JPH0884592A - Method for biochemically producing glycol aldehyde - Google Patents

Method for biochemically producing glycol aldehyde

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JPH0884592A
JPH0884592A JP2136995A JP2136995A JPH0884592A JP H0884592 A JPH0884592 A JP H0884592A JP 2136995 A JP2136995 A JP 2136995A JP 2136995 A JP2136995 A JP 2136995A JP H0884592 A JPH0884592 A JP H0884592A
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JP
Japan
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glycolaldehyde
ethylene glycol
glycol
glyoxal
aldehyde
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Application number
JP2136995A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimiyasu Isobe
公安 礒部
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Amano Enzyme Inc
Original Assignee
Amano Pharmaceutical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0884592A publication Critical patent/JPH0884592A/en
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Abstract

PURPOSE: To biochemically obtain the compound useful as a raw material for α-amino acids, medicines, agricultural chemicals, etc., by treating ethylene glycol with an oxireductase capable of oxidizing the ethylene glycol to produce glycol aldehyde, and subsequently collecting the product. CONSTITUTION: The method for biochemically producing the glycol aldehyde comprises treating the ethylene glycol with an oxireductase having an ability to oxidize the ethylene glycol to produce glycol aldehyde, or a microorganism (e.g. Kluyveromyces marxianus IFO 0273) containing the oxireductase and belonging to the genus Pichia, Candida, Hansenula, Aspergillus, Penicillium, Neurospora, Pseudomonas, Acetobacter, Kluyveromyces, etc., and subsequently collecting the produced glycol aldehyde. The glycol aldehyde is useful as a raw material for α-amino acids, medicines, agricultural chemicals, photographic chemicals or polymers, or useful for fiber-treating agents, odorizing agents, deodorizing agents, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はグリコールアルデヒドの
生化学的製造法に関する。更に詳細には、エチレングリ
コールにエチレングリコールを酸化し、グリコールアル
デヒドを生成する能力を有する酸化還元酵素又は該酸化
還元酵素を含有する微生物を作用させることによって、
エチレングリコールをグリコールアルデヒドに変換せし
め、これを採取することを特徴とするグリコールアルデ
ヒドの生化学的製造法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a biochemical method for producing glycolaldehyde. More specifically, by oxidizing ethylene glycol to ethylene glycol, and reacting a redox enzyme having the ability to produce glycolaldehyde or a microorganism containing the redox enzyme,
The present invention relates to a biochemical production method of glycol aldehyde, which comprises converting ethylene glycol to glycol aldehyde and collecting the product.

【0002】グリコールアルデヒドは、α−アミノ酸、
医薬、農薬、写真用薬、あるいは、特殊ポリマーの原料
として、また、繊維処理剤、着臭剤、脱臭剤として有用
な化合物である。
Glycolaldehyde is an α-amino acid,
It is a compound useful as a raw material for medicines, agricultural chemicals, photographic agents, special polymers, and as a fiber treatment agent, odorant, and deodorant.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、グリコールアルデヒドは、銅又は
銅・亜鉛系触媒にエチレングリコールと水蒸気を通す方
法(特開昭61-69740号)、銀、銅、銀酸化物、銅酸化物
等と珪素、リン、又は、硼素の化合物とを組み合わせた
触媒を用いる方法(特開昭62-45548号)、さらには、反
応管に充填された銅・亜鉛系複合触媒層に気層でエチレ
ングリコールを導入し、反応管に連結された冷却器で生
成ガスを凝縮させて得る方法(特開平3-279342号)等の
化学合成法により工業的に製造されてきたが、生化学的
方法によっては、これまで製造されていなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, glycol aldehyde is a method in which ethylene glycol and water vapor are passed through a copper or copper / zinc catalyst (JP-A-61-69740), silver, copper, silver oxide, copper oxide, etc. and silicon. , A compound using phosphorus or a boron compound is used (JP-A-62-45548), and ethylene glycol is introduced in a gas layer into a copper-zinc composite catalyst layer filled in a reaction tube. However, it has been industrially manufactured by a chemical synthesis method such as a method of condensing the produced gas by a cooler connected to the reaction tube (JP-A-3-279342). Was not manufactured until.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリコ
ールアルデヒドを化学合成法により製造する場合には、
重金属や高温での反応が必要であり、又多量の酸が副成
されるため、これらを除去精製する必要があり、そのた
め複雑な操作を必要としていた。従って、穏和な条件下
で副産物の生成が少ないグリコールアルデヒドの製造法
が求められていた。
However, when glycol aldehyde is produced by a chemical synthesis method,
Since heavy metals and reactions at high temperatures are required, and a large amount of acid is by-produced, it is necessary to remove and purify them, which requires complicated operations. Therefore, there has been a demand for a method for producing glycolaldehyde that produces less by-products under mild conditions.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このような状況下、本発
明者等は、繁雑な操作を必要とせず、且つ又、穏和な条
件下で副産物の生成が極めて少ない方法、即ち、生化学
的方法でグリコールアルデヒドを製造することを試み
た。
Under these circumstances, the present inventors have found that the method does not require complicated operations and that the production of by-products is extremely small under mild conditions, that is, biochemical methods. An attempt was made to produce glycolaldehyde by the method.

【0006】これまで、アルコールの酸化に関する生化
学的研究として、ある種の1価または3価のアルコール
に作用する酸化還元酵素の存在は知られていた〔 Y.
Tani, T. Miya and K. Ogata, Agric. Biol. Chem., 36
巻, 76〜83 (1972)、 H. Sahm and F. Wagner, Eur.
J. Biochem., 36巻, 250〜256 (1973)、 N. Kato,Y.
Omori, Y. tani and K. Ogata, Eur. J. Biochem., 64
巻, 341〜350 (1976)、 C. R. Couder and J. Baratt
i, Agric. Biol. Chem., 44巻, 2279〜2289 (1980)、
T. Uwajima, H. Akita, K. Ito, A. Mihara, K. Aisak
a and O. Terada, Agric. Biol. Chem., 43巻, 2633〜2
634 (1979)〕。
[0006] So far, as biochemical studies on the oxidation of alcohols, the existence of oxidoreductases that act on certain monovalent or trivalent alcohols has been known [Y.
Tani, T. Miya and K. Ogata, Agric. Biol. Chem., 36
Volume, 76-83 (1972), H. Sahm and F. Wagner, Eur.
J. Biochem., 36, 250-256 (1973), N. Kato, Y.
Omori, Y. tani and K. Ogata, Eur. J. Biochem., 64
Volume, 341-350 (1976), CR Couder and J. Baratt
i, Agric. Biol. Chem., 44, 2279-2289 (1980),
T. Uwajima, H. Akita, K. Ito, A. Mihara, K. Aisak
a and O. Terada, Agric. Biol. Chem., Volume 43, 2633 ~ 2
634 (1979)].

