JPH05509221A - 微生物のリボフラビン生産株、選択方法及び発酵方法 - Google Patents
微生物のリボフラビン生産株、選択方法及び発酵方法Info
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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】
′l のリボフラビン 、゛ 法、 び 法、 に する量己
本出願は、1985年12月20日に出願された、共存で譲渡された米国特許出
願第811,234号の一部継続出願である。
主皿■分互
本発明は、多量のりボフラビンを生産する能力を有する微生物、特に増大量のり
ボフラビンを生産する酵母カンジダ フラレリ(Candrda flarer
j)の株及びそれらの微Ii物の発酵方法に関する。
更に、本発明はりボフラビンオーバープロデュー’t−(overprodu−
cer)を選択する方法に関する。
又凱■宜景
リボフラビンは、生物の代謝要求を大巾に越える量で、多種の微生物により合成
される。アシュブヤ ゴシピイ (Ashbya gossypii)及びユレ
モセンウム アシュビイ (Ere+5othecius ashybii)の
如き子嚢菌類は、発酵によるリボフラビンの生産に関して知られている。
典型的に、これらの生物により生産されたリボフラビンは、飼料添加剤として使
用される。
また、その他の微生物によるリボフラビン生産が知られている。
例えば、クロストリジウム属及びバシラス属に属するバクテリア、並びにカンジ
ダ、サツカロミセス、ハンセニエーラ、及びピチア(Pichia)を含む種々
の属の酵母がリボフラビン生産に関して知られる。更に詳細には、例えば、マツ
パヤシらの米国特許第3.433,707号(1969年)は、ピチア酵母の三
つの種によるリボフラビンの生産を記載している。12日間で10.5mg/l
〜51蒙g/lのリボフラビンの収量が報告された。バールマン(Perlma
n) 著、代l皇二太覆宜」肛叩肛した皿匹旦of W虹蛯虹坦峠、2 Eco
n。
Microbiology、 312頁(1978年)に記載されているように
、6.42g/lのアシュブヤ ゴシピイによるリボフラビン過剰生産(Oy6
rprOduction)が、スゼクゼスニアク(Szczesniak) ら
(1973年)により報告された。
共有で譲渡された米国特許出願第811.234号(1985年12月20日出
11)は、増大されたりポフラビン生産を存するカンジタフラレリの株の発生を
報告する。米国特許出願第811,234号に記載されたカンジダ フラレリの
株は、発酵6日間で1j当り5gのりポフラビンを生産した。
リボフラビン生産酵母の代謝要求の研究は、鉄の濃度に対するリボフラビン生産
怒受性を報告した0例えば、ストラウベ(Straube)ら著、カンノ゛ ギ
1エルモンジイの びリボツービン゛に ぼ ゛ び の e (The In
flueTIce of Iron Conce−ntration and
Tea erature on Growth and R4boflavin
0ver rodu−ction of Candida にui1目erg
ondii)、BIotechnoIogy and Broeng4−nee
ring Symposium m 4. 225〜231頁(1973年)は
、10−’Mの鉄濃度がリボフラビンの生産を殆ど完全に抑制すること、及びリ
ボフラビン生産が鉄濃度にほぼ反比例することを報告する。
また、ストラウベらは、コバルトの存在が鉄のリボフラビン生産抑制効果を反転
し得ることを見い出した。10−’Mのコバルト濃度及び10−’Mの鉄濃度で
、コバルトが存在せず鉄が10−’Mに制限された場合と同し量のりポフラビン
が生産された。
その他の文献は、リボフラビン生産微生物の鉄感受性を記載しており、特に鉄感
受性が発酵培地へのコバルト、亜鉛またはキレート化剤の添加により部分的に解
決し得ることを記載している。
チョプデ(Chopde) ら著、サイトファーガ フチンソニイによるリボフ
ラビン合成を影響する囚 (Factors Inf1uenc4n Ilib
oflavinS nthesis b Cto ha a 1lutchin
sonii)、 Indian J、of Microbio−1ogy、20
巻、2号(1980年)、シリ−(Schlee)ら著、IJ 、j9フラビン
の び ヒ (Ph 5iolo and Bioche*1strof R
4boflavin Formation)、Die Pharwazie 、
12号(1984年)を参照のこと。
鉄はリボフラビン生産を抑制するが、増大された量の鉄は細胞増殖を刺激するこ
とがまた報告された。従って、フラビノゲネシス(flavinogenesi
s)の鉄の抑制に対して減少された感受性を有する酵母は、多量のりポフラビン
を生産すべきである。何となれば、一層高い細胞密度が鉄濃度を増加することに
より得ることができるからである。
鉄の存在に対してリボフラビン生産の減少された感受性を有するリボフラビン生
産微生物の株が報告された。ソ連特許第330189号(アブストラクト)、西
ドイツ特許第108767号(アブストラクト)を参照のこと。
従って、リボフラビン生産の改良されたレベルを有する微生物に対する要望があ
る。リボフラビン生産の鉄の抑制に対して抵抗性を有するフラビノゲニック(f
lavinogenic)微生物の株に対して、更に要望がある。更に、リボフ
ラビン過剰生産微生物を選択するための改良方法に対する要望がある。また、増
大された細胞増殖及びフラビノゲネシスを支持する発酵培地に対する要望がある
。本発明の微生物は、フラビノゲニック微生物の野生型株を大巾に越え、しかも
既知の発生された株の収量より非常に改良される量でリボフラビンを生産する。
31食1カ
本発明は、6日間で11当り10gのリボフラビンを生産し得る酵母カンジダ
フラレリの株に関する。200時間で11当り20g以上のリボフラビン収量が
得られた。夫々、ATCC登録番号第20849号及び同第20850号で同定
されたカンジダ フラレリ株A及びBは、本発明の最もフラビノゲニノクな株で
ある。別の態様に於いて、本発明は、フラビノゲネシスの鉄の抑制に対して減少
された感受性を有するカンジダ フラレリの株を伴なう、このような株は、発酵
培地中で増大された鉄濃度で細胞当りの増大されたリボフラビン生産の特性を有
する。また、カンジダ フラレリの発生された株は、枯渇培地(deplete
d media)による、及びデオキシグルコースによる、増殖の抑制に対する
抵抗性に関して選択された。
別の!rE、様に於いて、本発明は、枯渇培地による増殖の抑制に対して抵抗性
である改良された微生物を選択する方法を伴なう、このような微生物は、一層高
い細胞密度に増殖して一層多量の代謝産物を生産する能力を有する。この方法は
、まず、細胞増殖が停止するまで微生物の集団を増殖することにより枯渇培地を
つくることを伴なう、ついで、微生物が培地から除去されて枯渇培地を形成する
。ついで、枯渇培地を含む選択培地が形成される。ついで、微生物の第二集団が
、突然変異誘発を受け、選択培地に導入される。枯渇培地で増殖する能力を有す
る突然変異集団の株が選択される。微生物の第二集団は、枯渇培地を形成した第
一集団と同じ種のものであることが好ましく、同じ株のものであることが更に好
ましい。
更に別のB様に於いて、本発明は、多量のリボフラビンを生産する微生物を選択
する方法を伴なう、この方法は微生物の出発集団を突然変異させることを伴なう
、ついで、突然変異集団が、おそらくプリン代謝を抑制する抗生物質ツベルクリ
ン(tubercidin)を含ム栄養培地で培養される。ツベルクリンは、突
然変異集団中の微生物の幾つかによるコロニー形成を抑制するのに有効な濃度で
栄養培地中に存在する。ついで、ツベルクリン培地でコロニーを形成する能力を
有する微生物が選択される。ついで、このような微生物は、リボフラビン過剰生
産に関して試験し得る。この選択方法は、リボフラビンオーバープロデューサー
を選択することがわかった。
本発明の別の態様は、本発明の微生物の株を発酵培地中で培養することによりリ
ボフラビンを生産する方法を含む。増大されたりボフラビン生産が、約5.4μ
M〜約15μMの培地中の鉄濃度により達成し得る。また、発酵培地は約1g/
lまでの1度のグリシノを含む。発酵は、培地中の栄養素濃度及びその他の発酵
条件を維持して細胞増殖及びリボフラビン生産を支持することにより行なわれる
。
細胞増殖が横ばいになった後、リボフラビンが発酵培地から回収される。
罫11「説j
改良された量のリボフラビンを生産する、種カンジダ フラレリのりボフラビン
生産酵母の株が、発生された。144時間で培地11当り10g以上のりポフラ
ビンの収量が日常的に得られ、200時間で1β当り20g以上のりボフラビン
の収量が得られた。本発明の株は野生型のカンジダ フラレリより30〜40倍
もフラビノゲニフクであり、最高の既知のりポフラビンプロデューサーより3.
