JPH07170974A - 新規好アルカリ性微生物及びそれを用いるモノカルボン酸の製造法 - Google Patents

新規好アルカリ性微生物及びそれを用いるモノカルボン酸の製造法

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JPH07170974A
JPH07170974A JP31873193A JP31873193A JPH07170974A JP H07170974 A JPH07170974 A JP H07170974A JP 31873193 A JP31873193 A JP 31873193A JP 31873193 A JP31873193 A JP 31873193A JP H07170974 A JPH07170974 A JP H07170974A
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勲 湯本
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健二 中島
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を有す
るコリネバクテリウム属に属する微生物、該微生物を鎖
状炭化水素を含有する高度のアルカリ性培地で培養し
て、片末端モノカルボン酸又はその塩を生産させること
を特徴とする片末端モノカルボン酸又はその塩の製造
法、及び該微生物を鎖状炭化水素を含有する高度のアル
カリ性培地で培養して得られる微生物の菌体又は菌体処
理物を用いて鎖状炭化水素を片末端モノカルボン酸又は
その塩に転換せしめることを特徴とする片末端モノカル
ボン酸又はその塩の製造法。 【効果】 コリネバクテリウム属に属する微生物を用い
て鎖状炭化水素から片末端モノカルボン酸又はその塩を
製造できるばかりでなく、天然界からは入手し難い炭素
数が奇数の片末端モノカルボン酸又はその塩をも製造す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高度のアルカリ性培地
で増殖する新規微生物、及びそれを用いて鎖状炭化水素
より片末端モノカルボン酸又はその塩を製造する方法に
関するものである。本発明の製造法により得られる片末
端モノカルボン酸又はその塩は、界面活性剤、安定剤、
抗真菌剤、芳香剤の原料、種々のエステルの原料とし
て、油化学、石油化学をはじめ、医薬、農薬、化粧品、
食品分野等に広く利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、片末端モノカルボン酸、特に高級
片末端モノカルボン酸を製造する場合、牛脂、ヤシ油等
の天然動植物油脂を原料とする方法が主に行われてい
る。しかしながら、天然油脂から得られる片末端モノカ
ルボン酸は、一般に数種類の片末端モノカルボン酸の混
合物であり、その炭素数も偶数のものに限られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、炭素数が奇数の
片末端モノカルボン酸が生物活性を有することが明らか
になり、ある特定の片末端モノカルボン酸のみを、微生
物等の特異的高選択性を利用したバイオテクノロジーを
応用することにより製造したいとする要求が強くなって
来ている。この非天然形の炭素数が奇数であるものが注
目されており、炭素数が奇数の片末端モノカルボン酸を
製造する方法の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述した
技術的課題を解決するために、鎖状炭化水素を資化し、
片末端モノカルボン酸を生産する能力を有する微生物を
自然界より探索し、片末端モノカルボン酸を製造する方
法につき鋭意検討した結果、高度のアルカリ性培地中で
鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を有するコリネバ
クテリウム属に属する新規微生物を見いだし、本発明に
至った。そして、この菌株は炭素数が偶数の片末端モノ
カルボン酸ばかりでなく、非天然形の炭素数が奇数の片
末端モノカルボン酸をも製造する能力を有している点で
特筆すべきである。
【0005】即ち、本発明は以下の発明を包含する。 (1)鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を有するコ
