JP2995870B2 - 新規微生物 - Google Patents

新規微生物

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JP2995870B2 JP47491A JP47491A JP2995870B2 JP 2995870 B2 JP2995870 B2 JP 2995870B2 JP 47491 A JP47491 A JP 47491A JP 47491 A JP47491 A JP 47491A JP 2995870 B2 JP2995870 B2 JP 2995870B2
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルスロバクター(Arthr
obacter)属に属する微生物であるアルスロバクターSC
−6−98−28株及びこれを用いた(+)−菊酸また
は(+)−3-(2,2- ジクロロビニル)-2,2-ジメチルシク
ロプロパンカルボン酸(以下、DV酸と略する)の生化
学的製造法に関する。
【0002】更に詳しくは、アルスロバクター・グロビ
フォルミス(Arthrobacter globiformis)IFO−12
958株をN−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグ
アニジン(以後NTGと略称する)処理による突然変異
誘発処理を行って取得した微生物アルスロバクターSC
−6−98−28株及び、該微生物を用いた(+)−菊
酸または(+)−DV酸の生化学的製造法に関する。
【0003】
【従来の技術】一般式化3
【化3】 ( 式中、Xはメチル基または、塩素原子を表す。本式
は、立体関係を表すものではない。) で表される菊酸または(+)−DV酸はアレスリン、テ
トラメスリン、レスメスリン、フラメスリン、フェノス
リン、パーメスリンなどのいゆるピレスロイドと総称さ
れる低毒性で速効性の殺虫性エステル化合物の酸成分を
構成する化合物である。
【0004】菊酸とDV酸には、そのC1 位の不斉炭素
に基づき(+)体と(−)体と呼ばれる2種の異性体が
存在する。 ピレスロイドとしての殺虫効力において
は、(+)体が有効であり、(−)体は殆ど無効である
ことが知られている(吉岡宏輔、有機合成化学、第38
巻、第12号、1980年)。 従って、工業的に有利
に(+)−菊酸または(+)−DV酸を製造することが
非常に重要である。
【0005】有機合成化学的な分割法により(+)−菊
酸または(+)−DV酸を製造する方法は、高価な光学
活性試薬を必要とする、あるいは煩雑な工程を必要とす
るなどの欠点を有する。
【0006】一方、微生物が産生するエステラーゼを一
般式化4
【化4】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
ものではない。) で表される化合物であるラセミ菊酸エステルまたはラセ
ミDV酸エステルに作用させて、これを立体選択的に不
斉加水分解し、(+)−菊酸(または(+)−DV酸)
とその対掌体エステルに分割することを特徴とする
(+)−菊酸または(+)−DV酸の生化学的製造法が
知られている。この生化学的製造法は、有機合成化学的
な製造法に比べて、高価な試薬や煩雑な工程を必要とし
ない点で優れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らはすでにア
ルスロバクター・グロビフォルミスIFO−12958
株が、一般式化5
【化5】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
ものではない。) で示されるラセミ菊酸エステルまたはラセミDV酸エス
テルを立体選択的に不斉加水分解し、光学純度の高い
(+)−菊酸または(+)−DV酸を生成することか
ら、(+)−菊酸または(+)−DV酸の生化学的製造
法において極めて有用な微生物であることを見出した。
(特開昭59−210892号、特開昭63−2510
99号)
【0008】しかし、菌体量あたりの加水分解活性は、
必ずしも充分に高くはなく、上記不斉加水分解反応を工
業的に利用するに当たっては、大量の菌体を必要とする
などの問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルスロ
バクター・グロビフォルミス(Arthrobacter globif-or