5倍もフラビノゲニックである。
特に、株A、ATCC登録番号20849は、200時間の発酵実験で20g以
上のリボフラビンを生産し得る。2−のロール管すボフラビン分析で測定して株
Aよりもフラビノゲニソクである種々の株が株Aから発生された。この分析(実
施例の部分で詳細に記載される)は、リボフラビン収量を最大にすることに関し
て設計されるものではないが、同一条件下の微生物の株の間のフラビノゲネシス
の比較に使用される0株B、ATCC登録番号20850 、は株Aから発生さ
れ、ロール管分析で株Aよりも50%多くフラビノゲニソクで一つ
ある。
本発明のカンジダ フラレリの株は、リボフラビン合成の鉄の抑制に対して減少
された感受性を有する。上記の如く、鉄は多くの微生物、特に酵母カンジダの種
に於けるリボフラビン合成のインヒビターであることが報告された。発酵培地中
の増大された鉄は、本発明のカンジダ フラレリ株の細胞増殖を増大するだけで
はなく、細胞重量当りのリボフラビン生産をも増大することがわかった。リボフ
ラビンは高い鉄濃度から増大された細胞増殖により増加すると予想されるが、観
察されるリボフラビン増加は、増大された細胞増殖1 単独から予想される増加
よりも大きい。従って、本発明の鉄に対し抵抗性がある株に於けるフラビノゲネ
シスは、鉄の抑制に対し非感受性であるだけではなく、細胞基準で一層高い鉄濃
度により刺激される。
本発明に於いて、カンジダ フラレリの鉄に対し抵抗性の株に関するリボフラビ
ン生産の刺激は、約3.6マイクロモル(μM)の鉄濃度で検出された。しかし
ながら、約16.1μMの濃度より高いと、鉄は、これらの株でさえも、そのリ
ボフラビン合成を抑制する傾向がある0発酵中、約5.40gM〜約15μM、
更に好ましくは約6.12gM〜約12μM、最も好ましくは約9.8μM〜約
10.8μMの鉄のモル濃度を有することが好ましい。
株A及びその子孫のその他の重要な代謝特性は、培養菌が終端細胞密度まで増殖
された発酵培地中の増殖及びリボフラビン生産の抑制に対する抵抗性である。こ
のような培地は“枯渇培地”と称される。このような抵抗性は、一層高い細胞密
度を得ることにより一層高いりボフラビン収量の生産を可能にする。また、これ
らの株は、細胞基準でリボフラビンの増大された収量を生産することがわかった
。
本発明の説明は、本明細書に於いて酵母カンジダ フラレリに間してなされる。
カンジダ フラレリは、またトルロプシス カンジダとして知られる。しかしな
がら、本発明の方法及びプロセスは、カンジダ属のその他の種並びにその他のり
ボフラビン過剰生産性の酵母及び微生物に同様に通用し得る。従って、カンジダ
フラレリへの特別な言及は、本発明の範囲を、この特別な種に限定することを
意図するものではない。
本発明に従って、微生物の改良されたりポフラビン生産株は、微生物の培養菌を
突然変異させ、ついでリボフラビン生産に関して改良された特性を存する株を選
択する方法により選択される。典型的には、突然変異微生物が、或種の抑制化合
物を含む固体培地で培養される。インヒビターの存在下で形成するコロニーが培
養され、リボフラビン生産に関して試験される。ついで、多いリボフラビン生産
を有する微生物の株が選択される。
微生物の培養菌の突然変異誘発は、当業界で既知の種々の手段のいずれかで行な
うことができ、化学的もしくは物理的な突然変異誘発のいずれも含み得る0例え
ば、本発明に適する化学的突然変異原は、N−メチル−N′−ニトロ−N−ニト
ロソゲアナジン、ジェポキシブタン、エチルメタンスルホネート、カラシ化合物
(mustardcompounds)、ヒドラジン、及び亜硝酸を含むが、こ
れらに限定されない、物理的突然変異原は、紫外線及びγ線を含むが、これらに
限定されない。出発培養菌が、特別な大きさの生存集団を残すのに充分な強さで
突然変異誘発剤に暴露される。その大きさは突然変異源の間で変化し、突然変異
源が所定の死滅率で生存集団中に誘発する突然変異の量に依存する6例えば、N
TGに関して所望の死滅率は出発集団の約10%〜50%を残すべきである。亜
硝酸突然変異誘発は出発集団の約0.01%〜0.1%を残すべきであり、紫外
線突然変異誘発は約1.0%を残すべきである。このようにして処理された細胞
が回収され、洗浄され、生理食塩水の如き非増殖支持性培地中で懸濁される。つ
いで、このような細胞が、一つ以上の選択方法にかけ得る。
カンジダ フラレリのりポフラビン過剰生産株の幾つかの中間株が、下記の選択
方法を用いて株A及びBの発生に於いて選択され大。
株C,ATCC登録番号20755号、は野生型カンジダ フラレリから幾つか
の選択方法により発生され、米国特許出願第81]、、234号に記載されてい
る0株Cは、A及びBを含む下記の株の先祖(prede−cessor)であ
る0株Cは、2−ロール管分析で7日間で1.1g/lのリボフラビンを生産し
得る。出発集団として株Cを用いて、グルコース類似体選択方法がりポフラビン
オーバープロデューサーヲ選択するのに行なわれた。
本発明に従って、リボフラビンオーバープロデューサーは、グルコースの類似体
に対して抵抗性である微生物を選択することにより選択し得る。微生物のこのよ
うな株は、グルコースを蓄積する点、グルコースをリボフラビンに変換する点、
またはグルコース抑制を解決する点で、一層有効であるようである。従って、リ
ボフラビン生産微生物の出発培養菌が、上記のように突然変異される。ついで、
突然変異集団が抑制濃度のグルコースN似体またはそれらの混合物を含む培地に
塗布される。塗布された突然変異細胞からの生存コロニーが、グルコース類似体
による抑制に対する抵抗性に関して選択される6ついで、これらのコロニーが、
リボフラビン生産に関して試験される。
グルコース類似体の濃度は、類似体の抑制効果及びIlU体によるリボフラビン
生産の抑制に対する培養菌の出発感受性を含む、幾つかの因子に依存性である。
典型的には、最小阻止濃度実験が行なゎれて、111(U体が未突然変異出発集
団中の増殖を抑制する最小1度を測定する。この最小1度は、一般に選択方法に
使用される1度であるが、抵抗性の突然変異体の増殖さえもが抑制される濃度ま
での一層高い1度が使用し得ることが、認識されるべきである。2−デオキシグ
ルコースがグルコース類似体である場合には、約700μg/−〜約1500μ
g/d、更に好ましくは約700μg/−〜約1000μg/ad、最も好まし
くは約7ooμg/W1〜約800μg/R1の濃度が望ましい。
株りは、株Cが突然変異され選択される出発集団である、グルコース類似体選択
方法により選択された。株りは、2−のロール管分析で7日間で1.58g/β
のリボフラビンを生産し得る。この株は、リボフラビンオーバープロデューサー
を選択するための鉄感受性選択方法の出発集団として使用された。
上記の如く、リボフラビン生産は少量の鉄により抑制されることが報告されてい
た。今般、鉄の抑制に対して減少された感受性を有する微生物のりボフラビン生
産株を発生することが望ましいことが認識された。何となれば、その株は増大さ
れた細胞増殖を支持し得る高い鉄濃度を有する培地中で培養し得るからである。
鉄に対して減少された感受性を有するリボフラビンプロデューサーを選択するた
めに、微生物の培養菌が上記の方法で突然変異される。得られた培II菌が、高
い鉄濃度の存在下で炭素元素、窒素元素、及び無機元素の同化し得る源を含む、
固体培地に広げられる。例えば、好適な培地は、2.23%のグリシンで補充さ
れたYMG培地(表1を参照のこと)である。突然変異細胞は、リボフラビン生
産に通した温度で、この培地で増殖される。リボフラビン生産の鉄の抑制に対し
て増大された抵抗性のない突然変異体は、リボフラビンが過剰生産されないので
、白色もしくはクリーム色のコロニーを形成する。しかしながら、鉄によるリボ
フラビン生産の抑制に対して増大された抵抗性をもつ突然変異体コロニーは、リ
ボフラビンの存在により黄色である。このような黄色コロニーが、高いリボフラ
ビンオーバープロデューサーに関して試験し得る。
酵母抽出物 3g/2
モルト抽出物 3 g/11
選択方法中の鉄濃度は、その他の因子の中で、出発集団の鉄感受性に依存する。
例えば、鉄感受性プロセスが野生型カンジダ フラレリの出発集団に対して行な
われた場合には、選択のための鉄濃度は、出発集団がリボフラビン生産の鉄の抑
制に対して減少された感受性に関して既に選択されたカンジダ フラジυの株で
あった場合よりも低いであろう。グルコース類似体選択に関して上記されたよう
に、鉄濃度は典型的には最小阻止濃度実験により選択される。本発明によれば、
約5μM〜約50μM1更に好ましくは約10μM〜約30μM、最も好ましく
は約16μM〜約20pMの鉄のモル濃度が、減少された鉄感受性を選択するの
に有効である。
株Eは、出発集団として株りを用いる鉄感受性プロセスにより選択された。株E
は、2−のロール管分析で7日間で1.70g/ffiのりボフラビンを生産し
