JP2942995B2 - Method for producing L-alanine - Google Patents

Method for producing L-alanine

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JP2942995B2 JP32833089A JP32833089A JP2942995B2 JP 2942995 B2 JP2942995 B2 JP 2942995B2 JP 32833089 A JP32833089 A JP 32833089A JP 32833089 A JP32833089 A JP 32833089A JP 2942995 B2 JP2942995 B2 JP 2942995B2
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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、酵素法によるL−アラニンの製造法に関す
るものである。本発明によれば高収量で効率良くL−ア
ラニンを製造することが出来る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing L-alanine by an enzymatic method. According to the present invention, L-alanine can be efficiently produced with high yield.

L−アラニンは周知の如く、医薬、食品又は化学工業
原料として重要なアミノ酸であり、その需要が近年急激
に増加しつつある。
As is well known, L-alanine is an important amino acid as a raw material for medicine, food or chemical industry, and its demand has been rapidly increasing in recent years.

(従来の技術と課題) L−アラニンの工業的製造法としては、主にL−アス
パラギン酸の酵素的脱炭酸により製造する方法(特公昭
53−27792号)あるいは、フマル酸とアンモニアからア
スパルターゼ(EC.4.3.1.1)及びアスパラギン酸β−脱
炭酸酵素(EC.4.1.1.12)を作用させて製造する方法
(特開昭56−35991号公報)が提案されている。しかし
ながら前者では原料となるL−アスパラギン酸が比較的
高価な為アラニンの製造費が高くつくこと、又後者で
は、該両酵素が働く至適適条件が異なる為、反応槽を分
離するか、若しくは、該両酵素を同時に作用させる場合
には比較的低温で反応させるので、反応速度が低いとい
う問題を有していた。
(Prior art and problems) As an industrial production method of L-alanine, a method of producing L-alanine by enzymatic decarboxylation of L-aspartic acid (Japanese Patent Publication No.
53-27792) or a method of producing from fumaric acid and ammonia by reacting aspartase (EC. 4.3.1.1) and aspartate β-decarboxylase (EC.4.1.1.12) (JP-A-56-35991). Publication). However, in the former case, the production cost of alanine is high because L-aspartic acid as a raw material is relatively expensive, and in the latter case, since the optimal conditions under which both enzymes work are different, the reaction tank is separated, or When both enzymes are allowed to act at the same time, the reaction is performed at a relatively low temperature, so that the reaction rate is low.

本発明者らは、先にアスパラターゼを含有する微生物
菌体又はその処理物とアスパラギン酸β−脱炭素酵素を
含有する微生物菌体又はその処理物との存在下、単一の
反応槽でフマル酸又はその塩及びアンモニウム又はアン
モニウムイオンからL−アラニンを製造する方法を提案
している(特願昭63−232570号)。本発明者らはさらに
L−アラニン生成の反応速度を向上すべく鋭意検討した
結果、アスパラギン酸β−脱炭酸酵素反応に於て、反応
液に少なくともα−ケト酸を添加することにより反応温
度40〜50℃で反応可能なことを見いだし、本発明を完成
するに到った。
The present inventors have found that in a single reaction vessel in the presence of a microbial cell containing aspartase or a processed product thereof and a microbial cell containing aspartic acid β-decarboxylase or a processed product thereof in a single reaction tank. A method for producing L-alanine from an acid or a salt thereof and ammonium or ammonium ion has been proposed (Japanese Patent Application No. 63-232570). The present inventors have further conducted intensive studies to improve the reaction rate of L-alanine production. As a result, in the aspartic acid β-decarboxylase reaction, the reaction temperature was increased by adding at least α-keto acid to the reaction solution. They found that they could react at 5050 ° C., and completed the present invention.

(発明の構成及び効果) 本発明は、アスパルターゼを含有する微生物菌体又は
その処理物とアスパラギン酸β−脱炭酸酵素を含有する
微生物菌体又はその処理物の存在下、単一の反応槽でフ
マール酸又はその塩とアンモニア又はアンモニウムイオ
ンとからL−アラニンを製造するに際し、反応液中に少
なくともα−ケト酸を含有する水溶液にて反応温度を40
〜50℃に維持することを特徴とするL−アラニンの製造
法を提供するものである。本発明によれば、α−ケト酸
を含有する反応液にて反応温度を40〜50℃に維持するこ
とにより高い反応速度で反応でき、L−アラニンを効率
よく製造することができる。
(Constitution and Effect of the Invention) The present invention provides a single reaction tank in the presence of a microbial cell containing aspartase or a processed product thereof and a microbial cell containing aspartic acid β-decarboxylase or a processed product thereof. In producing L-alanine from fumaric acid or a salt thereof and ammonia or ammonium ion at a reaction temperature of 40 ° C. with an aqueous solution containing at least α-keto acid in the reaction solution.
It is intended to provide a method for producing L-alanine, which is maintained at 〜50 ° C. According to the present invention, the reaction can be performed at a high reaction rate by maintaining the reaction temperature at 40 to 50 ° C. in the reaction solution containing α-keto acid, and L-alanine can be efficiently produced.

