JPH09154593A - ε−ポリ−Ｌ−リジンの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ε−ポリ−Ｌ−リジンの生産性を向上させる製
造法。 【解決手段】ε−ポリ−Ｌ−リジンを発酵生産するスト
レプトマイセス属微生物を用いて、ε−ポリ−Ｌ−リジ
ンを発酵生産する際に、培地中にマグネシウムイオン、
亜鉛イオン、鉄イオン、ナトリウムイオン及びニッケル
イオンを含有させることにより、生産性を向上させたε
−ポリ−Ｌ−リジンの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ε−ポリ−Ｌ−リ
ジン（以下εＰＬという）の製造法に関する。当該物質
は、必須アミノ酸であるＬ−リジンのポリマ−であるた
め安全性が高く、かつカチオン含量が高いので、特異な
物性を有する。したがってトイレタリ−用品、化粧品、
飼料添加物、医薬、農薬、食品添加物、電子材料等の用
途が期待できる。特に食品添加物の分野では、天然系の
添加物として大きく注目されている。

【０００２】

【従来の技術】ストレプトマイセス・アルブラス（Stre
ptomyces albulus）種微生物を用いたεＰＬの製造法が
特公昭59−20359号公報に、ストレプトマイセス・アル
ブラス・サブスピ−シズ・リジノポリメラス（Streptom
yces albulus subsp.lysinopolymerus)菌株をＬ−リシ
ンのアナログ物質に耐性を有する変異株に変異処理し、
得られた該変異株を培地に培養し、培養液中にεＰＬを
生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴とするεＰ
Ｌの製造法が特公平3-78998号公報に、またストレプト
マイセス・アルブラス・サブスピ−シズ・リジノポリメ
ラス菌株のεＰＬの生産に関与する遺伝子を含むプラス
ミドをクロラムフェニコ−ルを用いて増幅させ、得られ
た菌株をＬ−リシンを添加した培地にて培養し、培養液
中に生成蓄積したεＰＬを採取することを特徴とするε
ＰＬの製造法が特公平3-42075号公報にそれぞれ記載さ
れている。しかしながら、これら従来のεＰＬ製造法
は、菌株を特徴としたもので、培地成分特にミネラルに
着目したものではなく、また、εＰＬの生産量が少な
く、工業的に安価なεＰＬの製造が困難であるという問
題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、εＰＬ
の生産性を改良した製造法について鋭意検討を重ねた。
その結果、εＰＬ生産能を有するストレプトマイセス属
微生物を培養する際に、マグネシウムイオン、亜鉛イオ
ン、鉄イオン、ナトリウムイオン及びニッケルイオンの
５種類のミネラルを含有させた培地中で培養することに
より、εＰＬの生産量が増大することを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成した。以上の記述から明ら
かなように、本発明の目的は、εＰＬの生産性を増大さ
せ、安価で有利なεＰＬ製造法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の発明から
構成される。 （１）ε−ポリ−Ｌ−リジンを発酵生産するストレプト
マイセス（Streptomyces）属微生物を好気的に培地で培
養し、得られた培養液からε−ポリ−Ｌ−リジンを採取
する方法において、該培地がマグネシウムイオン、亜鉛
イオン、鉄イオン、ナトリウムイオン及びニッケルイオ
ンの５種類のミネラルを含有していることを特徴とする
ε−ポリ−Ｌ−リジンの製造法。 （２）マグネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、ナ
トリウムイオン及びニッケルイオンの培地中の含有量が
それぞれ、0.4 〜４ｍＭ、0.05〜0.2 ｍＭ、0.1〜1.5
ｍＭ、１〜１０ｍＭ、0.02〜0.1 ｍＭであることを特徴
とする前記（１）記載のε−ポリ−Ｌ−リジンの製造
法。 （３）ε−ポリ−Ｌ−リジンを生産する微生物がストレ
プトマイセス・アルブラス(Streptomyces albulus ）種
微生物である前記（１）もしくは（２）記載のε−ポリ
−Ｌ−リジンの製造法。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で使用する微生物は、εＰ
Ｌを生産する能力のあるストレプトマイセス属微生物で
あればいずれのものでもよいが、特にストレプトマイセ
ス・アルブラス種微生物が望ましい。かかるストレプト
マイセス・アルブラス種微生物の具体的な例としては、
ストレプトマイセス・アルブラス・リジノポリメラス(S
treptomyces albulus subsp.lysinopolymerus)11011A-1
株（微工研条寄第1109号）があげられる。