得る。この株は、リボフラビンオーバープロデューサーを選択するための枯渇培
地選択法の出発集団として使用された。
リボフラビンオーバープロデューサーは、枯渇培地での増殖抑制に対する抵抗性
により選択し得る。実験室酵母培養菌の如き密閉生物系に於いて、細胞増殖及び
生物生産物の生産は、過剰の栄養素の存在下であっても、最終的に停止すること
が知られている。カンジダ フラレリの細胞増殖及びリボフラビン生産の停止の
理由は知られていないが、三つの理由がこの現象の少な(とも一部の原因となる
ものと思われる。殆どの微生物は、所定の濃度より低い微量の栄養素を使用する
点で、不充分であると考えられる。従って、このような微量の栄養素が所定の濃
度まで枯渇される際に、増殖が抑制される。第二の可能な理由は、増殖相及びリ
ボフラビン生産相の間に、なお一層の増殖及びリボフラビン生産に対し阻害性で
ある物質が副生物として生産されることである。第三の可能な理由は、高濃度の
供給された培地成分または未使用培地成分が増殖を抑制し得ることである。この
選択方法は、枯渇培地で増殖しリボフラビンを生産し得る微生物の選択に関する
。このような微生物は、低水準で微量栄養素を利用する点で一層有効であり、且
つ/または増殖相及びリボフラビン生産相の間に生産された阻害化合物または抑
制化合物に対して抵抗性であると考えられる。所定の出発培地及び発酵条件に関
して、細胞増殖及びリボフラビン生産が一層長い期間にわたって続いて一層多い
収量のりボフラビン生産を生しるので、このような選択微生物が有益である。
枯渇培地選択法によれば、枯渇培地は、微生物の初期培養菌を、細胞増殖が停止
するか、または横ばいになるまで、好ましくは最後の静止相まで、増殖すること
により調製される。枯渇培地は、選択・ 工程で選択しようとする微生物の同し
種、好ましくは同し株を培養することにより調製されることが好ましい。微生物
は微量の栄養素を枯渇し阻害化合物を生産するが、選択される突然変異集団が初
期特表平5−509221 (5)
集団を増殖停止させた枯渇培地からの同じ環境ストレスを受ける場合に、選択が
最も効果的である。初期集団が突然変異集団と異なる場合には、初期集団中の増
殖は、微量ミネラルの枯渇、または突然変異集団にストレスを与えないことがあ
る阻害化合物もしくは抑刷化合物の生産により制限され得る。
初期培養中の増殖及び生産物の生産が停止した後、細胞が培養物から除去されて
枯渇培地を形成する0分離は、当業者に既知の種々の手段により行ない得る0例
えば、細胞は遠心分離により培地から除去し得る。また、細胞は限外濾過により
除去し得る。
選択培地は、上記の枯渇培地を使用して調製される。炭素、窒素及び無機栄養素
の源が枯渇培地に添加されて枯渇培地に抵抗性の株の選択のための選択培地を形
成し得る。枯渇培地に添加される栄養素の量及び型は変化し得る0例えば、蔗糖
及びグリシンの如き、炭素及び窒素源が、枯渇培地に添加し得る。また、枯渇培
地は4B培地(表2を参照のこと)の如き栄養培地と種々の割合で混合されても
よい、枯渇培地と栄養培地の相対割合は、最小阻止濃度実験を行ない、未突然変
異集団中の増殖を抑刷する最少量の枯渇培地を使用することにより決定し得る。
表 2
に82 PO−0,5g/l
Mg5O<・7H,OO,2g/l
尿素 1.84g/A’
蔗糖 6Fl g/I
D−ビオチン 1 μg/II
8 3 B 04 20 μ g/l
Mn5O< 20 jig/ (I
ZnSo、 1 4 0 1−1g/ 1選択方法は、リボフラビン生産微生物
の出発集団を」1記のようにして突然変異誘発にかけて突然変異集団を形成する
ことにより行なわれる。突然変異集団は枯渇培地選択培地に導入される。典型的
には、枯渇培地による抑a1すに対して増大された抵抗性をもたない微生物は、
選択培地で生存しない。枯渇培地選択培地で形成するコロニーが、枯渇培地に対
して増大された抵抗性を有することに関して選択される。ついで選択されたコロ
ニーがリボフラビン生産に関して試験される。
株Aは、出発集団さして株Eを用いる枯渇培地選択方法により選択された。細胞
が初期培養物から遠心分離により除去されて枯渇培地を形成した。枯渇培地は滅
菌されて、残存細胞が0.5ミクロンの膜フィルターを用いる濾過により除去さ
れた。選択培地は、蔗糖及びグリシンを上澄液に添加することにより形成された
。株A+よ、ロール管分析で2.5g/I!のリボフラビンを生成し得る。株Δ
を出発集団として付加的な枯渇培地選択法が行なわれた。
この第二の枯渇培地選択法は、2−のロール管分析で7日間で3、4 g /
lのリボフラビンを生産し得る株Fを生産した。この選択方法に於いて、細胞は
、0.5ミクロンの膜フィルターによる濾過により枯渇培地から除去され、選択
培地は50%の枯渇培地及び50%の4B培地により形成された。株Fは、選択
剤としてツベルクリンを用いる選択方法の出発集団として使用された。
リボフラビンオーバープロデューサーの別の選択方法は、プリン類似体、特にツ
ベルクリンによる増殖の抑制に対して抵抗性である微生物を選択する。このよう
な化合物はおそらくプリン代謝を抑制し、そしてプリンはりボフラビンの前駆体
であるので、このような化合物はりボフラビンの生産を妨害する。多くの既知の
プリン類似体がプリン代謝の研究のために使用されていたが、既知の文献はりボ
フラビンオーバープロデューサーの選択のためのプリン類似体の成功した使用を
報告していなかった。更に、既知の文献は、プリン代謝の研究のため、またはり
ポフラビンオーバープロデューサーの選択のためのツベルクリンの使用を報告し
ていない。
ツベルクリンの存在下で増殖し、リボフラビンを生産するりボフラビン生産微生
物の株は、リボフラビンを生産する改良された能力をもち得ることがわかった。
このようなツベルシジン抵抗性株は、増加された量のプリンをつくる能力、また
はプリンを一層効率よくつくる能力を有する。この選択方法によれば、リボフラ
ビン生産微生物の培養菌が上記のように突然変異される。生存集団が、ツベルク
リンの存在下で炭素、窒素、及び無機元素の同化できる源を含む培地に塗布され
る。塗布された集団から、生存コロニーが選択される。ついで、これらのコロニ
ーがリボフラビン生産に関して試験される。
本発明の選択方法に使用されるツベルクリンの濃度は、抑制t、一対する出発集
団の感受性を含む種々の因子に依存する。上記の如く、好適な濃度は6未突然変
異集団中の増殖を抑制するツベルノジンの最低1度が測定される最小阻止濃度実
験を行なうことにより決定し得る。抵抗性の突然変異体の増殖さえも抑制する濃
度までの一層高いツベルクリンの濃度が使用し得ることが、認識されるべきであ
る。
ツベルクリンの濃度は変化し得るが、選択方法に於ける濃度は典型的には約85
μg/−のツベルシジン〜約200μg/−のツベルクリン、更に好ましくは約
85μg/−のツベルシジン〜約150μg/−のツベルクリン、最も好ましく
は約85μg/d〜約115μg/−のツベルクリンである。
株Bは、出発集団として株Fを用いるツベルクリン選択方法により選択された。
株Bは、2−のロール管分析で7日間で3.8 g / j!のりボフラビンを
生産し得る。また、株Gは、出発集団として株Aを用いるツベルクリン選択方法
により選択された0株Gのリボフラビン生産能力は、2−のロール管分析で7日
間で2.9g/Jである。
株Gは紫外線感受性選択方法の出発集団として使用された。
上記の種々の選択方法は、リボフラビン生産微生物の突然変異集団を、成る方法
でリボフラビン生産を抑制する培地に導入することにより、リボフラビンのオー
バープロデューサーを選択する。リボフラビンの速い生産速度を有する微生物を
選択することに加えて、安定なリボフラビン生産速度を有するリボフラビンオー
バープロデューサーを得ることが望ましい0本発明のカンジダ フラレリの特異
的な株は、米国特許出願第811.234号に記載されるように株Cの発生の前
に行なわれた細胞−細胞融合操作の生産物から誘導された。
細胞融合生産物は染色体の多重コピーを有し、それらの部分はそれらの貫刺性の
ために遺伝子の再構成により経時的に失なわれるようである。リボフラビン過剰
生産に選択された細胞融合生産物は、“ノボフラビン生産のための遺伝子の多重
コピーをもつようである、このような生物が遺伝的に不安定である場合には、過
剰生産能力は容易に失なわれ得る。それ故、染色体再構成に関して減少された能
力を有するリボフラビンのオーバープロデューサーを選択することが望ましい。
バクテリア及びサツカロミセス セレビジアエ(Saccharomycesc
erevisiae)に於いて、DNAを再構成する能力を欠如している突然変
異体が得られた。クラーク(C1ark)ら著、Proc、 Natl、 Ac
ad。
Sci、USA、 53巻、451頁(1965年)、マツプ(Mazza)ら
著、旧crobio1ogica、1巻、111巻(197111年)、ハイネ
ス()laynes)ら著、サツカロミセスの 生 (The Mo1ecul