【0007】2価アルコールに作用する酸化還元酵素に
ついては、その存在の可能性が示唆されるのみであり
〔A. Boronat, E. Caballero and J. Aguilar, J. Bact
eriol., 153巻, 134〜139 (1983)〕、その反応生成物の
同定は全く行われていなかった。
Regarding the oxidoreductase acting on the dihydric alcohol, only the possibility of its existence is suggested [A. Boronat, E. Caballero and J. Aguilar, J. Bact.
eriol., 153, 134-139 (1983)], the identification of the reaction product was not performed at all.

【0008】本発明者等は、長年にわたり、微生物の産
生する酸化還元酵素の研究に従事し、微生物の産生する
酸化還元酵素とエチレングリコール、グリコールアルデ
ヒド、グリオキザールとの反応を鋭意検討してきた結
果、エチレングリコールを酸化し、グリコールアルデヒ
ドを生成する能力を有する酸化還元酵素又は該酸化還元
酵素を含有する微生物において、エチレングリコールか
らグリコールアルデヒドを蓄積できることを新たに見い
出し、これらの酵素又は微生物を用いて、エチレングリ
コールからグリコールアルデヒドを生成、蓄積できる方
法を開発した。
The present inventors have been engaged in research on oxidoreductases produced by microorganisms for many years, and as a result of earnestly examining the reaction of oxidoreductases produced by microorganisms with ethylene glycol, glycol aldehyde and glyoxal, In a redox enzyme or a microorganism containing the redox enzyme having the ability to oxidize ethylene glycol and produce glycolaldehyde, it is newly found that glycolaldehyde can be accumulated from ethylene glycol, and using these enzymes or microorganisms, We have developed a method for producing and accumulating glycolaldehyde from ethylene glycol.

【0009】本発明は、これらの知見により完成された
ものである。即ち、エチレングリコールにエチレングリ
コールを酸化し、グリコールアルデヒドを生成する能力
を有する酸化還元酵素又は該酸化還元酵素を含有する微
生物を作用させることによってエチレングリコールをグ
リコールアルデヒドに変換せしめ、これを採取すること
を特徴とするグリコールアルデヒドの生化学的製造法で
ある。
The present invention has been completed based on these findings. That is, ethylene glycol is converted to glycol aldehyde by reacting with oxidoreductase having the ability to oxidize ethylene glycol to ethylene glycol and produce glycol aldehyde, or a microorganism containing the oxidoreductase, and collecting this. Is a biochemical production method of glycol aldehyde.

【0010】本発明によって、初めてグリコールアルデ
ヒドを温和な条件下で効率よく製造することが可能とな
ったのである。
The present invention makes it possible for the first time to efficiently produce glycolaldehyde under mild conditions.

【0011】本発明のエチレングリコールから酸化還元
酵素反応によってグリコールアルデヒドが生成される化
学反応式を式1及び式2に示す。
The chemical reaction formulas for producing glycolaldehyde from the ethylene glycol of the present invention by the oxidoreductase reaction are shown in Formulas 1 and 2.

【0012】[0012]

【式1】 (Equation 1)

【0013】[0013]

【式2】 [Formula 2]

【0014】上記式1で示される反応は、脱水素酵素又
は該脱水素酵素を含有する微生物が介在する場合であ
り、上記式2は、酸化酵素又は該酸化酵素を含有する微
生物が介在する場合において認められる。
The reaction represented by the above formula 1 is a case where a dehydrogenase or a microorganism containing the dehydrogenase is mediated, and the above formula 2 is a case where an oxidase or a microorganism containing the oxidase is mediated. Recognized in.

【0015】上記式2の酵素反応において、過酸化水素
が生成するが、この過酸化水素は、オキシダーゼを不安
定にしたり、また生成したグリコールアルデヒドを酸化
すること等により、グリコールアルデヒドの生成量を減
少させる場合がある。しかしながら、この場合において
も、反応時にカタラーゼを添加することによって過酸化
水素を除去し、グリコールアルデヒドの蓄積量を増大さ
せることが可能である。又、エチレングリコールを酸化
し、グリコールアルデヒドを生成する能力を有する酵素
がグリコールアルデヒドを更にグリオキザールに酸化す
る場合もあるが、グリコールアルデヒドを蓄積するため
の適切な条件を選ぶことにより、グリコールアルデヒド
のグリオキザールへの酸化を抑制し、グリコールアルデ
ヒドの蓄積量を増大させることも可能である。
Hydrogen peroxide is produced in the enzyme reaction of the above formula 2, and this hydrogen peroxide destabilizes the oxidase, oxidizes the produced glycol aldehyde, etc., so that the amount of glycol aldehyde produced is increased. May decrease. However, even in this case, hydrogen peroxide can be removed by adding catalase during the reaction, and the amount of accumulated glycolaldehyde can be increased. In addition, an enzyme that has the ability to oxidize ethylene glycol to produce glycol aldehyde may further oxidize glycol aldehyde to glyoxal. However, by selecting appropriate conditions for accumulating glycol aldehyde, glyoxal of glycol aldehyde can be selected. It is also possible to suppress the oxidization to glycerol and increase the amount of accumulated glycolaldehyde.

【0016】尚、本発明の初発物質であるエチレングリ
コールは、2価アルコールの代表的なものであり、工業
的には、エチレンに塩酸水を作用させてエチレンクロル
ヒドリンとし、これを炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナト
リウム水溶液と共にオートクレーブで加水分解し又は、
エチレンクロルヒドリンを水酸化アルカリと共に熱して
エチレンオキシドとし、これに希硫酸を作用させて加水
分解して製造され、市販されている。
The ethylene glycol, which is the starting substance of the present invention, is a typical dihydric alcohol, and industrially, ethylene chloride is reacted with hydrochloric acid water to obtain ethylene chlorohydrin, which is hydrogen carbonate. Hydrolyzed in an autoclave with sodium or sodium carbonate solution, or
It is produced on the market by heating ethylene chlorohydrin with alkali hydroxide to give ethylene oxide, which is hydrolyzed by reacting it with dilute sulfuric acid.

【0017】本発明者等は、上記反応に使用可能な酵素
及び微生物をスクリーニングするにあたって、先ず、反
応生成物のグリコールアルデヒド及びグリオキザールの
定量法を確立すると共に、更に、上記反応においては、
グリオキシル酸(OHCCOOH)は生成しないことを
確認するためのグリオキシル酸の定量法をも確立した。
In screening the enzymes and microorganisms that can be used in the above reaction, the present inventors first established a method for quantifying the reaction products glycolaldehyde and glyoxal, and further, in the above reaction,
A method for quantifying glyoxylic acid was also established to confirm that glyoxylic acid (OHCCOOH) was not produced.

