JP3611881B2 - Method for producing vitamin B12 - Google Patents

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、悪性貧血、神経疾患、メチルマロン酸尿症の治療薬などに利用され、そのほか、家禽及び/又は家畜の飼料添加物として広く利用されているビタミンB12の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ビタミンB12の製造法に関しては、その構造の複雑さの故に、化学合成法を用いることは工業的には困難であり、現在のところ微生物による発酵製造法が用いられている。
微生物によるビタミンB12の生産に関しては、ストレプトミセス(Streptomyc es)属、ノカルジア(Nocardia)属、ミクロモノスポラ(Micromonospora)属、アエロバクター(Aerobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、アゾトバクター(Azotobacter)属、バチルス(Bacillus)属、クロストリジウム(Clostridium)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、エシェリヒア(Escherichia)属、フラボバクテリウム(Flavobacterium)属、ミコバクテリウム(Mycobacterium)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、プロピオニバクテリウム(Propionibacterium)属、プロテウス(Proteus)属、セラチア(Serratia)属、ストレプトコッカス(Streptococcus)属、キサントモナス(Xanthomonas)属、プロタミノバクター(Protaminobacter)属、メタノバチルス(Methanobacillus)属〔イー・ジェイ・バンダメ(E. J. Vandamme), バイオテクノロジー オブ バイタミンズ ピグメンツアンド グロース ファクター(Biotechnology of Vitamins, Pigments and Growth Factors),エルセビアー サイエンス パブリッシャー エル ティ デー(Elsevier Science Publisher LTD),1989,261−263頁〕、アルスロバクター(Arthrobacter)属(特開昭52−94498)、クレブシエラ(Klebsiella)属(特開昭50−132186)、ロドシュードモナス(Rhodopseudomonus)属(特開昭60−16597)、ブチリバクテリウム(Butyribacterium)属(特開昭62−44197)、シュードノカルジア(Pseudonocardia)属(特開昭55−96091)、メタノサルシナ(Methanosarcina)属(特開平1−257490)、ユウバクテリウム(Eubacterium)属(特開昭62−44172)、アセトバクテリウム(Acetobacterium)属(特開昭62−122593)などが報告されている。さらにリゾビウム メリロッテイ(Rhizobium meliloti)、リゾビウム ファゼオリ(Rhizobium phaseoli)、リゾビウム ジャポニカム(Rhizobium japonicum)、リゾビウム トリフォリ(Rhizobium trifolli)、リゾビウム レグミノサルム(Rhizobium leguminosarum)の各種が、 ビタミンB12を蓄積することが報告されている〔プラント フィジィオロジー(Plant Physiology),38,99−104(1963)〕。
上記リゾビウム属菌種の中で、リゾビウム ファゼオリおよびリゾビウム トリフォリは、リゾビウム レグミノサルムに改称されている〔(財)発酵研究所、リスト オブ カルチャーズ(List of Culutures)1992 マイクロオルガニズムス(Microorganisms),9版,169頁参照〕。また、リゾビウム ジャポニカムの一部は、リゾビウム レグミノサルムに改称され、残りはブラディリゾビウム ジャポニカム(Bradyrhizobium japonicum)に再分類されている〔(財)発酵研究所、リスト オブ カルチャーズ(List of Culutures)1992 マイクロオルガニズムス(Microorganisms),9版,169頁参照〕。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に微生物によるビタミンB12の生産量はきわめて低いものとなっている。また、一部の微生物においては、利用できうる炭素源が限定されていたり(メタノール資化性菌など)、嫌気条件など特殊な培養条件を必要としたり(プロピオン酸菌、アセトバクテリウム属、メタン生成菌など)、増殖速度が低いために長時間の培養時間を必要とする(メタン生成細菌、プロピオン細菌など)など、工業的製造法としては限定された条件でのみ可能なものが多く、更に改良された工業的製法の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、安価かつ効率的なビタミンB12の工業的製造法を提供するものである。 本発明者らは、一般に発酵生産に広く用いられているグルコース、シュクロースなどを炭素源とし、かつ、同じく一般に広く用いられている発酵生産条件である通気撹拌培養法を用いて、ビタミンB12を効率よく発酵生産する方法を開発するために、新たに高いビタミンB12の生産能を有する新種菌株リゾビウム コバラミノゲヌム(Rhizobium cobalaminogenum)27B74を兵庫県の土壌から分離し、さらに鋭意研究を重ね、得られた知見に基づき、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、