arBiolo of the Yeast Saccharow ces)
、ColdSpring HarborLaboratorys 371頁(1
981年)を参照のこと、これらの突然変異体の幾つかの型は、紫外線の如き突
然変異原に対する増大された感受性に関して選択することにより得ることができ
る。リボフラビン過剰生産微生物の株、特に紫外線に対する感受性に関して選択
される細胞融合生産物は、リボフラビン生産に関して増大された安定性の程度を
もつと考えられる。
紫外線感受性選択方法は、上記のように微生物の出発集団を突然変異誘発にかけ
ることにより行なわれる。細胞懸濁物は、プレート当り約100〜約400のコ
ロニー、更に好ましくはプレート当り約15(1〜200のコロニーを生じるよ
うに希釈して培地、例えばYMC培地に塗布される。コロニーが目視できるよう
になった後、コロニーパターンが新しい寒天プレートに2回復製される。直径約
0.5鶴−直径約1.0fiの直径を有するコロニーが目視できる。最初の復製
が、非突然変異細胞に対して準致死(sub−1ethal)である強さの紫外
線に、上部に外被なしに、露出される。紫外線の適当なレベルは、未突然変異細
胞のコロニーを種々の線量の紫外線に露出し、ついで細胞を死滅しないレベルを
測定することにより決定し得る。
カンジダ フラレリの未突然変異培養菌に関して、紫外線の準欣死しヘルは約5
ジユール/平方メーター(J/r/)〜約20J/耐、更に好ましくは約10J
/rd〜約15J/rdである。照射複製及び未照射複製は、培養されてコロニ
ー形成を与える。照射プレートは暗所に保たれて可視光が紫外線の効果を逆転す
ることを防止するl・要がある。可視光は、照射によりひき起された遺伝子損傷
を修復するという確立された効果を有する。コロニーが目視できるようになった
後、照射複製が照射プレート上に不在である未照射複製上に存在するコロニーに
関して未照射プレートと比較される。このようにして、紫外線に対して増大され
た感受性を有するコロニーが同定される。
株Hは、出発集団として株Gを用いる紫外線感受性選択方法により選択された。
株Hは2−のロール管分析で7日間で3.1g、#のりポフラビン生産能力を有
する。
リボフラビンは、上記の方法により選択された株A及びB並びにその他の微生物
の発酵により生産し得る。特別な株の培養菌が一層低いリボフラビン生産株の微
生物による汚染を実質的に含まない場合には、一層多いリボフラビン収量がその
培養菌で得ることができること当業者に明らかである。このような生物学的に純
粋な培養菌は、所望の株の一種の微生物から培養菌を生成することにより生産し
得る。
上記の方法により選択された株A及びB並びに微生物によるリボフラビン生産は
、異なる発酵培地及び発酵操作が使用される時に、変化し得る。多くの発酵操作
が当業者に知られているが、−貫して速い増殖速度及びリボフラビン生産を生し
る発酵培地及び発酵方法が開発された。株A及びBによるリボフラビンの生産に
好ましい発酵培地が表3に示される。
(g/7り
CoS O4・7 Hz O11,8
CuSOa ・5 Hz OO,020HsBOx O,020
(N Ha )Joy Ova O; 140Mn5 Os 0.020
ZnS Oa ・7 Hz○ 17.0FeSOa ’ 7Hz O2,0
ビオチン (1,0118
グルコース以外の全ての培地成分は容器中に滅菌濾過される。グルコース(63
0g/l> は、121℃、1.1 kg/aj (15psi )で30分間
オートクレーブで処理される。147!の発酵槽中の初期発酵槽容量は10.5
1である。培地のpHは植菌の前に6.9〜7.0に調節される。
一般に、培地は、炭素、窒素、ホスフェート、スルフェート、マグネシウム、カ
リウム、鉄及びその他の微量金属の源を含む6表3中に示された濃度は成分の初
期濃度を表わし、発酵中に維持する必要がある最小濃度を表わすものではない、
幾つかの成分は、全発酵中に持続するのに充分多い量で初期に与えられなくても
よいことが認められるべきである。このような成分に関して、発酵培地は監視さ
れる必要があり、最小濃度が保たれる必要がある。
グルコースが本発明の発酵培地中の好ましい炭素源として示されるが、その他の
炭素源が同様に良好に作用し得る0例えば、蔗糖及びフラクトースが培地に好適
である。更に、或種のアルコールの如き、その他の非砂糖炭素源が好適である0
発酵培地中のグルコースの初期濃度は、約45 g / 1〜約60 g /
1、更に好ましくは約50g/Il〜約60 g#、最も好ましくは約55g/
j!〜約60g/Ilであるべきである。
また、発酵培地はグリシンを含む、グリシンは効率のよいリボフラビン生産のた
めの発酵培地の重要な成分である。グリシンはりボフラビン生産に必須であるが
、過剰量のグリシンはカンジダ フラレリの増殖を抑制する。約7g/fより大
きい濃度では、細胞増殖が停止する。約0.5g/Il程度の非常に低いグリシ
ンの濃度では、グリシンは発酵培地から迅速に枯渇される。許容し得る初期のグ
リシン濃度は、約2g/l〜約6 g/j!、更に好ましくは約4g/j!〜約
6g/j!、最も好ましくは約4 g/Il〜約5 g/lである。
窒素は、尿素の添加により、増殖を支持するために発酵培地に与えられる0発酵
培地中の尿素の初期濃度は、約2 g/l〜約9g/l、更に好ましくは約3g
/l〜約7g/β、最も好ましくは約3g/l〜約5 g/bであるべきである
。その他の窒素源が本発明の発酵培地中に使用するのに好適である。このような
その他の源の最適濃度は、その他の可変因子を一定に保らながら窒素源の種々の
濃度で試験発酵を行ない、最高のリボフラビン生産を測定することにより決定し
得る。
ホスフェートは、−塩基性リン酸カリウム(Ktl、PO,)の添加により発酵
培地に与えられる。KH,PO,は約0.5〜約2.0g/l、更に好ましくは
約0.75g/j!〜約1.5g/j!、最も好ましくは約0.85g/l〜約
1.15g/lの濃度で発酵培地に最初に与えられる。ホスフェートの他に、K
H,PO,はカリウムを発酵培地に与える。カリウムは増殖に必要とされるが、
充分なホスフェートを与える濃度では、添加されるカリウムは培養の栄養必要量
をはるかに越える。ホスフェートはリン酸ナトリウムの如きその他の形態で添加
し得るが、リン酸カリウムが好ましい。カリウム栄養必要量が満足されるからで
ある。
また、発酵培地はスルフェート源として硫酸マグネシウム(MgSO4)を含む
。初期の発酵培地は、この化合物を約0.5g/l〜約1.0g/l!、更に好
ましくは約0.6g/i!〜約0.8 g / Il、最も好ましくは約0.6
5g/l〜約0.75g/lの濃度で含む。発酵培養菌は栄養マグネシウム必要
量を有するが、これらの濃度では、与えられるマグネシウムは必要量をはるかに
越える。また、スルフェートは硫酸マグネシウム以外の化合物で添加し得る。
また、発酵培地は、コバルト、銅、ホウ素、モリブデン、マンガン、亜鉛及び鉄
を含む微量ミネラルの幾つかの源を含む。発酵培地は、これらの元素の夫々に関
し栄養必要量を有するが、微量ミネラル含有化合物の初期濃度で、これらの必要
量は容易に満たされ、発酵プロセス中に更に添加を必要としない。微量ミネラル
の多くは硫酸塩きして与えられるが、これらの化合物により添加されるスルフェ
ートの量は発酵の全スルフェート必要量に関して重要ではない。
コバルトは、7永和硫酸コバル) (CuSO,・7H,O)の形態で発酵培地
に与えられる。この化合物の初期濃度は、約10a+g/ff〜約1:3mg/
A、更に好ましくは約11mg/f〜約12mg/l、最も好ましくは約11.
51111(/ R〜約12+ng/lである。また、コバルトは、鉄と競合し
てリボフラビン合成に及ぼす鉄の抑制効果を減少するという有益な効果を有する
。
銅は、5水和硫酸銅(CuSO,・5HzO)の形態で発酵培地に添加される。
この化合物は、約0.015mg/ 1〜約0.025a+g/ 12、更に好
ましくは約0.([7〜約0.023trrg/L mも好ましくは約0.01
8町/l〜約0.022i+g/ Rの濃度で発酵培地に最初に与えられる。ま
た、銅は鉄と競合してリボフラビン合成に及ぼす鉄の抑m11効果を減少すると
いう効果を有する。
亜鉛は、7永和硫酸亜鉛(ZnSO,・7H20)の形態で発酵培地に添加され
る。この化合物は、約15+ng/j7〜約20 mg/ 1、更に好ましくは
約16mg/f〜約19mr、/L最も好ましくは約IGII1g/l〜約18
log/ itの濃度で発酵培地に最初に与えられる。また、亜鉛は鉄のII
自体であり、リボフラビン合成に及ぼす鉄の抑制効果を減少する。
また、発酵培地は、鉄の源、即ち7水和硫酸鉄(FcSO,・7+120)を含
み、発酵の栄養鉄要求量を満足する。発酵培地中のこの化合物の初期1度は、約
1.5 mg/ l〜〜約40閂/l、更に好ましくは約1、7 mg/ l
〜約3.0 mg/ A’ %最も好ましくは約1.9 mg/ 12〜約2.
