JPH04262789A - 複素環式化合物のアルキル基を微生物により酸化する方法 - Google Patents

複素環式化合物のアルキル基を微生物により酸化する方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、微生物を用いてアルキル基の末
端を酸化し、カルボン酸とする新規な方法に関する。
【0002】これらのカルボン酸誘導体は医薬品を製造
するときの中間体として用いられ、たとえばチオフェン
−2−酢酸(2−チエニル酢酸)は、ペニシリン/セフ
ァロスポリン系の抗生物質の合成に使用される〔Ull
mann,1983,23巻,219頁〕。  脂肪族
炭化水素のアルキル基を微生物酸化する研究は、シュー
ドモナス・オレオボランス(Pseudomonas 
 oleovorans)の微生物種を用いて広く行な
われている。
【0003】シュードモナス・オレオボランスATCC
8062とATCC29437を用いて、アルカンを三
段階で微生物酸化し、対応するカルボン酸とすることが
知られている。  アルカン−ヒドロキシラーゼ複合体
の作用により、最初に対応するアルコールが生成し、次
いでアルコール−デハイドロゲナーゼおよびアルデヒド
デハイドロゲナーゼの触媒作用により、二段階で酸に変
換される。
【0004】これらの種では、プラスミド(Plasm
id)OCTに対して酸化酵素を生みだす遺伝子が存在
する(Witholt  et  al.,TIBTE
CH,Vol.8,1990,46〜52)。
【0005】シュードモナス・オレオボランスを用いて
アルキル基を微生物酸化して対応するカルボン酸にする
ことは、従来は対象が炭素数6〜12の直鎖の飽和アル
キル基をもつ化合物とエチルベンゼンに限られていた〔
Fukudaet  al.,Agric.Biol.
Chem.53(12)3293〜3299頁(198
9)〕。
【0006】ロードコッカス(Rhodococcus
)、ミコバクテリウム(Mycobacterium)
およびシュードモナスのような微生物をアルカンと組み
合わせて、アルキル置換基を有する環状芳香族化合物ま
たは飽和炭化水素を対応するカルボン酸にすることは、
レイモンドが報告している〔Raymond,R.L.
,Process  Biochemistry,19
79,71〜74頁〕。
【0007】これらの方法の欠点は、反応が2個以上の
炭素原子をもつアルキル基に対して特異性がなく、さら
に開環する可能性があり、芳香族炭化水素化合物のメチ
ル基が酸化されることである。
【0008】本発明の課題は、複素環中のアルキル基を
容易に、かつ一般で微生物酸化することができ、しかも
対応するカルボン酸が高収率および高純度で得られ、芳
香族または飽和の複素環が開裂しない方法を提供するこ
とにある。
【0009】この課題は、請求項1に記載の、驚くべき
方法により解決される。
【0010】本発明によれば、変換のための基質として
、炭素数が少なくとも2以上、好ましくは2〜6、とく
に2の、少なくとも1個のアルキル基で置換された5員
または6員の複素環式化合物が用いられる。
【0011】上記の複素環式化合物は、ヘテロ原子とし
て酸素、窒素またはイオウを含むものである。
【0012】6員環の複素環式化合物では、ヘテロ原子
として窒素を含むものが好ましい。5員環の複素環式化
合物の好ましい前駆体としては、チオフェン、フラン、
ピロール、チアゾール、ピラゾールまたはイミダゾール
が用いられる。
【0013】6員環の複素環式化合物の好ましい前駆体
としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジンまたはピリ
ダジンが挙げられる〔Grund  et  al.,
J.Bacteriol.123,546〜556(1
975)〕。
【0014】シュードモナス・オレオボランスの酵素誘
導にはn−オクタン、カンジダ・トロピカリス(Can
dida  tropicalis)にはn−ヘキサデ
カン、ロードコッカス・ロードクラウス(Rhodoc
occus  rhodochrous)にはn−デカ
ンを用いて行なう。
【0015】誘導に使用される化合物の供給は、基質の
反応中は停止する。  基質の反応はしかし、酵素誘導
体が存在しても進行する。
【0016】誘導に使用される化合物の供給は、基質の
反応中は、供給の停止または細胞の遠心分離により止め
るのが好ましい。
【0017】反応は、アルカンおよび(または)アルカ
ノールを微生物と組み合わせて、たとえばシュードモナ
ス属、カンジダ属の酵母、ロードコッカス属の微生物と
組み合わせて実施される。
【0018】本発明においては、またこれらの微生物の
突然変異種を他の微生物と同様に使用することができ、
これらは互に組み合わせるか、または遺伝子工学の方法
により、反応に必要な発生的情報が発現して反応のため
の活性酵素が形成されるようにして用いられる。
【0019】微生物としては、アルカンと組み合わせた
微生物種である標識ATCC8062またはATCC2
9347のシュードモナス・オレオボランス、標識AT
CC32113のカンジダ・トロピカリス種、標識AT
CC19607のロードコッカス・ロードクラウス、と
くに標識ATCC29347のシュードモナス・オレオ
ボランスが用いられる。
【0020】微生物種のシュードモナス・オレオボラン
スATCC8062またはATCC29347、ロード
コッカス・ロードクラウスATCC19067はカンジ
ダ・トロピカリスATCC32113種の酵母と同様に
、アメリカン・タイプ・カルチュア・コレクション(A
merican  Type  Culture  C
ollection,12301  Parklawn
  Drive,Rockville,Marylan
d  20852,USA)に寄託されている。