(1)ビタミンB12を生産する能力を有するリゾビウム コバラミノゲヌムを培地に培養し、ビタミンB12を生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴とするビタミンB12の製造法、
(2)培地がコバルト化合物を含有する前記(1)記載の製造法、
(3)コバルト化合物がハロゲン化コバルトである前記(2)記載の製造法、
(4)培地が5,6−ジメチルベンズイミダゾール化合物を含有する請求項1記載の製造法、
(5)リゾビウム コバラミノゲヌムがリゾビウム コバラミノゲヌム 27B74株(FERM BP−4429)である前記(1)記載の製造法、
(6)ビタミンB12を生産する能力を有するリゾビウム コバラミノゲヌム、および
(7)微生物リゾビウム コバラミノゲヌム 27B74株(FERM BP−4429)に関する。
【0005】
本発明において、ビタミンB12は、補酵素型ビタミンB12〔例、アデノシルコバラミン,メチルコバラミン(メチル型コバラミン)〕、シアノ型ビタミンB12(シアノコバラミン)またはヒドロキソ型ビタミンB12(ヒドロキソコバラミン)のいずれであってもよい。
土壌中より分離した優れたビタミンB12生産能を持つ、リゾビウム コバラミノゲヌム(Rhizobium cobalaminogenum)27B74(IFO 15543、FERM BP−4429)の形態学的性質、各培地における生育状態及び生理学的性質等について以下に示す。
(A)形態学的性質(肉汁寒天培地で、28℃、24時間生育した場合)
1.細胞の形態 :桿菌
2.細胞の大きさ:0.5−0.8μm×1−2.8μm
3.胞子の有無 :なし
4.運動性 :あり
(肉汁液体培養、28℃、16時間生育後の観察)
5.グラム染色性:陰性
6.抗酸性 :なし
(B)各培地における生育状態
【表1】

Figure 0003611881
(C)生理学的性質
【表2】
Figure 0003611881
(D)各種糖類の利用性
【表3】
Figure 0003611881
【0006】
また、上記糖類からのガス及び酸の生成は14日間培養後認められなかった。
以上に掲げた各性質をバージーズ(Bergey’s) マニュアル オブ システマティック バクテリオロジー(Manual of Systematic Bacteriology)第1版(1984)の記載をもとに分類したところ、これらの菌はリゾビウム属(Genus Rhizobium)菌であると同定した。この菌について、DNAのGC含量を求めたところ、63.4%であった。さらに、キノン類の抽出及び分析を行った結果、すべて、コエンザイムQ−10を持っていた。また、菌体脂肪酸組成の結果は、ヒドロキシ脂肪酸として、3−ヒドロキシ脂肪酸14:0、16:0、18:0(炭素数:二重結合数)を有しており、その割合は、66:17:7であった。直鎖脂肪酸は、16:0、18:0、18:1を有しており、18:1が最も多かった。リゾビウム属の多くは上記のような菌体脂肪酸組成を示すことはすでに知られている。しかし直鎖脂肪酸21:1及び19:0を同定株は有していないこと、またL−アラビノースから酸の生成が認められない点において従来知られているリゾビウム属細菌とは性質が、異なっている。さらに、DNAホモロジー解析をエザキ(Ezaki)らの方法〔エザキ エト アール(Ezaki et al.), インターナショナル ジャーナル オブ システマティック バクテリオロジー(International Journal of Systematic Bacteriology),39,224−229(1989)〕により、従来より知られているリゾビウム属保存株と比較して行った。その結果を以下に示す。
【0007】
【表4】
Figure 0003611881
27B74株は、いずれの株とも同一種としての相同性を示さなかった。従って本株をリゾビウム属に属する新種菌株であると結論し、該種名をコバラミノゲヌム(cobalaminogenum)と称することとした。本明細書において、IFO番号は、財団法人発酵研究所(IFO、大阪府大阪市淀川区十三本町2丁目17番85号)への寄託番号、また、FERM BP番号は工業技術院生命工学技術研究所(FRI 茨城県つくば市東1丁目1番3号)へのブタペスト条約に基づく寄託番号である。
リゾビウム コバラミノゲヌム 27B74は1993年9月2日にIFOへ受託番号IFO 15543、1993年9月29日にFRIへ受託番号FERM BP−4429としてそれぞれ寄託されている。
【0008】
