JPH10248588A - 発酵法によるl−セリンの製造法 - Google Patents

発酵法によるl−セリンの製造法

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JPH10248588A
JPH10248588A JP9060658A JP6065897A JPH10248588A JP H10248588 A JPH10248588 A JP H10248588A JP 9060658 A JP9060658 A JP 9060658A JP 6065897 A JP6065897 A JP 6065897A JP H10248588 A JPH10248588 A JP H10248588A
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渉 日比野
Tadatoshi Ichiumi
忠俊 一海
Takeshi Osumi
剛 大住
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Abstract

(57)【要約】 【課題】医薬品・化学品・化粧品分野で使用されるアミ
ノ酸混合物を製造するために用いられているL−セリン
を糖より直接発酵でき培養液中に高収率でL−セリンを
蓄積させ、工業的に実施するのに有利なL−セリンの製
造方法を提供する。 【解決手段】L−セリン分解能が欠失し、かつアザセリ
ン耐性またはβ−(2−チエニル)−DL−アラニン耐
性のコリネ型細菌を採取することによりL−セリン生産
菌を得る。また該新規L−セリン生産菌株を培養し、培
地中に生成蓄積せしめたL−セリンを採取する発酵法に
よるL−セリンの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医薬品・化学品・化
粧品分野で使用されるアミノ酸混合物を製造するために
用いられている、L−セリンの製造法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来発酵法によるL−セリン製造法とし
ては、グリシン及び糖からL−セリンに変換できる菌株
を使用して、30g/lのグリシンを有する培地で最高
14g/lのL−セリンを製造することができる。変換
収率は46%に相当する(Kubota K. Agricultural Biol
ogical Chemistry, 49, 7〜12, 1985)。 また、グリシ
ンとメタノールからL−セリンを変換できる菌株を使用
して、100g/lのグリシンから53g/lのL−セ
リンが生産できる(T. Yashida et. al. Journalof Ferm
entation and Bioengineering, Vol. 79, No.2, 181-18
3.1995)。また、ノカルディアを使用する方法では、セ
リンハイドロキサメイトやアザセリン等の耐性菌を育種
することによりL−セリン生産能が改善されることが知
られている(特許公告公報57−1235)。しかし、
これらの方法はL−セリンの前駆体であるグリシンを使
用しなければならず、操作が煩雑でコスト的にも不利で
あった。
【0003】L−セリンを糖より直接発酵でき、かつ培
地にL−セリンの前駆体を添加する必要のない菌株とし
て、D−セリン、α−メチル−セリン、o−メチルセリ
ン、イソセリン、セリンハイドロキサメイト、3−クロ
ロアラニンに耐性なコリネバクテリウム グルタミカム
が知られているが、そのL−セリン蓄積は0.8g/l
ときわめて低いものであり(農芸化学会誌、第48巻、
第3号、p201−208、1974)、工業的にL−
セリンの直接発酵を行うには更なる菌株の改良が望まれ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、培養液中に
糖からL−セリンを直接高蓄積させ、工業的に実施する
のに有利なL−セリンの製造方法を提供するものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決すべくL−セリンの製造法について鋭意研究を
重ねた結果、コリネ型細菌に属し、L−セリン生成能を
有する菌株(特にL−セリン分解能が欠失した菌株が望
ましい)を親株としアザセリンまたはβ−(2−チエニ
