JPH0638782A - Production of indigo by enzymatic process - Google Patents
Production of indigo by enzymatic processInfo
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- JPH0638782A JPH0638782A JP8584292A JP8584292A JPH0638782A JP H0638782 A JPH0638782 A JP H0638782A JP 8584292 A JP8584292 A JP 8584292A JP 8584292 A JP8584292 A JP 8584292A JP H0638782 A JPH0638782 A JP H0638782A
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- nonionic surfactant
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インドールから酵素法
により、効率よくインジゴを製造する方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for efficiently producing indigo from indole by an enzymatic method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来インジゴは、化学合成法により製造
され、工業用染料として広く利用されている。しかしな
がら化学合成法は、反応が多段階になるので収率が悪
く、また化学的分解による副産物が多い等の欠点があっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, indigo is produced by a chemical synthesis method and is widely used as an industrial dye. However, the chemical synthesis method has drawbacks such that the reaction is multistage and the yield is poor, and there are many by-products due to chemical decomposition.
【0003】また、インジゴを製造する種々の方法の中
で有望視されている方法として、キシレンオキシゲナー
ゼ又はナフタレンジオキシゲナ−ゼを含有する微生物を
酵素触媒として用い、インド−ルから製造する方法が知
られている(Burt D.Ensley,Barry J.Ratzkin,Timthy D.
Osslund and Mary J.Simon;Science,vol.222,P.167−16
9(1983))。しかしながら、実際的な製造技術を確立する
には至っておらず、効率よくインジゴを製造する方法の
開発が望まれている。Further, among various methods for producing indigo, a method which is promising is a method for producing from indole by using a microorganism containing xylene oxygenase or naphthalene dioxygenase as an enzyme catalyst. Known (Burt D. Ensley, Barry J. Ratzkin, Timthy D.
Osslund and Mary J. Simon; Science, vol.222, P.167-16
9 (1983)). However, a practical manufacturing technique has not been established yet, and development of a method for efficiently manufacturing indigo is desired.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酵素法によ
り、効率よく、かつ高収率でインジゴを製造することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to produce indigo efficiently and in high yield by an enzymatic method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、インジゴ
生成能を有する菌体又はその処理物を利用した酵素法に
よるインジゴを製造方法を確立すべく、反応条件等につ
いて鋭意検討した結果、インジゴ生成能が、反応液中の
インドールによって著しく阻害を受けることに原因して
いることを見い出し、これを解決するために、反応液に
非イオン性界面活性剤を添加して作用させることにより
改善されることがわかった。Means for Solving the Problems In order to establish a method for producing indigo by an enzymatic method using a bacterium having an indigo-forming ability or a treated product thereof, the present inventors have conducted intensive studies on reaction conditions and the like, It was found that the indigo-forming ability was caused to be significantly inhibited by indole in the reaction solution, and in order to solve this, improvement was made by adding a nonionic surfactant to the reaction solution and allowing it to act. I knew it would be done.
【0006】本発明は、シュードモナス属に属するイン
ジゴ生成能を有する菌体又はその処理物を、インドール
を含有する水溶液に作用させて酵素的にインジゴを生成
させる方法において、該反応液に非イオン性界面活性剤
を添加して作用させることを特徴とする酵素法によるイ
ンジゴ製造方法である。The present invention is a method for enzymatically producing indigo by allowing a bacterial cell belonging to the genus Pseudomonas having the ability to produce indigo or a treated product thereof to act on an aqueous solution containing indole to enzymatically produce indigo. It is a method for producing indigo by an enzymatic method, which comprises adding a surfactant to act.
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、シュードモナス属に属するインジゴ生成能を
有する菌株が用いられるが、特にシュードモナス(Pseud
omonas) ・sp.MY−6菌株が好適に用いられる。本
菌株の菌学的性質とその分類学的性質は次の通りであ
る。The present invention will be described in detail below. In the present invention, strains belonging to the genus Pseudomonas and having the ability to generate indigo are used.
omonas) -sp. The MY-6 strain is preferably used. The mycological and taxonomic properties of this strain are as follows.