上記のようにして得られたビタミンB12生産菌の培養には、通常の微生物の培養と同様の方法が用いられる。すなわち、培地としては炭素源、窒素源、無機物、金属塩、あるいは、酵母エキス、酵母菌体、リボ核酸などの物質などのほかに、必要に応じてアミノ酸、ビタミン類などの栄養源を含有する培地が用いられる。例えば炭素源としては、グルコース、シュークロス、マルトース、ソルビトール、でんぷん、でんぷん糖化液、糖蜜などの炭水化物、ピルビン酸、フマル酸、リンゴ酸、コハク酸などの各種有機酸、エタノール、メタノールなどのアルコール類、ベタイン、コリン、モノエタノールアミンなどのアミン類などが用いられる。窒素源としては、ペプトン、コーンスチープリカー、大豆粉、尿素などの有機窒素源のほかに、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸などのアンモニウム塩や、アンモニアガス、アンモニア水などの無機窒素源が、それぞれ単独もしくは混合して用いられる。その他の栄養源としては、酵母エキス、酵母菌体、リボ核酸などの物質などのほかに、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩、リン酸塩などの無機塩類、アミノ酸類、ビタミン類などが適宜選択の上、それぞれ単独もしくは混合して用いられる。さらに、培地には、必要に応じてシリコンオイルなどの消泡剤、ポリアルキレングリコールエーテルなどの界面活性剤などを添加することができる。また、ビタミンB12の前駆体としてコバルト化合物、または5,6−ジメチルベンズイミダゾール化合物を加えることが好ましい。これらの化合物により培地中のビタミンB12の収量が増大する。コバルト化合物は、コバルト源またはその前駆体であればいずれも用いられる。コバルト化合物としては、例えばハロゲン化コバルト(例、塩化コバルト,臭化コバルト等)、硝酸コバルト、硫化コバルト、酢酸コバルト、硫酸アンモニウムコバルト、炭酸コバルト、4−シクロヘキシル酪酸コバルト、2−エチルヘキサン酸コバルト、水酸化コバルト、リン酸コバルト、酸化コバルトまたはチオシアン酸コバルト等が挙げられる。また、5,6−ジメチルベンズイミダゾール化合物は、5,6−ジメチルベンズイミダゾール源またはその前駆体であればいずれも用いられる。5,6−ジメチルベンズイミダゾール化合物としては、例えば5,6−ジメチルベンズイミダゾール、ニコチンアミド、ニコチネートアデニンジヌクレオチド(NAD)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NaAD)、ニコチネートモノヌクレオチド(NaMN)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドフォスフェート(NADP)またはニコチン酸等が挙げられる。
【0009】
培養は通常、好気的条件下に行われる。具体的には、例えば振とうあるいは通気撹はん深部培養等により行われる。培地のpHは通常約4ないし9の範囲が好ましい。培養中にpHの変動が観察される場合には、これを好ましい範囲に修正するために、酸(例、硫酸,塩酸,酢酸等)、アルカリ(例、炭酸カルシウム,水酸化ナトリウム,アンモニアガス,アンモニア水等)を適宜添加してもよい。培養温度は、通常約20℃ないし45℃の範囲から使用される微生物の生育及びビタミンB12の蓄積に好適な温度が選択される。培養は実質的にビタミンB12蓄積量が最大になるまで行われるが、通常約2日間ないし10日間の培養で目的を達することができる。
リゾビウム コバラミノゲヌムに属するビタミンB12生産菌は、他の細菌の場合と同様に、たとえば紫外線、放射線などの照射、単細胞分離、種々の変異処理、その他の慣用の手段により変異させることができ、このような変異株あるいは自然に得られる突然変異株であっても、上記した分類学的性状との比較において実質的に別種とするに足らず、しかもビタミンB12を生産する能力を有するものは、すべて本発明方法に利用し得る。
【0010】
培養物からビタミンB12及びビタミンB12各成分を分離、採取するにはすでに公知にされている通常の精製手段、例えば、フェノール、ブタノールなどを用いた溶媒抽出法や、沈殿法、イオン交換樹脂やシリカゲル、活性炭などによるクロマトグラフィー法などの分離精製法が用いられる〔ジェイ フローレント アンド エル ニネット(J. Florent and L. Ninet),バイタミン(Vitamin)B12ミクロービアル テクノロジー(Microbial Technology) エイチ ジェイ ペプラー アンド デー パールマン(H. J. Peppler and D. Perlman)編,アカデミック プレス エヌ ワイ(Academic Press, N. Y.),497−519頁(1979年)〕。
さらに具体的には、例えば、培養物を遠心分離して、菌体を得た後、無機酸(例、塩酸,硫酸等)または有機酸(例、酢酸,酒石酸等)を用いることによりpHを約5.0に調整後、シアンイオンを添加して加熱することによりシアノ型として水中へ抽出する。また、ビタミンB12をメチル型または補酵素型として得る場合には、常法により菌体から暗所でアルコール類(例、エタノール,プロパノール等)、ケトン類(例、アセトン,メチルエチルケトン等)などを用いて抽出する。菌体よりビタミンB12を抽出するとき、所望により菌体を自体公知の方法により破砕することも有効である。
【0011】
【実施例】
以下の実施例により、本発明についてさらに具体的に説明する。実施例中の%および比は特にことわりのない限り、容量%および容量比をそれぞれ示す。
実施例1
