JPS58158190A - D(−)−β−ヒドロキシ酪酸の製造法 - Google Patents

D(−)−β−ヒドロキシ酪酸の製造法

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JPS58158190A
JPS58158190A JP57042361A JP4236182A JPS58158190A JP S58158190 A JPS58158190 A JP S58158190A JP 57042361 A JP57042361 A JP 57042361A JP 4236182 A JP4236182 A JP 4236182A JP S58158190 A JPS58158190 A JP S58158190A
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acid
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hydroxybutyric acid
hydroxybutyric
butyric
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Junzo Hasegawa
淳三 長谷川
Masahiro Ogura
小倉 正博
Hiroshi Kanema
金間 弘
Hajime Kawarada
川原田 肇
Kiyoshi Watanabe
清 渡辺
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微生物によるD←)−β−ヒドロキシ酪酸の製
造法に関する。更に詳しくはキャンデイダ属に属し、ク
ロトン酸または酪酸をD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変
換する能力を有する微生物をクロトン酸または酪酸ある
いは該微生物が酪酸またはD←)−β−ヒドロキシ酪酸
に変換しうる基質生接触反応させ、生成するD←)−β
−ヒドロキシ酪酸を採取することを特徴とするD←)−
β−ヒドロキシ酪酸の製造法に関するものである。
光学活性なり←)−β−ヒドロキシ酪酸は、2種の異な
る官能基をもつ化合物であるところから医薬・農薬・香
料等の合成原料として好都合な物質である。ところがD
←)−β−ヒドロキシ酪酸の製造法に関して化学合成し
たDL(ト)−β−ヒドロキシ酪酸の光学分割法、およ
びプルカリゲネス属、バチルス属等の細菌をグJレコー
スやメタノール等の炭素源を含む培地で培養し得る方法
(特開昭55−18794)等があるが、いづれも収量
および価格の面でとうてい工業的に利用しうるものでは
ないと考えられる。
そこで本発明者等は、安価でかつ効率的なり←)−β−
ヒドロキシ酪酸の製造法を開発すべく研究を重ねだ結果
、酪酸あるいはクロトン酸を“D←)−β−ヒドロキシ
酪酸に変換する能力を有する微生物の存在を見い出した
。例えばキャンデイダ・ルゴーザ(Candj+ia 
rugosa )  工FO0750がその能力を有す
ることが見い出された。更に本発明の意図するところを
最大限に発揮するためには、酪酸あるいはクロトン酸を
D←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換する能力を有する微
生物を変異し、D(−)−β−ヒドロキシ酪酸の資化性
を低下もしくは欠損せしめた変異株を用いて実施するの
が好ましいことも見い出した。
またD←)−β−ヒドロキシ酪酸製造の原料としては酪
酸、クロトン酸の外にブチ5ルアルコール、ブチルアル
デヒド、ブチロアミン、無水醋酸等の該微生物が容易に
酪酸またはDト)−β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基
質も使用しうろことも見い出した。
本発明に使用しうる微生物としてキャンデイダ−7L7
ゴーザ(Candida rugosa ) IFO0
750゜キャンディダ脅パラプシロシi (Candi
daparapsj、]osis)工F0 070Bお
よび天然から分離したキャンデイダ属に属する微生物が
含まれるが、醋酸あるいはクロトン酸をD←)−β−ヒ
ドロキシ酪酸に変換する能力を有する微生物I であれ
ば同様に実施できる。
微生物とクロトン酸、酪酸あるいは該微生物が酪酸また
はD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基質とを接
触反応させD←)−β−ヒドロキシ醋酸へ変換させる方
法として、微生物を栄養培地で培養し、得た培養液に、
あるいは培養液から微生物を分離して菌体懸濁液を調製
し、それにクロトン酸あるいは酪酸あるいは該微生物が
酪酸またはD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基
質を作用させる方法、あるいは酪酸、クロトン酸あるい
は該微生物が酪酸またはD←)−β−ヒドロキシ酪酸に
変換しうる基質を添加した培地で微生物を培養すること
により、微生物を上記化合物に作用させる方法等がある
。また分離菌体は菌体懸濁液あるいは水不溶性ポリマー
等で固定化した状態でも用いうる。
微生物とクロトン酸または酪酸あるいは該微生物が酪酸
またはD←)−β−ヒドロキン酪酸に変換しうる基質と
の接触反応時に、該微生物が利用しうるエネルギー源を
補給すればD←)−β−ヒドロキシ酪酸の生産性は向上
する。この際の好ましいエネルギー源としてはグルコー
ス、エタノール、グリセロール、酢酸等がある。
通常の微生物はD←)−β−ヒドロキシ酪酸の代謝速度
が早いためD←)−β−ヒドロキシ酪酸の蓄積量は少な
いので、更に効率的に多量に蓄積させるためには、先に
も述べたとおシ、D(−)−β−ヒドロキシ酪酸の資化
性の低いか、もしくは欠損した変異株を使用することが