リネバクテリウム属に属する微生物を鎖状炭化水素を含
有する高度のアルカリ性培地で培養して、片末端モノカ
ルボン酸又はその塩を生産させることを特徴とする片末
端モノカルボン酸又はその塩の製造法。 (2)鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を有するコ
リネバクテリウム属に属する微生物を鎖状炭化水素を含
有する高度のアルカリ性培地で培養して得られる微生物
の菌体又は菌体処理物を用いて鎖状炭化水素を片末端モ
ノカルボン酸又はその塩に転換せしめることを特徴とす
る片末端モノカルボン酸又はその塩の製造法。 (3)片末端モノカルボン酸の炭素数が奇数である前記
(1)又は(2)に記載の製造法。 (4)高度のアルカリ性培地中で鎖状炭化水素の片末端
を酸化する能力を有するコリネバクテリウム sp. K-17
1。
【0006】本発明において、高度のアルカリ性とは、
pH8〜11をいい、好ましくはpH9〜10.5である。ま
た、前記片末端モノカルボン酸の塩としては、例えばカ
リウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム
塩が挙げられる。本発明者らは、長期間石油等のしみこ
んだ土壌を採取し、混合n−パラフィン(C10〜C15
を唯一の炭素源として合成培地(NH4 NO3 2.5
g、KH2PO4 1.5g、Na2 HPO4 1.5g、
MgSO4 ・7H2 O 0.5g、FeSO4 ・7H2
O 0.01g、CaCl2 ・2H2 O 0.02g、
MnSO4 ・nH2 O 0.001g、ZnSO4 ・7
2 O 0.0005g、酵母エキス0.2g、Na2
CO3 10g、イオン交換水1000ml、pH=1
0.1〜10.4)を使用して生育できる微生物を分離
した。炭素源は3%として、27℃で10日間培養し
た。酸化物を生産する菌は、発酵液を、シリカゲル薄層
クロマトグラフィー(TLC)を使用し、展開溶媒(ベ
ンゼン:酢酸=10:1)で展開した。生産物の検出
は、ブロモクレゾールグリーン又は60%硫酸を使用し
て、酸化生産物を生産する菌を探索した。
【0007】更に、炭素数が奇数であるn−トリデカン
3%を唯一の炭素源として、簡易合成培地(KNO3
g、KH2 PO4 0.5g、MgSO4 ・7H2
0.5g、FeSO4 ・7H2 O 0.01g、CaC
2 ・2H2 O 0.02g、MnSO4 ・nH2
0.001g、ZnSO4 ・7H2 O 0.0005
g、Na2 CO3 7g、NaHCO3 2.9g、イオン
交換水 1000ml、pH=10.2)を使用し、7
日間培養を行い培養液中に奇数鎖の炭化水素から最も酸
化生産物を蓄積する菌を分離した。
【0008】このようにして分離された好アルカリ性菌
の菌株の菌学的性質は次のとおりである。 1.形態学的特性 グラム染色 + 抗酸性染色 − 運動性 − 酸素に対する態度 好気性 形状 短桿菌 大きさ 0.8
×1.5μm 気菌糸 − 胞子の形成 − 鞭毛 − 増殖温度 10〜
35℃ 増殖pH 4〜1
1 2.化学的特性 細胞壁構成主要アミノ酸 meso−
ジアミノピメリン酸 細胞壁構成糖のタイプIV + (アラビノース、ガラクトース) グリコールテスト アシル
タイプ メナキノンタイプ MK−
8(H2 ) GC含量(DNAのG+C mol%) 70% 3.培地における生育特性 肉汁寒天平板培地 + コロニー色 オレンジ
色 形 円形 表面 平滑 肉汁液体培地 + コハク酸−肉汁液体培地 + 4.生理的特性 硝酸塩の還元 + 脱窒反応 − インドール生成 − メチルレッドテスト − VPテスト − 硫化水素の生成 + ゼラチンの液化 − デンプンの加水分解 − ウレアーゼ + デオキシリボヌクレアーゼ − オキシダーゼ − カタラーゼ + カゼインの分解性 − 5.耐性特性 5.0% NaCl + 7.0% NaCl + 10i.u.ペニシリン ± 0.02% リゾチーム + 6.炭化水素の資化性 n−ドデカン(C12) ± n−トリデカン(C13) + n−テトラデカン(C14) + n−ペンタデカン(C15) + n−ヘキサデカン(C16) + n−エイコサン(C20) + n−テトラコサン(C24) + n−オクタコサン(C28) + n−ドトリアコンタン(C32) − プリスタン(C18) + フルオレン − ピレン − シクロデカン − アントラセン − 7.