【0018】実験例1 グリコールアルデヒドの定量は、〔M. A. Paz, O. O. B
lumenfeld, M. Rojikind, E. Henson, C. Furfin and
P. Gallop, Arch. Biochem. Biophys., 109巻,547〜 55
9 (1965)〕等の方法を改良して以下の条件で行った。0.
5 mM〜2.5 mMのグリコールアルデヒド溶液10μlに対し
0.1 M グリシン塩酸緩衝液(pH4.0)150μl、1% MBTH
〔3−メチル−2−ベンゾチアゾリノン・ヒドラゾン・
ヒドロクロライド(3-methyl-2-benzothiazolinone hyd
razone hydrochloride)〕溶液60μl、0.2%塩化第二鉄
溶液750μlを添加し、グリコールアルデヒドの誘導体−
2を生成し、その吸収スペクトル及び吸光度610 nmとグ
リコールアルデヒド濃度との関係を検討した。その結
果、図1に示すような吸光度曲線と図2に示す吸光度と
グリコールアルデヒド濃度との関係が得られ、本条件で
グリコールアルデヒドが定量できることが示された。
Experimental Example 1 The amount of glycol aldehyde was determined by [MA Paz, OOB
lumenfeld, M. Rojikind, E. Henson, C. Furfin and
P. Gallop, Arch. Biochem. Biophys., 109, 547-55
9 (1965)], etc., and the method was performed under the following conditions. 0.
For 10 μl of 5 mM to 2.5 mM glycolaldehyde solution
0.1 M glycine hydrochloric acid buffer (pH 4.0) 150 μl, 1% MBTH
[3-methyl-2-benzothiazolinone / hydrazone /
Hydrochloride (3-methyl-2-benzothiazolinone hyd
razone hydrochloride)] solution (60 μl), 0.2% ferric chloride solution (750 μl) is added, and glycolaldehyde derivative-
2 was produced, and the relationship between the absorption spectrum and the absorbance at 610 nm and the concentration of glycolaldehyde was examined. As a result, the absorbance curve as shown in FIG. 1 and the relationship between the absorbance and glycolaldehyde concentration as shown in FIG. 2 were obtained, and it was shown that glycolaldehyde can be quantified under these conditions.

【0019】実験例2 グリオキザールの定量は、〔M. A. Paz, O. O. Blumenf
eld, M. Rojikind, E.Henson, C. Furfin and P. Gallo
p, Arch. Biochem. Biophys., 109巻, 547〜559 (196
5)〕等の方法を改良して以下の条件で行った。0.5 mM〜
2.5 mMのグリオキザール溶液10μlに対し0.1 M グリシ
ン塩酸緩衝液(pH4.0)750μl、1%MBTH溶液300μlを
添加し、グリオキザールの誘導体−1を生成し、その吸
収スペクトル及び吸光度380 nmとグリオキザール濃度と
の関係を検討した。その結果、図1に示すような吸光度
曲線と図2に示す吸光度とグリオキザール濃度との関係
が得られ、本条件でグリオキザールが定量できることが
示された。
Experimental Example 2 Glyoxal was quantified by [MA Paz, OO Blumenf
eld, M. Rojikind, E. Henson, C. Furfin and P. Gallo
p, Arch. Biochem. Biophys., 109, 547-559 (196
5)] and other methods were improved and carried out under the following conditions. 0.5 mM ~
To 10 μl of 2.5 mM glyoxal solution, 750 μl of 0.1 M glycine-HCl buffer (pH 4.0) and 300 μl of 1% MBTH solution were added to generate glyoxal derivative-1, and its absorption spectrum and absorbance at 380 nm and glyoxal concentration were measured. Examined the relationship. As a result, the relationship between the absorbance curve as shown in FIG. 1 and the absorbance and glyoxal concentration as shown in FIG. 2 was obtained, and it was shown that glyoxal can be quantified under these conditions.

【0020】実験例3 グリオキシル酸の定量は、〔M. A. Paz, O. O. Blumenf
eld, M. Rojikind, E.Henson, C. Furfin and P. Gallo
p, Arch. Biochem. Biophys., 109巻, 547〜559 (196
5)〕等の方法を改良し、実験例1及び実験例2と同様の
条件で行った。その結果、図1に示すような吸光度曲線
と図2に示す吸光度とグリオキシル酸濃度との関係が得
られ、本条件でグリオキシル酸が定量できることが示さ
れた。
Experimental Example 3 Quantification of glyoxylic acid was carried out by [MA Paz, OO Blumenf
eld, M. Rojikind, E. Henson, C. Furfin and P. Gallo
p, Arch. Biochem. Biophys., 109, 547-559 (196
5)] and other methods were improved and the same conditions as in Experimental Examples 1 and 2 were used. As a result, the absorbance curve shown in FIG. 1 and the relationship between the absorbance and the glyoxylic acid concentration shown in FIG. 2 were obtained, and it was shown that glyoxylic acid can be quantified under these conditions.

【0021】実験例4 実験例1〜3においてグリオキザールは、1%MBTH溶液
を添加すると黄色に着色するが、0.2%塩化第2鉄溶液
を添加しても青色に着色する事はなく、一方、グリコー
ルアルデヒドとグリオキシル酸は、1%MBTH溶液の添加
では無色であり、0.2 %塩化第2鉄溶液を添加すること
より青色を呈した。従って、グリオキザールをグリコー
ルアルデヒドやグリオキシル酸と分別測定する事は可能
であったが、しかし、グリコールアルデヒドとグリオキ
シル酸の誘導体の吸収曲線は類似しており、両者の区別
は困難であった。そこで、それら3種化合物の誘導体を
実験例1〜3に準じて調製し、C18カラムを用いる逆相
HPLCクロマトグラフィーで3種化合物の分別を行った。
尚、グリオキシル酸に関しては、0.2%塩化第2鉄溶液
添加前後の誘導体−1及び誘導体−2の溶液をHPLCに供
した。その結果、図3に示すように塩化第2鉄無添加で
グリオキザール(誘導体−1)は34.0分、34.6分付近に
それぞれピークが得られ、グリオキシル酸(誘導体−
1)は12.1分付近にピークが認められた。又塩化第2鉄
イオン添加液の誘導体ではグリコールアルデヒド(誘導
体−2)が16.4分付近、グリオキシル酸(誘導体−2)
が22.8分付近にピークが得られ、3種化合物の分別定量
が可能となった。
Experimental Example 4 In Experimental Examples 1 to 3, glyoxal was colored yellow when 1% MBTH solution was added, but was not colored blue even when 0.2% ferric chloride solution was added. Glycolic aldehyde and glyoxylic acid were colorless when the 1% MBTH solution was added, and became blue by adding the 0.2% ferric chloride solution. Therefore, it was possible to separately measure glyoxal from glycolaldehyde and glyoxylic acid, but the absorption curves of the glycolaldehyde and glyoxylic acid derivatives were similar and it was difficult to distinguish them. Then, the derivatives of these three kinds of compounds were prepared according to Experimental Examples 1 to 3, and the reverse phase using a C 18 column was used.
Fractionation of the three compounds was performed by HPLC chromatography.
Regarding glyoxylic acid, solutions of derivative-1 and derivative-2 before and after addition of 0.2% ferric chloride solution were subjected to HPLC. As a result, as shown in FIG. 3, without addition of ferric chloride, glyoxal (derivative-1) had peaks at 34.0 minutes and 34.6 minutes, respectively.
In 1), a peak was recognized around 12.1 minutes. In the derivative of ferric chloride added liquid, glycolaldehyde (derivative-2) was around 16.4 minutes, glyoxylic acid (derivative-2).
However, a peak was obtained at around 22.8 minutes, and it was possible to separately quantify three kinds of compounds.

