JPH1189575A - Production of amide compound by using microorganism - Google Patents
Production of amide compound by using microorganismInfo
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- JPH1189575A JPH1189575A JP9255359A JP25535997A JPH1189575A JP H1189575 A JPH1189575 A JP H1189575A JP 9255359 A JP9255359 A JP 9255359A JP 25535997 A JP25535997 A JP 25535997A JP H1189575 A JPH1189575 A JP H1189575A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ニトリルヒドラタ
ーゼ活性を有する微生物菌体またはその菌体処理物を用
いて、水性媒体中でニトリル化合物より対応するアミド
化合物を生成させる反応方法に関する。より詳細には、
反応開始時または反応途中の該ニトリル化合物の濃度を
水性媒体中での該ニトリル化合物の飽和濃度以上に設定
することにより、効率的にニトリル化合物から対応する
アミド化合物を製造する方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reaction method for producing a corresponding amide compound from a nitrile compound in an aqueous medium by using a microbial cell having nitrile hydratase activity or a processed product thereof. More specifically,
The present invention relates to a method for efficiently producing a corresponding amide compound from a nitrile compound by setting the concentration of the nitrile compound at the start of or during the reaction to be equal to or higher than the saturation concentration of the nitrile compound in an aqueous medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年ニトリル基を水和しアミド基に変換
するニトリル水和活性を有する酵素であるニトリルヒド
ラターゼが発見されている。該酵素、該酵素を含有する
微生物の菌体またはその菌体処理物等を用いて水性媒体
中でニトリル化合物より対応するアミド化合物を製造す
る方法が知られている(特公昭62−21519)。ニ
トリルヒドラターゼを用いたアミド化合物の製造方法で
は、それまでの化学的な方法と比べて、ニトリル化合物
の転化率及び選択率が高いメリットがある。しかし、そ
の一方で、酵素反応の基質となるニトリル化合物や生成
物であるアミド化合物は一般的に強い生物毒性を有する
有機化合物であり、その反応系内の濃度が高くなるにつ
れて該酵素を急速に失活させることが従来より指摘され
ている。そのため、工業的にニトリル化合物からアミド
化合物を製造するに際しては、反応系内のニトリル化合
物及びアミド化合物の濃度を低く保つことにより、ニト
リルヒドラターゼ活性を安定に保持して反応を円滑に進
行させることが重要であると考えられてきた。2. Description of the Related Art In recent years, nitrile hydratase, an enzyme having nitrile hydration activity for hydrating a nitrile group and converting it to an amide group, has been discovered. There is known a method for producing a corresponding amide compound from a nitrile compound in an aqueous medium using the enzyme, cells of a microorganism containing the enzyme, or a processed product of the cells (Japanese Patent Publication No. 62-21519). The method for producing an amide compound using nitrile hydratase has an advantage that the conversion and selectivity of the nitrile compound are high as compared with the conventional chemical methods. However, on the other hand, nitrile compounds serving as substrates for enzymatic reactions and amide compounds as products are generally organic compounds having strong biotoxicity, and as the concentration in the reaction system increases, the enzyme rapidly reacts. It has been conventionally pointed out that it is deactivated. Therefore, when industrially producing an amide compound from a nitrile compound, by keeping the concentrations of the nitrile compound and the amide compound in the reaction system low, the reaction proceeds smoothly by maintaining the nitrile hydratase activity stably. Has been considered important.
【0003】一例を挙げると、ニトリル化合物よりアミ
ド化合物を工業的に製造する方法として、長沢・山田の
報文(遺伝、別冊1号、36頁から45頁、1988年
3月)が知られている。該報文中(38頁、右段、下か
ら8行目)には、アクリロニトリルからアクリルアミド
を製造する方法について、「静止菌体を20mg/ml
の濃度で5〜15℃、pH7.0付近でアクリロニトリ
ルと反応させる。このとき、高濃度のアクリロニトリル
はニトリルヒドラターゼ活性を阻害するので反応の進行
に伴い経時的に分割添加していく」と記載されている。As an example, as a method for industrially producing an amide compound from a nitrile compound, a report by Nagasawa and Yamada (Genetics, separate volume 1, pages 36 to 45, March 1988) is known. I have. In the report (p. 38, right column, 8th line from the bottom), the method for producing acrylamide from acrylonitrile is described as “Static cells at 20 mg / ml.
With acrylonitrile at a concentration of 5 to 15 ° C and a pH of around 7.0. At this time, since acrylonitrile at a high concentration inhibits nitrile hydratase activity, the acrylonitrile is added in portions over time as the reaction proceeds. "
【0004】特公昭56−38118号公報には、アク
リロニトリルまたはメタクリロニトリルを基質とする該
水和反応を氷点から15℃までの低温下で行わせる方法
が開示されているが、その際の基質濃度について、「本
酵素反応においては基質は反応系内おいて常に溶解状態
となるように加えることが適当である」と記載されてい
る。さらに、「回分法による場合には、通常フィーディ
ング方式がとられるが、前記固定化菌体を含む水性懸濁
液に温度を氷点〜15℃に保ちつつアクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルを撹拌下に滴下すればよい。」
と記載されており、ニトリル化合物の分割添加の必要性
が示されている。Japanese Patent Publication No. 56-38118 discloses a method in which the hydration reaction using acrylonitrile or methacrylonitrile as a substrate is carried out at a low temperature from the freezing point to 15 ° C. Regarding the concentration, it is described that "in the present enzyme reaction, it is appropriate to add the substrate so that it is always in a dissolved state in the reaction system". Further, "in the case of the batch method, usually a feeding method is employed, but acrylonitrile or methacrylonitrile is added dropwise to the aqueous suspension containing the immobilized cells while stirring, while keeping the temperature at the freezing point to 15 ° C. do it."
And the necessity of divided addition of the nitrile compound.
【0005】特公昭57−1234号では、アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルよりアクリルアミドま
たはメタクリルアミドを連続的に製造するに際して、ニ
トリル化合物の濃度を反応混合物に対して溶解する範囲
内の量で連続的に供給する方法が開示されており、当該
公報においてもニトリル化合物の濃度を低くコントロー
ルすることの重要性が示されている。In Japanese Patent Publication No. 57-1234, when acrylamide or methacrylamide is continuously produced from acrylonitrile or methacrylonitrile, the concentration of the nitrile compound is continuously supplied in an amount within a range that dissolves in the reaction mixture. In this publication, the importance of controlling the concentration of the nitrile compound low is also shown.
【0006】ニトリルヒドラターゼを用いて水性媒体中
でニトリル化合物を水和させてアミド化合物を製造する
場合、反応の進行と共に生成したアミド化合物は水性媒
体中に蓄積し続けてゆく。生成するアミド化合物の最大
の濃度は、個々の微生物由来のニトリルヒドラターゼの
性質と反応温度により決定される。すなわち、その反応
温度において該酵素とアミド化合物を接触させた場合
に、該酵素が直ちに失活してしまうアミド化合物濃度の
下限値以上には、反応液中のアミド化合物の濃度は高く
なることはない。尚、今後、このアミド化合物の濃度を
限界のアミド化合物濃度と記す。When an amide compound is produced by hydrating a nitrile compound in an aqueous medium using nitrile hydratase, the amide compound produced continues to accumulate in the aqueous medium as the reaction proceeds. The maximum concentration of the amide compound produced is determined by the nature of the nitrile hydratase from the individual microorganism and the reaction temperature. That is, when the enzyme and the amide compound are brought into contact at the reaction temperature, the concentration of the amide compound in the reaction solution may be higher than the lower limit of the amide compound concentration at which the enzyme is immediately deactivated. Absent. In the following, this concentration of the amide compound will be referred to as the limit amide compound concentration.
【0007】前述の長沢・山田の報文では、「40%に
も達するアクリルアミドの生産は現在の化学的方法によ
っては不可能とされ、ここにアクリルアミドの工業的製
法としての酵素法の有効性が強く示唆された。」とある
(39頁、左段、上から2行目)。このように、工業的
には、反応終了時のアミド化合物の濃度が高いことが重
要であり、この限界のアミド化合物濃度が高いニトリル
ヒドラターゼが有用である。According to the above-mentioned Nagasawa-Yamada report, "Acrylamide production as high as 40% is considered impossible by current chemical methods, and the effectiveness of the enzymatic method as an industrial production method of acrylamide is considered here. It was strongly suggested. "(Page 39, left column, second line from the top). Thus, industrially, it is important that the concentration of the amide compound at the end of the reaction is high, and nitrile hydratase having a high amide compound concentration at this limit is useful.
【0008】反応液中のニトリル化合物濃度を低くコン
トロールして反応を行わせた場合、ニトリルヒドラター
ゼがニトリル化合物及びアミド化合物と接触する時間が
相対的に長くなり、限界のアミド化合物濃度までアミド
化合物濃度を蓄積させるためには、相対的に反応系内の
ニトリルヒドラターゼ活性を多くする必要がある。酵素
使用量の増大は、工業的なアミド化合物の製造にとっ
て、コスト面から不利になるので、反応液中のニトリル
化合物濃度を低くコントロールする反応方法は、必ずし
も効率的な反応方法とは言えない。When the reaction is carried out while controlling the concentration of the nitrile compound in the reaction solution to be low, the contact time of the nitrile hydratase with the nitrile compound and the amide compound becomes relatively long, and the amide compound concentration reaches the limit amide compound concentration. To accumulate the concentration, it is necessary to relatively increase the nitrile hydratase activity in the reaction system. An increase in the amount of the enzyme used is disadvantageous in terms of cost for industrial production of amide compounds. Therefore, a reaction method for controlling the concentration of the nitrile compound in the reaction solution to be low is not necessarily an efficient reaction method.
