JPH1014591A - 2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法 - Google Patents

2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法

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JPH1014591A
JPH1014591A JP17350396A JP17350396A JPH1014591A JP H1014591 A JPH1014591 A JP H1014591A JP 17350396 A JP17350396 A JP 17350396A JP 17350396 A JP17350396 A JP 17350396A JP H1014591 A JPH1014591 A JP H1014591A
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JP
Japan
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nitrogen
membered ring
ring compound
strain
hydroxy
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JP17350396A
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English (en)
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Makoto Ueda
誠 上田
Reiko Sashita
玲子 指田
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物を安価な
原料から微生物反応を利用して工業的に有利に製造す
る。 【解決手段】 下記一般式(I) 【化1】 (上記一般式(I)中R1は水素原子、ハロゲン原子ま
たはメチル基を表し、Aは炭素原子または窒素原子を表
す。)で表される含窒素6員環化合物にMCI3288
もしくはMCI3289を作用させて下記一般式(I
I) 【化2】 (上記一般式(II)中R1およびAは上記一般式
(I)中で定義したとおり。)で表される2−ヒドロキ
シ含窒素6員環化合物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、2−ヒドロキシ含窒素
6員環化合物の製造方法に関し、詳細には医薬、農薬、
染料等の重要な合成中間体である2−ヒドロキシピリジ
ン誘導体および2−ヒドロキシピラジン誘導体を、微生
物反応を利用して製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ピリ
ジン環の2位及び3位に置換基を有する化合物は、医
薬、農薬の分野における重要な合成中間体である。これ
まで生化学的な方法による2−ヒドロキシ含窒素6員環
化合物の製造は、DSM6920株の作用によるニコチ
ン酸の2位に水酸基を導入する方法のみであった(特開
平6−199797号公報)。しかしながらこの方法
は、培養に高価な6−メチルニコチン酸を多量に用いる
など、工業的には不利であった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
について検討を重ねた結果、特定の微生物の作用により
3−置換含窒素6員環化合物の2位に選択的にヒドロキ
シル基を導入できることを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明の要旨は下記一般式(I)
【0004】
【化3】 (上記一般式(I)中、R1は水素原子、ハロゲン原子
またはメチル基を表し、Aは炭素原子または窒素原子を
表す。)で表される含窒素6員環化合物に、MCI32
88もしくはMCI3289の菌体および/または該菌
体処理物を作用させることを特徴とする下記一般式(I
I)
【0005】
【化4】 (上記一般式(II)中、R1およびAは上記一般式
(I)中で定義したとおり。)で表される2−ヒドロキ
シ含窒素6員環化合物の製造方法に存する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、原料として上記一般式(I)で表さ
れる含窒素6員環化合物を用い、これに上記特定の微生
物の菌体又は該菌体処理物を作用させて、上記一般式
(II)で表される2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物
を製造する。
【0007】本発明において使用する微生物は、例えば
MCI3288、MCI3289が挙げられ、酸官能基