ル)−DL−アラニンに耐性を示す変異株を採取し発酵
を行えば、培養液中のL−セリン蓄積が飛躍的に向上す
ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。
【0006】すなわち本発明は、アザセリンまたはβ−
(2−チエニル)−DL−アラニンに耐性を有するコリ
ネ型細菌のL−セリン生産菌、もしくは新規L−セリン
生産菌株ブレビバクテリウム フラバム AJ1332
4(FERM P−16128)もしくはブレビバクテ
リウム フラバム AJ13325(FERM P−1
6129)を培養し、培地中にL-セリンを生成蓄積せ
しめ、これを採取することを特徴とする発酵法によるL
−セリンの製造法である。
【0007】
【発明の実施の形態】
【0008】本発明において用いられる微生物は、コリ
ネ型細菌を親株として人工的に変異、誘導された、L−
セリン生産能を有し、L−セリン分解能が欠失し、アザ
セリンまたはβ−(2−チエニル)−DL−アラニン耐
性を有する菌株であれば何れでも使用することができ
る。尚、本発明においてコリネ型細菌とは、バージーズ
・マニュアル・オブ・デターミネイティブ・バクテリオ
ロジー(Bergey's Manualof Determinative Bacteriolog
y) 第8版599頁(1974)に定義されている一群の微生物
であり、好気性、グラム陽性、非抗酸性、胞子形成能を
有しない桿菌であり、コリネバクテリウム属細菌、およ
び従来ブレビバクテリウム属に分類されていたが現在コ
リネバクテリウム属細菌として統合されたブレビバクテ
リウム属細菌、さらにコリネバクテリウム属細菌と非常
に近縁なブレビバクテリウム属およびミクロバクテリウ
ム属細菌を含む。
【0009】当該微生物の採取は、例えば次のようにし
て行うことができる。すなわち親株としてブレビバクテ
リウム フラバム ATCC14067を通常の方法で
変異処理(N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグ
アニジン等)に付して、L−セリン分解能を欠失した変
異株を得、さらにこの変異株を親株としてアザセリンま
たはβ−(2−チエニル)−DL−アラニン耐性菌を採
取する。このような方法により得られた変異株の中にL
−セリンを高濃度で蓄積する菌株が得られる。
【0010】本発明の菌株を用いてL−セリンを生産す
るには次のような方法が用いられる。使用する培地とし
ては、炭素源、窒素源、無機塩類、及び必要に応じてア
ミノ酸、ビタミン等の有機微量栄養素を適宜含有する通
常の液体培地が使用される。炭素源としては、グルコー
ス、シュークロース、フラクトース、ガラクトース等の
糖類、これら糖類を含有する澱粉糖化液、甘藷糖蜜、甜
菜糖蜜、ハイテストモラセス、更には酢酸等の有機酸、
エタノール等のアルコール類、グリセリン等も使用され
る。窒素源としてはアンモニアガス、アンモニア水、ア
ンモニウム塩類、尿素、硝酸塩類、その他補助的に使用
される有機窒素源、例えば油粕類、大豆加水分解液、カ
ゼイン分解物、その他のアミノ酸、コーンスティープリ
カー、酵母または酵母エキス、ペプトン等のペプチド類
等が使用される。無機イオンとしてはリン酸イオン、マ
グネシウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、マン
ガンイオン等が適宜添加される。また本発明の微生物に
アミノ酸等の要求性物質がある場合には、その要求物質
を添加しなければならない。
【0011】微生物の培養は通常pH5〜8、温度25
〜40℃の範囲で好気的条件下で行われる。培養液のp
Hは、無機あるいは有機の酸、アルカリ性物質、更には
尿素、炭酸カルシウム、アンモニアガスなどによって上
記範囲内の予め定められた値に調節する。
【0012】発酵液からL−セリンを採取するには、例
えば菌体を分離除去し、イオン交換樹脂処理あるいは濃
縮冷却晶析法、膜分離法、その他公知の方法を組み合わ
せることにより行なわれる。不純物を除くためには常法
の活性炭吸着法及び再結法を用いて精製してもよい。
【0013】
【実施例1】
【0014】新規L−セリン生産菌ブレビバクテリウム
フラバム AJ13324の構築
【0015】ブレビバクテリウム フラバム AJ13
