JPH0889262A - イノシトールの製造方法および抗生物質耐性株の取得法 - Google Patents

イノシトールの製造方法および抗生物質耐性株の取得法

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JPH0889262A
JPH0889262A JP7140972A JP14097295A JPH0889262A JP H0889262 A JPH0889262 A JP H0889262A JP 7140972 A JP7140972 A JP 7140972A JP 14097295 A JP14097295 A JP 14097295A JP H0889262 A JPH0889262 A JP H0889262A
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inositol
producing
microorganism
antibiotic
secreting
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JP7140972A
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Toru Yonehara
徹 米原
Makoto Shirai
真 白井
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール分泌
生産能を有する微生物を用いることを特徴とするイノシ
トールの製造方法、および抗生物質に耐性でかつイノシ
トール分泌生産能を有する微生物を取得する方法におい
て、炭素源としてアルコール類を用いることを特徴とす
る、抗生物質耐性変異株の取得法。 【効果】本発明の酵母を用い、本発明の発酵法および菌
体を用いた反応により、既存の方法と比較し、より経済
的なイノシトールの生産が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】イノシトールは、シクロヘキサン
の6つの炭素がそれぞれ1個の水酸基で置換された化合
物であり、9個の立体異性体が存在するが、ここでイノ
シトールとはミオイノシトールと呼ばれる天然型のもの
をさす。
【0002】イノシトールは、高等動物においてビタミ
ンの一種として重要な物質で、栄養食品、飼料添加物、
医薬品などに利用される。
【0003】
【従来の技術】従来イノシトールは、米糠、コーンステ
ィープリカーなどからの抽出(特開昭61−5614
2)、パン酵母を培養して製造する方法(Eur.Pa
t.506289A1(1992))などが知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】米糠、コーンスティー
プリカーなどから抽出する方法は、イノシトール以外の
不純物が多く、精製が困難であり、経済的に問題があ
る。また、パン酵母を培養して製造する方法は、生産性
が低く、やはり経済的に問題があり、さらに工業的実績
もない。また、パン酵母以外にはイノシトールを菌体外
に生産する微生物は、知られていない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、パン酵母以外にイノシトールを生産
する潜在能力を持つ微生物を探索し、イノシトールを菌
体外に分泌する微生物を広く検討した結果、キャンディ
ダ属に属する微生物の変異株がイノシトールを菌体外に
分泌することを見い出した。通常の発酵法、すなわち、
炭素源および窒素源などを添加し、微生物が増殖しなが
ら、生産物を生成する方法で、イノシトールが菌体外に
生成蓄積されることは当然であるが、さらに通常の発酵
法とは異なり、培養によって得られた菌体もしくは培養
物またはその処理物を用い、事実上微生物の増殖が停止
し、酵素反応のみが行われる条件(以後酵素法と記す)
で、炭素源からイノシトールを生成し、菌体外に分泌す
ることも見い出した。しかし、これらの方法によるイノ
シトールの生成蓄積濃度または糖などの原料からのイノ
シトール生成収率は十分に満足できるものではなかっ
た。
【0006】本発明者らはさらに生産性の高いイノシト
ールの製造方法について鋭意研究した結果、イノシトー
ルの生産能を有する微生物に、抗生物質に対する耐性を
付与することにより、イノシトールの蓄積濃度、生成収
率が著しく向上することを見出し本発明に到達した。
【0007】すなわち、本発明は抗生物質に耐性を有
し、かつイノシトールを分泌する性質を持った微生物を
培養して、培養液中にイノシトールを蓄積せしめ、前記
培養液よりイノシトールを採取することおよび、抗生物
質に耐性を有し、かつイノシトール生産能を有する微生
物を培養して、得られた菌体、もしくはそれらの処理物