【０００６】本発明で使用するマグネシウムイオン、亜
鉛イオン、鉄イオン、ナトリウムイオンおよびニッケル
イオンの培地中の含有量は特に限定されないが、好まし
くはマグネシウムイオンの含有量は0.4 〜４ｍＭ、亜鉛
イオンの含有量は0.05〜0.2ｍＭ、鉄イオンの含有量は
0.1〜1.5ｍＭ、ナトリウムイオンの含有量は１〜１０ｍ
Ｍ、ニッケルイオンの含有量は0.02〜0.1ｍＭである。
これらのイオンを培地に添加する場合、硫酸塩、硝酸
塩、塩化物等どのような形態でもかまわないが、硫酸塩
が最も好ましい。

【０００７】本発明に使用する培地には上記５種類の必
須添加ミネラルのほかに、炭素源、窒素源、無機物及び
その他栄養物を適当に含有する培地ならばいずれも使用
できる。炭素源としては、グルコ−ス、フラクト−ス、
グリセリン、スタ−チ等のεＰＬ生産菌株が資化可能な
ものなら制限されず、炭素源の含有量は１〜５％(g/dl)
が好ましい。窒素源としては、ペプトン、カゼイン加水
分解物、無機アンモニウム塩等いずれでもかまわない
が、好ましくは硫酸アンモニウムである。窒素源の含有
量は、0.2 〜２％(g/dl)が好ましい。無機物としては上
記５種類の必須添加ミネラルのほかにリン酸塩、カリウ
ムイオン、マンガンイオン等が挙げられる。また酵母エ
キスを0.1 〜0.5 ％(g/dl)含有させると、菌の生育を良
くし、εＰＬの生産においても好ましい結果を与える。

【０００８】ストレプトマイセス属の微生物の培養は、
好気的条件下で振とう培養、撹拌培養等で行う。培養温
度は２５〜３０℃が好ましい。培地のｐＨは中性付近
（ｐＨ６〜８）が好ましいが、培養開始後、菌の生育と
ともにｐＨは低下する。ｐＨが４まで低下した時点で、
アルカリを培養液中に添加してｐＨを４に維持する。添
加するアルカリはアンモニア水が好ましいが、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等でも差し支えない。通常１
〜５日間でεＰＬが培養液中に蓄積される。

【０００９】ついで、遠心分離もしくはフィルタ−等で
培養液から菌体を除いたのち、菌体除去液を精製、脱色
し、これを濃縮し、該濃縮液をアセトン、エタノ−ル等
の有機溶媒を用いて晶析することにより、目的のεＰＬ
が得られる。

【００１０】

【実施例】本発明を実施例により更に詳細に説明する。
なお、培養液中のεＰＬ濃度は、イツアキ(Itzhaki)がア
ナリティカルハ゛イオケミストリ-(Analytical Biochemistry),50,569,
(1972)に報告した方法により測定した。すなわち、培養
液を遠心分離して菌体を除いたのち、上澄液（εＰＬ:
0 〜200 μg ）２mlと１ｍＭメチルオレンジ水溶液２ml
とを混合し、室温で３０分間放置したのち、生成したε
ＰＬ−メチルオレンジコンプレックスを遠心分離で除
き、その上澄水の４６５ｎｍにおける吸光度を測定し、
濃度既知の標準サンプルの吸光度との対比からεＰＬ量
を求めた。また、実施例中の％は特に断らない限り、重
量(g)/容量(dl)％である。