3mr、/Rである。
ホウ素は、ホウ酸(N(、BO,)の形態で発酵培地に与えられる。ホウ酸は、
約0.015mg/ 1〜約0.025+ng/ l、更に好ましくは約0、0
17mg/ 1〜約0.023mg/ l 、最も好まL<LL約0.019o
+g/l〜約0.021mg/lの濃度で初期の発酵培地に与えられる。ホウ素
は、細胞に生物学的に利用可能である形態で、且つ無毒性形態であることを条件
として、ホウ素はその他の形態で発酵培地に与えられてもよい。
モリブデンは、モリブデン酸アンモニウム(Vr)((N H,) b Mot
O□4)の形態で培地に与えられる。この化合物は、約0. I 2 vgg
/ l〜〜約016 mg/ l、更に好ましくは約0.13ragZ1〜約0
.15 mg/ 1、最も好ましくは約0.135mg/ j!〜約0、145
mg/ itの濃度で与えられる。
マンガンは、硫酸マンガン(MnSOa)の形態で発酵培地に与えられる。この
化合物は、約0.015mg/ 1〜約0.025mg/ 1、更に好ましくは
約0.017〜約0.023−g/l、最も好ましくは約0、0191Ig/
1〜約0.021mg/lの濃度で与えられる。
また、発酵培地は、ビオチン、即ち一般に酵母により必要とされるビタミンを含
む、このビタミンは、約0.005mg/ 1以上、更に好ましくは約0.00
9mg/1以上、最も好ましくは約0.0118++g/1以上の濃度で与えら
れる。
上記の如く、発酵中に、培地の成分の幾つかが枯渇される。増殖が、添加を必要
とする前の期間にわたって支持されるように、比較的に高い濃度のこのような成
分で発酵を開始することが好ましい。
これらの成分の好ましい範囲は、レベルが発酵により枯渇されるので、添加する
ことにより発酵中に維持される0発酵培地中の成分のレベルは、例えば、発酵培
地を周期的に採取し、濃度について分析することにより監視し得る。また、標準
発酵操作が一旦開発されると、発酵中の特別の時間での既知のレベルに相応する
時間間隔で、添加が行ない得る。当業者に認められるように、培地中の細胞密度
が増加するにつれて、栄養素の消費速度が発酵中に増加する。
発酵培地中のグルコース、グリシン、尿素及びホスフェートの濃度が、発酵中に
監視される。培地中のグル:l−ス七頃−が監視さ第1゜約18/E〜約60
g/ /! 更乙コ好まし4 <DJ、約20H,/#・−f140g/ρ、に
、も好ましくぽ4り1130g、/Aに維持iコーね5る。グルロ1=−スの、
これらの澹度幌2、約600 g/βのajXをイ)する淵iグル1.J−ス供
給材料の添加により一発酵中に維持し得る。
また、発酵培地中のグリシンの濃度が監視され、約18/E〜約7 g/Il、
更に好ましくは約2g/l〜約5g/ff、最も好ましくは約3g/βに維持さ
れる。グリソン濃度は、約200 g/12の濃度を有する濃厚グリシン供給材
料の添加によりfJ節し得る。
また、発酵培地中の尿素の濃度が監視され、約18/E〜約9g/E、更に好ま
しくは約2g/!〜約5 g / R、最も好ましくは約3g/j!の濃度に維
持される0発酵培地中の尿素濃度は、約100g/lの濃度を有する濃厚尿素供
給材料の添加によりこれらの範囲内に維持される。
発酵培地中のホスフェ−)(Podの濃度は、約0.03g/l〜約0.3g/
/!、更に好ましくは約0.05 g / 1〜約0.2 g / e、最も好
ましくは約0.1g/j!に維持される。これらの濃度は、約15.75g/j
!の濃度を有する濃厚リン酸カリウム供給材料の添加により維持される。リン酸
カリウムを添加することによりホスフェートの濃度を維持することに加えて、ス
ルフェート濃度がまたリン酸カリウム供給材料中に硫酸マグネシウムを含むこと
により、硫酸マグネシウムを発酵培地に添加することにより維持される。供給材
料中の硫酸マグネシウムは約11.37g/7!の濃度を有する。
グルコース、グリシン、尿素、ホスフェート及びスルフェートの供給材料が発酵
培地に添加されて発酵培地中のこれらの化合物の濃度を得、または維持すること
が認識されるべきである。従って、上記で与えられた添加剤供給材料の濃度は本
発明に重要ではなく、また未発明を限定窄るち・つでは7χい1、本発明の発酵
方法に於いて、発酵培地は1−記のようとこし1′期製、−゛すれる。この培地
はリボフラビン生産微生吻、特ムニカンジダ )71.・すの株の培養菌で植菌
されろ6満足な発酵・任得るために、稙−j、r最小植菌密度を確立する必要が
ある。発酵方法は、細胞増殖が進1jするために初B最小植菌W!度を必要とす
ることが、良く認識される。
本発明の方法に於ける最小植菌密度は測定されなかったが、初期植菌が620n
mで約0.06の光学密度(11キュベツト)を得る場合に、満足な発酵が得ら
れ得ることが、測定された。一層高い初期密度を与える植菌が許容し得るが、細
胞増殖前の誘導時間を短縮する。約0.06未満の初期植菌密度では、細胞増殖
が開始する前の誘導時間が一層長くなり、最終的に、増殖を支持しない最小植菌
密度に到達する。
発酵培地が植菌された後、発酵が進行させられ、グルコース、グリシン、尿素、
ホスフェート及びスルフェートの濃度が監視され、上記の濃度に維持される0発
酵中、培地の温度は、約り9℃〜約31℃、更に好ましくは約29.5℃〜約3
0.5℃、最も好ましくは約29.9℃〜約30.1℃に維持されるべきである
。
発酵培地中の溶解酸素は、微生物による利用に充分な酸素を与えるレベル以上に
維持される必要がある。培地の溶解M素含量は、通気及び攪拌により調節し得る
。培地の溶解酸素含量は、飽和の約20%以上、更に好ましくは飽和の約40%
以上に保たれることが好ましい。
培地のpHは、植菌の前に調節される。培地のpifは、KOH。
NaOHの如き、当業界で既知の種々の化合物の添加により調節し得る。この初
期pHは約6〜約8、更に好ましくは約6.5〜約7.5、最も好ましくは約6
.9〜7.0であり得る9発酵中、培地のpHは、細胞増殖及びリボフラビンの
大きな増加が起こるのとほぼ同じ時期に著しく低下することが認められた。また
、これらの変化はホスフェート、グルコース、尿素、及びグリシンの添加に対す
る最初の要求と一致する。典型的には、培地のこの酸性化は、約35時間〜約5
5時間、更に典型的には約40時間〜約50時間、最も典型的には約42時間〜
約48時間で観察される。
典型的には、培地のpifは3.5程度の低さ、更に典型的には約3.9に低下
する。発酵方法の残りの期間中に、pHは典型的に約3.9〜約6.0、更に典
型的に約3.9〜約5.5、最も典型的に約3.9〜約5.1に留まる。ついで
、培地の111は典型的に約5.0〜約7.0、更に典型的に約6.0〜約7.