【0008】I.顕微鏡的性質 (a) 細胞の形及び大きさ:桿菌、1×2〜4μm (b) 多形性の有無:無し (c) 運動性:有り (d) 鞭毛の着生状態:極鞭毛 (e) 胞子の有無:無し (f) グラム染色:陰性I. Microscopic properties (a) Cell shape and size: bacillus, 1 × 2-4 μm (b) Polymorphism: No (c) Motility: Yes (d) Flagella epidemic state: polar flagella (e ) Presence or absence of spores: None (f) Gram stain: Negative
【0009】II.培養的性質 (a) 肉汁寒天培地における生育:有り (b) 資化可能な炭素源:グルコース、酢酸、コハク酸、
フマル酸、L−リンゴ酸、乳酸、クエン酸、グリセロー
ル、L−バリン、β−アラニン、DL−アルギニンII. Culture properties (a) Growth on broth agar: Yes (b) Assimilable carbon source: glucose, acetic acid, succinic acid,
Fumaric acid, L-malic acid, lactic acid, citric acid, glycerol, L-valine, β-alanine, DL-arginine
【0010】III.生育条件 (a) 生育温度:10〜40℃ (b) 生育pH:6〜8 (c) 酸素要求性:好気性III. Growth conditions (a) Growth temperature: 10 to 40 ° C. (b) Growth pH: 6 to 8 (c) Oxygen requirement: Aerobic
【0011】IV.生理学的性質 (a) オキシダーゼ:陽性 (b) カタラーゼ:陽性 (c) DNA中のグアニン、シトシン(GC)含量:61
% (d) デンプンの加水分解:陰性 (e) プロトカテキン酸の分解:陽性IV. Physiological properties (a) Oxidase: positive (b) Catalase: positive (c) Content of guanine and cytosine (GC) in DNA: 61
% (D) Starch hydrolysis: Negative (e) Protocatechuic acid degradation: Positive
【0012】以上の諸性質を「バージーズ・マニュアル
・オブ・システマティク・バクテリオロジー(Bergey's
Manual of Systematic Bacteriology)」第2巻(198
6年)より検索した。その結果、本菌はシュードモナス
(Pseudomonus) 属に属する菌株であると同定されたが、
種については炭素源の資化性その他の性質から合致しな
い点があり、新種と考えられた。従って本発明において
はシュードモナス(Pseudomonas) ・sp.MY−6と呼
称することとする。なお本菌株は工業技術院微生物工業
技術研究所に微工研菌寄第11963号(FERM P
−11963)として寄託されている。The above-mentioned various properties are described in "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology (Bergey's
Manual of Systematic Bacteriology) "Volume 2 (198
6 years). As a result, this bacterium is Pseudomonas
(Pseudomonus) was identified as a strain belonging to the genus,
The species was considered to be a new species because there are some disagreements from the assimilation and other characteristics of the carbon source. Therefore, in the present invention, Pseudomonas sp. It will be called MY-6. In addition, this strain was sent to the Institute of Microbial Science and Technology of the Institute of Industrial Science and Technology, Micro Engineering Research Institute No. 11963 (FERM P
-11963).
【0013】微生物の培養に用いる培地の炭素源として
は、グルコース等の炭水化物、キシレン、トルエン等を
利用できるが、それらの中でもm−キシレン、p−キシ
レンが好ましい。As the carbon source of the medium used for culturing the microorganism, carbohydrates such as glucose, xylene, toluene and the like can be used, and among them, m-xylene and p-xylene are preferable.
【0014】窒素源としては、塩化アンモニウム、硫酸
アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム
塩;硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム
等の硝酸塩;アンモニア等を用いることができる。As the nitrogen source, ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate and ammonium phosphate; nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate and ammonium nitrate; ammonia and the like can be used.
【0015】無機物としては、リン酸カリウム、硝酸マ
グネシウム、鉄、マンガン、亜鉛等を用いることができ
る。また、必要に応じて、ビタミン、アミノ酸等の栄養
源を添加することができる。As the inorganic substance, potassium phosphate, magnesium nitrate, iron, manganese, zinc or the like can be used. If necessary, nutritional sources such as vitamins and amino acids can be added.
【0016】培養温度は、20℃〜50℃、好ましくは
30℃〜40℃であり、培養中の培地のpHは6〜9、好
ましくは7〜8である。培養は好気的に行う。The culture temperature is 20 ° C. to 50 ° C., preferably 30 ° C. to 40 ° C., and the pH of the medium during the culture is 6 to 9, preferably 7 to 8. Culture is performed aerobically.