【0009】ところで、ニトリルヒドラターゼ活性を有
する微生物菌株は、アミド化合物を対応するカルボン酸
化合物に水和する酵素であるアミダーゼを有しているこ
とがほとんどである。このため、該微生物菌株を用いて
ニトリル化合物より対応するアミド化合物を生成させた
場合、該アミダーゼによって対応するカルボン酸化合物
が副成することが知られている。これを避けるために
は、アミダーゼ活性を有していない変異微生物菌株を取
得したり、アミダーゼ活性が相対的に低くなるような微
生物菌体の調製方法を工夫したりする必要があった。[0009] Microbial strains having nitrile hydratase activity almost always have amidase, an enzyme that hydrates amide compounds into the corresponding carboxylic acid compounds. Therefore, when a corresponding amide compound is produced from a nitrile compound using the microorganism strain, it is known that the corresponding carboxylic acid compound is by-produced by the amidase. In order to avoid this, it was necessary to obtain a mutant microbial strain having no amidase activity or to devise a method for preparing a microbial cell having a relatively low amidase activity.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、微生
物を用いてニトリル化合物から対応するアミド化合物を
製造するより効率的な方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a more efficient method for producing the corresponding amide compound from a nitrile compound using a microorganism.
【0011】本発明の目的はニトリルヒドラターゼを産
生する微生物の菌体またはその菌体処理物を利用してニ
トリル化合物から対応するアミドを製造する方法におい
て、より少ない菌体量でより高いアミド濃度の反応液を
得ることにある。An object of the present invention is to provide a method for producing a corresponding amide from a nitrile compound by using a cell of a nitrile hydratase-producing microorganism or a treated cell thereof, and a higher amide concentration with a smaller amount of cells. To obtain a reaction solution of
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の限
界のアミド化合物濃度がある程度以上に高いニトリルヒ
ドラターゼは対応するニトリル化合物に対する耐性も高
いことを見出した。そしてそのようなアミド化合物に対
する耐性がある程度以上に高いニトリルヒドラターゼを
有する微生物の菌体またはその菌体処理物を利用してニ
トリル化合物から対応するアミドを生成する反応を行う
と、その反応液中では、アクリロニトリルやメタクリロ
ニトリル等の生物毒性の強いニトリル化合物による該酵
素の失活は急速には進まず、水性媒体中の該ニトリル化
合物の濃度が高くなるにつれて該酵素の反応速度が相対
的に増加することが判明した。即ち、従来より行われて
いた反応系内のニトリル化合物の濃度を常に低く制御す
る必要のない、水性媒体中でのニトリル化合物の飽和濃
度以上となるように反応液にアクリロニトリルを添加す
る反応方法が新たに見出された。Means for Solving the Problems The present inventors have found that nitrile hydratase having the above-mentioned limit amide compound concentration higher than a certain level has high resistance to the corresponding nitrile compound. When a reaction is performed to produce a corresponding amide from a nitrile compound using a cell of a microorganism having a nitrile hydratase having a resistance to such an amide compound that is higher than a certain level or a treated cell thereof, In this case, the deactivation of the enzyme by a highly biotoxic nitrile compound such as acrylonitrile or methacrylonitrile does not proceed rapidly, and the reaction rate of the enzyme becomes relatively higher as the concentration of the nitrile compound in the aqueous medium increases. It was found to increase. That is, the reaction method of adding acrylonitrile to the reaction solution so that the concentration of the nitrile compound in the reaction system does not need to be constantly controlled to be lower than the conventional method, so that the concentration becomes equal to or higher than the saturation concentration of the nitrile compound in the aqueous medium is known. Newly found.
【0013】そして、本発明者らによる検討の結果、新
たに見いだされた反応方法によれば、同じ酵素量(活性
量)を使用した場合に従来の方法に比してより短時間で
該ニトリル化合物を対応するアミド化合物に変換できる
こと、より少量の酵素量(活性量)でより高い濃度のア
ミド化合物水溶液を得ることができることが確認され
た。本発明者らは以上の知見を基に本発明を完成させる
に至った。As a result of the study by the present inventors, according to the newly discovered reaction method, when the same amount of enzyme (active amount) is used, the nitrile can be obtained in a shorter time than the conventional method. It was confirmed that the compound can be converted to the corresponding amide compound, and that a higher concentration of the amide compound aqueous solution can be obtained with a smaller amount of enzyme (active amount). The present inventors have completed the present invention based on the above findings.
【0014】すなわち、本発明は、ニトリルヒドラター
ゼを産生する微生物の菌体またはその菌体処理物を利用
してニトリル化合物からアミド化合物を製造する方法で
あって、30重量%のアクリルアミド水溶液中で該微生
物の菌体を10℃にて60分間処理した後にもニトリル
ヒドラターゼの活性を保持しているような該微生物の菌
体または菌体処理物を、水性媒体中でニトリル化合物と
接触させてアミド化合物を生成させる反応の反応開始時
または反応途中のニトリル化合物濃度が水性媒体中での
ニトリル化合物の飽和濃度以上となるように反応液にニ
トリル化合物を添加することを特徴とするアミド化合物
の製造方法を提供するものである。That is, the present invention relates to a method for producing an amide compound from a nitrile compound by using the cells of a nitrile hydratase-producing microorganism or a treated product thereof, wherein the amide compound is prepared in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide. After treating the cells of the microorganism at 10 ° C. for 60 minutes, the cells of the microorganism or the treated product of the microorganism that retain the activity of nitrile hydratase are contacted with a nitrile compound in an aqueous medium. Production of an amide compound characterized by adding a nitrile compound to a reaction solution such that the concentration of the nitrile compound at the start of or during the reaction for producing the amide compound is equal to or higher than the saturation concentration of the nitrile compound in the aqueous medium. It provides a method.
【0015】本発明によれば、ニトリルヒドラターゼを
産生する微生物の菌体または菌体処理物を用いて、水性
媒体中でニトリル化合物より対応するアミド化合物を製
造するに際して、ニトリル化合物より対応するアミド化
合物を生成する反応の開始時またはその途中において、
水性媒体中での該ニトリル化合物の飽和濃度以上に該ニ
トリル化合物を反応系内に添加することにより、効率的
かつ短時間でニトリル化合物から対応するアミド化合物
を高濃度で生成することが可能となる。According to the present invention, when a corresponding amide compound is produced from a nitrile compound in an aqueous medium using a cell or a treated product of a microorganism producing nitrile hydratase, the corresponding amide compound is produced from the nitrile compound. At the beginning of or during the reaction to produce the compound,
By adding the nitrile compound to the reaction system at or above the saturation concentration of the nitrile compound in an aqueous medium, it becomes possible to efficiently and quickly produce a corresponding amide compound from the nitrile compound at a high concentration. .
【0016】[0016]
【発明実施の形態】以下、本発明の詳細について概説す
る。本発明におけるニトリル化合物は炭素数が2〜8の
ニトリル化合物である。その中でも、特にアクリロニト
リル、メタクリロニトリル、クロトンニトリルを好適な
例として挙げることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be outlined below. The nitrile compound in the present invention is a nitrile compound having 2 to 8 carbon atoms. Among them, acrylonitrile, methacrylonitrile, and crotonnitrile can be mentioned as preferred examples.
【0017】本発明におけるニトリルヒドラターゼと
は、ニトリル化合物を加水分解して対応するアミド化合
物を生成する能力を有し、かつ、30重量%のアクリル
アミド水溶液中でニトリルヒドラターゼを産生する微生
物の菌体を10℃にて60分間処理した後にも該ニトリ
ルヒドラターゼの活性が保持されていれば特に制限はさ
れない。好ましくは、そのαサブユニット内に配列表の
配列番号:1記載のアミノ酸配列または配列番号:2記
載のアミノ酸配列を有しているニトリルヒドラターゼを
挙げることができる。The nitrile hydratase in the present invention is a microorganism of a microorganism having the ability to hydrolyze a nitrile compound to produce a corresponding amide compound and produce nitrile hydratase in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide. There is no particular limitation as long as the activity of the nitrile hydratase is maintained even after the body is treated at 10 ° C. for 60 minutes. Preferably, a nitrile hydratase having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 in the sequence listing in the α subunit can be mentioned.
【0018】種々の微生物のニトリルヒドラタアーゼの
アミド化合物に対する耐性は様々である。アミド化合物
としてアクリルアミドを例にとると、ニトリルヒドラタ
ーゼをアクリルアミド水溶液中で10℃にて処理する場
合、10重量%のアクリルアミド水溶液中で60分後に
完全に失活してしまうニトリルヒドラターゼがある一
方、50重量%のアクリルアミド水溶液中で60分間処
理しても失活しないニトリルヒドラターゼがある。この
ように、前述したニトリルヒドラターゼの限界のアクリ
ルアミド濃度は個々のニトリルヒドラターゼによって異
なっている。The resistance of nitrile hydratases of various microorganisms to amide compounds varies. Taking acrylamide as an example of the amide compound, when nitrile hydratase is treated in an aqueous acrylamide solution at 10 ° C., there is nitrile hydratase which is completely inactivated after 60 minutes in a 10% by weight aqueous acrylamide solution. And nitrile hydratase which is not inactivated even when treated in a 50% by weight aqueous solution of acrylamide for 60 minutes. Thus, the above-mentioned limit acrylamide concentration of nitrile hydratase differs depending on the individual nitrile hydratase.
【0019】工業的には、反応終了時のアミド化合物の
濃度が高いことが重要であり、アクリルアミド水溶液中
で10℃にて60分間処理した後に失活しない(活性を
保持している)アクリルアミド濃度が30重量%以上の
ニトリルヒドラターゼの利用が特に有効である。また、
工業的にアミド化合物を生産する場合、ニトリルヒドラ
ターゼを産生する微生物の菌体またはその菌体処理物を
反応に供することがコスト面から有利である。Industrially, it is important that the concentration of the amide compound at the end of the reaction is high, and the concentration of the acrylamide that does not deactivate (retains the activity) after treatment in an aqueous acrylamide solution at 10 ° C. for 60 minutes. It is particularly effective to use nitrile hydratase having a content of at least 30% by weight. Also,
When an amide compound is produced industrially, it is advantageous from the viewpoint of cost to use the cells of a microorganism that produces nitrile hydratase or a processed product of the cells.