を用い、イノシトールを生成蓄積せしめる反応を行い、
前記反応液よりイノシトールを単離採取することを特徴
とするイノシトールの製造方法である。
【0008】なお、抗生物質耐性株を分離する際には、
グルコース以外の炭素源を用いる事が必要であり、グリ
セロール、メタノール、エタノールなどのアルコール類
が好ましく用いられる。
【0009】抗生物質としては、たとえばセルレニン、
D−シクロセリン、ブレフェルディンAなどが挙げられ
る。
【0010】本発明に使用する微生物は、イノシトール
を分泌する微生物であるならばいずれでもよいが、親株
としては、本発明者らによりイノシトールを分泌する変
異株として取得された、キャンディダ・ボイディニイ
(Candida boidinii)IP−2(FE
RM BP−5077)を用いることが好ましい。イノ
シトールを分泌する性質があれば、他に、薬剤に対する
耐性、栄養要求性などの性質があってもよく、イノシト
ールを分泌する微生物はすべて本発明に含まれるもので
ある。本発明で用いられる変異株の代表的なものとして
はたとえば以下のものがある。キャンディダ・ボイディ
ニイCER176(FERM BP−5069)、キャ
ンディダ・ボイディニイDCSR0.2−59(FER
M BP−5071)、キャンディダ・ボイディニイD
CSR0.3−11(FERM BP−5072)。
【0011】これらの変異株はキャンディダ・ボイディ
ニイIP−2より通常の変異処理方法によって得られた
もので、キャンディダ・ボイディニイCER176はセ
ルレニンに耐性な変異株、キャンディダ・ボイディニイ
DCSR0.2−59およびキャンディダ・ボイディニ
イDCSR0.3−11はD−シクロセリンに耐性な変
異株である。
【0012】変異株の誘導は親株を紫外線照射するか、
あるいは変異誘発剤(たとえばN−メチル−N´−ニト
ロ−N−ニトロソグアニジン、エチルメタンスルホン酸
など)で処理した後、親株が生育できないような濃度の
抗生物質を含む固体培地で生育可能な菌株を採取すれば
よい。
【0013】抗生物質耐性変異株は、親株より抗生物質
に強い耐性を有する株のことであり、好ましくは親株の
相対生育度が30%以下を示す抗生物質の濃度範囲にお
いて60%以上の相対生育度を示す変異株のことであ
る。ここでの相対生育度は培養液の660nmにおける
吸光度を測定し、各菌株の抗生物質を添加していない培
養液の吸光度を100%とした時の相対値で示す。耐性
を検定する場合の抗生物質は市販のものを用いればよ
い。
【0014】本発明における培養方法について説明す
る。イノシトール生産用の培地は、炭素源、窒素源、無
機イオンおよび必要に応じてその他の有機微量成分を含
有する通常の培地が用いられる。
【0015】炭素源としては、グルコース、フラクトー
ス、でんぷんおよびセルロースの加水分解物、糖蜜など
の糖類、フマール酸、クエン酸、コハク酸のごとき有機
酸、メタノール、エタノール、グリセロールのごときア
ルコール類などを1〜15%、窒素源として、酢酸アン
モニウムのごとき有機アンモニウム塩、硫酸アンモニウ
ム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸アン
モニウム、のごとき無機アンモニウム塩、アンモニアガ
ス、アンモニア水、尿素等を0.1〜4.0%、有機微
量成分としては、ビオチン等の被要求性物質が0.00
0001%〜0.1%、また必要に応じて、コーンステ
ィープリカー、ペプトン、酵母エキス等0〜5%をそれ
ぞれ適当に含有する培地が好ましく用いられる。これら
の他に、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化カル
シウム、塩化ナトリウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸第1
鉄、等を微量成分として添加しても良い。また好ましく
は消泡剤なども添加し、培養条件の安定化をはかる。
【0016】培養は通常、好気条件で行う。培養の間、
培地のpHは3〜8に、温度は20〜35℃に調節し、
24〜96時間振とうまたは通気撹拌培養すれば好まし
い結果が得られる。
【0017】次に本発明における酵素法でのイノシトー
ルの生産方法について説明する。前記発酵法における培
地と同様に培養し、菌体を得る。この菌体をそのまま反
応に用いてもよいが、好ましくは公知の方法で原形質分
離(プラスモリシス)化処理を行う。
【0018】反応原料としては、一般に知られているイ
ノシトール生合成の前駆体である、グルコース−6−リ
ン酸あるいはさらにグルコース−6−リン酸の前駆体で
あるグルコースを使用するのが好ましい。反応はニコチ
ンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)、アンモニ