mis)IFO−12958株を突然変異誘発処理するこ
とにより、菌体量あたりのラセミ菊酸エステル加水分解
活性が高い微生物を創製すべく鋭意検討を行ってきた。
その結果、アルスロバクター・グロビフォルミス(Ar
throbacter glob-iformis)IFO−12958株をN
TG処理による突然変異誘発処理を行った後、ラセミ菊
酸エチルエステルを含有する寒天培地に生育する突然変
異株について、菌体量あたりのラセミ菊酸エチルエステ
ル加水分解活性が高い微生物を取得すべく誠意努力し、
本発明の微生物アルスロバクターSC−6−98−28
株を得た。
【0010】本発明の微生物アルスロバクターSC−6
−98−28株は工業技術院微生物工業技術研究所に微
工研菌寄第11851 号(FERM P-11851 ) として寄託されて
いる。
【0011】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明において、アルスロバクター・グロビフォルミスI
FO−12958株のNTG処理による突然変異誘発処
理は常法に従って行った。すなわち、アルスロバクター
・グロビフォルミスIFO−12958株を公知の液体
培地を用いて、培養し、対数増殖期に達した時に、遠心
分離操作により菌体を分離取得する。この菌体を、適当
な緩衝液で洗浄した後、NTG水溶液で処理する。この
後、遠心分離操作により菌体を分離取得し、適当な緩衝
液で洗浄し、ラセミ菊酸エチルエステルを懸濁させた寒
天培地に植菌する。菌体を培養し、生育して集落を形成
した微生物株を釣菌し、再度、ラセミ菊酸エチルエステ
ルを懸濁させた寒天培地に塗布植菌した。ここで生育し
て集落を形成した微生物について、酪酸メチル加水分解
活性を測定し、その活性がアルスロバクター・グロビフ
ォルミス(Arthrobacter globiformis)IFO−129
58株より高いものを選抜する。ここで選抜された微生
物について、ラセミ菊酸エチル加水分解活性を測定し、
その活性が最も高かった微生物を選抜し、アルスロバク
ターSC−6−98−28株を得た。アルスロバクター
SC−6−98−28株の細菌学的性状はアルスロバク
ター・グロビフォルミスIFO−12958株とまった
く同じであるが、菌体量あたりの菊酸エチルエステル加
水分解活性はアルスロバクター・グロビフォルミスIF
O−12958株のそれに比べて、3倍以上高い。ま
た、アルスロバクターSC−6−98−28株は、ラセ
ミ菊酸エステル(またはラセミDV酸エステル)に作用
して、(+)体のエステルを選択的に加水分解し、光学
純度の高い(+)−菊酸または(+)−DV酸を生成す
る。
【0012】アルスロバクター・グロビフォルミスIF
O−12958株及びアルスロバクターSC−6−98
−28株の培養は常法に従って液体培養、例えば滅菌し
た液体培地に微生物を接種し、通常20〜40℃で1〜
8日間振とう培養を行うことができる。また、必要に応
じて固体培養を行うこともできる。培地の組成について
は、通常の微生物培養に用いられるもので、特に制限は
なく、例えば炭素源および窒素源として、グルコース、
澱粉、デキストリン、糖蜜、油脂類、大豆粉、コーンス
ティープリカー(Corn steep liquor )などを用いるこ
とができる。また、無気塩類としては、硫安、燐酸二カ
リ、硫酸マグネシウム、尿素などを使用することができ
る。 また、場合によっては、培地中に菊酸エステルま
たはDV酸エステルもしくは脂肪酸エステル類を添加す
ることもできる。
【0013】発明の微生物を利用して、一般式化6
【化6】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
ものではない。) で表される化合物であるラセミ菊酸エステル(またはラ
セミDV酸エステル)の不斉加水分解反応を行うに際、
微生物を培養した培養液、菌体懸濁液、エステラーゼ抽
出液またはその濃縮液などのエステラーゼ含有物、ある
いはこれらの処理物、例えば粗製エステラーゼ、精製エ
ステラーゼを含有する水溶液と、一般式化7
【化7】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
ものではない。) 。で示されるラセミ菊酸エステルま
たはラセミDV酸エステルを混合し、攪拌または振とう
することにより行われる。
【0014】必要に応じて、微生物またはエステラーゼ