1%(重量%)ショ糖を含んだ肉汁液体培地5mlを、綿栓付試験管に分注した後、加熱殺菌した。この培地に予め肉汁寒天培地上で30℃、3日間生育させたリゾビウム コバラミノゲヌム27B74(IFO 15543、FERM BP−4429)を一白金耳量接種し、30℃で24時間振とう培養した。〔表5〕に示す組成の培地20mlを200ml容フラスコにいれ加熱滅菌した後、これに上記培養物1.0mlを接種し、毎分230回転のロータリーシェーカー上で30℃、6日間培養した。
上記と同様の方法で得られた培養物1リットルから遠心分離により菌体を集めた。得られた菌体を酢酸バッファーに懸濁してpH5.0に調整し、さらに、これにKCNを最終濃度が100μg/mlとなるように添加した後、100℃、15分加熱した。冷却後、遠心分離により沈殿物を除き、ビタミンB12抽出液を得た。抽出液のビタミンB12量を高速液体クロマトグラフィー法で定量した。カラムはODP−50 4.6×150mm(旭化成社製)を使用し、カラムからのビタミンB12の溶出には、40mM酢酸アンモニウム:アセトニトリル=88:12を用いた。また溶出液中のビタミンB12含量は、361nmにおける吸光度の測定により求めた。その結果、上記培養物には、22μg/mlのビタミンB12が生成していたことが認められた。
次に上記のビタミンB12抽出液を活性炭カラムにかけて、ビタミンB12を吸着させた。カラムを蒸留水により洗浄した後、吸着物を40%アセトンで溶出した。ビタミンB12画分を集めて、減圧下に濃縮した後、ダウエックス50のカラムにかけた。カラムを水洗した後、50mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.5)により吸着物を溶出した。ビタミンB12画分を集めて、中和した後、再度活性炭カラムにかけた。カラムを蒸留水により洗浄した後、吸着物を40%アセトンで溶出した。ビタミンB12画分を集めて減圧下に濃縮した後、これにアセトンを加えて、ビタミンB12を晶出させたところ、16.5mgのビタミンB12(シアノ型)結晶が得られた。
【0012】
【表5】
Figure 0003611881
【0013】
実施例2
補酵素型でビタミンB12各成分を得るために、実施例1で得られた培養物1リットルから遠心分離により菌体を集めた。暗所でエタノール(CN無添加)濃度が80%となるように調整し、得られた菌体を80℃で20分間加熱抽出した。抽出液のエタノールを減圧下に除き、水溶液を得た。得られた水溶液をSep−Pak C18(ウォーターズ社製)を用いて脱塩処理した後、補酵素型ビタミンB12の同定を高速液体クロマトグラフィー法により行った。カラムはLichrospher RP 18(5×250mm)(メルク社製)を使用し、カラムからの溶出には、85mMリン酸(pH3.0)とアセトニトリルによるグラジェント法を用いた。アセトニトリルの濃度は、0%(溶出開始時)から50%(溶出開始25分後)になるようにした。また、溶出液中の補酵素型ビタミンB12含量は、361nmにおける吸光度の測定により求めた。その結果、上記培養物には、アデノシルコバラミン(Ado−B12)(18μg/ml)、メチルコバラミン(CH−B12)(2.5μg/ml)およびヒソロキソコバラミン(OH−B12)(1.0μg/ml)が生成していたことが認められた。
【0014】
比較例
実施例1と同様にして、リゾビウム メリロッテイ(Rhizobium meliloti)IFO 14782,リゾビウム ガレガエ(Rhizobium galegae)IFO 14965,リゾビウム フアクイー(Rhizobium huakuii)IFO 15243,リゾビウム レグミノサルム(Rhizobium leguminosarum)IFO 13337,リゾビウム レグミノサルム(Rhizobium leguminosarum)IFO 14784,リゾビウム ロッテイ(Rhizobium loti)IFO 13336およびリゾビウム トロピシー(Rhizobium tropici)IFO 15247を30℃、6日間培養した。得られた培養物から実施例1記載の方法を用いて、抽出液のビタミンB12含量を定量した。その結果を〔表6〕に示す。
【表6】
Figure 0003611881
【0015】
【発明の効果】
本発明により、工業的に安価に、容易に、効率的にビタミンB12が製造できる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention, pernicious anemia, nervous diseases, is utilized in such therapeutic agents methylmalonic aciduria, In addition, a process for producing vitamin B 12, which is widely used as a feed additive for poultry and / or livestock.
[0002]
[Prior art]
For the preparation of vitamin B 12, because of the complexity of its structure, the use of chemical synthesis is difficult for industrial fermentation process according Currently microorganisms are used.