【0021】上記の微生物種は、アルカン、アルカノー
ルまたはアルキル環状化合物とともに無機塩培地〔Ku
lla  et  al.,Arch.Microbi
ol  135,1983,1〜7〕または複合培地〔
“Nutrient  BrothNr.2”,  O
xoid  Ltd.,England〕中で増殖する
【0022】基質を供給する前に細胞を常法に従って培
養し、次いで基質の反応を、光学密度1〜200/65
0nm、好ましくは5〜100/650nmの培養培地
で行なう。  反応は、基質を1回に、または連続的に
供給し、培養培地中の基質濃度が20%(w/v)を超
えないようにして行なう。  ここで、(w/v)は単
位容量当りの重量を示す。
【0023】基質の供給は、その濃度が5%(w/v)
、とくに1%(w/v)を超えないようにして行なうの
が好ましい。
【0024】反応は、pH値4〜11、好ましくは6〜
10で行なう。反応は通常15〜50℃で行なうが、好
ましいのは25〜40℃である。反応は1時間ないし数
日で終るが、連続的に数日間で行なうのが好ましい。反
応終了後、対応する酸を既知の技術と方法に従って分離
する。
【0025】実施例1 (2−メチル−ピリジン−5−酢酸)シュードモナス・
オレオボランスATCC29347を無機塩培地中〔K
ulla  et  al.,Arch.Microb
iol.135,1983,1〜7〕で、炭素源および
エネルギ源としてn−オクタンを用い、30℃、pH7
で培養した。
【0026】次いで、得られた細胞を同じ無機塩培地で
2回洗浄して、光学密度10/650nmの無機塩培地
100mlに移した。  この細胞サスペンジョンに1
ミリモルの5−エチル−2−メチル−ピリジンを添加し
た。  これは基質濃度0.12%(w/v)に相当す
る。
【0027】16時間、30℃でのインキュベーション
の後、n−オクタンの不在下に0.5ミリモルの2−メ
チル−ピリジン−5−酢酸が得られた。  これは使用
したエチル−メチル−ピリジン基準で、収率50%に相
当する。  この条件では、エチル−メチル−ピリジン
中のメチル基の酸化は認められなかった。
【0028】実施例2〜5 実施例1と同様にして、細胞サスペンジョン100ml
当り1ミリモルの基質を用いて実施した。  その結果
を表1に示した。
【0029】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルキル基の末端を微生物を用いて酸
    化し、カルボン酸とする酸化方法であって、基質として
    、5員または6員の複素環式化合物であって、少なくと
    も1個の炭素原子が炭素数2以上のアルキル基で置換さ
    れた化合物を、アルカンおよび(または)アルカノール
    と組み合わせた微生物を用いて対応するカルボン酸に変
    換し、得られたカルボン酸をそれ以上異化させないこと
    を特徴とする酸化方法。
  2. 【請求項2】  微生物の酵素を、微生物に対して炭素
    源およびエネルギー源として作用する化合物を用いて誘
    導するか、または微生物に対して炭素源およびエネルギ
    ー源として作用しない化合物を用いて行なうことを特徴
    とする請求項1の酸化方法。
  3. 【請求項3】  反応を、標識ATCC8062または
    ATCC29347のシュードモナス・オレオボランス
    (Pseudomonas  oleovorans)
    またはその活性突然変異種の微生物とアルカンとを組み
    合わせたものを用いて行なうことを特徴とする請求項1
    または2の酸化方法。
  4. 【請求項4】  反応を、標識ATCCのカンジダ・ト
    ロピカリス(Candida  tropicalis
    )種またはその活性突然変異種の酵母などの微生物種と
    アルカンとを組み合わせたものを用いて行なうことを特
    徴とする請求項1または2の酸化方法。
  5. 【請求項5】  反応を、標識ATCC19067のロ
    ードコッカス・ロードクラウス(Rhodococcu
    s  rhodochrous)またはその活性突然変
    異種の微生物種とアルカンとを組み合わせたものを用い
    て行なうことを特徴とする請求項1または2の酸化方法
  6. 【請求項6】  培養培地中の基質濃度が20%(w/
    v)を超えないように、基質を1回でまたは連続的に供
    給して反応を行なうことを特徴とする請求項1ないし5
    のいずれかの酸化方法。
  7. 【請求項7】  反応をpH4〜11で行なうことを特
    徴とする請求項1ないし6のいずれかの酸化方法。
  8. 【請求項8】  反応を温度15〜50℃で行なうこと
    を特徴とする請求項1ないし7のいずれかの酸化方法。
  9. 【請求項9】  基質として、酸素、窒素、イオウから
    なるグループから選んだ1個または複数個のヘテロ原子
    を含む、芳香族5員または6員の複素環式化合物であっ
    て少なくとも1個のC2〜C6のアルキル基で置換され
    た化合物を用いることを特徴とする請求項1ないし8の
    いずれかの酸化方法。
  10. 【請求項10】  基質として、酸素、窒素またはイオ
    ウからなるグループから選んだ1個または複数個のヘテ
    ロ原子を含む、芳香族5員または6員の複素環式化合物
    であってエチル基で置換されたものを用いることを特徴
    とする請求項9の酸化方法。
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DE59105421D1 (de) 1995-06-14
DK0466115T3 (da) 1995-05-29
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