【0017】培養した菌体を本酵素反応に利用する場
合、該菌体はそのまま使用することができるが、菌体の
処理物、例えば該菌体を超音波処理等で破砕した破砕
物、又はその破砕物をさらに水等で抽出した抽出物、或
いは該抽出物をさらに硫安等で処理して酵素成分を沈殿
させた粗精製物の形で使用することもでき、さらに、該
菌体又はこれら処理物を必要により固定化して用いるこ
ともできる。When the cultured bacterial cells are used in the enzymatic reaction, the bacterial cells can be used as they are, but a treated product of the bacterial cells, for example, a crushed product obtained by crushing the bacterial cells by ultrasonication or the like, or The crushed product may be used in the form of an extract obtained by further extracting with water or the like, or a crudely purified product obtained by further treating the extract with ammonium sulfate or the like to precipitate the enzyme component. If necessary, the treated product may be immobilized and used.
【0018】該菌体又はその処理物をインドールと反応
させるには、通常の酵素反応と同様に、例えば0.1M
リン酸緩衝液(pH6〜9)あるいは水溶液(pH6〜9)
中で、20〜50℃、好ましくは30〜40℃の温度
で、通常10〜72時間反応させる。反応は、撹拌しな
がら行うのが好ましい。The reaction of the cells or the treated product thereof with indole is carried out in the same manner as a usual enzymatic reaction, for example, 0.1 M.
Phosphate buffer (pH 6-9) or aqueous solution (pH 6-9)
In this, the reaction is carried out at a temperature of 20 to 50 ° C., preferably 30 to 40 ° C. for usually 10 to 72 hours. The reaction is preferably carried out with stirring.
【0019】反応液に添加することができる非イオン性
界面活性剤としては、例えばt−オクチルフェノール、
イソオクチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキ
ルフェノールにエチレンオキシドを重合付加させた化合
物(トリトン系);ソルビタン等の多価アルコールの高
級脂肪酸エステルにエチレンオキシドを重合付加させた
化合物(ツウィーン系);ラウリルアルコール、ステア
リルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコー
ルにエチレンオキシドを重合付加させた化合物(Brij
系)等が挙げられる。Nonionic surfactants that can be added to the reaction solution include, for example, t-octylphenol,
Compounds obtained by polymerizing addition of ethylene oxide to alkylphenols such as isooctylphenol and nonylphenol (Triton type); Compounds obtained by polymerizing addition of ethylene oxide to higher fatty acid esters of polyhydric alcohols such as sorbitan (Tween type); Lauryl alcohol, stearyl alcohol, oleyl A compound obtained by polymerizing addition of ethylene oxide to a higher alcohol such as alcohol (Brij
System) and the like.
【0020】さらに、非イオン性界面活性剤の好適具体
例としては、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニル
エーテル(トリトンX100)、ポリオキシエチレン(2
0)ソルビタンモノラウレート(ツウィーン20)、ポリ
オキシエチレン(20)ソルビタンモノオレート(ツウィー
ン80) 等が挙げられる。Further, preferred specific examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene (10) octyl phenyl ether (Triton X100) and polyoxyethylene (2
Examples thereof include 0) sorbitan monolaurate (Tween 20) and polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate (Tween 80).
【0021】反応液に添加する非イオン性界面活性剤の
濃度は、特に制限されるものではないが、一般に0.5
〜10(wt/vol)が用いられる。The concentration of the nonionic surfactant added to the reaction solution is not particularly limited, but is generally 0.5.
-10 (wt / vol) is used.
【0022】微生物菌体又はその処理物の添加量は、特
に制限されるものではないが、一般に0.5〜10%
(wt/vol) が用いられる。反応後、反応液からのインジ
ゴの分離、精製は、それ自体既知の方法、例えば溶媒
(クロロホルム)抽出等の方法で行うことができる。The amount of the microbial cells or the treated product thereof is not particularly limited, but is generally 0.5 to 10%.
(Wt / vol) is used. After the reaction, indigo can be separated and purified from the reaction solution by a method known per se, for example, a method such as solvent (chloroform) extraction.
【0023】[0023]
(参考例) (NH4 )2 SO4 :3g,KH2 PO4 :0.5g,
K2 HPO4 :0.5g,MgSO4 ・7H2 O:0.
5g,CaCl2 ・2H2 O:10mg,NaCl:0.
5g,FeSO4 ・7H2 O:10mg、酵母エキス1g
及び蒸留水:1000ml(pH7.0)の培地100ml
を500ml容の三角フラスコに分注し、120℃、15
分間滅菌処理したものにm−キシレン1mlを添加後、シ
ュードモナス・sp.MY−6菌株を植菌し、30℃に
て24時間振盪培養した。(Reference Example) (NH 4) 2 SO 4 : 3g, KH 2 PO 4: 0.5g,
K 2 HPO 4 : 0.5 g, MgSO 4 / 7H 2 O: 0.