【0020】即ち、本発明においては、ニトリルヒドラ
ターゼを産生する微生物の菌体をアクリルアミド水溶液
中で10℃にて60分間処理した場合に、ニトリルヒド
ラターゼの活性が保持されるアクリルアミド濃度の上限
が30重量%以上のニトリルヒドラターゼを産生する微
生物の菌体またはその菌体処理物を用いることが好まし
い。That is, in the present invention, when the cells of a nitrile hydratase-producing microorganism are treated in an aqueous acrylamide solution at 10 ° C. for 60 minutes, the upper limit of the acrylamide concentration at which the activity of nitrile hydratase is maintained is limited. It is preferable to use cells of a microorganism that produces 30% by weight or more of nitrile hydratase, or a treated product thereof.
【0021】本発明における30重量%のアクリルアミ
ド水溶液中で10℃にて60分間処理してもニトリルヒ
ドラターゼの活性を保持している微生物とは、ニトリル
化合物を加水分解して対応するアミド化合物を生成する
能力を有するニトリルヒドラターゼを産生し、かつ、3
0重量%のアクリルアミド水溶液中で該微生物の菌体を
10℃にて60分間処理してもニトリルヒドラターゼの
活性を保持している微生物であれば特に制限はされな
い。好ましくは、そのαサブユニット内に配列表の配列
番号:1記載のアミノ酸配列または配列番号:2記載の
アミノ酸配列を有しているニトリルヒドラターゼを産生
している微生物であればよい。具体的には、ノカルディ
ア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacteriu
m)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シ
ュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Microc
occus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表される
ロドコッッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Ac
inetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、
ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhi
zobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバ
クター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、
エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobac
ter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロ
バクテリウム(Agrobacterium)属またはサーモフィラ(th
ermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseud
onocardia)属に属する微生物を好適な例として挙げるこ
とができる。The microorganism of the present invention which retains nitrile hydratase activity even after being treated in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C. for 60 minutes is defined as a microorganism which hydrolyzes a nitrile compound and converts the corresponding amide compound. Produce nitrile hydratase capable of producing
Even if the cells of the microorganism are treated in a 0% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C. for 60 minutes, the microorganism is not particularly limited as long as it retains nitrile hydratase activity. Preferably, the microorganism may be a microorganism producing nitrile hydratase having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 or the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 in its α subunit. Specifically, Nocardia genus, Corynebacterium ( Corynebacteriu)
m) the genus Bacillus (Bacillus), Bacillus thermophilic, Pseudomonas (Pseudomonas) genus Micrococcus (MicroC
occus) genus, Rodokokkkasu (Rhodococcus) genus is represented by rhodochrous (rhodochrous) species, Acinetobacter (Ac
inetobacter) genus, key Santo Enterobacter (Xanthobacter) genus,
Streptomyces (Streptomyces) genus Rhizobium (Rhi
zobium ), Klebsiella ( Klebsiella ), Enterobacter ( Enterobacter ), Erwinia ( Erwinia ),
Earomonasu (Aeromonas) genus, Citrobacter (Citrobac
ter) genus Achromobacter (Achromobacter) genus, Agrobacterium (Agrobacterium) genus or thermophila (th
ermophila) shoe de Nocardia represented by species (Pseud
Microorganisms belonging to the genus onocardia ) can be mentioned as preferred examples.
【0022】また、該微生物よりクローニングしたニト
リルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で発現させた形質
転換体も本発明でいうニトリルヒドラターゼを産生する
微生物に含まれる。尚、ここでいう任意の宿主には、後
述の実施例のように大腸菌(Escherichia coli)が代表例
として挙げられるが、とくに大腸菌に限定されるのもの
ではなく枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属
菌、酵母や放線菌等の他の微生物菌株も含まれる。その
様なものの例として、MT−10822(本菌株は、1
996年2月7日に茨城県つくば市東1丁目1番3号の
通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所に受託番
号FERM BP−5785として、特許手続き上の微
生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づ
いて寄託されている。)が挙げられる。また、組換えD
NA技術を用いて該酵素の構成アミノ酸の1個または2
個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、削除もしくは挿入
することにより、アミド化合物耐性やニトリル化合物耐
性、温度耐性を更に向上させた変異型のニトリルヒドラ
ターゼを発現させた形質転換体も本発明でいうニトリル
ヒドラターゼを産生する微生物に含まれる。Further, a transformant expressing the nitrile hydratase gene cloned from the microorganism in any host is also included in the microorganism producing nitrile hydratase referred to in the present invention. In addition, as an arbitrary host referred to herein, Escherichia coli ( Escherichia coli ) is mentioned as a typical example as described in Examples below, but it is not particularly limited to Escherichia coli, and Bacillus subtilis ( Bacillus subtilis ) and the like. Other microbial strains such as genera, yeasts and actinomycetes are also included. As an example of such, MT-10822 (this strain is 1
International approval of the deposit of microorganisms in patent procedures under the accession number FERM BP-5785 to the Institute of Biotechnology and Industrial Technology of the Ministry of International Trade and Industry of 1-3-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki Prefecture on February 7, 996 Has been deposited under the Budapest Treaty. ). In addition, recombinant D
One or two of the constituent amino acids of the enzyme using NA technology
A transformant expressing a mutant nitrile hydratase which further improves amide compound resistance, nitrile compound resistance and temperature resistance by substituting, deleting, deleting or inserting at least one of the amino acids with another amino acid is also the present invention. Included in microorganisms that produce nitrile hydratase.
【0023】本発明における微生物を本発明の製造方法
に使用するに際しては、該微生物の菌体あるいは菌体処
理物を用いる。菌体は、分子生物学・生物工学・遺伝子
工学の分野において公知の一般的な方法を利用して調製
すればよい。たとえば、LB培地やM9培地等の通常液
体培地に該微生物を植菌した後、適当な培養温度(一般
的には、20℃〜50℃であるが、好熱菌の場合は50
℃以上でもよい。)で生育させ、続いて、該微生物を遠
心分離によって培養液より分離・回収して得る方法が挙
げられる。When the microorganism of the present invention is used in the production method of the present invention, cells of the microorganism or a processed product of the microorganism are used. The cells may be prepared using a general method known in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering. For example, after inoculating the microorganism in a normal liquid medium such as LB medium or M9 medium, an appropriate culture temperature (generally 20 ° C. to 50 ° C .;
C or higher. ), Followed by centrifugation to separate and collect the microorganism from the culture solution.
【0024】また、本発明における微生物の菌体処理物
は、上記微生物菌体の抽出物や磨砕物、該抽出物や磨砕
物のニトリルヒドラターゼ活性画分を分離精製して得ら
れれる後分離物、該微生物菌体や該菌体の抽出物・磨砕
物・後分離物を適当な担体を用いて固定化した固定化物
等を指し、これらはニトリルヒドラターゼの活性を有し
ている限りは本発明の菌体処理物に相当する。The treated product of the microorganism in the present invention may be an extract or a crushed product of the above-mentioned microbial cell, or a nitrile hydratase active fraction of the extract or the crushed product. Products, immobilized products obtained by immobilizing the microbial cells and extracts, crushed products, and post-separated products of the cells using a suitable carrier, etc., as long as they have nitrile hydratase activity. This corresponds to the treated product of the present invention.
【0025】本発明における微生物の菌体または菌体処
理物は、回分反応に供することもできるし、連続反応に
供することもできる。また、懸濁床として用いてもよい
し固定床として用いてもよい。その際の反応液中での該
微生物の菌体または菌体処理物の濃度は、水性媒体とニ
トリル化合物の混合に支障をきたさない限り特に制限は
されるものではない。The microbial cells of the present invention or processed microbial cells can be subjected to a batch reaction or a continuous reaction. Further, it may be used as a suspension bed or as a fixed bed. At this time, the concentration of the cells of the microorganism or the treated product of the microorganism in the reaction solution is not particularly limited as long as the mixture of the aqueous medium and the nitrile compound is not hindered.
【0026】本発明における水性媒体とは、水、また
は、リン酸塩等の緩衝剤・硫酸塩や炭酸塩等の無機塩・
アルカリ金属の水酸化物・アミド化合物等を適当な濃度
で溶解させた水溶液を示す。The aqueous medium in the present invention is water or a buffer such as phosphate, an inorganic salt such as sulfate or carbonate,
This shows an aqueous solution in which an alkali metal hydroxide / amide compound or the like is dissolved at an appropriate concentration.
【0027】本発明においては、水性媒体中のニトリル
化合物が反応の進行に伴って消費されると同時にニトリ
ル相より供給されることにより、その濃度が飽和濃度前
後に相対的に長時間維持されることが重要である。この
ため、回分反応または連続反応いずれの場合でも、必要
なニトリル化合物の全量を反応開始時に一括して添加す
るか、反応途中における水性媒体中でのニトリル化合物
濃度が飽和濃度以上に保たれるようにニトリル化合物を
逐次添加することが好ましい。また、回転翼やラインミ
キサー等の適当な混合装置を使用して、静置下において
二相に分離する水性媒体相とニトリル相を十分に混和さ
せることも重要である。In the present invention, the nitrile compound in the aqueous medium is consumed as the reaction proceeds and is supplied from the nitrile phase at the same time, so that the concentration is maintained for a relatively long time before or after the saturation concentration. This is very important. Therefore, in either the batch reaction or the continuous reaction, the entire amount of the necessary nitrile compound is added all at once at the start of the reaction, or the nitrile compound concentration in the aqueous medium during the reaction is maintained at a saturation concentration or higher. It is preferable to sequentially add a nitrile compound to the mixture. It is also important to sufficiently mix the aqueous medium phase and the nitrile phase, which separate into two phases under standing, using a suitable mixing device such as a rotary blade or a line mixer.