なお、本発明に使用するα−ケト酸は、ピルビン酸若
しくはその塩又はα−ケト酪酸若しくはその塩が好まし
い。
The α-keto acid used in the present invention is preferably pyruvic acid or a salt thereof, or α-ketobutyric acid or a salt thereof.

本発明に使用されるアスパルターゼを含有する微生物
としては、該酵素活性を有し、コリネ型細菌に属するも
のであればいずれの菌株をも用いうるが、例えば、ブレ
ビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)M
J−233(微工研条寄 第1497号)、ブレビバクテリウム
・フラバム(Brevibacterium flavum)MJ−233−AB−41
(微工研条寄 第1498号)、ブレビバクテリウム・アン
モニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)ATCC 6
872、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacte
rium glutamicum)ATCC 31830等をあげることができ、
これらの菌が好適に用いられる。
As the microorganism containing aspartase used in the present invention, any strain having the enzyme activity and belonging to a coryneform bacterium can be used. For example, Brevibacterium flavum can be used. ) M
J-233 (Jikken No. 1497), Brevibacterium flavum MJ-233-AB-41
(Microtechnical Lab. No. 1498), Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6
872, Corynebacterium glutamicum
rium glutamicum) ATCC 31830 etc.
These bacteria are preferably used.

一方アスパラギン酸β−脱炭酸酵素を含有する微生物
菌体としては、該酵素活性を有し、シュードモナス属に
属するものであればいずれの菌株をも用いうるが、例え
ば、シュードモナス・ダクネー(Pseudomonas dacunha
e)IAM 1152、同ATCC 21192、シュードモナス・プチダ
(Pseudomonas putida)ATCC 21812、同IAM 1506、シュ
ードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorese
ns)IFO 3081、シュードモナス・アエルギノーザ(Pseu
domonas aeruginosa)IAM 1054等が挙げられ、これらの
菌体が好適に用いられる。
On the other hand, as the microbial cells containing aspartic acid β-decarboxylase, any strains having the enzyme activity and belonging to the genus Pseudomonas can be used. For example, Pseudomonas dacunha (Pseudomonas dacunha) can be used.
e) IAM 1152, ATCC 21192, Pseudomonas putida ATCC 21812, IAM 1506, Pseudomonas fluorescein
ns) IFO 3081, Pseudomonas aeruginosa (Pseu
domonas aeruginosa) IAM 1054 and the like, and these cells are preferably used.

本発明に用いられる上記微生物菌体は菌体のまま用い
ることも出来るし、その処理物すなわち菌体の破壊物と
しても使用することができる。菌体の破壊は、それ自体
既知の、例えば、超音波処理、圧搾等の方法を用いて行
うことができる。
The above-mentioned microbial cells used in the present invention can be used as they are, or can be used as a processed product thereof, that is, a destruction product of the cells. Destruction of the cells can be performed using a method known per se, for example, sonication, squeezing or the like.

本発明の方法に使用される上記の微生物菌体の調製に
使用する培地は、特に限定されるものではなく一般の微
生物に使用されるものでよい。
The medium used for preparing the above-mentioned microbial cells used in the method of the present invention is not particularly limited, and may be one used for general microorganisms.

アスパルターゼを含有する微生物菌体の調製に使用す
る培地の炭素源は特に限定されるものではないが、例え
ば、グルコース、エタノール、酢酸やフマル酸等の有機
酸等を用いることができる。
The carbon source of the medium used for the preparation of the microbial cells containing aspartase is not particularly limited. For example, glucose, ethanol, organic acids such as acetic acid and fumaric acid, and the like can be used.

培地の窒素源としてはアンモニア、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る。無機塩として
は、リン酸一水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硫
酸マグネシウム等が用いられる。この他に菌の生育及び
L−アスパラギン酸生成に必要であれば、ペプトン、肉
エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、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 of the medium, ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea, or the like can be used alone or in combination. As the inorganic salt, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like are used. In addition, nutrients such as peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casamino acid, and various vitamins are added to the medium if necessary for the growth of bacteria and L-aspartic acid production.