324は野生型株ブレビバクテリウム フラバム AT
CC 14067から得られたL−セリンの分解能が欠
失したブレビバクテリウム フラバム TOE1から構
築された。
【0016】変異株を得るためには、ブイヨン培地(魚
肉エキス1g、ポリペプトン1g、酵母エキス0.5
g、食塩0.5gを水1Lに含みpH7.0に調整した
培地)で一昼夜増殖させた菌体を、100mMリン酸緩
衝液(pH7.0)に懸濁し(1ml当り109−10
10個の菌体を含む)、これに200μg/ml濃度とな
るようにNG(N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロ
ソグアニジン)を加えて30℃で30分間保持した。こ
のようにしてNG処理した菌体を同緩衝液で充分洗浄し
た。
【0017】NG処理した菌体からL−セリン分解能の
ない菌株を選択するためには、洗浄したブレビバクテリ
ウム フラバム ATCC 14067のNG菌体をブ
イヨン寒天培地に塗布し、30℃、24時間培養してコ
ロニーを形成させた。次にブイヨン寒天培地のコロニー
を原版にして、最小培地と選択用最小培地にレプリカを
行い、最小培地で生育し選択用最小培地で生育しない菌
株を探した。。最小培地は純水1L当たりグルコース2
0g、硫酸アンモニウム1g、リン酸2水素カリウム1
g、尿素2.5g、硫酸マグネシウム・7水和物0.4
g、硫酸鉄(II)・7水和物0.01g、硫酸マンガ
ン・4〜5水和物0.01g、ビオチン50μg、塩酸
チアミン200μg、ニコチン酸アミド200μg、寒
天2.0gを含有する培地で、選択用最小培地は、純粋
1L当たり硫酸アンモニウム1g、リン酸2水素カリウ
ム1g、尿素2.5g、硫酸マグネシウム・7水和物
0.4g、硫酸鉄(II)・7水和物0.01g、硫酸
マンガン・4〜5水和物0.01g、ビオチン50μ
g、塩酸チアミン200μg、ニコチン酸アミド200
μg、L−セリン0.5g、寒天2.0gを含有する培
地であった。このような方法で得られた変異株の中に
は、L−セリンの分解能がない菌株が多く見いだされ、
その1株としてブレビバクテリウム フラバム TOE
1を取得した。
【0018】ブレビバクテリウム フラバム TOE1
を親株にして、NG処理した菌株からアザセリン耐性株
を選択するためには、洗浄したブレビバクテリウム フ
ラバム TOE1のNG処理菌体を選択用最小培地に接
種した。選択用最小培地は純水1L当たりグルコース2
0g、硫酸アンモニウム1g、リン酸2水素カリウム1
g、尿素2.5g、硫酸マグネシウム・7水和物0.4
g、硫酸鉄(II)・7水和物0.01g、硫酸マンガ
ン・4〜5水和物0.01g、ビオチン50μg、塩酸
チアミン200μg、ニコチン酸アミド200μg、ア
ザセリン200μgを含有する培地で、NG処理変異株
は30℃で5〜10日間培養された。このようにして得
られた菌液をブイヨン寒天培地に塗布し、30℃、24
時間培養しコロニーを形成させた。このような方法でア
ザセリンに耐性な菌株を取得した。得られた変異株の中
には、高収率で著量のL−セリンを蓄積する菌株が多く
見いだされ、その1株としてブレビバクテリウム フラ
バム AJ13324を取得した。本菌株は200μg
/Lのアザセリン存在下で生育可能であることを確認し
た。また本菌株は工業技術院生命工学工業技術研究所に
寄託番号FERMP−16128として寄託されてい
る。
【0019】
【実施例2】
【0020】新規L−セリン生産菌ブレビバクテリウム
フラバム AJ13325の構築
【0021】ブレビバクテリウム フラバム AJ13
325は野生型株ブレビバクテリウム フラバム AT
CC 14067から得られたL−セリンの分解能が欠
失したブレビバクテリウム フラバム TOE1から構
築された。
【0022】ブレビバクテリウム フラバム TOE1
を親株にして、NG処理した菌株からβ−(2−チエニ
ル)−DL−アラニン耐性株を選択するためには、洗浄
したブレビバクテリウム フラバム TOE1のNG処
理菌体を選択用最小培地に接種した。選択用最小培地は
純水1L当たりグルコース20g、硫酸アンモニウム1
g、リン酸2水素カリウム1g、尿素2.5g、硫酸マ
グネシウム・7水和物0.4g、硫酸鉄(II)・7水
和物0.01g、硫酸マンガン・4〜5水和物0.01