と窒素との間にある炭素原子を特異的にヒドロキシル化
する能力を有する微生物である。MCI3288および
MCI3289は、本発明者らにより天然土壌から分離
された細菌であり、工業技術院生命工学技術研究所に平
成8年6月27日付けでそれぞれFERM P−157
11およびFERMP−15712として寄託されてい
る。MCI3288およびMCI3289の菌学的性状
は以下のとうりである。
【0008】(MCI3288株、3289株の同定結
果) MCI3288株の特徴 1.形態的性質 MCI3288 (1)細胞の形 短桿状 (2)細胞の多形性 なし (3)運動性 なし (4)胞子の有無 なし
【0009】2.培養的性質 (1)平板培養 本菌株は肉汁寒天平板培地上では容易にコロニーを形成
しない。以下に示す培地上では非常に遅い生育を示し、
30℃、1〜2週間培養で直径1〜2mm、白色、全縁の
コロニーを形成する。コロニーは粘性を示し膜状にな
る。 生育培地: 6−メチルニコチン酸 1g/L DL−リンゴ酸 2g/L コーンスティープリカー 1g/L (NH42SO4 1g/L KH2PO4 1g/L K2HPO4 3g/L 寒天 15g/L アガーメイト 2g/L MgSO4 100mg/L (pH7.0) (2)液体培養 上記の液体生育培地中では、30℃、1〜3日振とう培
養により白濁及び繊維状の菌体凝集が見られる。液面で
の生育は示さない。
【0010】3.生理学的性質 (1)グラム染色 陰性 (2)オキシダーゼ 陽性 (3)カタラーゼ 陰性 (4)酸素に対する態度 嫌気条件下では生育せ
ず (5)O−Fテスト 生育せず (6)炭素源の資化性 グルコース ― フルクトース ― ソルビトール ― グリセリン ― 酢酸ナトリウム ― スターチ ― グルタミン酸ナトリウム+ DL-リンゴ酸 + フマル酸 + 6ーメチルニコチン酸+
【0011】4.化学分類学的性質 (1)イソプレノイドキノン ユビキノン Q8 5.分類学的考察 本菌株MCI3288はグラム陰性桿菌で運動性を示さ
ない。またグルコースを資化せず、普通寒天培地等の天
然培地にも殆ど生育しないなど、培養が困難なため16
S rRNAの塩基配列を調べることによって、本菌の
帰属を明らかにすることを試みた。本菌株よりDNAを
抽出、16S rRNAに対応する16S rDNA(大
腸菌ナンバー8〜1540)1533塩基をPCR法に
より増幅し、シークエンサーにより塩基配列を決定し
た。その結果に基づいてデータベース検索を行い類縁菌
との系統樹を作成したところ、図1に示すようにBur
kholderia属または Alcaligenes
属に近縁であることが示唆されたが、属の特定はできな
かった。従って本菌株をグラム陰性菌MCI3288株
とした。
【0012】MCI3289株の特徴 1.形態的性質 (1)細胞の形 短桿状 (2)細胞の多形性 なし (3)運動性 なし (4)胞子の有無 なし
【0013】2.培養的性質 (1)平板培養 本菌株は肉汁寒天平板培地上では容易にコロニーを形成
しない。以下に示す培地上では非常に遅い生育を示し、
30℃、1〜2週間培養で直径1〜2mm、白色、全縁の
コロニーを形成する。 生育培地: 6−メチルニコチン酸 1g/L イーストエキス 5g/L (NH42SO4 1g/L KH2PO4 1g/L K2HPO4 3g/L 寒天 15g/L アガーメイト 2g/L MgSO4 100mg/L (pH7.0) (2)液体培養 上記の液体生育培地中では、30℃、1〜3日振とう培
養により良好な生育を示す。液面での生育は示さない。
【0014】3.生理学的性質 (1)グラム染色陰性 (2)オキシダーゼ陽性 (3)カタラーゼ陽性 (4)酸素に対する態度 嫌気条件下では生育せ
ず (5)O−Fテスト 生育せず 4.化学分類学的性質 (1)イソプレノイドキノン ユビキノン Q8
【0015】5.分類学的考察 本菌株MCI3289はグラム陰性桿菌で運動性を示さ
ない。普通寒天培地等の天然培地にも殆ど生育しないな
ど、培養が困難なため16S rRNAの塩基配列を調
べることによって、本菌の帰属を明らかにすることを試
みた。本菌株よりDNAを抽出、16S rRNAに対
応する16S rDNA(大腸菌ナンバー8〜154
0)1533塩基の塩基配列を決定した。その結果に基
づいてデータベース検索を行い系統樹を作成したとこ
ろ、Burkholderia属 または Alcal
igenes属に近縁であることが示唆されたが、属の
特定はできなかった。また前述のMCI3288株とは
最も近縁であり同じ系統枝を形成するが、図1に示すよ
うに両菌は明らかに異なっていた。従って本菌株をグラ
ム陰性菌MCI3289株とした。
【0016】また、上記微生物は、変異株、あるいは細
胞融合もしくは遺伝子組換え法などの遺伝学的手法によ