【0028】ニトリル化合物を反応開始時に一括添加す
る場合のニトリル化合物の濃度の下限は、反応開始時に
おいて該ニトリル化合物の飽和濃度以上であればよい。
一方、その濃度の上限は特に限定されるものではなく、
想定する反応終了時のアミド化合物濃度およびニトリル
化合物濃度により任意に決定すればよい。また、未反応
のニトリル化合物は、反応後に蒸留等の手段により反応
液より除去することもできる。よって、想定する反応終
了時のアミド化合物濃度に達した時点でもニトリル化合
物が過剰となるようにニトリル化合物を添加することも
できる。When the nitrile compound is added all at once at the start of the reaction, the lower limit of the concentration of the nitrile compound may be at least the saturation concentration of the nitrile compound at the start of the reaction.
On the other hand, the upper limit of the concentration is not particularly limited,
The concentration may be arbitrarily determined depending on the concentration of the amide compound and the concentration of the nitrile compound at the end of the expected reaction. Unreacted nitrile compounds can also be removed from the reaction solution after the reaction by means such as distillation. Therefore, the nitrile compound can be added so that the nitrile compound becomes excessive even when the concentration of the amide compound at the end of the expected reaction is reached.
【0029】具体的には、アクリロニトリルがニトリル
化合物である場合、水に対する本化合物の飽和濃度は約
7重量%であるので、約7重量%以上、50重量%以下
の範囲が好適である。また、メタクリロニトリルまたは
クロトンニトリルがニトリル化合物である場合、水に対
するこれらの化合物の飽和濃度は約2重量%であるの
で、約2重量%以上50重量%以下の範囲が好適であ
る。Specifically, when acrylonitrile is a nitrile compound, the saturation concentration of the present compound with respect to water is about 7% by weight, so that the range of about 7% by weight to 50% by weight is preferable. When methacrylonitrile or crotonnitrile is a nitrile compound, the saturation concentration of these compounds with respect to water is about 2% by weight, so the range of about 2% by weight to 50% by weight is preferable.
【0030】本発明における反応は、一般的には常圧下
で行われるが、水性媒体中へのニトリル化合物の溶解度
を高めるために加圧下で行うこともできる。また、反応
温度に関しては、水性媒体の氷点以上であれば特に制限
されないが、好ましくは0℃から50℃、より好ましく
は10℃から30℃の範囲内で行われる。一方、pH
は、ニトリルヒドラターゼ活性が維持されている限りは
特に制限されないが、好ましくはpH6からpH10、
より好ましくはpH7からpH9の範囲内である。The reaction in the present invention is generally carried out under normal pressure, but may be carried out under pressure in order to increase the solubility of the nitrile compound in the aqueous medium. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the freezing point of the aqueous medium, but is preferably in the range of 0 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 30 ° C. On the other hand, pH
Is not particularly limited as long as the nitrile hydratase activity is maintained, but is preferably pH 6 to pH 10,
It is more preferably in the range of pH 7 to pH 9.
【0031】本発明の方法におけるアミド化合物を生成
する反応においては、ニトリルヒドラターゼが直ちに失
活するようなことはなく、むしろニトリル水和反応は良
好に進行する。そればかりか、水性媒体相中のニトリル
化合物は、反応の進行に伴って消費されると同時にニト
リル相より供給されるため、その濃度は常に飽和濃度付
近に維持される。このため、その反応温度における最大
の反応速度またはそれに近い速度でニトリル水和反応が
進行するので、相対的に短時間かつ効率的に該ニトリル
化合物から対応するアミド化合物が生成することにな
る。In the reaction for producing an amide compound in the method of the present invention, the nitrile hydratase does not immediately deactivate, but rather the nitrile hydration proceeds well. In addition, since the nitrile compound in the aqueous medium phase is consumed as the reaction proceeds and supplied from the nitrile phase, its concentration is always maintained near the saturation concentration. Therefore, the nitrile hydration reaction proceeds at or near the maximum reaction rate at the reaction temperature, so that the corresponding amide compound is efficiently produced from the nitrile compound in a relatively short time.
【0032】また、ニトリル化合物を水性媒体中での飽
和濃度以上に添加した後、反応の進行に伴って反応系内
のニトリル化合物濃度は徐々に低下し、水性媒体中の飽
和濃度以下になる。これにより反応速度も徐々に低下す
るが、その時点までは最大の反応速度またはそれに近い
速度でニトリル水和反応が進行するので、実質的に短時
間かつ効率的に該ニトリル化合物から対応するアミド化
合物が生成することになる。After the nitrile compound is added to a concentration higher than the saturation concentration in the aqueous medium, the concentration of the nitrile compound in the reaction system gradually decreases with the progress of the reaction, and becomes lower than the saturation concentration in the aqueous medium. As a result, the reaction rate also gradually decreases, but up to that point, the nitrile hydration reaction proceeds at or near the maximum reaction rate, so that the corresponding amide compound can be efficiently converted from the nitrile compound in a substantially short time. Will be generated.
【0033】さらに、本発明の製造方法によれば、水性
媒体中の該ニトリル化合物の濃度を高くすることによっ
て、微生物菌体中のアミダーゼによる対応するカルボン
酸化合物の生成が相対的に抑制されるという副次的な効
果を得ることもできる。Further, according to the production method of the present invention, by increasing the concentration of the nitrile compound in the aqueous medium, the production of the corresponding carboxylic acid compound by the amidase in the microbial cells is relatively suppressed. The secondary effect described above can also be obtained.
【0034】得られたアミド化合物は、反応液より遠心
分離等の通常の公知の方法により菌体または菌体処理物
を分離した後、そのままの水溶液として利用してもよい
し、膜濃縮やスプレードライ濃縮等の方法により濃縮し
て結晶を得ても良い。また、菌体または菌体処理物を分
離した後、活性炭、イオン交換樹脂、イオン交換膜等も
用いて着色物質等の不純物を除去することにより、アミ
ド化合物の純度をさらに高めることもできる。The obtained amide compound may be used as it is as an aqueous solution after separating cells or processed cells from the reaction solution by a usual known method such as centrifugation, or may be used for membrane concentration or spraying. Crystals may be obtained by concentration by a method such as dry concentration. In addition, after the cells or the treated cells are separated, the purity of the amide compound can be further increased by removing impurities such as coloring substances using activated carbon, an ion exchange resin, an ion exchange membrane or the like.
【0035】[0035]
【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例によって何等限定される
ものではない。尚、各実施例及び比較例におけるHPL
C分析は、カラムとして日本分光製のFinepak
SIL C18−5(250×4.6φmm)を用い、
4体積%のアセトニトリルを含む10mMリン酸水溶液
を展開液として使用した。また、アクリルアミド、メタ
クリルアミド及びクロトンアミドは220nmの吸光度
により検出し、アクリロニトリル、アクリル酸、メタク
リロニトリル及びクロトンニトリルは210nmの吸光
度により検出した。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. In addition, the HPL in each of the examples and the comparative examples
The C analysis was performed using Finepak manufactured by JASCO as a column.
Using SIL C18-5 (250 × 4.6φmm)
A 10 mM phosphoric acid aqueous solution containing 4% by volume of acetonitrile was used as a developing solution. Acrylamide, methacrylamide and crotonamide were detected by absorbance at 220 nm, and acrylonitrile, acrylic acid, methacrylonitrile and crotonnitrile were detected by absorbance at 210 nm.
【0036】[実施例1]アクリルアミド濃度耐性の測
定(1) 500mlのバッフル付三角フラスコに下記の組成の培
地100mlを調製し、121℃・20分間のオートク
レーブにより滅菌した。この培地に終濃度が50μg/
mlとなるようにアンピシリンを添加した後、MT−1
0822株(FERM BP−5785)を一白菌耳植
菌し、37℃・130rpmにて20時間培養した。遠
心分離(15000G×15分間)により菌体のみを培
養液より分離し、続いて、50mlの生理食塩水に該菌
体を再懸濁した後に、再度遠心分離を行って湿菌体を得
た。Example 1 Measurement of Acrylamide Concentration Resistance (1) 100 ml of a medium having the following composition was prepared in a 500 ml baffled Erlenmeyer flask, and sterilized in an autoclave at 121 ° C. for 20 minutes. A final concentration of 50 μg /
ml of ampicillin, and then MT-1
The 0822 strain (FERM BP-5785) was inoculated with a monobacterial ear and cultured at 37 ° C. and 130 rpm for 20 hours. Only the cells were separated from the culture solution by centrifugation (15000 G × 15 minutes). Subsequently, after resuspending the cells in 50 ml of physiological saline, the cells were centrifuged again to obtain wet cells. .
【0037】 培地組成 酵母エキストラクト 5.0g/L ポリペプトン 10.0g/L NaCl 5.0g/L 塩化コバルト・六水和物 10.0mg/L 硫酸第二鉄・七水和物 40.0mg/L pH7.5Medium Composition Yeast Extract 5.0 g / L Polypeptone 10.0 g / L NaCl 5.0 g / L Cobalt chloride hexahydrate 10.0 mg / L Ferric sulfate heptahydrate 40.0 mg / L L pH 7.5
【0038】該湿菌体10mgを10gの50mMのト
リス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、この懸濁液
にアクリロニトリルの終濃度が14重量%になるように
添加し、10℃にてかくはんを行いながら5分間反応を
行った。10mMのリン酸水溶液を90g添加して反応
を終了させた後、HPLC分析により反応終了液中のア
クリルアミド濃度を測定した。続いて、単位湿菌体及び
単位反応時間あたりのアクリルアミドの生成速度(=反
応速度)を算出した。10 mg of the wet cells were suspended in 10 g of a 50 mM aqueous solution of tris hydrochloride (pH 8.0), and added to the suspension so that the final concentration of acrylonitrile was 14% by weight. The reaction was performed for 5 minutes while stirring. After adding 90 g of a 10 mM phosphoric acid aqueous solution to terminate the reaction, the acrylamide concentration in the reaction-terminated liquid was measured by HPLC analysis. Subsequently, the production rate of acrylamide per unit wet cell and unit reaction time (= reaction rate) was calculated.