アスパルターゼを含有する微生物菌体の培養は通気撹
拌、振盪等の好気的条件下で行い、培養温度は20〜40
℃、好ましくは25〜35℃で行う。培養途中のpHは5〜1
0、好ましくは7〜8付近にて行い、培養中のpHの調整
には酸、アルカリを添加して行う。培養時間は2〜9日
間、最適期間は4〜7日間である。
Cultivation of the microbial cells containing aspartase is performed under aerobic conditions such as aeration stirring and shaking, and the culture temperature is 20 to 40.
C., preferably at 25-35.degree. PH during culture is 5-1
The reaction is carried out at 0, preferably around 7 to 8, and the pH is adjusted during culture by adding an acid or an alkali. The cultivation time is 2 to 9 days, and the optimal period is 4 to 7 days.

一方、アスパルギン酸β−脱炭酸酵素を含有する微生
物菌体の調製に使用する培地の炭素源は特に限定される
ものはないが、例えば、フマル酸、コハク酸、アスパラ
ギン酸等を挙げることができ、それらの中でもフマル酸
が好適に使用される。培地の窒素源としてはアンモニ
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、尿素等の無機塩を用いることができるし、ま
た、ペプトン、酵母エキス、コンスティープリカー、カ
ザミノ酸等の有機栄養源も使用することができる。無機
塩としては、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が用いられる。
On the other hand, the carbon source of the medium used for preparing the microbial cells containing aspartic acid β-decarboxylase is not particularly limited, and examples thereof include fumaric acid, succinic acid, and aspartic acid. Among them, fumaric acid is preferably used. As the nitrogen source of the medium, inorganic salts such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, and urea can be used, and organic nutrients such as peptone, yeast extract, constellite liquor, and casamino acid can also be used. it can. As the inorganic salt, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like are used.

アスパラギン酸β−脱炭酸酵素を含有する菌体の培養
は、通気撹拌、振盪等の好気的条件下で行い、培養温度
は20〜40℃、好ましくは28℃〜32℃で行う。培養途中の
pHは5〜10好ましくは7〜8付近にて行い、培養中のpH
の調整には、酸アルカリを添加して行う。培養開始時の
フマル酸濃度は好ましくは0.1〜5重量%、更に好まし
くは0.5〜2重量%が適する。培養期間は10時間〜4日
間、最適期間は1〜3日間である。
Culture of the cells containing aspartic acid β-decarboxylase is performed under aerobic conditions such as aeration and agitation and shaking, and the culture is performed at a temperature of 20 to 40 ° C, preferably 28 to 32 ° C. During culturing
The pH is 5-10, preferably around 7-8.
Is adjusted by adding an acid alkali. The concentration of fumaric acid at the start of the culture is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight. The culture period is 10 hours to 4 days, and the optimal period is 1 to 3 days.

このようにして得られる培養物から各々菌体を集め
て、水又は適当な緩衝液で洗浄し、本発明の方法の酵素
反応に使用する。
The cells are collected from the culture thus obtained, washed with water or an appropriate buffer, and used for the enzymatic reaction of the method of the present invention.

本発明の方法においては、上記で調製された微生物菌
体又はその処理物の存在下、少なくともフマル酸又はそ
の塩とアンモニア又はアンモニウムイオンとα−ケト酸
を含有する水溶液にて酵素反応させる。ここで該水溶液
中に添加されるL−アラニン製造の反応原料となるフマ
ル酸又はその塩の濃度は、0.5〜30重量%、好ましくは
5〜15重量%である。アンモニア又はアンモニウムイオ
ンの添加濃度としては、0.1〜5モル、好ましくは0.5〜
3.5モルである。
In the method of the present invention, an enzymatic reaction is carried out in an aqueous solution containing at least fumaric acid or a salt thereof, ammonia or ammonium ion and α-keto acid in the presence of the microbial cells prepared above or a processed product thereof. Here, the concentration of fumaric acid or a salt thereof as a reaction raw material for producing L-alanine added to the aqueous solution is 0.5 to 30% by weight, preferably 5 to 15% by weight. The concentration of ammonia or ammonium ions added is 0.1 to 5 mol, preferably 0.5 to 5 mol.
3.5 moles.

また、反応液に添加するα−ケト酸としてはピルビン
酸若しくはその塩、又はα−ケト酪酸若しくはその塩が
好適に用いられる。添加濃度は、0.0001〜0.5重量%、
好ましくは0.001〜0.2重量%が使用される。
As the α-keto acid added to the reaction solution, pyruvic acid or a salt thereof, or α-ketobutyric acid or a salt thereof is suitably used. The addition concentration is 0.0001-0.5% by weight,
Preferably 0.001 to 0.2% by weight is used.