With respect to the production of vitamin B 12 by microorganisms, Streptomyces (Streptomyc es) the genus Nocardia (Nocardia) sp., Micromonospora (Micromonospora) genus, Aerobacter (Aerobacter) genus, Agrobacterium (Agrobacterium) genus Alcaligenes (Alcaligenes ) genus, Azotobacter (Azotobacter) genus Bacillus (Bacillus) sp., Clostridium (Clostridium) genus Corynebacterium (Corynebacterium) genus Escherichia (Escherichia) sp., Flavobacterium (Flavobacterium) genus Mycobacterium (Mycobacterium) genus The pseudo Monas (Pseudomonas) genus Propionibacterium (Propionibacterium) genus, Proteus (Proteus) genus Serratia (Serratia) genus Streptococcus (Streptococcus) genus Xanthomonas (Xanthomonas) genus, professional data Mino Enterobacter (Protaminobacter) genus, Metanobachirusu (Methanobacillus) genus [E Jay Bandame (E. J. Vandamme), biotechnology of Baitaminzu pig Apartments and growth factors (biotechnology of Vitamins, Pigments and growth factors), Erusebia Science publishers El tee Day (E sevier Science Publisher LTD), pp. 1989,261-263], Arthrobacter (Arthrobacter) belonging to the genus (JP-A-52-94498), Klebsiella (Klebsiella) belonging to the genus (JP-A-50-132186), Rhodopseudomonas (Rhodopseudomonus) genus (JP 60-16597), blanking Chile Agrobacterium (Butyribacterium) genus (JP 62-44197), pseudoephedrine Nocardia (Pseudonocardia) genus (JP 55-96091), Methanosarcina (Methanosarcina) genus (Japanese Unexamined 1- 257490), Yu Mycobacterium (Eubacterium) genus (JP 62-44172), aceto Mycobacterium (Acetoba Cterium ) (Japanese Patent Laid-Open No. 62-122593) has been reported. Further Rhizobium Merirottei (Rhizobium meliloti), Rhizobium Fazeori (Rhizobium phaseoli), Rhizobium japonicum (Rhizobium japonicum), Rhizobium Torifori (Rhizobium trifolli), various Rhizobium leguminosarum (Rhizobium leguminosarum) is reported to accumulate vitamin B 12 [Plant Physiology, 38 , 99-104 (1963)].
Among the above Rhizobium species, Rhizobium phaseori and Rhizobium trifoli have been renamed Rhizobium regminosalum [Farming Institute, List of Cultures, 1992 Microorganisms, 9th edition] , Page 169]. Also, a part of Rhizobium japonicum has been renamed Rhizobium leguminosalum, and the rest has been reclassified to Bradyrhizobium japonicum [Food Research Institute, List of Cultures] 1992, Microorganisms, 9th edition, page 169].
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, however, the production of vitamin B 12 by microorganisms has become extremely low. In some microorganisms, available carbon sources are limited (such as methanol-utilizing bacteria) or special culture conditions such as anaerobic conditions are required (propionic acid bacteria, acetobacterium, methane) Many production methods are possible only under limited conditions such as methanogenic bacteria, propion bacteria, etc. that require a long incubation time due to low growth rate, Development of improved industrial processes is desired.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is to provide an industrial production process of an inexpensive and efficient vitamin B 12. The present inventors generally used vitamin B 12 using aeration and agitation culture method, which is a widely used fermentation production condition using glucose, sucrose or the like widely used for fermentation production as a carbon source. In order to develop a method to efficiently fermentatively produce sucrose, a new strain Rhizobium cobalaminogen 27B74 having a high ability to produce vitamin B 12 was isolated from soil in Hyogo Prefecture, and earned research was repeated. Based on the findings, the present invention has been completed.
That is, the present invention
(1) the Rhizobium Kobaraminogenumu having an ability to produce vitamin B 12 were cultured in a medium, yielding accumulate vitamin B 12, the preparation of vitamin B 12, characterized in that collecting the,
(2) The production method according to (1), wherein the medium contains a cobalt compound,
(3) The production method according to the above (2), wherein the cobalt compound is cobalt halide,
(4) The production method according to claim 1, wherein the medium contains a 5,6-dimethylbenzimidazole compound,
(5) The production method according to (1), wherein the Rhizobium cobalaminogenum is Rhizobium cobalaminogenum 27B74 strain (FERM BP-4429),
(6) Rhizobium Kobaraminogenumu having the ability to produce vitamin B 12, and a (7) a microorganism Rhizobium Kobaraminogenumu 27B74 strain (FERM BP-4429).