を固定化して用いることも可能である。反応温度として
は20〜70℃が適当であり、好ましくは30〜60℃
である。反応中のpHは、pH4〜11、好ましくはp
H7〜10である。次に、このようにして不斉加水分解
反応を行った後、生成したカルボン酸と未反応のエステ
ルを分離回収する。この分離回収に際しては溶媒抽出、
カラムクロマトグラフィー、分別蒸留などの操作を適宜
採用することができる。例えば、反応液をメチルイソブ
チルケトン、エーテルあるいはトルエンなどの有機溶媒
で抽出し、抽出物を減圧で分別蒸留し、生成した菊酸ま
たはDV酸と未反応のエステルを分離する。 なお、未
反応のエステルはラセミ化などの方法によって原料であ
る一般式化8
【化8】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
ものではない。) で示されるラセミ菊酸エステル(またはラセミDV酸エ
ステル)に導かれる。
【0015】
【実施例】次に、実施例および参考例により、本発明を
詳細に説明するが、本発明は、この実施例にのみ限定さ
れるものではない。
【0016】実施例1 アルスロバクター・グロビフォルミス(Arthrobacter g
lobiformis)IFO−12958株を可溶性澱粉1. 5
%、ポリペプトン0. 7%、酵母エキス0. 5%及び燐
酸二カリ0. 5%を含む液体培地を用いて、30℃で培
養した。対数増殖期に達した時に培養液4mlを採取
し、遠心分離操作により菌体を分離取得した。この菌体
を5mlの0. 1Mコハク酸−NaOH緩衝液(pH
5. 5)で洗浄した後、0. 04%NTG水溶液で2時
間処理した。遠心分離操作により分離取得した菌体を、
5mlの燐酸緩衝液(pH7. 0)で洗浄し、上記組成
の培地に2%寒天を追加し、10mM濃度のラセミ菊酸
エチルエステルを懸濁させた寒天培地に植菌した。30
℃で培養し、生育して集落を形成した微生物株を釣菌
し、再度、ラセミ菊酸エチルエステルを懸濁させた寒天
培地に塗布植菌した。ここで生育して集落を形成した微
生物について、酪酸メチル加水分解活性を測定し、その
活性がアルスロバクター・グロビフォルミス(Arthroba
cter globiformis)IFO−12958株より高いもの
を選抜した。ここで選抜された微生物について、ラセミ
菊酸エチル加水分解活性を測定し、その活性が最も高か
った微生物を選抜し、アルスロバクターSC−6−98
−28株を得た。
【0017】実施例2 500ml三角フラスコに液体培地(水1Lに可溶性澱粉
30g、ポリペプトン7g、酵母エキス5g及び燐酸二
カリ5gを溶解し、pH5.0 とする。)100mlを入れ
て滅菌した後、SC−6−98−28株の斜面培養から
1白金耳接種し、30℃で24時間回転振とう培養し
た。2. 5L容の小型発酵槽(丸菱バイオエンジ社製、
MD250型)に滅菌した液体培地(水1Lに可溶性澱
粉60g、ポリペプトン10g、酵母エキス2g及び燐
酸二カリ5gを溶解し、pH5.0 とする。)1000ml
を仕込み、そこへ上記の三角フラスコで培養した培養液
10mlを接種した。3L/分で通気しつつ、750rp
mで攪拌を行い、43時間培養したところ、培養液の濁
度(OD660 )は、19. 3であった。ここで得られた
培養液の100mlから遠心分離操作により菌を分離取得
した。得られた菌体を25mlの0. 5M炭酸緩衝液(p
H10)に懸濁し、ラセミ第一菊酸エチルエステル(ト
ランス体/シス体=90/10)0. 5gを加えて、4
0℃で8時間攪拌し、反応させた。反応後、反応液を濃
塩酸でpH2.0 以下とした後、メチルイソブチルケトン
で抽出した。抽出物に内部標準物質(ジメチルフタレー
ト)を加え、ガスクロマトグラフィー(カラム:10% Sh
inchrom F51+1%燐酸、 2.1m、180 ℃)で分析し、生
成した菊酸のモル量を測定し、下記式により菌体量あた
りの菊酸エチルエステル加水分解活性を求めたところ、
9. 5μmol/hr/ml/ODであった。
【0018】加水分解活性は、次の式に従って、算出し
た。加水分解活性( μmol/hr/ml/OD) =生成した菊酸の
量( μmol)÷反応時間(hr)÷反応に用いた培養液量(ml)
÷培養液の濁度(OD660
【0019】実施例3 アルスロバクターSC−6−98−28株を実施例2と
同様にして、小型発酵槽を用いて29時間培養した(培