【0022】こうして3種化合物の定量法を確立できた
ので、エチレングリコールを酸化し、グリコールアルデ
ヒドを生成、蓄積する能力を有する酸化還元酵素をスク
リーニングした。その結果、酸化酵素としては、アルコ
ールオキシダーゼ及びグリセロールオキシダーゼにエチ
レングリコールを酸化し、グリコールアルデヒドを生
成、蓄積する能力があることが判明した。アルコールオ
キシダーゼとしては、シグマ社製品のピチア属(Pichia
pastoris)由来のアルコールオキシダーゼ、Candida s
p. No. SS104(本菌の菌学的性質は、甲子園大学紀要,
No. 18, (A), 23−29 (1990)に記載されており、工業技
術院生命工学工業技術研究所にFERM-P No. 13702として
寄託されている。)を文献に準じて培養して得られる
カンジダ属由来のアルコールオキシダーゼ、シグマ社製
品のハンセヌラ属由来のアルコールオキシダーゼ等が例
示され、一方、グリセロールオキシダーゼとしては、文
献並びに特公昭60−31471号及び特公昭60−49477号で
述べられているAspergillus japonicus KY−45 ATCC N
o. 1042に由来するアスペルギルス属由来のグリセロー
ルオキシダーゼ、さらには、Penicillium sp. KY868 NR
RL 11339に由来するペニシリウム属由来のグリセロール
オキシダーゼ等が例示される。
Since a method for quantifying the three kinds of compounds could be established in this way, oxidoreductase having the ability to oxidize ethylene glycol and produce and accumulate glycolaldehyde was screened. As a result, it was revealed that the oxidase has the ability to oxidize ethylene glycol into alcohol oxidase and glycerol oxidase to produce and accumulate glycol aldehyde. Alcohol oxidases include Pichia sp.
pastoris) -derived alcohol oxidase, Candida s
p. No. SS104 (The mycological properties of this bacterium are described in Koshien University Bulletin,
No. 18, (A), 23-29 (1990), and has been deposited as FERM-P No. 13702 at the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, AIST. ) According to the literature, alcohol oxidase derived from the genus Candida, alcohol oxidase derived from the genus Hansenula, which is a product of Sigma, and the like are exemplified.On the other hand, as glycerol oxidase, literature and Japanese Examined Patent Publication No. Aspergillus japonicus KY-45 ATCC N described in Kosho 60-49477
o. 1042 derived glycerol oxidase from Aspergillus, and further Penicillium sp. KY868 NR
Examples include penicillium-derived glycerol oxidase derived from RL 11339.

【0023】次に、本発明者は、エチレングリコールを
酸化し、グリコールアルデヒドを生成する能力を有する
酸化還元酵素を含有する微生物を広く検索した。その結
果、少なくとも以下に例示する微生物にその能力がある
ことが判明した。即ち、ピチア属菌(例えば、Pichia p
astoris JCM 3650が例示される。)、カンジダ属菌(例
えば、Candida sp. No. SS104 FERM P-13702が例示され
る。)、ハンセヌラ属菌(例えば、Hansenula polymorp
ha ATCC 26012が例示される。)、アスペルギルス属菌
(例えば、Aspergillus japonicus KY−45 ATCC 1042が
例示される。)、ペニシリウム属菌(例えば、Penicill
ium sp. KY868 NRRL 11339が例示される。)、ノイロス
ポラ属菌(例えば、Neurospora crassa IFO 6068が例示
される。)、シュードモナス属菌(例えば、Pseudomona
s sp. GOX-201 FERM P-14328が例示される。)、アセト
バクター属菌(例えば、Acetobacter pasteurianus IFO
3222が例示される。)及びクルイベロマイセス属菌
(例えば、Kluyveromyces marxianus IFO 0273が例示さ
れる。)等の微生物である。
Next, the present inventor extensively searched for microorganisms containing an oxidoreductase which has the ability to oxidize ethylene glycol and produce glycolaldehyde. As a result, it was found that at least the microorganisms exemplified below have the ability. That is, Pichia (for example, Pichia p
The astoris JCM 3650 is exemplified. ), Candida spp (for example, Candida sp. No. SS104 FERM P-13702 is exemplified), and Hansenula spp (for example, Hansenula polymorp).
ha ATCC 26012 is exemplified. ), Aspergillus (for example, Aspergillus japonicus KY-45 ATCC 1042 is exemplified.), Penicillium (for example, Penicill)
ium sp. KY868 NRRL 11339 is exemplified. ), Neurospora (for example, Neurospora crassa IFO 6068 is exemplified), Pseudomonas (for example, Pseudomona).
s sp. GOX-201 FERM P-14328 is exemplified. ), Acetobacter (for example, Acetobacter pasteurianus IFO)
3222 is exemplified. ) And Kluyveromyces spp. (For example, Kluyveromyces marxianus IFO 0273 is exemplified).

【0024】更に、本発明者等は、酸化還元酵素を用い
て、エチレングリコール濃度とグリコールアルデヒド及
びグリオキザールの生成との関係を検討するために以下
の実験を行った。
Further, the present inventors conducted the following experiment to examine the relationship between the concentration of ethylene glycol and the production of glycolaldehyde and glyoxal using oxidoreductase.

【0025】実験例5 1.1 M 〜6.6 M エチレングリコールを含む0.2 M TES緩
衝液(pH7.0)9mlにアスペルギルス属由来のグリセロ
ールオキシダーゼ60 u、カタラーゼ130 kuを添加し(最
終反応液量:10 ml)、20℃で24時間反応した。この反
応液から実験例1及び2に準じてMBTH誘導体を調製し、
グリコールアルデヒド及びグリオキザールの濃度を求め
た結果は表1及び図4に示される。
Experimental Example 5 To 9 ml of 0.2 M TES buffer (pH 7.0) containing 1.1 M to 6.6 M ethylene glycol, 60 u of glycerol oxidase derived from Aspergillus and 130 ku of catalase were added (final reaction solution volume: 10 ml). ), And reacted at 20 ° C. for 24 hours. MBTH derivative was prepared from this reaction solution according to Experimental Examples 1 and 2,
The results of determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal are shown in Table 1 and FIG.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】実験例6 実験例5と同様に反応時のエチレングリコール濃度が2
M から10 Mになるよう調製した反応液に、ピチア属由来
アルコールオキシダーゼ1000 u、カタラーゼ130 kuを添
加し、20℃、4時間反応した。その結果は、表2及び図
5に示される。
Experimental Example 6 As in Experimental Example 5, the ethylene glycol concentration during the reaction was 2
To a reaction solution prepared so as to have a concentration of M to 10 M, 1000 u of Pichia-derived alcohol oxidase and 130 ku of catalase were added and reacted at 20 ° C for 4 hours. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】上記実験例5及び6の、表1及び図4或い
は表2及び図5に示すように、基質エチレングリコール
にエチレングリコールを酸化し、グリコールアルデヒド
を生成する能力を有する酸化還元酵素を作用させてグリ
コールアルデヒドを生成せしめることが可能であり、更
にエチレングリコールの濃度を高めることにより、グリ
コールアルデヒドに対するグリオキザールの生成比を低
下させ得ることも明らかとなった。
As shown in Table 1 and FIG. 4 or Table 2 and FIG. 5 of Experimental Examples 5 and 6, the action of oxidoreductase having the ability to oxidize ethylene glycol to the substrate ethylene glycol to produce glycol aldehyde. It was also revealed that it is possible to generate glycolaldehyde, and further increasing the concentration of ethylene glycol can reduce the production ratio of glyoxal to glycolaldehyde.