上記した水性反応液に添加することができるフマル酸
の塩としては、例えばアンモニウム塩、ナトリウム塩、
カリウム塩、カルシウム塩等が挙げられ、またピルビン
酸若しくはα−ケト酪酸の塩としては、例えばナトリウ
ム塩、カリウム塩等が挙げられる。さらにアンモニウム
イオン源としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウ
ム等を添加することができる。
Examples of fumaric acid salts that can be added to the above aqueous reaction solution include ammonium salts, sodium salts,
Potassium salts, calcium salts and the like can be mentioned. Examples of pyruvic acid or α-ketobutyric acid salts include sodium salts and potassium salts. Further, as an ammonium ion source, ammonium chloride, ammonium sulfate and the like can be added.

該水溶液には、さらにピリドキサール5′リン酸を0.
0005〜0.05重量%好ましくは、0.001〜0.01重量%添加
して用いることができる。さらに必要な場合には非イオ
ン性の界面活性剤、例えばポリオキシエチレン(9)オ
クチルフェニルエーテル(TritonX−100)、ポリオキシ
エチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween20)
等を0.01〜0.5重量%、好ましくは0.03〜0.2重量%を添
加して用いることができる。本発明において、酵素反応
時のpHは6.0〜10.0、好ましくは、pH7.0〜8.5であり、
反応温度は約40〜約50℃、好ましくは約42〜約47℃であ
り、反応は通常約5〜約72時間行われる。
The aqueous solution further contains pyridoxal 5 'phosphoric acid at 0.
0005 to 0.05% by weight, preferably 0.001 to 0.01% by weight. If necessary, a nonionic surfactant such as polyoxyethylene (9) octyl phenyl ether (Triton X-100), polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (Tween 20)
And the like can be used by adding 0.01 to 0.5% by weight, preferably 0.03 to 0.2% by weight. In the present invention, the pH during the enzymatic reaction is 6.0 to 10.0, preferably pH 7.0 to 8.5,
The reaction temperature is about 40 to about 50 ° C, preferably about 42 to about 47 ° C, and the reaction is usually performed for about 5 to about 72 hours.

上記のような反応方法によって得られる反応液中に生
成したL−アラニンの分離・精製は、公知のイオン交換
樹脂処理等により行うことができる。
The separation and purification of L-alanine generated in the reaction solution obtained by the above reaction method can be performed by a known ion exchange resin treatment or the like.

実験例 以下の実験例において、L−アラニンの定性は、ペー
パークロマトグラフのRf値と高速液体クロマトグラフの
保持時間及び精製物の比旋光度により確認した。定量は
高速液体クロマトグラフィー(島津LC−5A)を併用して
行った。また下記の実験例において%と表わしたのは重
量%を意味する。
Experimental Examples In the following experimental examples, the qualitative determination of L-alanine was confirmed by the Rf value of a paper chromatograph, the retention time of a high performance liquid chromatograph, and the specific rotation of the purified product. The quantification was performed using high performance liquid chromatography (Shimadzu LC-5A). In the following experimental examples, “%” means “% by weight”.

実験例−1 アスパルターゼ含有菌体の調製(1) A)ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233菌体の培養 培地(尿素0.4%、硫酸アンモニウム1.4%、KH2PO40.
05%、K2HPO40.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、CaCl2・2H
2O 2ppm、FeSO4・7H2O 2ppm、MnSO4・4〜6H2O 2p
pm、ZnSO4・7H2O 2ppm、NaCl・2ppm、ビオチン200μg/
、チアミン・HCl100μg/、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、30
℃にて2日間振盪培養を行った。
Experimental Example-1 Preparation of Aspartase-Containing Bacteria (1) A) Culture medium of Brevibacterium flavum MJ-233 cells (0.4% urea, 1.4% ammonium sulfate, KH 2 PO 40 .
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 2p
pm, ZnSO 4 · 7H 2 O 2ppm, NaCl · 2ppm, biotin 200 [mu] g /
, Thiamine / HCl 100 μg /, casamino acid 0.1%, yeast extract 0.1%) was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized (pH 7.0 after sterilization), and then Brevibacterium flavum MJ-233 (fine). Koken Joyo No.
No. 1497) and aseptically add 2 ml of ethanol,
Shaking culture was performed at 2 ° C. for 2 days.