【0039】続いて、同じ該湿菌体50mgを40gの
50mMのトリス塩酸塩を含む30重量%のアクリルア
ミド水溶液(pH8.0)に懸濁し、10℃にてゆるや
かにかくはんさせながら60分間接触させた。この後、
遠心分離(15000G×15分間)により菌体のみを
懸濁液より分離した。続いて、50gの50mMのトリ
ス塩酸塩水溶液(pH8.0)に該菌体を再懸濁した後
に、再度遠心分離を行う操作を2回繰り返すことにより
該菌体を洗浄した。洗浄した該湿菌体10mgを10g
の50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁
し、この懸濁液にアクリロニトリルの終濃度が14重量
%になるように添加し、10℃にてかくはんを行いなが
ら5分間反応を行った。10mMのリン酸水溶液を90
g添加して反応を終了させた後、HPLC分析により反
応終了液中のアクリルアミド濃度を測定した。続いて、
単位湿菌体及び単位反応時間あたりのアクリルアミドの
生成速度(=反応速度)を算出した。Subsequently, 50 mg of the same wet cells were suspended in 40 g of a 30% by weight aqueous solution of acrylamide (pH 8.0) containing 50 mM of tris hydrochloride, and contacted at 10 ° C. for 60 minutes with gentle stirring. Was. After this,
Only the cells were separated from the suspension by centrifugation (15000 G × 15 minutes). Subsequently, the cells were resuspended in 50 g of a 50 mM aqueous solution of Tris hydrochloride (pH 8.0), and the operation of centrifuging again was repeated twice to wash the cells. 10 g of the washed wet cells 10 mg
Was suspended in a 50 mM aqueous solution of tris hydrochloride (pH 8.0), and the suspension was added so that the final concentration of acrylonitrile was 14% by weight. The mixture was stirred at 10 ° C. for 5 minutes while stirring. . 90 mM phosphoric acid aqueous solution
After completion of the reaction by adding g, the acrylamide concentration in the reaction-completed solution was measured by HPLC analysis. continue,
The production rate of acrylamide per unit wet cell and unit reaction time (= reaction rate) was calculated.
【0040】30重量%のアクリルアミド水溶液と接触
させる前の反応速度を100%とし、10℃にて60分
間接触させた後の反応速度を相対値として比較した。そ
の結果、相対値は70%であった。すなわち、活性残存
率は70%であった。The reaction rate before contact with a 30% by weight aqueous solution of acrylamide was taken as 100%, and the reaction rate after contacting at 10 ° C. for 60 minutes was compared as a relative value. As a result, the relative value was 70%. That is, the residual activity ratio was 70%.
【0041】[実施例2]ニトリル化合物の濃度と反応
速度の比較 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体10mgを10gの50mM
のトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、この懸
濁液にアクリロニトリルが第1表(表1)に示した終濃度
になるように添加し、10℃にてかくはんを行いながら
5分間反応を行った。10mMのリン酸水溶液を90g
添加して反応を終了させた後、HPLC分析により反応
終了液中のアクリルアミド濃度を測定した。単位湿菌体
及び単位反応時間あたりのアクリルアミドの生成速度
(=反応速度)を算出し、反応開始時のアクリロニトリ
ル濃度が1重量%の場合の反応速度を100%として、
それぞれのアクリロニトリル濃度場合の相対値を相対反
応速度として比較した(第1表(表1)及び第1図(図
1))。Example 2 Comparison of Nitrile Compound Concentration and Reaction Rate In the same manner as in Example 1, wet cells of strain MT-10822 were prepared. 10 mg of the wet cells was added to 10 g of 50 mM
Acrylonitrile was added to this suspension to a final concentration as shown in Table 1 (Table 1), and the mixture was stirred at 10 ° C. for 5 minutes while stirring. The reaction was performed. 90 g of 10 mM phosphoric acid aqueous solution
After the addition, the reaction was terminated, and the acrylamide concentration in the reaction-terminated liquid was measured by HPLC analysis. The production rate of acrylamide per unit wet cell and unit reaction time (= reaction rate) was calculated, and the reaction rate when the acrylonitrile concentration at the start of the reaction was 1% by weight was taken as 100%.
The relative value at each acrylonitrile concentration was compared as a relative reaction rate (Table 1 (Table 1) and FIG. 1 (FIG. 1)).
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[実施例3]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(1) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体1.5gを98.5gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にアクリロニトリルを36g一括添加して、1
0℃にてかくはんを行いながら反応した。反応開始から
8時間後にHPLC分析により反応液の分析を行った。
その結果、反応液中にはアクリルアミドのみが存在(濃
度=35.0重量%)しており、アクリロニトリルは認
められなかった。すなわち、転化率は100%であっ
た。Example 3 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (1) In the same manner as in Example 1, wet cells of strain MT-10822 were prepared. 1.5 g of the wet cells was added to 98.5 g of 50
The suspension was suspended in an aqueous solution of mM tris hydrochloride (pH 8.0), and 36 g of acrylonitrile was added to the suspension at a time.
The reaction was carried out at 0 ° C. while stirring. Eight hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by HPLC analysis.
As a result, only acrylamide was present (concentration = 35.0% by weight) in the reaction solution, and acrylonitrile was not observed. That is, the conversion was 100%.
【0044】[実施例4]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(2) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体1.5gを98.5gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にアクリロニトリルを12g一括添加して、1
0℃にてかくはんを行いながら反応を開始した。さらに
反応開始と同時にアクリロニトリルを1時間当たり12
gの速度で2時間添加し、アクリロニトリルを合わせて
36g添加した。反応開始から8時間後に、実施例1と
同様のHPLC分析により反応液の分析を行った。その
結果、反応液中にはアクリルアミドのみが存在(濃度=
35.0重量%)しており、アクリロニトリルは認めら
れなかった。すなわち、転化率は100%であった。Example 4 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (2) In the same manner as in Example 1, wet cells of strain MT-10822 were prepared. 1.5 g of the wet cells was added to 98.5 g of 50
The suspension was suspended in an aqueous solution of tris hydrochloride (mM) (pH 8.0).
The reaction was started while stirring at 0 ° C. Further, acrylonitrile was added at the same time as the reaction started,
g of acrylonitrile in a total amount of 36 g. Eight hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, only acrylamide was present in the reaction solution (concentration =
35.0% by weight), and no acrylonitrile was observed. That is, the conversion was 100%.
【0045】[比較例1]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(1) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体1.5gを98.5gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にアクリロニトリルを1時間当たり2gの速度
で18時間添加した。反応開始から8時間後に実施例1
と同様のHPLC分析により反応液の分析を行った。そ
の結果、反応液中のアクリルアミド濃度は17.4重量
%であり、アクリロニトリル濃度は0.8重量%であっ
た。すなわち、転化率は94%であった。さらに、反応
開始から26時間後に実施例1と同様のHPLC分析に
より反応液の分析を行った。その結果、反応液中のアク
リルアミド濃度は33.0重量%であり、アクリロニト
リル濃度は1.9重量%であった。すなわち、転化率は
93%であった。Comparative Example 1 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (1) In the same manner as in Example 1, wet cells of strain MT-10822 were prepared. 1.5 g of the wet cells was added to 98.5 g of 50
The suspension was suspended in a mM aqueous tris hydrochloride solution (pH 8.0), and acrylonitrile was added to the suspension at a rate of 2 g per hour for 18 hours. Example 1 8 hours after the start of the reaction
The reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as described above. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 17.4% by weight, and the acrylonitrile concentration was 0.8% by weight. That is, the conversion was 94%. Further, 26 hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 33.0% by weight, and the acrylonitrile concentration was 1.9% by weight. That is, the conversion was 93%.
【0046】[比較例2]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(2) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体1.5gを98.5gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にアクリロニトリルを1時間当たり1.2gの
速度で30時間添加した。反応開始から8時間後に実施
例1と同様のHPLC分析により反応液の分析を行った
ところ、反応液中のアクリルアミド濃度は10.3重量
%であり、アクリロニトリル濃度は1.0重量%であっ
た。すなわち、転化率は88%であった。さらに、反応
開始から38時間後に実施例1と同様のHPLC分析に
より反応液の分析を行った。その結果、反応液中のアク
リルアミド濃度は32.6重量%であり、アクリロニト
リル濃度は2.1重量%であった。すなわち、転化率は
92%であった。Comparative Example 2 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (2) In the same manner as in Example 1, wet cells of MT-10822 strain were prepared. 1.5 g of the wet cells was added to 98.5 g of 50
It was suspended in an aqueous solution of mM tris hydrochloride (pH 8.0), and acrylonitrile was added to the suspension at a rate of 1.2 g per hour for 30 hours. Eight hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 10.3% by weight, and the acrylonitrile concentration was 1.0% by weight. . That is, the conversion was 88%. Further, 38 hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 32.6% by weight, and the acrylonitrile concentration was 2.1% by weight. That is, the conversion was 92%.