有機酸の資化性 酢酸ナトリウム + クエン酸ナトリウム − ギ酸ナトリウム − 乳酸ナトリウム − コハク酸ナトリウム − マレイン酸ナトリウム − L−グルタミン酸ナトリウム − 8.有機物の資化性 グリセリン − トウィーン20 − トウィーン80 + 9.炭水化物の資化性 D−アラビノース − D−フルクトース + ガラクトース − D−グルコース ± イノシトール − D−マンニトール − ラフィノース − サッカロース − L−ラムノース − D−キシロース − 10.糖から酸の産生 D−アラビノース − D−フルクトース + ガラクトース − D−グルコース ± イノシトール − D−マンニトール − ラフィノース − サッカロース − L−ラムノース − D−キシロース − 以上の菌学的性質に基づいて、Bergey's manual of sys
tematic bacteriology1986 に従って分類すると、コリ
ネバクテリウム属に属する微生物であって、高度のアル
カリ性培地で炭素数が奇数の鎖状炭化水素を資化し、片
末端モノカルボン酸を生産する点で、従来の菌と相違す
る新規な菌株であると同定された。
【0009】本発明者らは、この微生物をコリネバクテ
リウム sp. K-171と命名した。本菌株は工業技術院生命
工学工業技術研究所にFERM P- 13998 として寄託されて
いる。本発明においては、鎖状炭化水素の片末端を酸化
する能力を有するコリネバクテリウム属に属する微生物
を鎖状炭化水素を含有する高度のアルカリ性培地で培養
して、片末端モノカルボン酸又はその塩を生産させるこ
とにより片末端モノカルボン酸又はその塩を製造するこ
とができる。
【0010】ここで用いる微生物としては、鎖状炭化水
素の片末端を酸化する能力を有するコリネバクテリウム
属に属する微生物であればよく、例えば前述したコリネ
バクテリウム sp. K-171が挙げられる。また、前記微生
物をX線照射、紫外線照射、N−メチル−N’−ニトロ
ソグアニジン等の変異剤による処理等の公知の変異処理
を施したいわゆる変異株を用いることもできる。
【0011】原料となる鎖状炭化水素としては、炭素数
が偶数、奇数のいずれのものでもよく、また飽和型又は
不飽和型のいずれでもよく、更に分岐状の炭化水素を用
いることもできる。例えば、通常炭素数12〜28、好まし
くは炭素数13〜15の鎖状パラフィン等が用いられ、該鎖
状炭化水素は、化学合成によって製造されたもの及び/
又は石油の分留によって得られたもののいずれでもよ
い。また、該鎖状炭化水素は、片末端モノカルボン酸又
はその塩の製造目的等により単一のものを用いてもよい
し、混合物を用いてもよい。
【0012】本発明における片末端モノカルボン酸又は
その塩の製造は、鎖状炭化水素を炭素源として、窒素
源、無機塩類、ビタミン類、その他の栄養源を適宜含有
した培地に、前記微生物を接種し好気的条件下で培養す
ることにより行うことができる。ここで、窒素源として
は、例えば硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸
アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機態窒素源で
も、例えば尿素、イーストエキス、ペプトン、グルタミ
ン酸又はグルタミン酸ナトリウム等の有機態窒素源でも
よい。培地のpHは、前述した高度のアルカリ性、即ち
8〜11、好ましくは9〜10.5、培養温度は、通常10〜35
℃、好ましくは20〜27℃である。
【0013】培養は、微生物の生育状況あるいは片末端
モノカルボン酸又はその塩の製造目的等により適宜決定
し得るが、通常は7〜14日間好気的条件下で行う。ま
た、本発明における片末端モノカルボン酸又はその塩の
製造は、前記培地を用いて培養した微生物を、例えば遠
心分離、ろ過等の方法により集め、該微生物を、例えば
水、ホウ酸緩衝液等の緩衝液又は窒素源を含まない前記
培地等に懸濁し、該懸濁液に鎖状炭化水素を添加し、好
気的条件下で共存させてやること、いわゆる休止菌体に
よる反応によっても行うことができ、また菌体破砕物等
の酵素を含有する菌体処理物を用いても行うことができ