0に上昇してもどる。このρ11の上昇が起こる時に、細胞増殖が一般に停止す
る。
以下の実験結果は、説明の目的で示されるのであり、本発明の範囲を眼定するこ
とを目的とするものではない。
実施例 1
0一ル管リボフラビン分析
株Bのコo=−を、補充特定培地(Supplemented口erinedM
ediuffl) (表1−八を参照のこと>2.5献を含む試験管に植菌し、
適度に撹拌して30℃で4日間増殖させた。2献の補充特定培地を含む試験管に
増殖培養菌0.02+nfを植菌し、適度に撹拌して30℃で7日間培養した。
培養菌を500のファクターにより希釈し、60℃〜70℃で40分間加熱して
リボフラビン結晶を溶解した。
溶解された溶液の445nmでの吸光度は0.245であった。この値を500
倍して希釈について修正し、31.3を掛けてリボフラビンの濃度3.8X10
″mg/Il即ち3.8 g / j2を得る。
表 1−A
立 ±
FeCj!i ・6Hz OO,2μg/dYMG培地 10 %
蔗 II 6 %
去ILu
巷−」(ユ沢
株Cを、NTG濃度0.1011g/−で室温で60分間NTG突然変異誘発に
かけた。これらの突然変異細胞を回収し、洗浄し、生理食塩水に懸濁した。突然
変異細胞を、2−デオキシグルコース750μg/dを含む補充特定培地に塗布
した。10日後、抵抗性突然変異体の125のコロニーを同定し、上記のロール
管すボフラビン分析によりリボフラビン生産に関して試験した0株りは、1.5
8g/J/7日のりポフラビンキ産能力を有する最も生産性のある突然変異体で
あった。
上記のようにして、株りを0.10+g/−のNTGtl1度で室温で60分間
NTG突然変異誘発にかけた。処理された細胞を回収し、洗浄し、等容量の生理
食塩水に懸濁した。この培養菌を、リボフラビン合成に充分な基質を与えるため
の2.23%のグリシン及び5μg/−の濃度のPeC1x ・6H20を含む
補充特定培地に塗布した。30℃で10日間培養した後、抵抗性の突然変異体の
25のコロニーを同定し、上記のロール管すボフラビン分析によりリポフラt゛
ンイ・成C1’ l’i’i L 7 w(験し1、・、り]゛然変胃体株1ミ
は、1.70 g / 1 、/ 7i、:、j (Jj ’、t 、i′;’
′−’j、−7!I n、7m力を会゛「る似@ ノリj: −,7テ)4−
:べS7産株r{
っ 人゛、 、
4jI E、 4 、、 O,1,Ow+g7’td (7) N ”l” G
’d1g ?F車室温保思、 603f ”?F hi s G
″f、然変異語発ζこかけi7=、処理さ指だ細胞を回収し 洗浄し、等容置の
生理食塩水に懸濁した。株E’E補充特定培地中で30“Cの温度で3週間撹拌
して増殖することにより、枯渇培地を調製りまた。細胞を、遠心分離及び0.5
5ミクロンの膜フィルターによる濾過により、この培養物から除去した。蔗糖(
6%)、グリシン(0,23%)、及び寒天(2%)を上澄液に添加した。株E
の突然変異培養菌を、この培地に塗布し、30℃で10日間培養した。黄色を有
する35のコロニーを同定し、ロール管すボフラビン分析によりリボフラビン生
産に関して試験した。株Aは、この選択操作から誘導されたものであり、2.5
g//!/7日のりポフラビン生産能力を有する。
株Aを、0.10mg/−の濃度で室温で保温60分でNTG突然変異誘発にか
けた。処理された細胞を回収し、洗浄し、等容量の生理食塩水に懸濁した。
未突然変異株A細胞を、30℃の45o!の発酵槽中で、表3に記載された培地
中で10日間撹拌して増殖することにより、枯渇培地を調製した。細胞を限外濾
過により、この培養物から除去した。
固体の選択培地を、液体容量の50%が細胞を含まない枯渇培地であり、液体容
量の残りの50%が水であるもので調製した。突然変異株A細胞を、この培地に
塗布し、30℃で10日間培養した。抵抗性の突然変異体の60のコロニーを同
定し、リボフラビン生産に関して試験した0株Fは、ロール管すボフラビン分析
で3.4g/f77日のりポフラビン生産能力を有する、この方法からの最高の
りポフラビンプロデューサーであった。
11 F ’G 、 O,I OIl+1g、/ d のN TG’a)U (
F’1vWrf イーQ 6 0 分11 T’N T IJ突然変n 誘Rl
: カ弓1.: o $ f牙i 817. Lr、 di J’(セ41 $
)閉尺i2、ンス: S+ {、。
生理食塩水に懸濁?−1た。、= 、7tらの細胞(Iυ((μg/’raRの
ソベハ・/ジン挽−でλむ補充特・定培用・−2の選i尺Iごか(,1ノー1.
;ダot:rto1+ 11111.培養1.=f、・後、生存株の?5の:J
Oゴ・−を同定し、リボフラビン生gl;:関し7で試験した。1株Bは、3
.8 g / l / 7日のリボフラビン牛産簡力を有する最もフラビノゲニ
ックな株であった。
また、株Aは、第二選択方法の出発集団であった。株への培養菌を、0.10m
g/m1!の濃度で室温で保温60分でN T G突然変異誘発にかけた。処理
された細胞を回収し、洗浄し、生理食塩水に懸濁した。突然変異細胞を、100
μg/dのツベルシジンを含む補充特定培地に塗布することにより、この培11
菌をツベルシジン選択にかけた。30℃で10日間培養した後、20の生存コロ
ニーを選択し、リボフラビン生産に関して試験した。株Gは、2.9 g /
A’ / 7日を生産する最もフラビノゲニックな株であった。
株Gは、紫外線感受性選択方法の出発集団であった。株Gを、0、10 mg、
/ mの濃度で室温で保温60分でNTG突然変異誘発にかけた。処理された細
胞を回収し、洗浄し、生理食塩水に!!濁した。
この細胞懸濁液を1:10’に希釈し、1000個の細胞/献の細胞濃度を生じ
た。0.1 mlの細胞懸濁液をYMG培地に塗布し、30℃で3日間培養した
。この時点で、コロニーが目視でき、新しい寒天プレートに2回複製された。最
初の複製を、上部に外被なしに、17J/m″の紫外線に露出した。照射したプ
レートを、未照射m!!プレートと共に暗所で30℃で4日間培養してコロニー
を形成させた。照射プレートと未照射プレートを比較して、紫外線感受性突然変
異体を示す非生存コロニーを同定した。これらの突然変異体を未照射プレート上
で同定し、リボフラビン生産に関して分析した。この方法により、14のコロニ
ーを同定し、最高の生産性突然変異体は株Hであり、これは7日間で3. L
g / 1のリボフラビンを生産し得る。
実施例 3
リボフラビン生産試験番号1を、14fの発酵槽中で行なった。
この試験の発酵培地の組成を表3に示す、グルコース以外の全ての培地成分を、
培地の残りに導入する前に、発酵タンク中に滅菌濾過した。グルコースを121
℃、1.1睦/ad (15psi )で30分間オートクレーブで処理した。
培地のp)Iを、植菌の前に6.9〜7.0に調節した。発酵タンクを、620
nmで0.06の初期光学密度(11のキュベラ日を与える株Aの培養菌で植
菌した。
試験番号1を240時間行なった。この期間中、620nmに於ける光学密度、
リボフラビン、pH1温度、グリシン、尿素、ボスフェート及びグルコースを監
視した。この発酵の結果を表m−A及び+11−Bに示す。最終りポフラビン濃
度15.93g/I!を240時間で得た。
表1[1−A
時 間 光学密度 リボフラビン 温 度(h) (620ns+) (g/
6) pH(’C)0 0.06 0.000 6.92 3026.5 1.
41 0.018 6.01 3045.5 25.25 0.465 3.9
7 29.775.5 105.0 3.25 4.4 29.7103.0
129.0 6.4 4.7 29.6127.0 121.0 8.01 5
.06 29.6143.5 122.0 9.17 5.02 29.51?
4.5 109.0 10.94 4.74 29.7190.5 142.0
12.96 4.35 29.6204.0 152.0 13.62 4.
25 29.7240.0 169 15.93 3.92 29.4表m−B
時 間 グリシン 尿 素 ホスフェート り゛ルーコース(h) (g/l
(g#り (g/l) (g/12)0 4.43 4.52 0.650 7
4.832 4.40 4.99 0.587 80.345.5 4.13
3.84 0.358 57.256 3.06 3.30 0.087 29
.970 4.00 3.62 0.298 32.185 4.44 3.4
8 0.276 31.2103 4.09 2.96 0.268 40.3
127.5 4.00 3.77 0.330 41.9143.5 4.32
1,31 0.183 46.7167.5 3.15 5.14 0.33
7 50.9190.5 2.70 5.93 0.128 33.4215.
5 2.40 5,86 0.101 35.3240.0 2.0 6.51
0.175 34.3実施例 4
リボフラビン生産試験番号2を4501の発酵タンク中で行なpz、200時間
実験した0発酵培地及び植菌を、実施例3と同し方法で調製した。この試験の結
果を表IV−Aに示す。試験番号2で200時間の終了時に、最終りポフラビン
濃度21.0g/lを得た。
表IV−A
時 間 光学密度 リボフラビン 温度 グリシン 尿 素 グルツース(h)
(620ns) (g/j) pH(’C) (g/J) (g/l) (g
/ff1)0 0.06 0.0 6.95 30 5.2 4.2 68.8
40 25.0 0.0 4.60 30 4.0 2.4 47.860 5
0.0 2.5 5.40 30 6.8 3.4 32.280 150 6
.0 5.2 30 6.7 4.4 43.0100 1?5 9.0 5.
9 30 7.5 6.5 47.91.40 225 15.0 5.0 3
0 7.0 7.7 44.5200 210 21.0 5.3 30 7.
