチン酸の回収は常法により行うこと
ができる。蓄積したニコチン酸の多くはアンモニウム塩
となっているため、例えば、反応液から菌体を遠心分離
等によって除去し、酸処理等によりアンモニアを除去し
た後、抽出、再結晶等により回収、精製することができ
る。The recovery of nicotinic acid from the reaction solution can be performed by a conventional method. Since most of the accumulated nicotinic acid is an ammonium salt, for example, cells are removed from the reaction solution by centrifugation or the like, ammonia is removed by acid treatment or the like, and then recovered and purified by extraction, recrystallization, or the like. be able to.
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこ
れらの例にのみ限定されるものではない。なお、ニコチ
ン酸は高速液体クロマトグラフィー(昭和電工製 Shode
x F−411Aカラムを使用)により定量した。Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Nicotinic acid was analyzed by high performance liquid chromatography (Showa Denko Shode).
x F-411A column).
実施例1 ポリペプトン0.5%、酵母エキス0.2%、グルコース0.
5%、K2HPO40.05%、KH2PO40.05%、MgSO4・7H2O 0.05
%、0.042mM CoCl2、0.042mM FeSO4、0.042mM NiCl2、
0.042mM MnCl2、0.042mM CuSO4、0.042mM ZnSO4、0.042
mM Na2Na2MoO4、0.2%プロピオニトリル、0.2%プロピ
オンアミドを含む培地で、表1に示した各菌株を30℃に
て48時間振盪培養して調製した洗浄菌株を、10mM3−シ
アノピリジンを含む0.5mlに50mMリン酸カリウム乾燥液
(pH7.2)に懸濁し25℃にて26時間反応させた。反応終
了後、菌体を遠心分離により除去し上清を調べたとこ
ろ、表1に示すようにニコチン酸の生成が認められた。Example 1 Polypeptone 0.5%, yeast extract 0.2%, glucose 0.
5%, K 2 HPO 4 0.05%, KH 2 PO 4 0.05%, MgSO 4・ 7H 2 O 0.05
%, 0.042 mM CoCl 2 , 0.042 mM FeSO 4 , 0.042 mM NiCl 2 ,
0.042mM MnCl 2, 0.042mM CuSO 4, 0.042mM ZnSO 4, 0.042
A washed strain prepared by shaking each strain shown in Table 1 at 30 ° C. for 48 hours in a medium containing mM Na 2 Na 2 MoO 4 , 0.2% propionitrile, and 0.2% propionamide was treated with 10 mM 3-cyano. The suspension was suspended in 50 mM potassium phosphate dry solution (pH 7.2) in 0.5 ml containing pyridine and reacted at 25 ° C. for 26 hours. After completion of the reaction, the cells were removed by centrifugation and the supernatant was examined. As shown in Table 1, production of nicotinic acid was observed.
実施例2 ポリペプトン0.5%、酵母エキス0.2%、グルコース0.
5%、K2HPO4 0.05%、KH2PO4 0.05%、MgSO4・7H2O 0.0
5%、0.042mM CoCl2、0.042mM FeSO4、0.042mM NiCl2、
0.042mM MnCl2、0.042mM CuSO4、0.042mM ZnSO4、0.042
mM Na2MoO4、0.2%イソブチロニトリル、0.2%イソブチ
ルアミドを含む培地で表2に示した各菌株を30℃にて48
時間振盪培養して調製した洗浄菌体を、10mM3−シアノ
ピリジンを含む0.5mlの50mMリン酸カリウム緩衝液(pH
7.2)に懸濁し25℃にて26時間反応させた。反応終了
後、菌体を遠心分離により除去し上清を調べたところ、
表2に示すようにニコチン酸の生成が認められた。 Example 2 Polypeptone 0.5%, yeast extract 0.2%, glucose 0.
5%, K 2 HPO 4 0.05%, KH 2 PO 4 0.05%, MgSO 4・ 7H 2 O 0.0
5%, 0.042 mM CoCl 2 , 0.042 mM FeSO 4 , 0.042 mM NiCl 2 ,
0.042mM MnCl 2, 0.042mM CuSO 4, 0.042mM ZnSO 4, 0.042
Each of the strains shown in Table 2 was incubated at 30 ° C. for 48 hours in a medium containing mM Na 2 MoO 4 , 0.2% isobutyronitrile and 0.2% isobutyramide.
The washed cells prepared by shaking culture for 10 hours are mixed with 0.5 ml of 50 mM potassium phosphate buffer solution (pH: 10 mM) containing 10 mM 3-cyanopyridine.
The suspension was reacted at 25 ° C for 26 hours. After the reaction was completed, the cells were removed by centrifugation and the supernatant was examined.
As shown in Table 2, generation of nicotinic acid was observed.
Claims (1)
加水分解反応によりニコチン酸に変換するニコチン酸の
製造法において、該微生物として、アグロバクテリウム
(Agrobacterium)属、アシネトバクター(Acinetobact
er)属、ミクロバクテリウム(Microbacterium)属、セ
ルロモナス(Cellulomonas)属、サイトファーガ(Cyto
phaga)属、オベサムバクテリウム(Obesumbacterium)
属またはストレプトマイセス(Streptomyces)属に属し
該ニトリルを加水分解する能力を有する微生物を用いる
こと、を特徴とする微生物によるニコチン酸の製造法。1. A method for producing nicotinic acid, which converts 3-cyanopyridine to nicotinic acid by a hydrolysis reaction under the action of a microorganism, wherein the microorganism is a genus of Agrobacterium or Acinetobact.
er), Microbacterium, Cellulomonas, Cytofaga (Cyto)
phaga), Obesumbacterium
A method for producing nicotinic acid using a microorganism, which comprises using a microorganism belonging to the genus or Streptomyces and having the ability to hydrolyze the nitrile.
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ID=13725549
Family Applications (1)
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DE10055870A1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-05-29 | Degussa | New nucleotide sequences coding for the nadC gene |
-
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- 1990-03-30 JP JP8069890A patent/JP2926350B2/en not_active Expired - Lifetime
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