[0005]
In the present invention, vitamin B 12 is coenzyme vitamin B 12 [eg, adenosyl cobalamin, methylcobalamin (methyl-type cobalamin)], cyano-type vitamin B 12 (cyanocobalamin) or hydroxo-type vitamin B 12 of (hydroxocobalamin) Either may be sufficient.
The morphological properties of Rhizobium cobalaminogenum 27B74 (IFO 15543, FERM BP-4429), which have excellent ability to produce vitamin B 12 separated from the soil, the growth state and physiological properties in each medium are described below. Show.
(A) Morphological properties (when grown on a broth agar medium at 28 ° C. for 24 hours)
1. Cell morphology: Neisseria gonorrhoeae Cell size: 0.5-0.8 μm × 1-2.8 μm
3. 3. Presence or absence of spores: None Motility: Existence (meat liquid culture, observation after growth at 28 ° C for 16 hours)
5. Gram stainability: negative 6. Anti-acidity: None (B) Growth condition in each medium [Table 1]
Figure 0003611881
(C) Physiological properties [Table 2]
Figure 0003611881
(D) Usability of various sugars [Table 3]
Figure 0003611881
[0006]
Moreover, the production | generation of the gas and acid from the said saccharide | sugar was not recognized after culture | cultivation for 14 days.
The properties listed above were classified based on the description of Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 1st Edition (1984). These bacteria were classified into Genus Rhizobium . Identified as a fungus. For this bacterium, the GC content of the DNA was determined to be 63.4%. Furthermore, as a result of extracting and analyzing quinones, all had coenzyme Q-10. Moreover, the result of a cell fatty-acid composition has 3-hydroxy fatty acid 14: 0, 16: 0, 18: 0 (carbon number: double bond number) as a hydroxy fatty acid, The ratio is 66: 17: 7. Linear fatty acids had 16: 0, 18: 0, 18: 1, with 18: 1 being the most. It is already known that many Rhizobium genera have the above-mentioned cell fatty acid composition. However, it differs from the conventionally known Rhizobium bacteria in that it does not have strains identified with linear fatty acids 21: 1 and 19: 0 and that no acid is produced from L-arabinose. Yes. Furthermore, DNA homology analysis was performed by the method of Ezaki et al. (Ezaki et al., International Journal of Systematic Bacteriology, 39 , 224-229 (conventional), 39 , 224-229 (conventional)). The comparison was made with a more known Rhizobium stock. The results are shown below.
[0007]
[Table 4]
Figure 0003611881
The 27B74 strain did not show homology as the same species with any strain. Therefore, it was concluded that this strain was a new strain belonging to the genus Rhizobium, and the species name was designated as cobalaminogenum . In this specification, the IFO number is the number assigned to the Fermentation Research Institute (IFO, 2-17-85 Jusanhoncho, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka), and the FERM BP number is the Biotechnology of the Industrial Technology Institute. This is a deposit number based on the Budapest Treaty with the Institute (FRI Ibaraki Prefecture Tsukuba City East 1-3-3 East).
Rhizobium cobalaminogenum 27B74 has been deposited with the IFO under the accession number IFO 15543 on September 2, 1993 and under the accession number FERM BP-4429 at the FRI on September 29, 1993.
[0008]
The culture of the vitamin B 12 producing bacterium obtained as described above, the same method as ordinary microbial culture is used. In other words, the medium contains carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances, metal salts, or substances such as yeast extract, yeast cells, and ribonucleic acid as well as nutrient sources such as amino acids and vitamins as necessary. A medium is used. For example, carbon sources include glucose, shoecloth, maltose, sorbitol, starch, starch saccharified liquid, carbohydrates such as molasses, various organic acids such as pyruvic acid, fumaric acid, malic acid and succinic acid, and alcohols such as ethanol and methanol. , Amines such as betaine, choline and monoethanolamine are used. Nitrogen sources include organic nitrogen sources such as peptone, corn steep liquor, soy flour, and urea, as well as ammonium salts such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and carbonic acid, and inorganic nitrogen sources such as ammonia gas and aqueous ammonia. Used alone or in combination. As other nutrient sources, in addition to substances such as yeast extract, yeast cells, and ribonucleic acid, inorganic salts such as calcium salts, magnesium salts, potassium salts, phosphates, amino acids, vitamins, etc. are selected as appropriate. In addition, each is used alone or in combination. Furthermore, an antifoaming agent such as silicone oil, a surfactant such as polyalkylene glycol ether, and the like can be added to the medium as necessary. Further, it is preferable to add a cobalt compound, or 5,6-dimethyl benzimidazole compounds as precursors of vitamin B 12. The yield of vitamin B 12 in the medium is increased by these compounds. As the cobalt compound, any cobalt source or precursor thereof may be used. Examples of the cobalt compound include cobalt halide (eg, cobalt chloride, cobalt bromide, etc.), cobalt nitrate, cobalt sulfide, cobalt acetate, cobalt sulfate ammonium, cobalt carbonate, cobalt 4-cyclohexylbutyrate, cobalt 2-ethylhexanoate, water Examples thereof include cobalt oxide, cobalt phosphate, cobalt oxide, and cobalt thiocyanate. Any 5,6-dimethylbenzimidazole compound may be used as long as it is a 5,6-dimethylbenzimidazole source or a precursor thereof. Examples of the 5,6-dimethylbenzimidazole compound include 5,6-dimethylbenzimidazole, nicotinamide, nicotinate adenine dinucleotide (NAD), nicotinamide adenine dinucleotide (NaAD), nicotinate mononucleotide (NaMN), and nicotine. Amidoadenine dinucleotide phosphate (NADP), nicotinic acid, etc. are mentioned.