次に、本培養培地(硫酸アンモニウム2.3%、KH2PO
40.05%、K2HPO40.05%、MgSO4・7H2O 0.05%、FeSO
4・7H2O 20ppm、MnSO4・4〜6H2O 20ppm、ビオチン
200μg/、チアミン・HCl100μg/、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(120℃、20分間)後、エタノールの20mlと
前記培養物の20mlを添加して、回転数1000rpm、通気量1
vvm、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 · 4~6H 2 O 20ppm, biotin
200 μg /, thiamine / HCl 100 μg /, casamino acid 0.3
%, Yeast extract 0.3%) in a 2-volume aeration and stirring tank, sterilized (120 ° C., 20 minutes), added with 20 ml of ethanol and 20 ml of the above culture, and rotated at 1000 rpm and aerated at 1 rpm.
The cells were cultured at vvm, a temperature of 33 ° C. and pH 7.6 for 48 hours.

なお、エタノールは、培養中培値の濃度が2容量%を
こえないように、約1〜2時間ごと断続的に添加し、最
終的に100mlまで添加した。
In addition, ethanol was added intermittently about every 1 to 2 hours so that the concentration of the culture value during the culture did not exceed 2% by volume, and finally, up to 100 ml.

培養終了後、培養物1000mlから遠心分離して集菌し
た。
After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation from 1000 ml of the culture.

B)フマラーゼ活性の除去処理 上記A)項にて調製した微生物菌体内にはアスパルタ
ーゼの他に副反応酵素フマラーゼが共存する為、原料と
なるフマル酸が一部リンゴ酸に変換される問題が生じる
ので、あらかじめフマラーゼ活性の除去処理を実施し
た。
B) Removal treatment of fumarase activity Since the side reaction enzyme fumarase in addition to aspartase is present in the microbial cells prepared in section A) above, there is a problem that fumaric acid as a raw material is partially converted to malic acid. Therefore, the fumarase activity was removed in advance.

上記A)項にて調製した菌体を反応液[L−アスパラ
ギン酸100g,アンモニア(28%アンモニア含有水溶液)1
40ml、CaCl2・2H2O 1g,ポリオキシエチレンソルビタン
モノラウレート0.8;蒸留水1中に含有]の1に懸濁
後45℃にて5時間加熱処理を行った。該処理物は遠心分
離により集菌後、該菌体をアスパルターゼ含有菌体とし
て使用した。
The cells prepared in the above section A) were mixed with a reaction mixture [100 g of L-aspartic acid, ammonia (aqueous solution containing 28% ammonia)] 1
40 ml, 1 g of CaCl 2 .2H 2 O, polyoxyethylene sorbitan monolaurate 0.8; contained in distilled water 1], and then heat-treated at 45 ° C. for 5 hours. The treated product was collected by centrifugation, and the cells were used as aspartase-containing cells.

実験例−2 アスパルターゼ含有菌体の調製(2) A)ブレビバクテリウム・アンモニアゲネスATCC 6872
菌体の培養 実験例−1で用いたアルパルターゼ含有菌体の調製培
地100mlを500ml容三角フラスコに分注、滅菌(滅菌後pH
7)した後、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(B
revibacterium ammoniagenes)ATCC 6872を植菌し、無
菌的に50%グルコース溶液を2ml加え、30℃で24hr振と
う培養を行った。
Experimental Example-2 Preparation of Aspartase-Containing Bacteria (2) A) Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6872
Cultivation of bacterial cells 100 ml of a medium for preparing the aspartase-containing bacterial cells used in Experimental Example 1 was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized (pH after sterilization).
7) After that, Brevibacterium ammoniagenes (B
(revibacterium ammoniagenes) ATCC 6872 was inoculated, 2 ml of a 50% glucose solution was added aseptically, and shaking culture was performed at 30 ° C. for 24 hours.

次に、同じく実験例1の本培養培地1000mlを2容通
気撹拌槽に仕込み、滅菌(120℃、20分間)後、50%グ
ルコース溶液の40mlと前記培養物の20mlを添加して、回
転数1,000rpm、通気量1vvm、温度33℃、pH7.6にて24時
間培養を行った。
Next, 1000 ml of the main culture medium of Experimental Example 1 was charged into a 2-volume agitating tank, sterilized (120 ° C., 20 minutes), and 40 ml of a 50% glucose solution and 20 ml of the culture were added. Culture was performed at 1,000 rpm, aeration rate of 1 vvm, temperature of 33 ° C. and pH 7.6 for 24 hours.

なお、グルコースは、約1〜2時間ごとに5gずつ添加
し、最終的に70gまで添加した。培養終了後、培養物1,0
00mlから遠心分離して集菌した。
In addition, glucose was added by 5 g every about 1 to 2 hours, and finally added to 70 g. After completion of culture, culture
The cells were collected by centrifugation from 00 ml.