0 6.3 47.2実施例 5
リボフラビン生産試験番号3を4501の発酵タンク中で行ない、200時間実
験した0発酵培地及び植菌を、実施例3と同じ方法で調製した。この試験の結果
を表V−Aに示す、この試験で200時間の終了時に、最終りポフラビン濃度1
6.0 g / Itを得た。
表V−A
時 間 光学密度 リボフラビン 温 度(h) (620n+s) (g/
1) p)I (℃)200 180 16.0 4.4 30表 V−A (
続き)
時 間 グリシン 尿 素 ホスフェート り゛ルーコース(h ) (g/
1 ) (g/β) (g/ 1 ) (g/ (1)80 4.5 2.8
0.070 35.4200 0.7 5.7 0.100 44.2実施例
6
FeSO4・7Hz 04度をOmg/l、1++g/l、2vrg/l、及び
3++g/7!の濃度に変化させた以外は、全ての条件を一定に保って、一連の
試験を行なった0表3に示した発酵培地を用いて、1501のパイロ7)規模の
タンク中で発酵を行なった。更に、下記の組成物を発酵培地に添加した。
一皿一底−1−−11」工/A)
酵母抽出物 1.04
モルト抽出物 1.04
ペプトン 1.73
株Aを発酵試験に使用した0発酵中に、細胞増殖及びリボフラビン生産を監視し
た。表Vl−Aは四つの発酵中の細胞増殖の結果を示す。表VT−Bは四つの発
酵のりポフラビン生産の結果を示す。表■−Cは四つの発酵の夫々に関してリボ
フラビン生産対細胞増殖の最終の比を示す0表■−Cに見られるように、一層高
いFe5Oa ・7H2O濃度で、細胞重量当り生産されるリボフラビンの量は
増加する。この比の実質的な増加は1mg/Il及び2■g/lで得られるが、
2−g/lと3w5g/iとの間の増加は最小である。
表t−A
極飽鉋案 細胞重重 細胞重置 細胞重置リボフラビン リボフラビン リボフ
ラビン IJボフラビン154 3.19 6.52 9.34 ’ 10.2
0表VI−C
株Aの単位増殖当りに生産されるリポフラビン−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−0,200,280,350,36細胞重量 (g#り
実施例 7
株Aに関して枯渇培地の効果を測定rるために、一連の試験を行なった。表3に
示された発酵培地を用いて、発酵を147!の発酵福生で90時間行なった4、
試験の夫々に関して、枯渇培地を、発酵培地を構成する液体の異なる部分で使用
した以外は、全ての条件は同じであった。第一の試験は枯渇培地をもたず、第二
の試験は20%を有し、第三の試験は40%を有し、第四の試禮は50%を有し
、第五の試験は80%を存した9発酵試験中、種々の時間間隔で試験の夫々に関
するリボフラビン生産を表■−Aに示す。
表■−A
リボフラビン生産(g / l )に及ぼす枯渇培地の効果O% 20% 40
% 60% 80%時間 枯渇培地 枯渇培地 枯渇培地 枯渇培地 枯渇培地
42 0.5 1.1 0.6 0.3 0.05B 1.3 2.4 1.4
0.6 0.474 3.1 4.5 2.6 1.2 0.789 4.9
6.1 4.6 2.6 1.9リボフラビン生産の初期の刺激が、20%の
枯渇培地で観察される。しかしながら、枯渇培地の増加濃度で、リボフラビン生
産は次第に抑制される。
本発明の種々の態様が詳細に記載されたが、これらの態様の変更及び適応が当業
者に思いつくことが明らかである。しかしながら、このような変更及び適応が請
求の範囲に示される本発明の範囲内にあることが、明らかに理解されるべきであ
る。
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
■、特許出願の表示 PCT/US 881018763、特許出願人
名 称 クアーズ バイオチック インコーホレーテッド5、補正書の提出年月
日 1988年10月13日浄冒r[′1芥に夏史なし)
ン゛の
1.6日間で発酵培地11当り少なくとも約10gのりボフラビンを生産し得る
カンジダ ファマタの株。
2、株がATCC登録番号20849及びその突然変異体により同定される、カ
ンジダ ファマタの株。
3、株がATCC登録番号20850及びその突然変異体により同定される、カ
ンジダ ファマタの株。
5、上記の株が枯渇培地による増殖の抑制に対して抵抗性である、請求の範囲1
項記載のカンジダ ファマタの株。
6、上記の株がデオキソグルコースによる増殖の抑制に対して抵抗性である、請
求の範囲1項記載のカンジダ ファマタの株。
7.8)水性栄養培地中で第一微生物の集団を細胞増殖が停止するま〜で増殖し
、
b) 上記の第一微生物を上記の水性栄養培地から除去して枯渇培地を形成し、
C) 上記の枯渇培地を、未突然変異第二微生物の集団に関して最小阻止濃度で
含む選択培地を形成し、
d)第二微生物の集団を突然変異し、
e)第二微生物の上記の突然変異集団を上記の選択培地に導入し、次いで
f)第二微生物の上記の突然変異集団から、枯渇培地による抑制に対し抵抗性の
微生物の株を選択し、上記の選択された微生物の株が上記の選択培地で増殖する
能力を有することを特徴とする、枯渇培地による抑制に対し抵抗性の微生物の選
択方法。
8、 上記の選択培地が炭素、窒素、及び無機栄養素の同化し得る源を更に含む
請求の範囲7項記載の方法。
9、上記の枯渇培地が上記の選択培地の少なくとも約50%を特徴する請求の範
囲7項記載の方法。
10、上記の微生物を除去する上記の工程が、遠心分離及び濾過からなる群から
選ばれた工程を含む、請求の範囲7項記載の方法。
11、上記の第二微生物が酵母のリボフラビン生産株である、請求の範囲7項記
載の方法。
12、上記の第二微生物がカンジダ ファクタの株である、請求の範囲7項記載
の方法。
13、上記の第一微生物と上記の第二微生物が同じ種の微生物である、請求の範
囲7項記載の方法。
17、請求の範囲7項記載の方法により選択された微生物。
19、ATCC登録番号20849及び20850により同定された株、ATC
C登録番号20849及び208’50の突然変異体並びにこれらの混合物から
なる群から選ばれた種カンジダ ファクタの酵母のりボフラビン生産株を発酵培
地中で培養することによりリボフラビンの生産方法であって、
a)約5.4μM〜約15μMの鉄濃度を与える鉄の源並びに炭素、窒素、及び
微量栄養素の同化し得る源を含む発酵培地に上記の酵母の株を植菌し、
b)細胞増殖及びリボフラビン生産を支持するのに充分な栄養素濃度を上記の発
酵培地中に維持し、ついでC) リボフラビンを上記の発酵培地から回収するこ
とを特徴とする、上記のりボフラビンの生産方法。
20、上記の発酵培地が約1g71〜約Tg/lの濃度でグリシノを更に含む、
請求の範囲19項記載の方法。
21、上記の維持工程が少な(とも約6日行なわれ、少なくとも約10g/jの
リボフラビンが生産される請求の範囲19項記載の方法。
24、上記の発酵培地が
a)約1g71〜約7 gelの濃度のグリシノ、b) ホスフェートの源、
C) スルフェートの源、及び
d) コバルト、銅、ホウ素、モリブデン、マンガン、亜鉛、カリウム、及びマ
グネシウムの源
を更に含む、請求の範囲19項記載の方法。
25、炭素源がグルコースを含み、窒素源が尿素を含み、ホスフェート源がKH
! po4を含み、マグネシウム及びスルフェートの源がMgSO4を含み、コ
バルト源がCO3O4を含み、銅源がCu S Oaを含み、ホウ素源がHzB
Ozを含み、モリブデン源が(N Ha ) 6 Mow Ozaを含み、マン
ガン源がMn5Onを含み、且つ亜鉛源がZn S Oaを含む、請求の範囲2
4項記載の方法。
26a)微生物の第一種の集団を、細胞増殖が停止するまで、水性栄養培地中で
増殖し、
b)上記の微生物の第一種を上記の水性栄養培地から除去して枯渇培地を得、
C)上記の枯渇培地を、リボフラビンを生産する能力を有する微生物の第二種に
関して最小阻止濃度で含む選択培地を形成し、d)上記の微生物の第二種の集団
を突然変異して第一突然変異集団を得、
e)上記の第一突然変異集団を上記の選択培地に導入し、f)上記の第一突然変
異集団から、枯渇培地による抑制に対し抵抗性である微生物の第一の改良株を選
択し、g)上記の微生物の第一の改良株の集団を突然変異して第二突然変異集団
を得、
h)上記の微生物の第一の改良株に関して最小■止濃度でツベルクリンを含む栄
養培地で上記の第二突然変異集団を培養し、ついで
i)上記の第二突然変異集団から、上記の栄養培地でコロニーを形成する能力を
有する微生物の第二の改良株を選択することを特徴とする、改良されたリボフラ
ビン生産微生物の選択方法。
27、上記の枯渇培地が上記の選択培地の少なくとも約50%を構成する請求の
範囲26項記載の方法。
28、微生物の上記の第一種と上記の第二種が同し種である、請求の範囲26項
記載の方法。
29、ツベルクリンが約100μg/−より大きい濃度で上記の突然変異体培地
中に存在する、請求の範囲26項記載の方法。
30、上記の微生物の第二の株がカンジダ ファクタの株である、請求の範囲2
6項記載の方法。
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
1、特許出願の表示 PCT/US 881018763、特許出願人