【0030】実験例7 2.0 M エチレングリコールを含む各種の緩衝液、即ち、
TES〔N-Tris(hydroxymethyl) methyl-2-aminoethane s
ulphonic acid〕緩衝液、トリス塩酸(Tris-HCl)緩衝
液、BES〔N,N-Bis(2-hydroxymethyl)-2-aminoethane su
lfonic acid〕緩衝液、MOPS(3-Morpholinopropane sul
fonic acid)緩衝液、AMPD〔2-Amino-2-methyl-1,3prop
andiol〕緩衝液、ホウ酸(Na2B4O7・HCl)緩衝液、リン
酸緩衝液のそれぞれ0.9 mlに、ピチア属由来のアルコー
ルオキシダーゼ50 u、カタラーゼ13 kuを添加し(最終
反応液量:1 ml)、20℃で4時間反応した。この反応液
から実験例1及び2に準じてMBTH誘導体を調製し、グリ
コールアルデヒド及びグリオキザールの濃度を求めた結
果は表3に示される。
Experimental Example 7 Various buffer solutions containing 2.0 M ethylene glycol, that is,
TES 〔N-Tris (hydroxymethyl) methyl-2-aminoethane s
ulphonic acid] buffer, Tris-HCl buffer, BES [N, N-Bis (2-hydroxymethyl) -2-aminoethane su
lfonic acid] buffer, MOPS (3-Morpholinopropane sul
fonic acid) buffer solution, AMPD 〔2-Amino-2-methyl-1,3prop
andiol] buffer solution, boric acid (Na 2 B 4 O 7 · HCl) buffer solution, and phosphate buffer solution (0.9 ml) were added with 50 μl of Pichia-derived alcohol oxidase and 13 ku of catalase (final reaction solution volume). : 1 ml) and reacted at 20 ° C. for 4 hours. An MBTH derivative was prepared from this reaction solution according to Experimental Examples 1 and 2, and the results of determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal are shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】表3より明らかなように、何れの緩衝液の
場合にも、エチレングリコールからグリコールアルデヒ
ドを著量生成、蓄積させることができた。
As is clear from Table 3, in any of the buffer solutions, a large amount of glycol aldehyde could be produced and accumulated from ethylene glycol.

【0033】更に、本発明者は、反応時のpHを変え、グ
リコールアルデヒド生成に及ぼす影響を検討するため実
験例8〜11を行った。
Further, the present inventor conducted Experimental Examples 8 to 11 in order to examine the influence on the glycolaldehyde formation by changing the pH during the reaction.

【0034】実験例8 各種pHの0.2 M トリス塩酸(Tris - HCl)緩衝液(pH7.
0 - 9.0)に2.0 M エチレングリコールになるように溶
解し、ピチア属由来のアルコールオキシダーゼ25 u、カ
タラーゼ2.6 kuを添加し(最終反応液量:1 ml)、20℃
で4時間反応した。この反応液から実験例1及び2に準
じてMBTH誘導体を調製し、グリコールアルデヒド及びグ
リオキザールの濃度を求めた結果は表4に示される。
Experimental Example 8 0.2 M Tris-HCl buffer solution (pH 7.
0-9.0) to 2.0 M ethylene glycol, and add 25 μl of Pichia-derived alcohol oxidase and 2.6 ku of catalase (final reaction volume: 1 ml) at 20 ° C.
And reacted for 4 hours. The MBTH derivative was prepared from this reaction solution according to Experimental Examples 1 and 2, and the results of determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal are shown in Table 4.

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】実験例9 各種pHの0.2 M 2アミノ−2−メチル−1,3プロパン
ジオール(AMPD)緩衝液(pH7.5 - 9.5)に2.0 M エチ
レングリコールになるように溶解し、ピチア属由来のア
ルコールオキシダーゼ25 u、カタラーゼ2.6 kuを添加し
(最終反応液量:1 ml)、20℃で4時間反応した。この
反応液から実験例1及び2に準じてMBTH誘導体を調製
し、グリコールアルデヒド及びグリオキザールの濃度を
求めた結果は表5に示される。
Experimental Example 9 Dissolved in 0.2 M 2 amino-2-methyl-1,3 propanediol (AMPD) buffer solution (pH 7.5-9.5) at various pHs to give 2.0 M ethylene glycol, and derived from Pichia Alcohol oxidase (25 u) and catalase (2.6 ku) were added (final reaction solution volume: 1 ml) and reacted at 20 ° C for 4 hours. The MBTH derivative was prepared from this reaction solution according to Experimental Examples 1 and 2, and the results of determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal are shown in Table 5.

【0037】[0037]

【表5】 [Table 5]

【0038】実験例10 各種pHの0.2 M トリス塩酸(Tris - HCl)緩衝液(pH7.
0 - 9.0)に2.0 M エチレングリコールになるように溶
解し、アスペルギルス属由来のグリセロールオキシダー
ゼ32 u、カタラーゼ2.6 kuを添加し(最終反応液量:1
ml)、20℃で4時間反応した。この反応液から実験例1
及び2に準じてMBTH誘導体を調製し、グリコールアルデ
ヒド及びグリオキザールの濃度を求めた結果は表6に示
される。
Experimental Example 10 0.2 M Tris-HCl buffer solution (pH 7.
0-9.0) to 2.0 M ethylene glycol, and add 32 u of Aspergillus-derived glycerol oxidase and 2.6 ku of catalase (final reaction volume: 1
ml) and reacted at 20 ° C. for 4 hours. Experimental Example 1 from this reaction solution
Table 6 shows the results of preparing the MBTH derivatives according to 2 and 2 and determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal.