[0009]
Culture is usually performed under aerobic conditions. Specifically, it is carried out by, for example, shaking or aeration stirring deep culture. The pH of the medium is usually preferably in the range of about 4 to 9. If a change in pH is observed during culture, an acid (eg, sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, etc.), alkali (eg, calcium carbonate, sodium hydroxide, ammonia gas, Ammonia water or the like) may be added as appropriate. Culture temperature, a temperature suitable for the accumulation of normal growth and vitamin B 12 in the microorganisms used in the range of about 20 ° C. to 45 ° C. is selected. The culture is carried out until the amount of accumulated vitamin B 12 is substantially maximized, but the purpose can be usually achieved by culturing for about 2 to 10 days.
Vitamin B 12 producing bacteria belonging to Rhizobium Kobaraminogenumu, as in the case of other bacteria, such as ultraviolet light, radiation, such as radiation, single cell isolation, various mutagenesis, can be mutated by means of other conventional, such even Do mutant or obtained naturally mutants, not trivial to be substantially different type in comparison to the taxonomic properties described above, moreover those having the ability to produce vitamin B 12, all the It can be used for the inventive method.
[0010]
In order to separate and collect vitamin B 12 and vitamin B 12 components from the culture, conventional known purification means such as solvent extraction using phenol, butanol, precipitation, ion exchange resin, etc. And separation and purification methods such as chromatography using silica gel, activated carbon, etc. [J. Florent and L. Ninet, Vitamin B 12 Microbiology Technology, H. J. Pepper and Day Edited by H. J. Pepper and D. Perlman, Academic Press, NY, 497-519 (1979)].
More specifically, for example, after centrifuging the culture to obtain bacterial cells, the pH is adjusted by using an inorganic acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) or an organic acid (eg, acetic acid, tartaric acid, etc.). After adjusting to about 5.0, cyanide ions are added and heated to extract the cyano form into water. Further, in the case of obtaining the vitamin B 12 as a methyl type or coenzyme-type, alcohol dark from the bacterial cells by conventional methods (e.g., ethanol, propanol, etc.), ketones (e.g., acetone, methyl ethyl ketone), etc. Use to extract. When extracting the vitamin B 12 from the cells, it is effective to crush by a method known per se the cells desired.
[0011]
【Example】
The following examples further illustrate the present invention. Unless otherwise specified,% and ratio in the examples indicate volume% and volume ratio, respectively.
Example 1
5 ml of a broth liquid medium containing 1% (weight%) sucrose was dispensed into a test tube with a cotton plug, and then heat sterilized. This medium was inoculated with one platinum loop of Rhizobium cobalaminogenum 27B74 (IFO 15543, FERM BP-4429) previously grown on a broth agar medium at 30 ° C. for 3 days, and cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours. 20 ml of a medium having the composition shown in [Table 5] was placed in a 200 ml flask and sterilized by heating. Then, 1.0 ml of the above culture was inoculated and cultured on a rotary shaker at 230 rpm for 6 days at 30 ° C.
Bacteria were collected from 1 liter of the culture obtained by the same method as above by centrifugation. The obtained microbial cells were suspended in an acetate buffer to adjust to pH 5.0, and KCN was added thereto so that the final concentration was 100 μg / ml, followed by heating at 100 ° C. for 15 minutes. After cooling, the precipitate was removed by centrifugation to obtain a vitamin B 12 extract. The amount of vitamin B 12 in the extract was quantified by high performance liquid chromatography. Column using ODP-50 4.6 × 150mm (manufactured by Asahi Chemical Industry Co., Ltd.), the dissolution of the vitamin B 12 from the column, 40 mM ammonium acetate: acetonitrile = 88: 12 was used. The vitamin B 12 content in the eluate was determined by measurement of absorbance at 361 nm. As a result, it was confirmed that 22 μg / ml vitamin B 12 was produced in the culture.