g、ビオチン50μg、塩酸チアミン200μg、ニコ
チン酸アミド200μg、β−(2−チエニル)−DL
−アラニン200μgを含有する培地で、NG処理変異
株は30℃で5〜10日間培養された。このようにして
得られた菌液をブイヨン寒天培地に塗布し、30℃、2
4時間培養しコロニーを形成させた。このような方法で
β−(2−チエニル)−DL−アラニンに耐性な菌株を
取得した。得られた変異株の中には、高収率で著量のL
−セリンを蓄積する菌株が多く見いだされ、その1株と
してブレビバクテリウム フラバム AJ13325を
取得した。本菌株は200μg/Lのβ−(2−チエニ
ル)−DL−アラニン存在下で生育可能であることを確
認した。また本菌株は工業技術院生命工学工業技術研究
所にFERM P−16129として寄託されている。
【0023】
【実施例3】
【0024】新規L−セリン生産菌ブレビバクテリウム
フラバム AJ13324及びAJ13325による
L−セリンの生産
【0025】ブレビバクテリウム フラバム AJ13
324及びAJ13325をブイヨン寒天培地で30
℃、24時間培養し、次いで表1の組成の接種用培地5
0mlを含有する500ml振とうフラスコの中に白金
耳で接種した。対照として親株であるブレビバクテリウ
ム フラブム ATCC14067およびTOE1を同
様に接種した。接種用培地は水酸化ナトリウムでpH
5.5に調整し、115℃、15分間オートクレーブ殺
菌した後使用した。
【0026】
【表1】
【0027】フラスコに菌体を接種後、30℃で18時
間振とう培養し、この培養液1.0mlを表2の組成の
発酵培地20mlを含有する500ml振とうフラスコ
中に移した。培地は水酸化カリウムでpH7.0に調整
後115℃、15分間オートクレーブ殺菌した。殺菌冷
却後、180℃、3時間乾熱殺菌した炭酸カルシウム5
g/l添加した。
【0028】
【表2】
【0029】生産物であるL−セリンの測定は、高速液
体クロマトグラフィー(日立L−8500アミノ酸分析
装置)によって行われた。その結果、ブレビバクテリウ
ムフラバム AJ13324及びAJ13325はL−
セリンをそれぞれ15、2g/L、14、3g/L培地
中に蓄積した。一方、対照として培養したブレビバクテ
リウム フラブム ATCC14067およびTOE1
のL−セリン蓄積量はそれぞれ0g/l、0、5g/l
であった。
【0030】ブレビバクテリウム フラバム AJ13
324の培養液は遠心分離後、定法によりカチオン交換
樹脂による脱塩処理を行い、その後カチオン交換樹脂及
びアニオン交換樹脂によるクロマト分離を用いて副生物
を除き、晶析処理による精製を行い、99%以上の純度
のL−セリン結晶をブロスからの収率55%で得た。
【0031】
【発明の効果】上記のようにL−セリン分解能を欠出
し、アザセリンまたはβ−(2−チエニル)−DL−ア
ラニンに耐性のコリネ型細菌を用いれば、直接糖から高
蓄積でL−セリンが製造可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12N 1/20 C12R 1:13) (C12N 15/01 C12R 1:13)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アザセリンまたはβ−(2−チエニル)−
    DL−アラニンに耐性を示し、かつL−セリン分解能を
    欠失しL−セリンを生産するコリネ型細菌。
  2. 【請求項2】アザセリンに耐性を示し、かつL−セリン
    分解能を欠失した新規L−セリン生産菌株ブレビバクテ
    リウム フラバム AJ13324(FERMP−16
    128)。
  3. 【請求項3】β−(2−チエニル)−DL−アラニンに
    耐性を示し、かつL−セリンの分解能を欠失した新規L
    −セリン生産菌株ブレビバクテリウム フラバム AJ
    13325(FERM P−16129)。
  4. 【請求項4】請求項1ないし請求項3記載のL−セリン
    生産菌株を培養し、培地中に生成蓄積せしめたL−セリ
    ンを採取することを特徴とする発酵法によるL−セリン
    の製造法。
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