【0039】[0039]

【表6】 [Table 6]

【0040】実験例11 各種pHの0.2 M 2アミノ−2−メチル−1,3プロパン
ジオール(AMPD)緩衝液(pH7.5 - 9.5)に2.0 M エチ
レングリコールになるように溶解し、アスペルギルス属
由来のグリセロールオキシダーゼ32 u、カタラーゼ2.6
kuを添加し(最終反応液量:1 ml)、20℃で4時間反応
した。この反応液から実験例1及び2に準じてMBTH誘導
体を調製し、グリコールアルデヒド及びグリオキザール
の濃度を求めた結果は表7に示される。
Experimental Example 11 Dissolved in 0.2 M 2 amino-2-methyl-1,3 propanediol (AMPD) buffer solution (pH 7.5-9.5) at various pHs to give 2.0 M ethylene glycol, and derived from Aspergillus Glycerol oxidase 32 u, catalase 2.6
ku was added (final reaction solution volume: 1 ml), and the mixture was reacted at 20 ° C. for 4 hours. The MBTH derivative was prepared from this reaction solution in accordance with Experimental Examples 1 and 2, and the results of determining the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal are shown in Table 7.

【0041】[0041]

【表7】 [Table 7]

【0042】表4〜表7より明らかなように、pH7〜9.
5即ち、中性からアルカリ域において酵素を作用せしめ
ることによって、エチレングリコールからグリコールア
ルデヒドを著量生成、蓄積させることができ、更に、ア
ルカリ域の緩衝液を用いることにより、反応生成物のグ
リコールアルデヒドに対するグリオキザールの生成比率
を低下させ得ることが明らかとなった。
As is clear from Tables 4 to 7, pH 7-9.
5 That is, by reacting an enzyme in the neutral to alkaline range, a large amount of glycolaldehyde can be produced and accumulated from ethylene glycol, and by using a buffer solution in the alkaline range, the reaction product glycolaldehyde can be It became clear that the production ratio of glyoxal to

【0043】本発明のグリコールアルデヒドの生化学的
製造法における酵素の作用条件について述べると、まず
反応時間に関しては、酵素が作用する条件であれば特に
制限されないが、好ましくは、30分〜30日間である。反
応温度も特に制限されないが、好ましい反応温度として
は、0〜40℃である。そして反応時のpH条件も、酵素が
作用できるpHであれば特に制限はなく、通常はpH3〜10
であり、好ましくは、pH7〜10である。
The conditions under which the enzyme acts in the biochemical method for producing glycolaldehyde of the present invention will be described. First, the reaction time is not particularly limited as long as the condition under which the enzyme acts, but is preferably 30 minutes to 30 days. Is. The reaction temperature is also not particularly limited, but the preferable reaction temperature is 0 to 40 ° C. The pH condition during the reaction is not particularly limited as long as the enzyme can act on the pH. Usually, the pH is 3 to 10
And preferably pH 7-10.

【0044】以下実施例によって本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例により何等制限され
るものではない。尚、実施例中の各種酵素の活性測定法
は、アルコールオキシダーゼについては、前記文献の
記載の方法であり、グリセロールオキシダーゼについて
は、前記文献の記載方法を使用した。又カタラーゼに
ついては、特開平2-76579号によって行った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. The method for measuring the activity of various enzymes in the examples was the method described in the above document for alcohol oxidase and the method described in the above document for glycerol oxidase. The catalase was performed according to JP-A-2-76579.

【0045】[0045]

【実施例】【Example】

実施例1 アセトバクター・パステウリアヌス(Acetobactor past
eurianus)IFO 3222を5%エチレングリコール、2%コ
ースティープリカー(CSL)、0.2%硫安、0.1%リン酸
2カリウム、0.1%リン酸2ナトリウム、0.02%硫酸マ
グネシウム、0.01%塩化カルシウム、0.1%酵母エキス
(pH5.5)の培地で30℃、5日間培養した結果、培養液
中に生成されているグリコールアルデヒドとグリオキザ
ールの濃度は各々130 mM、2 mMであり、グリオキザール
の生成比はグリコールアルデヒドの1.5%であった。
Example 1 Acetobactor past
eurianus) IFO 3222 5% ethylene glycol, 2% coast liquor (CSL), 0.2% ammonium sulfate, 0.1% dipotassium phosphate, 0.1% disodium phosphate, 0.02% magnesium sulfate, 0.01% calcium chloride, 0.1% As a result of culturing in a yeast extract (pH5.5) medium at 30 ° C for 5 days, the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal produced in the culture solution were 130 mM and 2 mM, respectively, and the production ratio of glyoxal was glycolaldehyde. Was 1.5%.

【0046】実施例2 クルイベロマイセス・マルキアヌス(Kluyveromyces ma
rxianus)IFO 0273を2%1,2−プロパンジオール、0.5
%CSL、0.2%硫安、0.1%リン酸2カリウム、0.1%
リン酸2ナトリウム、0.02%硫酸マグネシウム、0.01%
塩化カルシウム、0.1%酵母エキス(pH7.0)からなる培
地(100 ml)で30℃2日間培養し、得られた菌体を洗浄
後、1M エチレングリコールを含む20 mlの0.2 M TES緩
衝液(pH7.0)に懸濁し、20℃、15時間反応した。その
結果101 mMのグリコールアルデヒドの生成が確認できた
が、グリオキザールの生成は全く認められなかった。
Example 2 Kluyveromyces ma
rxianus) IFO 0273 2% 1,2-propanediol, 0.5
% CSL, 0.2% ammonium sulfate, 0.1% dipotassium phosphate, 0.1%
Disodium phosphate, 0.02% magnesium sulfate, 0.01%
After culturing the cells in a medium (100 ml) consisting of calcium chloride and 0.1% yeast extract (pH 7.0) for 2 days at 30 ° C and washing the cells, 20 ml of 0.2 M TES buffer solution containing 1 M ethylene glycol ( It was suspended in pH 7.0) and reacted at 20 ° C for 15 hours. As a result, the production of 101 mM glycolaldehyde was confirmed, but the production of glyoxal was not observed at all.

【0047】実施例3 6.6 M エチレングリコールを含む0.2 M TES緩衝液(pH
7.0)9mlにアスペルギルス属由来のグリセロールオキ
シダーゼ60 u、カタラーゼ130 kuを添加し(最終反応液
量:10 ml)、20℃で24時間反応した。この反応液から
実験例1及び2に準じてMBTH誘導体を調製し、グリコー
ルアルデヒド及びグリオキザールの濃度を求めた結果、
グリコールアルデヒドとグリオキザールの生成量は、0.
238 M、0.005 Mであり、グリオキザールの生成量は、グ
リコールアルデヒドの約2.1%であり、このグリコール
アルデヒドは、常法により採取された。
Example 3 0.2 M TES buffer containing 6.6 M ethylene glycol (pH
7.0) To 9 ml, 60 u of Aspergillus-derived glycerol oxidase and 130 ku of catalase were added (final reaction solution volume: 10 ml), and reacted at 20 ° C for 24 hours. MBTH derivatives were prepared from this reaction solution according to Experimental Examples 1 and 2, and the concentrations of glycolaldehyde and glyoxal were determined.
The amount of glycolaldehyde and glyoxal produced is 0.
238 M and 0.005 M, and the amount of glyoxal produced was about 2.1% of glycol aldehyde, and this glycol aldehyde was collected by a conventional method.