B)フマラーゼ活性の除去処理 上記A)にて調製した菌体を実験例−1のB)項で用
いた反応液1に懸濁後、45℃にて2時間加熱処理を行
った。該処理物は遠心分離により集菌後、該菌体をアス
パルターゼ含有菌体として使用した。
B) Removal treatment of fumarase activity The cells prepared in the above A) were suspended in the reaction solution 1 used in B) of Experimental Example 1, and then heated at 45 ° C for 2 hours. The treated product was collected by centrifugation, and the cells were used as aspartase-containing cells.

実験例−3 アスパルターゼ含有菌体の調製(3) A)コリネバクテリウム・グルタミカムATCC 31830菌
体の培養 実験例−1のアスパルターゼ含有菌体の調製培地100m
lを500ml容三角フラスコに分注、滅菌(滅菌後pH7)し
た後、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebact
erium glutamicum)ATCC 31830を植菌し、無菌的に50
%グルコース溶液を2ml加え、30℃で24hr振とう培養を
行った。
Experimental Example-3 Preparation of aspartase-containing cells (3) A) Culture of Corynebacterium glutamicum ATCC 31830 cells Preparation medium for aspartase-containing cells of Experimental Example-1 100 m
is dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized (pH 7 after sterilization), and then Corynebacterium glutamicum (Corynebact
erium glutamicum) ATCC 31830 and aseptically inoculate 50
Then, 2 ml of a% glucose solution was added, and shaking culture was performed at 30 ° C. for 24 hours.

次に、同じく実験例1の本培養培地1000mlを2容通
気撹拌槽に仕込み、滅菌(120℃、20分間)後、50%グ
ルコース溶液の40mlと前記培養物の20mlを添加して、回
転数1000rpm、通気量1vvm、温度33℃、pH7.6にて24時間
培養を行った。
Next, 1000 ml of the main culture medium of Experimental Example 1 was charged into a 2-volume agitating tank, sterilized (120 ° C., 20 minutes), and 40 ml of a 50% glucose solution and 20 ml of the culture were added. Culture was performed at 1000 rpm, aeration rate of 1 vvm, temperature of 33 ° C. and pH 7.6 for 24 hours.

なお、グルコースは、約1〜2時間ごとに5gずつ添加
し、最終的には70g添加した。培養終了後、培養物1000m
lから遠心分離して集菌した。
Note that glucose was added in an amount of 5 g every about 1 to 2 hours, and finally, 70 g was added. After culture, culture 1000m
and collected by centrifugation.

B)フマラーゼ活性の除去処理 上記A)項にて調製した菌体を実験例−1のB)項で
用いた反応液1に懸濁後、45℃にて2時間加熱処理を
行った。該処理物は遠心分離により集菌後該菌体をアス
パルターゼ含有菌体として使用した。
B) Removal treatment of fumarase activity The cells prepared in the above section A) were suspended in the reaction solution 1 used in the section B) of Experimental Example 1, and then heated at 45 ° C for 2 hours. The treated product was collected by centrifugation, and the cells were used as aspartase-containing cells.

実験例−4 アスパラギン酸β−脱炭酸酵素含有菌体の
調製 A)シュードモナス・ダクネー IAM 1152菌体の培養 培地(フマル酸ナトリウム0.5%、フマル酸アンモニ
ウム1.0%、酵母エキス0.5%、リン酸一カリウム0.05
%、MgSO4・7H2O 0.05%、pH7.0)100mlを500ml容三角
フラスコに分注、滅菌した後シュードモナス・ダクネー
(Pseudomonas dacunhae)IAM1152を植菌し、30℃にて
1日間振盪培養を行った(前培養)。次に、上記培地と
同様の培地1を2容通気撹拌槽に仕込み、滅菌(12
0℃、20分間)後、前培養物の20mlを添加して、回転数1
000rpm、通気量1vvm、温度30℃、pH7.3にて1日間培養
を行った。
Experimental Example-4 Preparation of Aspartic Acid β-Decarboxylase-Containing Bacteria A) Culture Medium of Pseudomonas dacne IAM 1152 Bacteria (Sodium Fumarate 0.5%, Ammonium Fumarate 1.0%, Yeast Extract 0.5%, Monopotassium Phosphate) 0.05
%, MgSO 4 .7H 2 O 0.05%, pH 7.0) was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized, inoculated with Pseudomonas dacunhae IAM1152, and cultured at 30 ° C. for 1 day with shaking. Performed (pre-culture). Next, a medium 1 similar to the above medium was charged into a two-volume agitated tank, and sterilized (12
0 ° C, 20 minutes), add 20 ml of the preculture, and rotate at 1 rpm.
Culture was performed at 000 rpm, aeration rate of 1 vvm, temperature of 30 ° C. and pH 7.3 for 1 day.