5 g, CaCl 2 .2H 2 O: 10 mg, NaCl: 0.
5g, FeSO 4 · 7H 2 O : 10mg, yeast extract 1g
And distilled water: 100 ml of medium of 1000 ml (pH 7.0)
Was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and heated at 120 ° C for 15
After sterilizing for 1 minute, 1 ml of m-xylene was added, and Pseudomonas sp. The MY-6 strain was inoculated and cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours.
【0024】また、上記と同様の滅菌培地1000mlを
5リットル容の三角フラスコに入れ、m−キシレン10
mlを添加後、上記振盪培養液20mlを接種し、これを3
0℃にて24時間振盪培養した。得られた培養液の10
00mlを遠心分離(800rpm ,15分間、4℃)して
集菌した該集菌体を酵素源とした。1000 ml of the same sterilized medium as described above was placed in a 5 liter Erlenmeyer flask and 10 ml of m-xylene was added.
After adding ml, inoculate 20 ml of the above shaking culture solution,
The cells were cultured at 0 ° C for 24 hours with shaking. 10 of the obtained culture solution
Centrifuge (800 rpm, 15 minutes, 4 ° C.) of 00 ml to collect the cells was used as an enzyme source.
【0025】(実施例)上記の方法で調製した菌体を、
反応液(インド−ル2mM、100mMリン酸緩衝液、pH
7.0)1000mlに懸濁後、3リットル容の通気撹拌
装置に入れ、表1に示した非イオン性界面活性剤を1(w
/v) %となるように添加し、30℃で10時間反応させ
た。(Example) Using the bacterial cells prepared by the above method,
Reaction solution (Indol 2 mM, 100 mM phosphate buffer, pH
7.0) After suspending in 1000 ml, put in a 3 liter aeration stirrer and add 1 (w) of the nonionic surfactant shown in Table 1.
/ v)% so that the mixture was reacted at 30 ° C. for 10 hours.
【0026】生成したインジゴ量を、常法[H. KEIL,
C.M. SAINT and P.A. WILLIAMS, Journal of Bacteriol
ogy, 169,No.2,P.764−770(1987) ]に従い定量した。
結果は界面活性剤無添加を100とする相対値で示す。The amount of indigo produced was measured by the conventional method [H. KEIL,
CM SAINT and PA WILLIAMS, Journal of Bacteriol
ogy, 169, No. 2, P. 764-770 (1987)].
The result is shown as a relative value with 100 when the surfactant was not added.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明の方法によれば、酵素法により、
効率よく、かつ高収率でインジゴを製造することができ
る。According to the method of the present invention, the enzymatic method is used.
Indigo can be produced efficiently and in high yield.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山縣 恒 茨城県牛久市田宮町駅区画整理48−2 フ ジハイム2−102 (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央6−23−9 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hisashi Yamagata 48-2 Fujimiya 2-102 Tamiyacho Station Ushiku City, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Hideaki Yukawa 6-23-9 Chuo, Ami Town, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture
Claims (1)
能を有する菌体又はその処理物を、インドールを含有す
る水溶液に作用させて酵素的にインジゴを生成させる方
法において、該反応液に非イオン性界面活性剤を添加し
て作用させることを特徴とする酵素法によるインジゴ製
造法。1. A method for enzymatically producing indigo by allowing a bacterial cell belonging to the genus Pseudomonas having the ability to produce indigo or a treated product thereof to act on an aqueous solution containing indole to produce a nonionic surfactant in the reaction solution. A method for producing indigo by an enzymatic method, which comprises adding an agent to act.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8584292A JPH0638782A (en) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | Production of indigo by enzymatic process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8584292A JPH0638782A (en) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | Production of indigo by enzymatic process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0638782A true JPH0638782A (en) | 1994-02-15 |
Family
ID=13870122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8584292A Pending JPH0638782A (en) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | Production of indigo by enzymatic process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0638782A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103060218A (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 大连理工大学 | Phenol-degrading bacteria and method for preparing indigo by conversing indole |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP8584292A patent/JPH0638782A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103060218A (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 大连理工大学 | Phenol-degrading bacteria and method for preparing indigo by conversing indole |
CN103060218B (en) * | 2011-10-18 | 2014-04-23 | 大连理工大学 | Phenol-degrading bacteria and method for preparing indigo by conversing indole |
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