Next subjected activated charcoal column of the above vitamin B 12 extract to adsorb the vitamin B 12. After the column was washed with distilled water, the adsorbate was eluted with 40% acetone. Vitamin B 12 fractions were collected and concentrated under reduced pressure and then applied to a Dowex 50 column. After the column was washed with water, the adsorbate was eluted with 50 mM sodium acetate buffer (pH 6.5). The 12 fractions of vitamin B were collected and neutralized, and then applied again to the activated carbon column. After the column was washed with distilled water, the adsorbate was eluted with 40% acetone. Vitamin B 12 fractions were collected and concentrated under reduced pressure, and then acetone was added thereto to crystallize vitamin B 12. As a result, 16.5 mg of vitamin B 12 (cyano-type) crystals were obtained.
[0012]
[Table 5]
Figure 0003611881
[0013]
Example 2
In order to obtain each component of vitamin B 12 in a coenzyme type, cells were collected from 1 liter of the culture obtained in Example 1 by centrifugation. In a dark place, the concentration of ethanol (without addition of CN) was adjusted to 80%, and the obtained cells were extracted by heating at 80 ° C. for 20 minutes. Ethanol of the extract was removed under reduced pressure to obtain an aqueous solution. After desalted using the obtained aqueous solution Sep-Pak C18 (Waters), it was identified coenzyme vitamin B 12 by high performance liquid chromatography. The column used was Lichlorosphere RP 18 (5 × 250 mm) (manufactured by Merck), and the gradient method using 85 mM phosphoric acid (pH 3.0) and acetonitrile was used for elution from the column. The concentration of acetonitrile was adjusted from 0% (at the start of elution) to 50% (25 minutes after the start of elution). Further, the content of coenzyme-type vitamin B 12 in the eluate was determined by measuring the absorbance at 361 nm. As a result, adenosylcobalamin (Ado-B 12 ) (18 μg / ml), methylcobalamin (CH 3 -B 12 ) (2.5 μg / ml) and hisoloxocobalamin (OH-B 12 ) (1.0 μg / ml) was found to be produced.
[0014]
In the same manner as in Comparative Example 1, Rhizobium Merirottei (Rhizobium meliloti) IFO 14782, Rhizobium Garegae (Rhizobium galegae) IFO 14965, Rhizobium Fuakui (Rhizobium huakuii) IFO 15243, Rhizobium leguminosarum (Rhizobium leguminosarum) IFO 13337, Rhizobium leguminosarum (Rhizobium leguminosarum) IFO 14784, Rhizobium Rottei (Rhizobium loti) IFO 13336 and Rhizobium Toropishi (Rhizobium tropici) IFO 15247 and 30 ° C., and cultured for 6 days. The vitamin B 12 content of the extract was quantified from the obtained culture using the method described in Example 1. The results are shown in [Table 6].
[Table 6]
Figure 0003611881
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, vitamin B 12 can be produced easily and efficiently industrially at low cost.

Claims (7)

ビタミンB12を生産する能力を有するリゾビウム コバラミノゲヌムを培地に培養し、ビタミンB12を生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴とするビタミンB12の製造法。Rhizobium Kobaraminogenumu having an ability to produce vitamin B 12 were cultured in a medium, yielding accumulate vitamin B 12, the preparation of vitamin B 12, characterized in that collecting the. 培地がコバルト化合物を含有する請求項1記載の製造法。The production method according to claim 1, wherein the medium contains a cobalt compound. コバルト化合物がハロゲン化コバルトである請求項2記載の製造法。The process according to claim 2, wherein the cobalt compound is a cobalt halide. 培地が5,6−ジメチルベンズイミダゾール化合物を含有する請求項1記載の製造法。The process according to claim 1, wherein the medium contains a 5,6-dimethylbenzimidazole compound. リゾビウム コバラミノゲヌムがリゾビウム コバラミノゲヌム27B74株(FERM BP−4429)である請求項1記載の製造法。The method according to claim 1, wherein the Rhizobium cobalaminogenum is Rhizobium cobalaminogenum 27B74 strain (FERM BP-4429). ビタミンB12を生産する能力を有するリゾビウム コバラミノゲヌム。Rhizobium Kobaraminogenumu having the ability to produce vitamin B 12. ビタミンB 12 を生産する能力を有する微生物リゾビウム コバラミノゲヌム 27B74株(FERMBP−4429)。Microorganism Rhizobium Kobaraminogenumu 27B74 strain having an ability to produce vitamin B 12 (FERMBP-4429).
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