り誘導される組換え株などのいずれの株であってもよ
い。本発明の製造方法においては、上記微生物の1種あ
るいは2種以上が菌体および/または菌体処理物として
用いられる。具体的には、上記微生物を培養して得られ
た菌体をそのまま、あるいは培養して得られた菌体を公
知の手法で処理したもの、即ち、アセトン処理したも
の、凍結乾燥処理したもの、菌体を物理的または酵素的
に破砕したもの等の菌体処理物を用いることができる。
また、これらの菌体または菌体処理物から、上記一般式
(I)で表される含窒素6員環化合物に作用しこれを一
般式(II)で表される2−ヒドロキシ含窒素6員環化
合物へ変換する能力を有する酵素画分を粗製物あるいは
精製物として取り出して用いることも可能である。さら
には、このようにして得られた菌体、菌体処理物、酵素
画分等をポリアクリルアミドゲル、カラギーナンゲル等
の担体に固定化したもの等を用いることも可能である。
そこで本発明において、「菌体および/または該菌体処
理物」の用語は、上述の菌体、菌体処理物、酵素画分、
及びそれらの固定化物全てを含有する概念として用いら
れる。
【0017】次に、本発明の製造方法について具体的に
説明する。本発明の製造方法において微生物は、通常、
培養して用いられるが、この培養については定法通り行
うことができる。本微生物の培養の為に用いられる培地
には本微生物が資化しうる炭素源、窒素源、及び無機イ
オン等が含まれる。炭素源としては、グルコース等の炭
水化物、グリセロール等のアルコール類、有機酸その他
が適宜使用される。窒素源としては、NZアミン、トリ
プトース、酵母エキス、ポリペプトンその他が適宜使用
される。無機イオンとしては、リン酸イオン、マグネシ
ウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン、モリブデンイ
オンその他が必要に応じ適宜使用される。更に、イノシ
トール、パントテン酸、ニコチン酸アミドその他のビタ
ミン類を必要に応じ添加することは有効である。培養
は、好気的条件下に、pH約6〜8、温度約20〜35
℃の適当な範囲に制御しつつ15〜100時間行う。
【0018】上記一般式(I)で表される含窒素6員環
化合物は、R1としては水素原子、ハロゲン原子または
メチル基であるがハロゲン原子が好ましく、Aとしては
炭素原子または窒素原子であるが、炭素原子が好まし
い。また、R1のハロゲン原子としては、通常、塩素原
子、臭素原子またはフッ素原子である。上記一般式
(I)で表される含窒素6員環化合物に上記微生物を作
用させて2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物を製造する
方法としては、本微生物を培養し、得られた菌体懸濁液
に上記一般式(I)で表される含窒素6員環化合物を添
加し反応させ2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物を得る
方法、培地に上記一般式(I)で表される含窒素6員環
化合物を添加し培養と反応を同時に行う方法、あるいは
培養終了後、上記一般式(I)で表される含窒素6員環
化合物を添加して更に反応を行う方法等が挙げられる。
反応温度は15〜40℃が好ましく、pH5〜10の範
囲である。上記一般式(I)で表される含窒素6員環化
合物濃度は0.1〜3%の範囲が望ましく、必要ならば
上記一般式(I)で表される含窒素6員環化合物は反応
の間、追補添加される。また、必要に応じて金属イオン
を添加することにより反応が促進される場合がある。培
養及び反応で得られた2−ヒドロキシ含窒素6員環化合
物の採取方法としては酸析法などの通常の分離・精製方
法により行うことができる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、その要旨を越えない限り本発明の技術分野
における通常の変更をすることができる。 <実施例1>6−メチルニコチン酸 1.0g/L、イ
ーストエキス 5.0g/L、コーンスティープリカー
5.0g/L、硫酸アンモニウム 1.0g/L、リ
ン酸2水素カリウム 1g/L、リン酸水素2カリウム
3g/L、硫酸マグネシウム 100mg/L(pH
7.0)の組成からなる液体培地400mLに、MCI
3289を接種し、30℃で48時間好気的に培養し
た。培養途中、6−メチルニコチン酸を2g/L量培養
液に添加し、培養終了後、菌体を集め50mM塩化カリ
ウム水溶液で洗浄した。これに10g/Lのニコチン酸
を含む30mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.7)を
加え、全量を400mLとし30℃で好気条件下で24
時間反応させた。反応終了時の2−ヒドロキシニコチン
酸生成蓄積量は8.4g/Lであった。
【0020】<実施例2>6−メチルニコチン酸 0.