【0048】実施例4 6.6 Mエチレングリコールを含む0.2 M TES緩衝液(pH7.
0)9mlにアスペルギルス属由来のグリセロールオキシ
ダーゼ75 u又は300 uとカタラーゼ130 kuを添加し、
(最終反応液量:10 ml)、20℃で10時間反応した。そ
の結果、表8で示すように何れの場合でもグリオキザー
ルの生成量は、グリコールアルデヒドの5%以下であっ
た。
Example 4 0.2 M TES buffer containing 6.6 M ethylene glycol (pH 7.
0) To 9 ml, add 75 u or 300 u of Aspergillus-derived glycerol oxidase and 130 ku of catalase,
(Final reaction liquid volume: 10 ml) and reacted at 20 ° C. for 10 hours. As a result, as shown in Table 8, the amount of glyoxal produced was 5% or less of glycol aldehyde in each case.

【0049】[0049]

【表8】 [Table 8]

【0050】実施例5 実施例4と同一条件下、アスペルギルス属由来のグリセ
ロールオキシダーゼ675 uを用いて、20℃で48時間反応
した。その結果、グリコールアルデヒドとグリオキザー
ルの生成量は、0.645 M、0.030 Mであり、グリオキザー
ルの生成量は、グリコールアルデヒドの約4.6%であ
り、長期間反応でもエチレングリコールの酸化によりグ
リコールアルデヒドが蓄積した。
Example 5 Under the same conditions as in Example 4, 675 u of glycerol oxidase derived from Aspergillus was reacted at 20 ° C. for 48 hours. As a result, the amounts of glycolaldehyde and glyoxal produced were 0.645 M and 0.030 M, the amount of glyoxal produced was about 4.6% of glycolaldehyde, and glycolaldehyde accumulated due to the oxidation of ethylene glycol even in the long-term reaction.

【0051】実施例6 実施例3と同様に反応時のエチレングリコール濃度が6
M になるよう調製し、ピチア属由来アルコールオキシダ
ーゼ1000 u、カタラーゼ130 kuを添加し、20℃、4時間
反応した。その結果、グリコールアルデヒドとグリオキ
ザールの生成量は、0.350 M、0.0097 Mであり、グリオ
キザールの生成量は、グリコールアルデヒドの約 2.8%
であり、エチレングリコールの酸化により著量のグリコ
ールアルデヒドが蓄積した。
Example 6 As in Example 3, the ethylene glycol concentration during the reaction was 6
The mixture was adjusted to M, 1000 μl of Pichia-derived alcohol oxidase and 130 ku of catalase were added, and reacted at 20 ° C for 4 hours. As a result, the amount of glycolaldehyde and glyoxal produced was 0.350 M and 0.0097 M, and the amount of glyoxal produced was about 2.8% that of glycolaldehyde.
Therefore, a significant amount of glycol aldehyde was accumulated by the oxidation of ethylene glycol.

【0052】実施例7 1Mエチレングリコールを含む1M トリス塩酸緩衝液(p
H9.0)9mlにピチア属由来のアルコールオキシダーゼ1,
000 uとカタラーゼ130 kuを添加し、(最終反応液量:1
0 ml)、pHを9付近に保ったまま、5℃で30時間反応し
た。その結果、0.756 Mグリコールアルデヒドと0.028 M
グリオキザールの生成が確認され、アルカリ域で作用さ
せた場合には、エチレングリコールの75%以上が酸化さ
れた場合でもグリオキザールの生成量は、グリコールア
ルデヒドの4%以下であった。
Example 7 1M Tris-HCl buffer containing 1M ethylene glycol (p
H9.0) Alcohol oxidase derived from Pichia
Add 000 u and 130 ku of catalase (final reaction volume: 1
(0 ml), the pH was kept around 9 and reacted at 5 ° C. for 30 hours. As a result, 0.756 M glycolaldehyde and 0.028 M
Generation of glyoxal was confirmed, and when it was allowed to act in an alkaline region, the amount of glyoxal produced was 4% or less of glycol aldehyde even when 75% or more of ethylene glycol was oxidized.

【0053】実施例8 1Mエチレングリコールを含む1M トリス塩酸緩衝液(p
H9.0)9mlにアスペルギルス属由来のグリセロールオキ
シダーゼ320 uとカタラーゼ130 kuを添加し、(最終反
応液量:10 ml)、pHを9付近に保ったまま、5℃で48
時間反応した。その結果、グリコールアルデヒドとグリ
オキザールの生成量は0.832 M、0.013 Mであり、アルカ
リ域で作用させると、エチレングリコールの80%以上が
酸化されてもグリオキザールの生成量は、グリコールア
ルデヒドの約2%以下であった。
Example 8 1M Tris-HCl buffer containing 1M ethylene glycol (p
H9.0) glycerol oxidase 320 u from Aspergillus genus 320 u and catalase 130 ku were added to 9 ml (final reaction volume: 10 ml), and the pH was kept around 9 at 48 ° C at 5 ° C.
Reacted for hours. As a result, the amounts of glycolaldehyde and glyoxal produced were 0.832 M and 0.013 M, and when they were allowed to act in an alkaline region, the amount of glyoxal produced was about 2% or less of glycolaldehyde even if 80% or more of ethylene glycol was oxidized. Met.

【0054】実施例9 ピチア属由来のアルコールオキシダーゼ223 uを常法に
よりCNBr-セファロース(湿重量1g)に固定し、カラム
に充填した。このカラムに130 kuのカタラーゼ(ベーリ
ンガーマンハイム社製品、牛肝臓由来)を含有する5M
エチレングリコール溶液20 ml〔0.2 M TES緩衝液(pH7.
0)〕を循環させ4日間反応した。その結果165 mM のグ
リコールアルデヒドが生成され、グリオキザールの生成
は認められなかった。
Example 9 223 u of alcohol oxidase derived from Pichia was fixed on CNBr-Sepharose (wet weight 1 g) by a conventional method and packed in a column. 5 M containing 130 ku of catalase (Boehringer Mannheim product, from beef liver) in this column
20 ml ethylene glycol solution (0.2 M TES buffer (pH 7.
0)] was circulated and reacted for 4 days. As a result, 165 mM glycol aldehyde was produced and no glyoxal was produced.