名 称 クアーズ バイオチック インコーポレーテ・ンド6、添付書類の目録
(1)補正書の翻訳文 1 通
f%書□内容に変更なし)
U−一の−」[−皿、
1.6日間で発酵培i1i!1ffi当り少なくとも約10gのりボフラビンを
生産し得るカンジダ ファマタの株。
2、株がATCC登録番号20849及びその突然変異体により同定される、カ
ンジダ ファマタの株。
3、株がATCC登録番号20850及びその突然変異体により同定される、カ
ンジダ ファマタの株。
5、上記の株が選択培地で増殖でき、その選択培地がialカンジダファマタの
集団を細胞増殖が停止するまで水性栄養培地中で増殖し、ついで(bl工程(a
lのカンジダ ファマタの上記の集団を上記の水性栄養培地から除去して選択剤
を得ることを含む方法により得られた選択剤を含む、請求の範囲1項記載のカン
ジダ ファマタの株。
6、上記の株がデオキシグルコースによる増殖の抑制に対して抵抗性である、請
求の範囲1項記載のカンジダ ]1マタの株。
13、上記の第一微生物と上記の第二微生物が同し種の微生物である、請求の範
囲j項記載の方法。
17、請求の範囲7項記載の方法により選択された微生物。
19、種カンジダ ファマタの酵母のりポフラビン生産株を発酵培地中で培養す
ることによるリボフラビンの生産方法であって、a)約5.4μM〜約15μM
の鉄濃度を与える鉄の源並びに炭素、窒素、及び微量栄養素の同化し得る源を含
む発酵培地に酵母の株を植菌し、
上記の酵母の株がATCC登録番号20849及び20850により同定された
株、ATCC登録番号20849及び20850の突然変異体並びにこれらの混
合物からなる群から選ばれ、上記の突然変異体が6日間で発酵培地lA当り少な
くとも約Logのリボフラビンを生産し、
b) 細胞増殖及びリボフラビン生産を支持するのに充分な栄養素濃度を上記の
発酵培地中に維持し、次いてC) リボフラビンを上記の発酵培地から回収する
ことをvf徴とする、上記のリボフラビンの生産方法。
20、上記の発酵培地が約1g/l〜約7g/lの濃度でグリシンを更に含む、
請求の範囲19項記載の方法。
21、上記の維持工程が少なくとも約6日行なわれ、少なくとも約10g#のリ
ボフラビンが生産される請求の範囲19項記載の方法。
24、上記の発酵培地が
a) 約1g/l〜約7 g/lの濃度のグリシン、b) ホスフェートの源、
C) スルフェートの源、及び
d) コバルト、銅、ホウ素、モリブデン、マンガン、亜鉛、カリウム、及びマ
グネシウムの源
を更に含む、請求の範囲19項記載の方法。
25、炭素源がグルコースを含み、窒素源が尿素を含み、ホスフェート源がKH
zPO4を含み、マグネシウム及びスルフェートの源がMgSO4を含み、コバ
ルト源がCo50aを含み、銅源がCu S Oaを含む、請求の範囲24項記
載の方法。
26a)微生物の第一種の集団を、細胞増殖が停止するまで、水性栄養培地中で
増殖し、
b)上記の微生物の第一種を上記の水性栄養培地から除去して枯渇培地を得、
C)上記の枯渇培地を、リボフラビンを生産する能力を有する微生物の第二種に
関して最小阻止濃度で含む選択培地を形成し、d)上記の微生物の第二種の集団
を突然変異して第一突然変異集団を得、
e)上記の第一突然変異集団を上記の選択培地に導入し、「)上記の第一突然変
異集団から、枯渇培地による抑制に対し抵抗性である微生物の第一の選択株を選
択し、g)上記の微生物の第一の選択株の集団を突然変異して第二突然変異集団
を得、
h)上記の微生物の第一の選択株に関して最小阻止濃度でツベルクリンを含む栄
養培地で上記の第二突然変異集団を培養し、次いで
1)上記の第二突然変異集団から、上記の栄養培地でコロニーを形成する能力を
有する微生物の第二の選択株を選択することを特徴と、する、リボフラビン生産
微生物の選択方法。
27、上記の枯渇培地が上記の選択培地の少なくとも約50%を特徴する請求の
範囲26項記載の方法。
28、微生物の上記の第一種と上記の第二種が同じ種である、請求の範囲26項
記載の方法。
29、ツベルクリンが約100μg/rn1.より大きい濃度で上記の栄養培地
中に存在する、請求の@囲26項記載の方法。
30、上記の微生物の第二の株がカンジダ ファマタの株である、請求の範囲2
6項記載の方法。
手続補正書(方式)
%式%
3、補正をする者
事件との関係 比 願 人
名 称 クアーズ バイオチック インコーホレーテッド5、補正命令の日付
自 発
平成 年 月 日
Claims (25)
- 1.6日間で発酵培地1l当り少なくとも10gのリボフラビンを生産し得るカ ンジダフラレリの株。
- 2.上記の株がATCC登録番号20849及びその突然変異により同定される 、請求の範囲1項記載のカンジダフラレリの株。
- 3.上記の株がATCC登録番号20850及びその突然変異により同定される 、請求の範囲1項記載のカンジダフラレリの株。
- 4.上記の株が、細胞重量当りのリボフラビン生産が約3.5マイクロモルより 多い濃度の鉄により増進されるという特性を有する、請求の範囲1項記載のカン ジダフラレリの株。
- 5.上記の株が枯渇培地による増殖の抑制に対して抵抗性である、請求の範囲1 項記載のカンジダフラレリの株。
- 6.上記の株がデオキシグルコースによる増殖の抑制に対して抵抗性である、請 求の範囲1項記載のカンジダフラレリの株。
- 7.a)水性栄養培地中で第一微生物の集団を細胞増殖が停止するまで増殖し、 b)上記の第一微生物を上記の水性栄養培地から除去して枯渇培地を形成し、 c)上記の枯渇培地を含む選択培地を形成し、d)第二微生物の集団を突然変異 し、 e)第二微生物の上記の突然変異集団を上記の選択培地に導入し、ついで f)第二微生物の上記の突然変異集団から、上記の選択培地で増殖する能力を有 する改良微生物を選択することを特徴とする、改良微生物の選択方法。
- 8.上記の選択培地が炭素、窒素、及び無機栄養素の同化し得る源を更に含む請 求の範囲7項記載の方法。
- 9.上記の枯渇培地が上記の選択培地の少なくとも約50%を構成する、請求の 範囲7項記載の方法。
- 10.上記の微生物を除去する上記の工程が、遠心分離及び濾過からなる群から 選ばれた工程を含む、請求の範囲7項記載の方法。
- 11.上記の第二微生物が酵母のリボフラビン生産株である、請求の範囲7項記 載の方法。
- 12.上記の第二微生物がカンジダフラレリの株である、請求の範囲7項記載の 方法。
- 13.上記の第一微生物と上記の第二微生物が同じ種の微生物である、請求の範 囲7項記載の方法。
- 14.a)微生物の出発集団を突然変異し、b)上記の突然変異集団中の少なく とも幾つかの微生物によるコロニー形成を抑制するために有効な濃度でツベルシ ジンを含む栄養培地で上記の突然変異集団を培養し、ついでc)上記の栄養培地 でコロニーを形成する能力を有する微生物を上記の突然変異集団から選択する ことを特徴とする、改良されたリボフラビン生産能力を有するリボフラビン生産 微生物の選択方法。
- 15.ツベルシジンが約100μg/mlより大きい濃度で上記の培地中に存在 する、請求の範囲14項記載の方法。
- 16.上記の微生物がカンジダ属の酵母である、請求の範囲14項記載の方法。
- 17.請求の範囲7項記載の方法により選択された微生物。
- 18.請求の範囲14項記載の方法により選択された微生物。
- 19.発酵培地中で請求の範囲1項記載の株のリボフラビン生産微生物を培養す ることによるリボフラビンの生産方法であって、a)約5.4μM〜約15μM の鉄濃度を与える鉄の源並びに炭素、窒素、及び微量栄養素の同化し得る源を含 む発酵培地に上記の微生物を植菌し、 b)細胞増殖及びリボフラビン生産を支持するのに充分な栄養素濃度を上記の発 酵培地中に維持し、次いでc)リボフラビンを上記の発酵培地から回収すること を特徴とする、上記のリボフラビンの生産方法。
- 20.上記の発酵培地が約1g/l〜約7g/lの濃度でグリシンを更に含む、 請求の範囲19項記載の方法。
- 21.上記の維持工程が少なくとも約6日間行なわれ、少なくとも約10g/l のリボフラビンが生産される請求の範囲19項記載の方法。
- 22.カンジダフラレリの上記の株がATCC登録番号20849及びその突然 変異により同定される、請求の範囲19項記載の方法。
- 23.カンジダフラレリの上記の株がATCC登録番号20850及びその突然 変異により同定される請求の範囲19項記載の方法。
- 24.上記の発酵培地が a)約1g/l〜約7g/lの濃度のグリシン、b)ホスフェートの源、 c)スルフェートの源、及び d)コバルト、銅、ホウ素、モリブデン、マンガン、亜鉛、カリウム、及びマグ ネシウムの源 を更に含む、請求の範囲19項記載の方法。
- 25.炭素源がグルコースを含み、窒素源が尿素を含み、ホスフェート源がKH 2PO4を含み、マグネシウム及びスルフェートの源がMgSO4を含み、コバ ルト源がCoSO4を含み、銅源がCuSO4を含み、ホウ素源がH3BO3を 含み、モリブデン源が(NH4)6Mo7O24を含み、マンガン源がMnSO 4を含み、且つ亜鉛源がZnSO4を含む、請求の範囲24項記載の方法。
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