5g/L、ニコチン酸 1.5g/L、イーストエキス
5.0g/L、コーンスティープリカー 5.0g/
L、硫酸アンモニウム 1.0g/L、リン酸2水素
カリウム 1g/L、リン酸水素2カリウム 3g/
L、硫酸マグネシウム 100mg/L(pH7.0)
の組成からなる液体培地400mLに、MCI3289
を接種し、30℃で60時間好気的に培養した。得た培
養液を遠心分離し、菌体を集め50mM塩化カリウム水
溶液で洗浄した。これに10g/Lのニコチン酸を含む
30mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.7)を加え、
全量を400mLとし30℃で好気条件下で24時間反
応させた。反応終了時の2−ヒドロキシニコチン酸生成
蓄積量は6.1g/Lであった。
【0021】<実施例3>6−メチルニコチン酸 1.
0g/L、リンゴ酸 2.0g/L、コーンスティープ
リカー 2.0g/L、硫酸アンモニウム 1.0g/
L、リン酸2水素カリウム 1g/L、リン酸水素2カ
リウム 3g/L、硫酸マグネシウム 100mg/L
(pH7.0)の組成からなる液体培地1200mL
に、MCI3288を接種した。培養途中、6−メチル
ニコチン酸を2g/L量培養液に添加し、30℃で48
時間好気的に培養した。得た培養液を遠心分離し、菌体
を集め50mM塩化カリウム水溶液で洗浄した。これに
15g/Lのニコチン酸を含む30mMリン酸カリウム
緩衝液(pH6.7)を加え、全量を400mLとし3
0℃で好気条件下で24時間反応させた。反応終了時の
2−ヒドロキシニコチン酸生成蓄積量は10.2g/L
であった。
【0022】<実施例4>上記培養法で培養したMCI
3288菌の培養液を遠心分離し、菌体を集め50mM
塩化カリウム水溶液で洗浄した。これに15g/Lの6
−クロロニコチン酸を含む30mMリン酸カリウム緩衝
液(pH6.7)を加え、全量を400mLとし30℃
で好気条件下で24時間反応させた。反応終了時の2−
ヒドロキシ−6−クロロニコチン酸生成蓄積量は8.5
g/Lであった。
【0023】
【発明の効果】本発明の微生物を用いた2−ヒドロキシ
含窒素6員環化合物の製造方法は、従来の方法に比べ
(特開平6−199797号公報)、コーンスティープ
リカー、イーストエキス、リンゴ酸などの安価な栄養源
で増殖でき、6−メチルニコチン酸のみならず安価なニ
コチン酸で活性発現を誘導できかつ高い生産性であるこ
とから、2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の工業的な
生産を行う際に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は菌体の系統樹を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 (上記一般式(I)中、R1は水素原子、ハロゲン原子
    またはメチル基を表し、Aは炭素原子または窒素原子を
    表す。)で表される含窒素6員環化合物に、MCI32
    88もしくはMCI3289の菌体および/または該菌
    体処理物を作用させることを特徴とする下記一般式(I
    I) 【化2】 (上記一般式(II)中、R1およびAは上記一般式
    (I)中で定義したとおり。)で表される2−ヒドロキ
    シ含窒素6員環化合物の製造方法
JP17350396A 1996-07-03 1996-07-03 2−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法 Pending JPH1014591A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003508046A (ja) * 1999-08-27 2003-03-04 インビトロジェン コーポレイション 金属結合化合物および細胞培養培地組成物中でのそれらの使用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003508046A (ja) * 1999-08-27 2003-03-04 インビトロジェン コーポレイション 金属結合化合物および細胞培養培地組成物中でのそれらの使用

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