【００１１】実施例１ グルコ−ス５％、酵母エキス 0.5％、硫酸アンモニウム
１％、K₂HPO₄ 0.08％、KH₂PO₄ 0.136％、MgSO₄・7H₂O 0.
05％(Mg:2mM)、ZnSO₄・7H₂O 0.004 ％(Zn:0.1mM)、 FeSO₄・7H₂O 0.003％(Fe:0.15mM)、Na₂SO₄0.05 ％(Na:7m
M)およびNiSO₄・6H₂O 0.001％(Ni:0.04mM)を添加したpH
6.8の培地２リットルを３リットル容のジャ−に入れ、
ストレプトマイセス・アルブラス・サブスピ−シズ・リ
ジノポリメラス（Streptomyces albulus subsp.lysinop
olymerus)11011A-1株（微工研条寄第1109号）の前培養
液100mlを接種し、温度３０℃、攪拌速度７００rpm 、
通気量3 l/min.で９６時間好気培養を行った。ただし、
ｐＨの調整は、１０％アンモニア水を用いてｐＨ４に維
持した。また、グルコ−ス及び硫酸アンモニウムについ
ては、残存濃度が低下した時点で逐次添加を行った。そ
の結果を表１に示した。ここで、対糖収率（％）とは
（εＰＬ生産量／グルコ−ス消費量）×１００で表され
る値のことである。

【００１２】

【表１】

【００１３】比較例１ グルコ−ス５％、酵母エキス 0.5％、硫酸アンモニウム
１％、K₂HPO₄ 0.08％、KH₂PO₄ 0.136％、pH6.8 からな
る基礎培地に、MgSO₄・7H₂O 0.05 ％(Mg:2mM) ZnSO₄・7H₂O 0.004％(Zn:0.1mM)、 FeSO₄・7H₂O 0.003％(F
e:0.15mM) をそれぞれ単独でもしくは複数組み合わせて
調製した２リットルの培地を３リットル容のジャ−に入
れ、ストレプトマイセス・アルブラス・サブスピ−シズ
・リジノポリメラス（Streptomyces albulus subsp. ly
sinopolymerus)11011A-1株（微工研条寄第1109号）の前
培養液100mlを接種し、温度３０℃、攪拌速度７００rpm
、通気量3l/min.で９６時間好気培養を行った。ただ
し、ｐＨの調整は、１０％アンモニア水を用いてｐＨ４
に維持した。また、グルコ−ス及び硫酸アンモニウムに
ついては、残存濃度が低下した時点で逐次添加した。そ
の結果を表２に示した。

【００１４】

【表２】

【００１５】表１および表２の記載から明らかなよう
に、ストレプトマイセス・アルブラス種微生物を、マグ
ネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、ナトリウムイ
オンおよびニッケルイオンの５種類のミネラルイオンを
含有する培地で培養すると、εＰＬの生産性が大幅に向
上することが分かる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の製造法は、εＰＬの生産性を大
幅に改良することができ、安価にεＰＬを製造すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ１２Ｒ 1:465）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ε−ポリ−Ｌ−リジンを発酵生産するスト
   レプトマイセス（Streptomyces）属微生物を好気的に培
   地で培養し、得られた培養液からε−ポリ−Ｌ−リジン
   を採取する方法において、該培地がマグネシウムイオ
   ン、亜鉛イオン、鉄イオン、ナトリウムイオンおよびニ
   ッケルイオンの５種類のミネラルを含有していることを
   特徴とするε−ポリ−Ｌ−リジンの製造法。
2. 【請求項２】マグネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオ
   ン、ナトリウムイオン 及びニッケルイオンの培地中の
   含有量がそれぞれ、0.4 〜４ｍＭ、0.05〜0.2ｍＭ、0.1
   〜1.5 ｍＭ、１〜１０ｍＭ及び0.02〜0.1 ｍＭである
   ことを特徴とする請求項１記載のε−ポリ−Ｌ−リジン
   の製造法。
3. 【請求項３】ε−ポリ−Ｌ−リジンを生産する微生物が
   ストレプトマイセス・アルブラス(Streptomyces albulu
   s ）種微生物である請求項１もしくは請求項２のいずれ
   か１項記載のε−ポリ−Ｌ−リジンの製造法。