培養終了後、培養物1000mlから遠心分離して集菌し
た。
After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation from 1000 ml of the culture.

B)フマラーゼ活性の除去処理 上記A)項にて調製した微生物菌体内にはアスパラギ
ン酸β−脱炭酸酵素の他に副反応酵素フマラーゼが共存
する為、原料とフマル酸が一部リンゴ酸に変換される問
題が生じるので、あらかじめフマラーゼ活性の除去処理
を実施した。
B) Removal treatment of fumarase activity In the microbial cells prepared in the above A), the raw material and fumaric acid are partially converted to malic acid because the side reaction enzyme fumarase exists in addition to aspartate β-decarboxylase. Therefore, the fumarase activity was removed in advance.

上記A)項にて調製した菌体を反応液(ピルビン酸ナ
トリウム0.11g、ピリドキサール5′−リン酸10mg;蒸留
水1中に含有)の1に懸濁後、50℃にて2時間加熱
処理を行った。該処理物は遠心分離により集菌後、該菌
体をアスパラギン酸β−脱炭酸酵素含有菌体として使用
した。
The cells prepared in the above section A) were suspended in 1 of the reaction solution (0.11 g of sodium pyruvate, 10 mg of pyridoxal 5'-phosphoric acid; contained in 1 of distilled water), and then heat-treated at 50 ° C. for 2 hours. Was done. The treated product was collected by centrifugation, and the cells were used as aspartic acid β-decarboxylase-containing cells.

実施例−1 実験例−1のB)項と実験例−4のB)項にて調製し
た菌体の懸濁液200mlから遠心分離により集菌した各微
生物菌体を合併し、反応液[フマル酸アンモニウム 1
モル、ピルビン酸ナトリウム5ミリモル、ピリドキサー
ル5′−リン酸0.04ミリモル、ポリオキシエチレン(2
0)ソルビタンモノラウレート 0.05%、pH7.5(28%ア
ンモニア水にて調製)]の200mlに懸濁後、1容通気
撹拌槽に仕込み、第1表の実施区の条件にて、撹拌回転
数300rpmにて20時間反応した。
Example-1 Each microbial cell collected by centrifugation from 200 ml of the cell suspension prepared in section B) of Experimental Example-1 and section B) of Experimental Example-4 was combined, and a reaction solution [ Ammonium fumarate 1
Mol, sodium pyruvate 5 mmol, pyridoxal 5'-phosphate 0.04 mmol, polyoxyethylene (2
0) Sorbitan monolaurate 0.05%, pH 7.5 (prepared with 28% ammonia water)], and put into a 1-volume agitating tank. The reaction was performed at several 300 rpm for 20 hours.

反応終了後、反応液中の生成アラニンを定量した。結
果を第1表に示した。該反応液の100mlをpH4.0に調整
後、煮沸濾過し、該濾液をアンバーライトIRC−50(H+
型)に導通後、水洗し次いで4.5%アンモニア水で溶出
する。この溶出液を減圧濃縮後、冷エタノールにて結晶
を析出させた。L−アラニン回収量を第1表に示した。
さらに回収アラニンについて比旋光度を測定したところ
すべて▲[α]23 D▼14.3゜(C=10,6N−HCl)であっ
た。
After the completion of the reaction, alanine produced in the reaction solution was quantified. The results are shown in Table 1. 100 ml of the reaction solution was adjusted to pH 4.0, filtered by boiling, and the filtrate was filtered using Amberlite IRC-50 (H +
After washing with water, wash with water and elute with 4.5% aqueous ammonia. After concentrating this eluate under reduced pressure, crystals were precipitated with cold ethanol. Table 1 shows the amount of L-alanine recovered.
All was measured specific rotation for further recovery alanine ▲ [alpha] was 23 D ▼ 14.3 ° (C = 10,6N-HCl).

なお、比較例として反応液にピルビン酸を添加しない
場合のL−アラニン生成量を第1表にあわせて示した。
As a comparative example, the amount of L-alanine produced when pyruvic acid was not added to the reaction solution is shown in Table 1.

実施例−2 実施例−1の反応液中のピルビン酸ナトリウムをα−
ケト酪酸5ミリモルに変えた以外は実施例−1と同様の
実験を行った。結果を第2表に示した。
Example-2 The sodium pyruvate in the reaction solution of Example-1 was changed to α-
The same experiment as in Example 1 was conducted except that ketobutyric acid was changed to 5 mmol. The results are shown in Table 2.