【0047】[実施例5]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(3) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体3.0gを97.0gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にメタクリロニトリルを8.6g一括添加し
て、10℃にてかくはんを行いながら反応を開始した。
反応開始から24時間後に、実施例1と同様のHPLC
分析により反応液の分析を行った。その結果、反応液中
にはメタクリルアミドのみが存在(濃度=10.0重量
%)しており、メタクリロニトリルは認められなかっ
た。すなわち、転化率は100%であった。Example 5 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (3) In the same manner as in Example 1, wet cells of strain MT-10822 were prepared. 3.0 g of the wet cells were added to 97.0 g of 50
The suspension was suspended in an aqueous solution of mM tris hydrochloride (pH 8.0), and 8.6 g of methacrylonitrile was added to the suspension at a time, and the reaction was started while stirring at 10 ° C.
24 hours after the start of the reaction, the same HPLC as in Example 1 was performed.
The reaction solution was analyzed by analysis. As a result, only methacrylamide was present (concentration = 10.0% by weight) in the reaction solution, and methacrylonitrile was not observed. That is, the conversion was 100%.
【0048】[実施例6]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(4) 実施例1と同様の方法により、MT−10822株の湿
菌体を調製した。該湿菌体1.5gを98.5gの50
mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、こ
の懸濁液にクロトンニトリル(但し、cis体とtra
ns体の混合物)を18.7g一括添加して、10℃に
てかくはんを行いながら反応を開始した。反応開始から
24時間後に析出したクロトンアミドの結晶を30℃に
て完全に溶解した後に、実施例1と同様のHPLC分析
により反応液の分析を行った。その結果、反応液中には
クロトンアミド(但し、cis体とtrans体の混合
物)のみが存在(濃度=20.0重量%)しており、ク
ロトンニトリルは認められなかった。すなわち、転化率
は100%であった。Example 6 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (4) Wet cells of strain MT-10822 were prepared in the same manner as in Example 1. 1.5 g of the wet cells was added to 98.5 g of 50
The suspension was suspended in an aqueous solution of tris hydrochloride (mM) (pH 8.0), and crotonnitrile (provided that cis isomer and tra
(a mixture of ns forms) was added all at once, and the reaction was started while stirring at 10 ° C. The crystals of crotonamide precipitated 24 hours after the start of the reaction were completely dissolved at 30 ° C., and the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, only crotonamide (a mixture of cis- and trans-forms) was present (concentration = 20.0% by weight) in the reaction solution, and crotonnitrile was not recognized. That is, the conversion was 100%.
【0049】[実施例7]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(5) 500mlのバッフル付三角フラスコに下記の組成の培
地100mlを調製し、121℃・20分間のオートク
レーブにより滅菌した。この培地に特開平08−566
84号記載のシュードノカルディア・サーモフィラ(Ps
eudonocardia thermophila )(JCM3095)を一
白菌耳植菌し、50℃・130rpmにて72時間培養
した。遠心分離(15000G×15分間)により菌体
のみを培養液より分離し、続いて、50mlの生理食塩
水に該菌体を再懸濁した後に、再度遠心分離を行って湿
菌体を得た。Example 7 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (5) 100 ml of a medium having the following composition was prepared in a 500 ml baffled Erlenmeyer flask, and sterilized in an autoclave at 121 ° C. for 20 minutes. This medium is described in JP-A-08-566.
Pseudonocardia thermophila described in No. 84 ( Ps
Eudonocardia thermophila ) (JCM3095) was inoculated with monobacterial ears and cultured at 50 ° C. and 130 rpm for 72 hours. Only the cells were separated from the culture solution by centrifugation (15000 G × 15 minutes). Subsequently, after resuspending the cells in 50 ml of physiological saline, the cells were centrifuged again to obtain wet cells. .
【0050】 培地組成 酵母エキストラクト 5.0g/L ポリペプトン 10.0g/L trans-クロトンアミド 2.0g/L 塩化コバルト・六水和物 10.0mg/L 硫酸第二鉄・七水和物 40.0mg/L pH7.0Medium Composition Yeast Extract 5.0 g / L Polypeptone 10.0 g / L trans-crotonamide 2.0 g / L Cobalt chloride hexahydrate 10.0 mg / L Ferric sulfate heptahydrate 40 0.0 mg / L pH 7.0
【0051】該湿菌体10.0gを100gの50mM
のトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、この懸
濁液にアクリロニトリルを36g一括添加して、10℃
にてかくはんを行いながら反応を開始した。反応開始か
ら8時間後に実施例1と同様のHPLC分析により反応
液の分析を行った。その結果、反応液中にはアクリルア
ミドのみが存在(濃度=35.0重量%)しており、ア
クリロニトリルは認められなかった。すなわち、転化率
は100%であった。10.0 g of the wet cells was added to 100 g of 50 mM
Was suspended in an aqueous solution of tris hydrochloride (pH 8.0), and 36 g of acrylonitrile was added to the suspension at a time, and 10 ° C.
The reaction was started while stirring. Eight hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, only acrylamide was present (concentration = 35.0% by weight) in the reaction solution, and acrylonitrile was not observed. That is, the conversion was 100%.
【0052】[実施例8]アクリルアミド濃度耐性の測
定(2) 500mlのバッフル付三角フラスコに下記の組成の培
地100mlを調製し、121℃・20分間のオートク
レーブにより滅菌した。この培地に特公平06−551
48号記載のロドコッカス・ロドクロウスJ−1株(F
ERM BP−1478として、前記の寄託機関に特許
手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペス
ト条約に基づいて寄託されており、万人に対し請求によ
り分譲される)を一白菌耳植菌し、30℃・130rp
mにて72時間培養した。遠心分離(15000G×1
5分)により菌体のみを培養液より分離し、続いて、5
0mlの生理食塩水に該菌体を再懸濁した後に、再度遠
心分離を行って湿菌体を得た。Example 8 Measurement of Resistance to Acrylamide Concentration (2) 100 ml of a medium having the following composition was prepared in a 500 ml Erlenmeyer flask with a baffle, and sterilized in an autoclave at 121 ° C. for 20 minutes. In this medium, Japanese Patent Publication No. 06-551
No. 48, Rhodococcus rhodochrous J-1 strain (F
ERM BP-1478 has been deposited with the depositary institution under the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for Patent Procedures, and will be distributed to all persons upon request). And 30 ℃ ・ 130rpm
m for 72 hours. Centrifugation (15000G x 1
5 minutes) to separate only the cells from the culture solution.
After resuspending the cells in 0 ml of physiological saline, the cells were again centrifuged to obtain wet cells.
【0053】 培地組成 グルコース 10.0g/L リン酸二水素一カリウム 0.5g/L リン酸一水素二カリウム 0.5g/L 硫酸マグネシウム・七水和物 0.5g/L 酵母エキストラクト 1.0g/L ペプトン 7.5g/L 尿素 7.5g/L 塩化コバルト・六水和物 10.0mg/L pH7.2Medium Composition Glucose 10.0 g / L Monopotassium dihydrogen phosphate 0.5 g / L Dipotassium monohydrogen phosphate 0.5 g / L Magnesium sulfate / heptahydrate 0.5 g / L Yeast extract 0 g / L Peptone 7.5 g / L Urea 7.5 g / L Cobalt chloride hexahydrate 10.0 mg / L pH 7.2
【0054】該湿菌体10mgを10gの50mMのト
リス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁し、この懸濁液
にアクリロニトリルの終濃度が14重量%になるように
添加し、10℃にてかくはんを行いながら5分間反応を
行った。10mMのリン酸水溶液を90g添加して反応
を終了させた後、HPLC分析により反応終了液中のア
クリルアミド濃度を測定した。続いて、単位湿菌体及び
単位反応時間あたりのアクリルアミドの生成速度(=反
応速度)を算出した。10 mg of the wet cells were suspended in 10 g of a 50 mM aqueous solution of tris hydrochloride (pH 8.0), and added to the suspension so that the final concentration of acrylonitrile was 14% by weight. The reaction was performed for 5 minutes while stirring. After adding 90 g of a 10 mM phosphoric acid aqueous solution to terminate the reaction, the acrylamide concentration in the reaction-terminated liquid was measured by HPLC analysis. Subsequently, the production rate of acrylamide per unit wet cell and unit reaction time (= reaction rate) was calculated.
【0055】続いて、同じ該湿菌体50mgを40gの
50mMのトリス塩酸塩を含む30重量%のアクリルア
ミド水溶液(pH8.0)に懸濁し、10℃にてゆるや
かにかくはんさせながら60分間接触させた。この後、
遠心分離(15000G×15分間)により菌体のみを
懸濁液より分離した。続いて、50gの50mMのトリ
ス塩酸塩水溶液(pH8.0)に該菌体を再懸濁した後
に、再度遠心分離を行う操作を2回繰り返すことにより
該菌体を洗浄した。洗浄した該湿菌体10mgを10g
の50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.0)に懸濁
し、この懸濁液にアクリロニトリルの終濃度が14重量
%になるように添加し、10℃にてかくはんを行いなが
ら5分間反応を行った。10mMのリン酸水溶液を90
g添加して反応を終了させた後、HPLC分析により反
応終了液中のアクリルアミド濃度を測定した。続いて、
単位湿菌体及び単位反応時間あたりのアクリルアミドの
生成速度(=反応速度)を算出した。Subsequently, 50 mg of the same wet cells were suspended in 40 g of a 30% by weight aqueous solution of acrylamide (pH 8.0) containing 50 mM of tris hydrochloride, and contacted at 10 ° C. for 60 minutes with gentle stirring. Was. After this,
Only the cells were separated from the suspension by centrifugation (15000 G × 15 minutes). Subsequently, the cells were resuspended in 50 g of a 50 mM aqueous solution of Tris hydrochloride (pH 8.0), and the operation of centrifuging again was repeated twice to wash the cells. 10 g of the washed wet cells 10 mg
Was suspended in a 50 mM aqueous solution of tris hydrochloride (pH 8.0), and the suspension was added so that the final concentration of acrylonitrile was 14% by weight. The mixture was stirred at 10 ° C. for 5 minutes while stirring. . 90 mM phosphoric acid aqueous solution
After completion of the reaction by adding g, the acrylamide concentration in the reaction-completed solution was measured by HPLC analysis. continue,
The production rate of acrylamide per unit wet cell and unit reaction time (= reaction rate) was calculated.