る。
【0014】更に、前記反応は、菌体又は酵素を、例え
ばアクリルアミドゲル又はアルギン酸カルシウム等を用
いる通常の固定化法に従って固定化することによっても
行うことができる。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定される
ものではない。 (実施例1)簡易合成培地(KNO3 5g、KH2 PO
4 0.5g、MgSO4 ・7H2 O0.5g、FeSO
4 ・7H2 O 0.01g、CaCl2 ・2H2
0.02g、MnSO4 ・nH2 O 0.001g、Z
nSO4 ・7H2 O 0.0005g、Na2 CO3
g、NaHCO3 2.9g、イオン交換水 1000m
l、pH=10.2)を使用し、n−トリデカンを唯一
の炭素源(3%)として、コリネバクテリウム sp. K-1
71を7日間培養し、培養液中に蓄積した酸化生産物を次
のように分離した。培養液から発酵生産物を酸性エーテ
ル抽出後、TLCにより各化合物を単離した。単離した
各化合物をガスクロマトグラフィーと赤外分光分析によ
り、その構造を調べた結果、n−トリデカン酸が0.3
68g/l生産したことを確認した。
【0016】単離したn−トリデカン酸をジアゾメタン
によりメチルエステル化したものをガスクロマトグラフ
(キャピラリカラム OV 101、キャリアガス 窒
素40ml/分、カラム温度 150→270℃ 昇温
2℃/分、検出器FID)で分析した結果を図1に示
す。図1において、n−トリデカン酸のみが検出されて
いる。
【0017】また、単離したn−トリデカン酸をKBr
と混合してペレットにして赤外透過による赤外分光分析
を行った結果を図2に示す。 (実施例2)実施例1で増殖した菌体を遠心分離機で集
菌して、ホウ酸緩衝液(pH=9.5)で二回洗浄し
た。その菌体16gを300ml容の三角フラスコに入
れ、ホウ酸緩衝液(pH=9.5)160mlを加えて
懸濁し、n−トリデカン 3.2mlを添加して、マグ
ネチックスターラで攪拌しながら放置した。21時間
後、反応液から酸性エーテルにより各成分を抽出して、
ジアゾメタンによりメチルエステル化してガスクロマト
グラフにて分析した結果、n−トリデカン酸のみが0.
063g(ガスクロマトグラフ分析値)生成したことが
判明した。
【0018】
【発明の効果】本発明の微生物は、炭素数が偶数の片末
端モノカルボン酸ばかりでなく、非天然形の炭素数が奇
数の片末端モノカルボン酸をも製造する能力を有してい
る。本発明の製造法によれば、コリネバクテリウム属に
属する微生物を用いて鎖状炭化水素から片末端モノカル
ボン酸又はその塩を製造できるばかりでなく、天然界か
らは入手し難い炭素数が奇数の片末端モノカルボン酸又
はその塩をも製造することができる。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】単離したトリデカン酸をジアゾメタンによりメ
チルエステル化したものをガスクロマトグラフで分析し
た結果を示す図である。
【0021】
【図2】単離したn−トリデカン酸の赤外分光分析の結
果を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を
    有するコリネバクテリウム属に属する微生物を鎖状炭化
    水素を含有する高度のアルカリ性培地で培養して、片末
    端モノカルボン酸又はその塩を生産させることを特徴と
    する片末端モノカルボン酸又はその塩の製造法。
  2. 【請求項2】 鎖状炭化水素の片末端を酸化する能力を
    有するコリネバクテリウム属に属する微生物を鎖状炭化
    水素を含有する高度のアルカリ性培地で培養して得られ
    る微生物の菌体又は菌体処理物を用いて鎖状炭化水素を
    片末端モノカルボン酸又はその塩に転換せしめることを
    特徴とする片末端モノカルボン酸又はその塩の製造法。
  3. 【請求項3】 片末端モノカルボン酸の炭素数が奇数で
    ある請求項1又は2に記載の製造法。
  4. 【請求項4】 高度のアルカリ性培地中で鎖状炭化水素
    の片末端を酸化する能力を有するコリネバクテリウム s
    p. K-171。
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