養液の 濁度(OD660 )=18. 1)。 培養液30
0mlから遠心分離操作により、菌体量あたりのラセミ菊
酸エチルエステル加水分解活性が10.5μmol /hr/ml
/OD の菌体を得た。 得られた菌体を25mlの0.5M
炭酸緩衝液(pH10)に懸濁し、ラセミ菊酸エチルエ
ステル(トランス体/シス体=95/5)0.45g
(2.3mmol)を加えて、40℃で46時間攪拌
し、反応させた。 以後、実施例1と同様の操作を行
い、生成した菊酸を定量したところ、0.95mmol
であった。ここで得られた菊酸を3,5−ジクロロアニ
リンとのアミド化合物に誘導した後、光学活性カラムを
用いた液体クロマトグラフィー〔カラム:SUMICHIRAL O
A-2100(住化分析センター)、溶媒:ヘキサン/1,2
−ジクロロエタン=17/3〕により、立体異性体型比
を分析したところ、(+)体/(−)体の比は99.8
/0.2であった。また、すべてトランス体であり、シ
ス体はまったく含まれていなかった。
【0020】実施例4 実施例3で得られた培養液400mlから分離取得した菌
体を25mlの1M炭酸緩衝液(pH10)に懸濁し、こ
れにラセミDV酸エチルエステル(トランス体/シス体
=55/45)0.55gを加え、50℃で50時間攪
拌し、反応させた。その後、実施例1と同様の操作によ
り、抽出し、生成したDV酸の立体異性対比を測定し
た。その結果、生成したDV酸の(+)体/(−)体の
比は99.6/0.4であり、トランス体/シス体の比
は95.8/4.2であった。
【0021】参考例1 アルスロバクター・グロビフォルミスIFO−1295
8株を実施例2と同様にして、培養し、濁度(O
660 )16.0の培養液を得た。その後、実施例2と
同様にして、菌体量あたりの第一菊酸エチルエステル加
水分解活性を求めたところ、3.2μmol/hr/ml/OD で
あった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−210892(JP,A) 特開 昭63−251099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 7/40 C12N 1/20 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルスロバクター属に属する微生物である
    アルスロバクター(Arthrobacter)SC−6−98−2
    8株(FERM P-11851)、その培養物または微生物菌体を
    一般式化1 【化1】 (式中、RはC1 〜C4 のアルキル基を表し、Xはメチ
    ル基または、塩素原子を表す。本式は、立体関係を表す
    ものではない。)で示されるラセミ菊酸エステルまたは
    ラセミ3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメ
    チルシクロプロパンカルボン酸エステルに作用させて、
    これを不斉加水分解することを特徴とする一般式化2 【化2】 ( 式中、Xはメチル基または、塩素原子を表す。本式
    は、立体関係を表すものではない。)で示される(+)
    −菊酸または(+)−3−(2,2−ジクロロビニル)
    −2,2−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の生化学
    的製造法
  2. 【請求項2】アルスロバクター属に属する微生物である
    アルスロバクター(Arthrobacter)SC−6−98−2
    8株(FERM P-11851)
  3. 【請求項3】 一般式化1で示されるラセミ菊酸エステル
    またはラセミ3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2
    −ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルがトラン
    ス体であり、一般式化2で示される(+)−菊酸または
    (+)−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジ
    メチルシクロプロパンカルボン酸がトランス体である請
    求項1に記載の方法
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