【0056】30重量%のアクリルアミド水溶液と接触
させる前の反応速度を100%とし、10℃にて60分
間接触させた後の反応速度を相対値として比較した。そ
の結果、相対値は95%であった。すなわち、活性残存
率は95%であった。The reaction rate before contacting with a 30% by weight aqueous solution of acrylamide was taken as 100%, and the reaction rate after contacting at 10 ° C. for 60 minutes was compared as a relative value. As a result, the relative value was 95%. That is, the residual activity ratio was 95%.
【0057】[実施例9]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(6) 実施例8と同様の方法により、ロドコッカス・ロドクロ
ウスJ−1株の湿菌体を調製した。該湿菌体0.15g
を100gの50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.
0)に懸濁し、この懸濁液にアクリロニトリルを60g
一括添加して、20℃にてかくはんを行いながら反応を
開始した。反応開始から8時間後に実施例1と同様のH
PLC分析により反応液の分析を行った。その結果、反
応液中にはアクリルアミドのみが存在(濃度=50.0
重量%)しており、アクリロニトリルおよびアクリル酸
は認められなかった。すなわち、転化率は100%であ
った。[Example 9] Conversion of nitrile compound to amide compound (6) In the same manner as in Example 8, wet cells of Rhodococcus rhodochrous J-1 strain were prepared. 0.15 g of the wet cells
With 100 g of a 50 mM Tris hydrochloride aqueous solution (pH 8.
0), and 60 g of acrylonitrile was added to this suspension.
The reaction was added at once and the reaction was started while stirring at 20 ° C. 8 hours after the start of the reaction, the same H
The reaction solution was analyzed by PLC analysis. As a result, only acrylamide was present in the reaction solution (concentration = 50.0
% By weight), and neither acrylonitrile nor acrylic acid was found. That is, the conversion was 100%.
【0058】[実施例10]ニトリル化合物のアミド化
合物への変換(7) 実施例8と同様の方法により、ロドコッカス・ロドクロ
ウスJ−1株の湿菌体を調製した。該湿菌体0.15g
を100gの50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.
0)に懸濁し、この懸濁液にアクリロニトリルを60g
一括添加して、10℃にてかくはんを行いながら反応を
開始した。反応開始から8時間後に実施例1と同様のH
PLC分析により反応液の分析を行った。その結果、反
応液中のアクリルアミド濃度は47.7重量%であり、
アクリロニトリル濃度は1.9重量%であった。すなわ
ち、転化率は95%であった。さらに、反応開始から1
2時間後に実施例1と同様のHPLC分析により反応液
の分析を行った。その結果、反応液中のアクリルアミド
濃度は50.0重量%、アクリル酸濃度は0.05重量
%であり、アクリロニトリルは認められなかった。すな
わち、転化率は100%であった。Example 10 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (7) In the same manner as in Example 8, wet cells of Rhodococcus rhodochrous J-1 strain were prepared. 0.15 g of the wet cells
With 100 g of a 50 mM Tris hydrochloride aqueous solution (pH 8.
0), and 60 g of acrylonitrile was added to this suspension.
The reaction was started at a time while stirring at 10 ° C. 8 hours after the start of the reaction, the same H
The reaction solution was analyzed by PLC analysis. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 47.7% by weight,
The acrylonitrile concentration was 1.9% by weight. That is, the conversion was 95%. In addition, 1
Two hours later, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the concentration of acrylamide in the reaction solution was 50.0% by weight, the concentration of acrylic acid was 0.05% by weight, and acrylonitrile was not observed. That is, the conversion was 100%.
【0059】[実施例11]ニトリル化合物のアミド化
合物への変換(8) 実施例8と同様の方法により、ロドコッカス・ロドクロ
ウスJ−1株の湿菌体を調製した。該湿菌体0.15g
を100gの50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.
0)に懸濁し、この懸濁液にアクリロニトリルを20g
一括添加して、10℃にてかくはんを行いながら反応を
開始した。さらに反応開始と同時にアクリロニトリルを
1時間当たり20gの速度で2時間添加し、アクリロニ
トリルを合わせて60g添加した。反応開始から8時間
後に実施例1と同様のHPLC分析により反応液の分析
を行った。その結果、反応液中のアクリルアミド濃度は
46.7重量%であり、アクリロニトリル濃度は2.6
重量%であった。すなわち、転化率は93%であった。
さらに、反応開始から12時間後に実施例1と同様のH
PLC分析により反応液の分析を行った。その結果、反
応液中のアクリルアミド濃度は50.0重量%、アクリ
ル酸濃度は0.05重量%であり、アクリロニトリルは
認められなかった。すなわち、転化率は100%であっ
た。[Example 11] Conversion of nitrile compound to amide compound (8) In the same manner as in Example 8, wet cells of Rhodococcus rhodochrous J-1 strain were prepared. 0.15 g of the wet cells
With 100 g of a 50 mM Tris hydrochloride aqueous solution (pH 8.
0), and 20 g of acrylonitrile was added to this suspension.
The reaction was started at a time while stirring at 10 ° C. Further, acrylonitrile was added at a rate of 20 g per hour for 2 hours simultaneously with the start of the reaction, and a total of 60 g of acrylonitrile was added. Eight hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 46.7% by weight, and the acrylonitrile concentration was 2.6.
% By weight. That is, the conversion was 93%.
Further, 12 hours after the start of the reaction, the same H as in Example 1 was used.
The reaction solution was analyzed by PLC analysis. As a result, the concentration of acrylamide in the reaction solution was 50.0% by weight, the concentration of acrylic acid was 0.05% by weight, and acrylonitrile was not observed. That is, the conversion was 100%.
【0060】[比較例3]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(3) 実施例8と同様の方法により、ロドコッカス・ロドクロ
ウスJ−1株の湿菌体を調製し、該湿菌体0.15gを
100gの50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.
0)に懸濁し、この懸濁液にアクリロニトリルを1時間
当たり3gの速度で20時間添加した。反応開始から8
時間後に実施例1と同様のHPLC分析により反応液の
分析を行ったところ、反応液中のアクリルアミド濃度は
23.6重量%であり、アクリロニトリル濃度は1.7
重量%であった。すなわち、転化率は91%であった。
さらに、反応開始から32時間後に実施例1と同様のH
PLC分析により反応液の分析を行った。その結果、反
応液中のアクリルアミド濃度は46.1重量%、アクリ
ル酸濃度は0.2重量%であり、アクリロニトリル濃度
は2.9重量%であった。すなわち、転化率は92%で
あった。Comparative Example 3 Conversion of Nitrile Compound to Amide Compound (3) Wet cells of Rhodococcus rhodochrous J-1 strain were prepared in the same manner as in Example 8, and 0.15 g of the wet cells was prepared. With 100 g of a 50 mM Tris hydrochloride aqueous solution (pH 8.
0), and acrylonitrile was added to the suspension at a rate of 3 g per hour for 20 hours. 8 from the start of the reaction
After a lapse of time, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. The acrylamide concentration in the reaction solution was 23.6% by weight, and the acrylonitrile concentration was 1.7.
% By weight. That is, the conversion was 91%.
Further, 32 hours after the start of the reaction, the same H
The reaction solution was analyzed by PLC analysis. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 46.1% by weight, the acrylic acid concentration was 0.2% by weight, and the acrylonitrile concentration was 2.9% by weight. That is, the conversion was 92%.
【0061】[比較例4]ニトリル化合物のアミド化合
物への変換(4) 実施例8と同様の方法により、ロドコッカス・ロドクロ
ウスJ−1株の湿菌体を調製し、該湿菌体0.15gを
100gの50mMのトリス塩酸塩水溶液(pH8.
0)に懸濁し、この懸濁液にアクリロニトリルを1時間
当たり2gの速度で30時間添加した。反応開始から8
時間後に実施例1と同様のHPLC分析により反応液の
分析を行った。その結果、反応液中のアクリルアミド濃
度は16.4重量%であり、アクリロニトリル濃度は
1.5重量%であった。すなわち、転化率は89%であ
った。さらに、反応開始から42時間後に実施例1と同
様のHPLC分析により反応液の分析を行った。その結
果、反応液中のアクリルアミド濃度は43.5重量%、
アクリル酸濃度は0.3重量%であり、アクリロニトリ
ル濃度は4.8重量%であった。すなわち、転化率は8
7%であった。[Comparative Example 4] Conversion of nitrile compound to amide compound (4) A wet cell of Rhodococcus rhodochrous J-1 strain was prepared in the same manner as in Example 8, and 0.15 g of the wet cell was prepared. With 100 g of a 50 mM Tris hydrochloride aqueous solution (pH 8.
0), and acrylonitrile was added to the suspension at a rate of 2 g per hour for 30 hours. 8 from the start of the reaction
After a lapse of time, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 16.4% by weight, and the acrylonitrile concentration was 1.5% by weight. That is, the conversion was 89%. Further, 42 hours after the start of the reaction, the reaction solution was analyzed by the same HPLC analysis as in Example 1. As a result, the acrylamide concentration in the reaction solution was 43.5% by weight,
The acrylic acid concentration was 0.3% by weight, and the acrylonitrile concentration was 4.8% by weight. That is, the conversion is 8
7%.