ウムイオン、の存在下で行い、グルコースを前駆体とす
る場合には、さらにマグネシウム、アデノシン−3−リ
ン酸もしくはその前駆体を添加するのが好ましい。な
お、これらのイノシトール生合成に必要な化合物群は、
各々単独に添加してもよいが、これらを含む天然由来の
混合物をかわりに使用することも可能である。また、S
H基保護剤など反応を安定化するための添加物を含んで
もよい。反応の間、反応液のpH3〜8に、温度は20
〜35℃に調節し、10〜72時間振とうまたは通気撹
拌すれば好ましい結果が得られる。
【0019】培養液中に分泌蓄積されたイノシトール
は、そのまま単離採取することなく、飼料などに用いる
ことができる。また、培養液あるいは反応液からイノシ
トールを採取するには公知の方法で可能である。例え
ば、菌体を遠心分離などで除去した後、カチオンおよび
アニオン交換樹脂でイオン性の物質を除き、濃縮すれば
結晶を取得することができる。
【0020】このようにして得られたイノシトールは、
栄養食品、栄養補助食品、粉ミルクなどの食品添加剤、
ニワトリ、牛、豚などの家畜用飼料添加剤、ハマチ、エ
ビなどの養殖魚用飼料添加剤、犬、猫などのペットフー
ド用添加剤、医薬品などの原料や添加剤、化粧品、入浴
剤、トイレタリー製品、医薬部外品などの添加剤などに
用いられる。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【0022】(セルレニン耐性変異株の分離)キャンデ
ィダ・ボイディニイIP−2の菌体を常法によりN−メ
チル−N´−ニトロ−N−ニトロソグアニジン処理(3
00μg/ml、30℃10分)した後、この細胞を適
当に希釈し、表1に示した培地に15g/lの濃度に寒
天を、および40mg/Lの濃度でセルレニンを加えた
平板培地に塗布し、30℃で4日間培養した。生育して
きた変異処理したキャンディダ・ボイディニイIP−2
のコロニーを、純粋な変異株として単離し、キャンディ
ダ・ボイディニイCER176を取得した。
【0023】
【表1】
【0024】(D−シクロセリン耐性変異株の分離)4
0mg/Lのセルレニンの代わりに200mg/LのD
−シクロセリンを加えた平板培地を用いて、セルレニン
耐性変異株の分離と同様の方法でD−シクロセリン耐性
を持つ純粋な変異株として単離し、キャンディダ・ボイ
ディニイDCSR0.3−11およびDCSR0.2−
59を取得した。
【0025】(セルレニン耐性変異株の耐性度)表3に
示す各菌株を表2に示す各培地を用いて30℃で24時
間振盪培養し、生育した菌体を集菌し生理食塩水で洗浄
した。この菌体懸濁液を表3に示す濃度のセルレニンを
添加した培地5mlに植菌して、30℃にて培養し、各
菌株の72時間後の生育度を調べた。その結果は表3に
示すとおりである。本発明で使用するセルレニンに耐性
な変異株は親株とと比較して、高濃度のセルレニンによ
って生育が阻害されず、強いセルレニン耐性を獲得して
いることを示している。
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】(D−シクロセリン耐性変異株の耐性度)
表4に示す各菌株を表2に示す各培地を用いて30℃で
24時間振盪培養し、生育した菌体を集菌し生理食塩水
で洗浄した。この菌体懸濁液を表4に示す濃度のD−シ
クロセリンを添加した培地5mlに植菌して、30℃に
て培養し、各菌株の72時間後の生育度を調べた。その
結果は表4に示すとおりである。本発明で使用するにD
−シクロセリンに耐性な変異株は親株と比較して、高濃
度のD−シクロセリンによって生育が阻害されず、強い
D−シクロセリン耐性を獲得していることを示してい
る。
【0029】
【表4】
【0030】実施例1〜3、比較例1 (発酵法による抗生物質耐性変異株の培養およびイノシ
トールの生産)キャンディダ・ボイディニイCER17
6、DCSR0.2−59、DCSR0.3−11およ
びIP−2をそれぞれ、表2に示した組成の培地で30
℃24時間振盪して前培養した後、あらかじめ115℃
で10分蒸気滅菌した表5に示した組成の培地50ml
を含む50ml溶三角フラスコに植え継ぎ、180rp
m、振幅30cmの条件下で48時間培養した。
【0031】培養終了後、菌体、炭酸カルシウムを除去
したろ液中のイノシトール濃度を用いたバイオアッセイ
法で定量したところ、表6に示すような結果を得た。親
株(IP−2)と比較し、変異株ではイノシトールの生
産量が大幅に向上している結果を得た。
【0032】
【表5】
【0033】
【表6】
【0034】実施例4〜6、比較例2 (グルコース−6−リン酸を原料とする酵素法によるイ
ノシトールの生産)キャンディダ・ボイディニイCER
176、DCSR0.2−59、DCSR0.3−11
およびIP−2をそれぞれ、表2に示した培地で30℃