【0055】実施例10 ピチア属由来のアルコールオキシダーゼ1060 uを常法に
よりCNBr-セファロース(乾燥重量1.15 g)に固定し、4
mlのカラムに充填した。このカラムに1,300kuのカタラ
ーゼ(ベーリンガーマンハイム社製品、牛肝臓由来)を
含有する2Mエチレングリコール溶液〔0.5 M トリス塩
酸緩衝液(pH9.0)〕50 mlを循環させ5℃で20日間反応
した。その結果570 mM のグリコールアルデヒドが生成
され、グリオキザールの生成濃度は13.8 mMであった。
Example 10 1060 u of alcohol oxidase derived from Pichia was fixed on CNBr-Sepharose (dry weight: 1.15 g) by a conventional method, and 4
Loaded into a ml column. 50 ml of a 2 M ethylene glycol solution [0.5 M Tris-HCl buffer (pH 9.0)] containing 1,300 ku of catalase (product of Boehringer Mannheim, derived from beef liver) was circulated in this column and reacted at 5 ° C for 20 days. As a result, 570 mM glycolaldehyde was produced, and the production concentration of glyoxal was 13.8 mM.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明は、エチレングリコールを酸化
し、グリコールアルデヒドを生成する能力を有する酸化
還元酵素又は該酸化還元酵素を含有する微生物を用いて
グリコールアルデヒドを生化学的に製造するものであ
り、これにより、グリコールアルデヒドを温和な条件下
で、且つ、わずかな副産物の生成で製造できる利点があ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is to biochemically produce glycolaldehyde by using an oxidoreductase having the ability to oxidize ethylene glycol to produce glycolaldehyde or a microorganism containing the oxidoreductase. This has the advantage that glycolaldehyde can be produced under mild conditions and with a small amount of by-product formation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】グリコールアルデヒド、グリオキザール及びグ
リオキシル酸の各誘導体−1(実線で示される。)及び
誘導体−2(破線で示される。)の吸光度曲線を示すも
のである。尚、図中の番号の1は水を、2は15 mMグリ
オキザールを、3はグリオキシル酸を、4はグリコール
アルデヒドをそれぞれ使用した場合を示す。
FIG. 1 shows absorbance curves of each derivative-1 (shown by a solid line) and derivative-2 (shown by a broken line) of glycolaldehyde, glyoxal and glyoxylic acid. In the figure, numeral 1 indicates water, 2 indicates 15 mM glyoxal, 3 indicates glyoxylic acid, and 4 indicates glycol aldehyde.

【図2】グリオキシル酸、グリオキザール各誘導体−1
(波長380 nmで測定され、実線で示される。)及びグリ
コールアルデヒド、グリオキシル酸の各誘導体−2(波
長610 nmで測定され、破線で示される。)のそれぞれの
検量曲線を示すものである。尚、図中白丸はグリオキシ
ル酸、黒丸はグリオキザール、そして白四角はグリコー
ルアルデヒドをそれぞれ示す。
FIG. 2 Glyoxylic acid, glyoxal derivative-1
(Measured at a wavelength of 380 nm and indicated by a solid line) and respective derivative curves of glycolaldehyde and glyoxylic acid-2 (measured at a wavelength of 610 nm and indicated by a broken line) are shown. In the figure, white circles represent glyoxylic acid, black circles represent glyoxal, and white squares represent glycolaldehyde.

【図3】各種誘導体の逆相液体クロマトグラフ図であ
る。図中のピーク1及び2は、グリオキシル酸及びグリ
オキザールの各誘導体−1(波長380 nmで測定)を示す
ものであり、ピーク3及び4はグリコールアルデヒド及
びグリオキシル酸の各誘導−2(波長を610 nmで測定)
をそれぞれ示すものである。
FIG. 3 is a reverse-phase liquid chromatograph of various derivatives. Peaks 1 and 2 in the figure show each derivative-1 of glyoxylic acid and glyoxal-1 (measured at a wavelength of 380 nm), and peaks 3 and 4 show each induction-2 of glycolaldehyde and glyoxylic acid (the wavelength is 610 nm). (measured in nm)
Are shown respectively.

【図4】実験例5におけるグリコールアルデヒドのグリ
オキザールに対する生成比と基質エチレングリコール濃
度との関係を示すものである。
FIG. 4 shows the relationship between the production ratio of glycolaldehyde to glyoxal and the concentration of substrate ethylene glycol in Experimental Example 5.

【図5】実験例6におけるグリコールアルデヒドのグリ
オキザールに対する生成比と基質エチレングリコール濃
度との関係を示すものである。
FIG. 5 shows the relationship between the production ratio of glycolaldehyde to glyoxal and the concentration of substrate ethylene glycol in Experimental Example 6.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 7/26 C12R 1:78) (C12P 7/26 C12R 1:66) (C12P 7/26 C12R 1:80) (C12P 7/26 C12R 1:38) (C12P 7/26 C12R 1:02) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location (C12P 7/26 C12R 1:78) (C12P 7/26 C12R 1:66) (C12P 7/26 C12R 1: 80) (C12P 7/26 C12R 1:38) (C12P 7/26 C12R 1:02)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エチレングリコールにエチレングリコール
を酸化し、グリコールアルデヒドを生成する能力を有す
る酸化還元酵素又は該酸化還元酵素を含有する微生物を
作用させることによって、エチレングリコールをグリコ
ールアルデヒドに変換せしめ、これを採取することを特
徴とするグリコールアルデヒドの生化学的製造法。
1. An ethylene glycol is converted into glycol aldehyde by reacting it with a redox enzyme having the ability to oxidize ethylene glycol into ethylene glycol and producing glycol aldehyde, or a microorganism containing the redox enzyme. A biochemical method for producing glycolaldehyde, which comprises:
【請求項2】エチレングリコールを酸化し、グリコール
アルデヒドを生成する能力を有する酸化還元酵素が脱水
素酵素であるところの請求項1記載のグリコールアルデ
ヒドの生化学的製造法。
2. The biochemical method for producing glycolaldehyde according to claim 1, wherein the oxidoreductase having the ability to oxidize ethylene glycol to produce glycolaldehyde is a dehydrogenase.
【請求項3】エチレングリコールを酸化し、グリコール
アルデヒドを生成する能力を有する酸化還元酵素が酸化
酵素であるところの請求項1記載のグリコールアルデヒ
ドの生化学的製造法。
3. The biochemical method for producing glycolaldehyde according to claim 1, wherein the oxidoreductase having an ability to oxidize ethylene glycol to produce glycolaldehyde is an oxidase.
【請求項4】微生物がピチア属、カンジダ属、ハンセヌ
ラ属、アスペルギルス属、ペニシリウム属、ノイロスポ
ラ属、シュードモナス属、アセトバクター属、クルイベ
ロマイセス属のうちのいずれかに属する菌株であるとこ
ろの請求項1記載のグリコールアルデヒドの生化学的製
造法。
4. The claim wherein the microorganism is a strain belonging to any one of Pichia, Candida, Hansenula, Aspergillus, Penicillium, Neurospora, Pseudomonas, Acetobacter, and Kluyveromyces. Item 10. A biochemical method for producing glycolaldehyde according to Item 1.
【請求項5】エチレングリコールを酸化し、グリコール
アルデヒドを生成する能力を有する酸化酵素がアルコー
ルオキシダーゼ又はグリセロールオキシダーゼであると
ころの請求項3記載のグリコールアルデヒドの生化学的
製造法。
5. The biochemical method for producing glycolaldehyde according to claim 3, wherein the oxidase having the ability to oxidize ethylene glycol to produce glycolaldehyde is alcohol oxidase or glycerol oxidase.
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