なお、回収されたL−アラニンの比旋光度は▲[α]
25 D▼=+14.3゜(C=10,6N−HCl)であった。
The specific rotation of the recovered L-alanine is ▲ [α]
25 D ▼ = + 14.3 was ° (C = 10,6N-HCl).

実施例−3 実験例−2のB)項と実験例−4のB)項にて調製し
た菌体の懸濁液200mlから集菌した各微生物菌体を用
い、実施例−1と同様に反応、精製した。結果を第3表
に示した。さらに回収アラニンについて比旋光を測定し
たところ▲[α]25 D▼=+14.4゜(C=10、6N−HCl)
であった。
Example 3 In the same manner as in Example 1, using each of the microbial cells collected from 200 ml of the cell suspension prepared in paragraphs B) of Experimental Example-2 and B) of Experimental Example-4. Reaction and purification. The results are shown in Table 3. Further, the specific rotation of the recovered alanine was measured. [[Α] 25 D ▼ = + 14.4 ゜ (C = 10, 6N-HCl)
Met.

実施例−4 実施例−3の反応液中のピルビン酸ナトリウムをα−
ケト酪酸ナトリウム5ミリモルに変えた以外は実施例−
3と同様の実験を行った。結果を第4表に示した。
Example-4 Sodium pyruvate in the reaction solution of Example-3 was changed to α-
Example-except that sodium ketobutyrate was changed to 5 mmol
The same experiment as in No. 3 was performed. The results are shown in Table 4.

なお、回収されたL−アラニンの比旋光度は▲[α]
25 D▼=+14.4゜(C=10、6N−HCl)であった。
The specific rotation of the recovered L-alanine is ▲ [α]
25 D ▼ = + 14.4 was ° (C = 10,6N-HCl).

実施例−5 実験例−3のB)項と実験例−4のB)項にて調製し
た菌体の懸濁液200mlから集菌した各微生物菌体を用
い、実施例−1と同様に反応、精製した。結果を第5表
に示した。さらに回収アラニンについて比旋光を測定し
たところ▲[α]25 D▼=+14.4゜(C=10、6N−HCl)
であった。
Example-5 In the same manner as in Example-1, using each microbial cell collected from 200 ml of the cell suspension prepared in paragraph B) of Experimental Example-3 and B) of Experimental Example-4, Reaction and purification. The results are shown in Table 5. Further, the specific rotation of the recovered alanine was measured. [[Α] 25 D ▼ = + 14.4 ゜ (C = 10, 6N-HCl)
Met.

実施例−6 実施例−5の反応液中のピルビン酸ナトリウムをα−
ケト酪酸ナトリウム5ミリモルに変えた以外は実施例−
5と同様の実験を行った。結果を第6表に示した。
Example-6 The sodium pyruvate in the reaction solution of Example-5 was converted to α-
Example-except that sodium ketobutyrate was changed to 5 mmol
The same experiment as in Example 5 was performed. The results are shown in Table 6.

なお、回収されたL−アラニンの比旋光度は▲[α]
25 D▼=+14.3゜(C=10、6N−HCl)であった。
The specific rotation of the recovered L-alanine is ▲ [α]
25 D ▼ = + 14.3 was ° (C = 10,6N-HCl).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 康一 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内 (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 三菱油化株式会社筑波総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 13/06 WPI(DIALOG) BIOSIS(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Uchida 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture Inside the Tsukuba Research Laboratory, Mitsubishi Yuka Corporation (72) Inventor Hideaki Yukawa Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture 8-3-1, Chuo Mitsubishi Tsukasa Co., Ltd. Tsukuba Research Laboratory (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C12P 13/06 WPI (DIALOG) BIOSIS (DIALOG)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アスパルターゼを含有する微生物菌体又は
その処理物とアスパラギン酸β−脱炭酸酵素を含有する
微生物菌体又はその処理物との存在下、水溶性溶媒中で
フマル酸又はその塩とアンモニア又はアンモニウムイオ
ンとを単一の反応槽で反応させ、該反応液中にL−アラ
ニンを生成せしめるに際し、該反応液に少なくともα−
ケト酸を含有させて反応温度が40〜50℃で反応させるこ
とを特徴とするL−アラニンの製造法。
1. Fumaric acid or a salt thereof in a water-soluble solvent in the presence of a microbial cell containing aspartase or a processed product thereof and a microbial cell containing aspartic acid β-decarboxylase or a processed product thereof. And ammonia or ammonium ions in a single reaction vessel to produce L-alanine in the reaction solution.
A process for producing L-alanine, which comprises adding keto acid and reacting at a reaction temperature of 40 to 50 ° C.
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