【0062】[0062]
【発明の効果】本発明の方法によれば、従来に比べより
短期間内に少量の酵素量で高ニトリル濃度の反応液を得
ることが可能であり、ニトリル化合物から対応するアミ
ド化合物を効率的に製造することが可能となる。しか
も、本発明の方法によれば、ニトリル化合物に対応する
カルボン酸化合物の副成も抑制される。そのため、本発
明の方法は、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物を
利用した工業的なアミド化合物の生産にとって極めて有
用である。According to the method of the present invention, it is possible to obtain a reaction solution having a high nitrile concentration with a small amount of enzyme within a shorter period of time than in the conventional method, and to efficiently convert a corresponding amide compound from a nitrile compound. Can be manufactured. Moreover, according to the method of the present invention, the by-product of the carboxylic acid compound corresponding to the nitrile compound is also suppressed. Therefore, the method of the present invention is extremely useful for industrial amide compound production using a microorganism that produces nitrile hydratase.
【0063】[0063]
【0064】配列番号:1 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の特徴 他の情報:ニトリルヒドラターゼαサブユニットの部分
配列 配列 Val Cys Xaa Leu Cys Ser Cys Tyr Pro Trp Pro Xaa Leu Gly Leu Pro 5 10 15 Pro Xaa Trp Xaa Lys 20 21SEQ ID NO: 1 Sequence length: 21 Sequence type: Amino acid Topology: Linear Sequence characteristics Other information: Partial sequence of nitrile hydratase α subunit Sequence Val Cys Xaa Leu Cys Ser Cys Tyr Pro Trp Pro Xaa Leu Gly Leu Pro 5 10 15 Pro Xaa Trp Xaa Lys 20 21
【0065】配列番号:2 配列の長さ:20 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の特徴 他の情報:ニトリルヒドラターゼαサブユニットの部分
配列 配列 Val Cys Xaa Leu Cys Ser Cys Xaa Trp Pro Xaa Leu Gly Leu Pro Pro 5 10 15 Xaa Trp Tyr Lys 20SEQ ID NO: 2 Sequence length: 20 Sequence type: amino acid Topology: linear Sequence characteristics Other information: Partial sequence of nitrile hydratase α subunit Sequence Val Cys Xaa Leu Cys Ser Cys Xaa Trp Pro Xaa Leu Gly Leu Pro Pro 5 10 15 Xaa Trp Tyr Lys 20
【図1】反応開始時のアクリロニトリル濃度に対する反
応速度を比較した図である。横軸は反応開始時のアクリ
ロニトリル濃度(重量%)、縦軸は相対反応速度(%)
を表している。FIG. 1 is a diagram comparing the reaction rates with respect to the acrylonitrile concentration at the start of the reaction. The horizontal axis is the acrylonitrile concentration at the start of the reaction (% by weight), and the vertical axis is the relative reaction rate (%).
Is represented.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:01) (72)発明者 鈴木 正 千葉県茂原市東郷1144番地 三井東圧化学 株式会社内 (72)発明者 中村 武史 千葉県茂原市東郷1144番地 三井東圧化学 株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C12R 1:01) (72) Inventor Tadashi Suzuki 1144 Togo, Mobara-shi, Chiba Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Nakamura Chiba 1144 Togo, Mobara City Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd.
Claims (7)
の菌体またはその菌体処理物を利用してアクリロニトリ
ルからアクリルアミドを製造する方法であって、30重
量%のアクリルアミド水溶液中で該微生物の菌体を10
℃にて60分間処理した後にもニトリルヒドラターゼの
活性を保持しているような該微生物の菌体または菌体処
理物を水性媒体中でアクリロニトリルと接触させてアク
リルアミドを生成させる反応の反応開始時または反応途
中のアクリロニトリル濃度が水性媒体中でのアクリロニ
トリルの飽和濃度以上となるように反応液にアクリロニ
トリルを添加することを特徴とするアクリルアミドの製
造方法。1. A method for producing acrylamide from acrylonitrile using the cells of a microorganism that produces nitrile hydratase or a treated product thereof, comprising the steps of: 10
At the beginning of the reaction for producing acrylamide by contacting the cells of the microorganism or the treated cells with acrylonitrile in an aqueous medium after maintaining the nitrile hydratase activity even after treatment at 60 ° C. for 60 minutes. Alternatively, a method for producing acrylamide, comprising adding acrylonitrile to a reaction solution such that the acrylonitrile concentration during the reaction is equal to or higher than the acrylonitrile saturation concentration in an aqueous medium.
濃度が30重量%以上となるようにアクリロニトリルを
添加することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein acrylonitrile is added so that the acrylamide concentration in the reaction solution after the reaction is 30% by weight or more.
の菌体またはその菌体処理物を利用してメタクリルニト
リルからメタクリルアミドを製造する方法であって、3
0重量%のアクリルアミド水溶液中で該微生物の菌体を
10℃にて60分間処理した後にもニトリルヒドラター
ゼの活性を保持しているような該微生物の菌体または菌
体処理物を水性媒体中でメタクリルニトリルと接触させ
てメタクリルアミドを生成させる反応の反応開始時また
は反応途中のメタクリルニトリル濃度が水性媒体中での
アクリロニトリルの飽和濃度以上となるように反応液に
メタクリルニトリルを添加することを特徴とするメタク
リルアミドの製造方法。3. A method for producing methacrylamide from methacrylonitrile using the cells of a microorganism producing nitrile hydratase or a treated product thereof, comprising the steps of:
After treating the cells of the microorganism in a 0% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C. for 60 minutes, the cells of the microorganism or the treated product of the microorganism which retain the nitrile hydratase activity in an aqueous medium The method is characterized in that methacrylonitrile is added to the reaction solution such that the methacrylonitrile concentration at the start of the reaction for producing methacrylamide by contact with methacrylonitrile or during the reaction is equal to or higher than the saturated concentration of acrylonitrile in the aqueous medium. A method for producing methacrylamide.
の菌体またはその菌体処理物を利用してクロトンニトリ
ルからクロトンアミドを製造する方法であって、30重
量%のアクリルアミド水溶液中で該微生物の菌体を10
℃にて60分間処理した後にもニトリルヒドラターゼの
活性を保持しているような該微生物の菌体または菌体処
理物を水性媒体中でクロトンニトリルと接触させてクロ
トンアミドを生成させる反応の反応開始時または反応途
中のクロトンニトリル濃度が水性媒体中でのクロトンニ
トリルの飽和濃度以上となるように反応液にクロトンニ
トリルを添加することを特徴とするクロトンアミドの製
造方法。4. A method for producing crotonamide from crotonnitrile using the cells of a microorganism that produces nitrile hydratase or a treated product thereof, comprising the steps of producing the crotonamide in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide. 10 body
Reaction of the reaction for producing crotonamide by contacting the cells of the microorganism or the treated product thereof with crotonnitrile in an aqueous medium after retaining the nitrile hydratase activity even after treatment at 60 ° C for 60 minutes. A method for producing crotonamide, comprising adding crotonnitrile to a reaction solution such that the crotonnitrile concentration at the start or during the reaction is equal to or higher than the saturated concentration of crotonnitrile in an aqueous medium.
の菌体を30重量%のアクリルアミド水溶液中で10℃
にて60分間処理した後にもニトリルヒドラターゼの活
性を保持しているような該微生物が発現しているニトリ
ルヒドラターゼが、αサブユニット内に配列表の配列番
号1記載のアミノ酸配列または配列表の配列番号2記載
のアミノ酸配列を有していることを特徴とする請求項1
から請求項4に記載の製造方法。5. A method of producing a nitrile hydratase-producing microorganism in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C.
The nitrile hydratase expressed by the microorganism which retains the nitrile hydratase activity even after the treatment for 60 minutes in the α subunit has an amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or a sequence listing in the α subunit. Having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
The production method according to claim 4.
の菌体を30重量%のアクリルアミド水溶液中で10℃
にて60分間処理した後にもニトリルヒドラターゼの活
性を保持しているような該微生物が、ノカルディア(Noc
ardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、
バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュード
モナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)
属、ロドコッッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクタ
ー(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacte
r)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウ
ム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エン
テロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwini
a)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Ci
trobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、
アグロバクテリウム(Agrobacterium)属またはシュード
ノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物である
ことを特徴とする請求項1から請求項4に記載の製造方
法。6. The cells of a nitrile hydratase-producing microorganism are placed in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C.
The microorganism which retains nitrile hydratase activity even after treatment for 60 minutes with Nocardia ( Nocdia)
ardia) genus Corynebacterium (Corynebacterium) genus,
Bacillus (Bacillus), Bacillus thermophilic, Pseudomonas (Pseudomonas) genus, Micrococcus (Micrococcus)
Genus, Rhodococcus ( Rhodococcus ), Acinetobacter ( Acinetobacter ), Xanthobacter ( Xanthobacte
r ) genus, Streptomyces ( Streptomyces ) genus, Rhizobium ( Rhizobium ) genus, Klebsiella ( Klebsiella ) genus, Enterobacter ( Enterobacter ) genus, Erwinia ( Erwini
a) the genus, Earomonasu (Aeromonas) genus, Citrobacter (Ci
trobacter ) genus, Achromobacter ( Achromobacter ) genus,
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the microorganism is a microorganism belonging to the genus Agrobacterium or the genus Pseudonocardia .
の菌体を30重量%のアクリルアミド水溶液中で10℃
にて60分間処理した後にもニトリルヒドラターゼの活
性を保持しているような該微生物が、シュードノカルデ
ィア・サーモフィラ(Pseudonocardia thermophila JCM
3095)由来のニトリルヒドラターゼ遺伝子を発現させた
遺伝子組換え微生物であることを特徴とする請求項1か
ら請求項4に記載の製造方法。7. The cells of a nitrile hydratase-producing microorganism are placed in a 30% by weight aqueous solution of acrylamide at 10 ° C.
Microorganisms that retain nitrile hydratase activity even after treatment for 60 minutes with Pseudonocardia thermophila JCM
30. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the microorganism is a genetically modified microorganism expressing a nitrile hydratase gene derived therefrom.
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