24時間振盪して前培養した後、あらかじめ115℃で
10分蒸気滅菌した表7(グルコース培養)および表8
(メタノール培養)に示した組成の培地10mlを含む
25mm径の試験管に植え継ぎ、30℃で24時間振盪
培養した。分離酵母菌体80g/l(乾燥重量換算)を
蒸留水に分散せしめ、45分間37℃でかつ静止状態で
放置した。しかる後に、4mol/lのD−ソルビトー
ル水溶液を加え、最終濃度1.5mol/lのD−ソル
ビトール濃度とし、10分間37℃で静止状態で放置し
た。グルコース培養およびメタノール培養による処理菌
体を得た。
【0035】処理菌体を用い表9に示した組成で30℃
20時間振盪し反応した。反応終了後、菌体を除去した
ろ液中のイノシトール濃度を用いたバイオアッセイ法で
定量したところ、表10に示すような結果を得た。親株
(IP−2)と比較し、変異株ではイノシトールの生産
量が大幅に向上している結果を得た。
【0036】
【表7】
【0037】
【表8】
【0038】
【表9】
【0039】
【表10】
【0040】実施例7〜9、比較例3 (グルコースを原料とする酵素法によるイノシトールの
生産)実施例4〜6、比較例2と同様の処理菌体を用
い、表11に示した組成で30℃20時間振盪し反応し
た。反応終了後、菌体を除去したろ液中のイノシトール
濃度を用いたバイオアッセイ法で定量したところ、表1
2に示すような結果を得た。
【0041】
【表11】
【0042】
【表12】
【0043】実施例10 (イノシトールの単離)実施例1での培養液1L分の上
清をカチオン交換樹脂ダイヤイオンSK1Bに通液し、
その素通り画分をあつめ、さらにアニオン交換樹脂ダイ
ヤイオンPA316に通液し、その素通り画分をあつ
め、濃縮晶析し、純度97%以上のイノシトール結晶
2.0gを得た。
【0044】
【発明の効果】本発明の酵母を用い、本発明の発酵法お
よび菌体を用いた反応により、既存の方法と比較し、よ
り経済的なイノシトールの生産が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (C12N 1/16 C12R 1:72)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール
    分泌生産能を有する微生物を用いることを特徴とするイ
    ノシトールの製造方法。
  2. 【請求項2】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール
    分泌生産能を有する微生物を培養して、培養液中にイノ
    シトールを蓄積せしめることを特徴とする請求項1記載
    のイノシトールの製造方法。
  3. 【請求項3】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール
    生産能を有する微生物を培養して、培養液中にイノシト
    ールを蓄積せしめ、前記培養液よりイノシトールを単離
    採取することを特徴とする請求項2記載のイノシトール
    の製造方法。
  4. 【請求項4】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール
    分泌生産能を有する微生物を培養して、得られた菌体、
    もしくはそれらの処理物を用い、イノシトールを生成蓄
    積せしめる反応を行うことを特徴とする請求項1記載の
    イノシトールの製造方法。
  5. 【請求項5】抗生物質に耐性を有し、かつイノシトール
    分泌生産能を有する微生物を培養して、得られた菌体、
    もしくはそれらの処理物を用い、イノシトールを生成蓄
    積せしめる反応を行い、前記反応液よりイノシトールを
    単離採取することを特徴とする請求項4記載のイノシト
    ールの製造方法。
  6. 【請求項6】イノシトール分泌生産能を有する微生物が
    キャンディダ属に属する微生物であることを特徴とする
    請求項1から5のいずれか1項に記載のイノシトールの
    製造方法。
  7. 【請求項7】キャンディダ属に属する微生物が、キャン
    ディダ・ボイディニイであることを特徴とする請求項6
    記載のイノシトールの製造方法。
  8. 【請求項8】抗生物質が、セルレニンおよび/またはD
    −シクロセリンであることを特徴とする請求項1から7
    のいずれか1項記載のイノシトールの製造方法。
  9. 【請求項9】抗生物質に耐性でかつイノシトール分泌生
    産能を有する微生物を取得する際に、炭素源としてアル
    コール類を用いることを特徴とする、抗生物質耐性変異
    株の取得法。
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