有利である。この様な菌株を得るには人工変異あるいは
自然変異を利用するが、効率的に行なうには通常人工変
異が用いられる。人工変異の方法としては、X線照射、
紫外線照射、γ線処理、およびN−メチル−N−二トロ
ーN′−二トロソクアニジン(NTG )などの変異誘
起剤による処理が用いられる。例えば具体的な例として
本発明者等がD←)−β−ヒドロキシ酪酸資化能の欠損
した変異株を得るために行なったNTGによる変異方法
の1例を示すと次のとおシである。ただし、目的とする
変異株が得られれば良いのであってこの方法に限定され
るものではない。
保存用スラント(キャンデイダ・ルゴーザIFO075
0)より1白金耳をグルコース40if。
(NH4)2HPO413f、  KH*PO< 7g
、  JSO4”7HzOo、sf、 ZnSO4・7
HzO60’19.  FeSO4・7H=09QWI
g、 CuBOa・5)120 5Q、   M rl
sO4+ 4H2’0 10巧、   NaC10,1
F。
ビオチン1yNi、  チアミン2rn9.水1 /、
  pH7,2の組成から成るS培地3011/を50
0 wrl容フラスコに入れ接種し、60″C520時
間振とう培養した。その培養液1.5 mlを0.5 
M !Jン酸緩衝液(pH70)で洗浄後、0.511
9 /me NTG溶液3m1K懸濁し、4”C,60
分放置した。その後、同じ緩衝液で6回洗浄し、次の組
成から成る固型平板培地C培地(グルコース20f、イ
ーストエキスsp、肉エキス10f1ペプトン10f、
寒天20g、水11.pH7,0)に塗布し、コロニー
を出現させた。このコロニーをS培地のグルコースの代
りに酪酸10g、寒天20Fを加えたpH7,0のS培
地にレプリカした。このS培地上で生育不良な菌株(酪
酸非資化性菌)を選んだ。この様な方法で得た酪酸非資
化性菌を、実施例1に示すと同様な条件で培養を行ない
、D←)−β−ヒドロキシ酪酸高濃度蓄積株を選択した
。とのようにして選んだ変異株は、いづれもD←)−β
−ヒドロキシ酪酸資化性が著しく低下しており、本発明
に利用できる。
本発明を実施するため、上記の方法で得た変異株の例と
してキャンテ°イダ・ルゴーザKT8202株がある。
この変異株の菌学的性質として表1に示すごとく親株と
殆んど差は認められないが、酪酸、β−ヒドロキシ酪酸
の資化性において著しい差が認められる。
表  1 米S培地において、それぞれの化合物を唯一工業技術院
微生物工業研究所へ微生物保管委託申請受理番号第11
1号として寄託しである。
本発明に使用する培地はグルコース、グリセリン等の炭
素源、アンモニア、硫安、ペプトン、カザミノ酸等の無
機、有機の含窒素化合物の窒素源、リン酸カリウム、硫
安マグネシウム等の生育に必要な無機塩類に更にビオチ
ン等のどりミソ類・その他必要に応じて過電の微生物O
竣111に用いられゐsAo栄養源な適宜配合して用い
ることができる。#費には殺菌し九培地に曹を接種し、
20〜451:0温度でl116〜9に保ちつつ1〜1
0日関遥気攪拌、振とり培養など好気約に行なう、培養
の初期は菌体の生育があ)、その後D←)−β−とドロ
奢S’1lllO生慶が行なわれる。tたD(へ)−β
−ヒドロキV酪霞生産時にエネにギー源としてダにコー
ス啼を補給すれば効率良く齋量KD←)−β−ヒドロ年
sy@鹸の生産が行なわれゐ、酪酸等の原料は墳IIO
初期から皓地に加えておいても、画体生育後中和して添
加してもいづれでも廉い。
培養液あるいは画体反応液から生威し九塾←)−β−*
 F a * V@@0[lIXす!にハ、 jllt
OヒドロキV*0[il収方法に用いられる手段を用い
ることができる1例えば菌体除去@OD←)−β−ヒド
ロ奢VllI鐙含有波を濃細し、硫酸等0鐙”t” p
 HをLS以下に下げ、このものよ)工−テν、#酸エ
チル等で抽出し、溶剤を除去螢、減圧蒸留すれば純粋な
り←)−β−ヒドロキシ酪酸を容易にうることかできる
以下実施例によシ本発明を具体的に説明するが本発明は
実施例のみに限定されるものではない。
実施例1 グル:l−ス401 、  (NHa )2HPO41
5g、 KH,po。
7g、  M7SO4”7H200,8g、  ZnS
O4・7Hz060’Q。
Fe5Oa7H2090WI9.  pusO4−5H
205W9*  Mn5On”4H,Ol0IW、  
NaC10,1g、イーストエキス5y。
酪酸20g(11当#))の組成からなる培地をNaO
Hテp H7,2とし、30 mlを500 ”at容
フラスコに入れ殺菌後、キャンディダ・ルゴーザKT8
2[]2株を接種し、30 ’C15日間振とう培養し
た。pHは7oに保ち、かつ毎日グルコースを2%添加
した。培養終了後、生成したD←)−β−ヒドロキシ酪
酸をガスクロマトグラフィ−(fft谷川等用ジャーナ
ル・オブ・ファーメンティジョン・テクノロジー誌(J
ournal ofFermentatj、On Te
chnO]Ogy) s q巻、2033419B1)
で定量した結果13ηi weの蓄積が認められた。
上記条件での培養液を14集め遠心分離により除菌後、
上清を減圧下20(]+rまで濃縮した。
これを硫酸でpH2,0となし、酢酸エチル500耐で
6回抽出した。溶剤を減圧下除去し、黄色油状物20f
を得た。これを減圧上蒸留し、(127’C/ 18 
rrrmHf )無色油状物8.3Nを得た。
この物質はNMR,工R,ガスクロマド分析ニよりβ−
ヒドロキシ酪酸と同定された。更に旋光度を測定した結
果[a、125−23.oo(C=61.水)を示し、
D←)−β−ヒドロキシ酪酸であると同定された。
実施例2 実施例1に示した培地から酪酸を除いた培地3ovtl
を500 ml容フラスコに入れ、殺菌後。
変異株KT8202株を植菌し、30 ’Cで24時時
間表り培養した。この培養液各々に無水酪酸、クロトン
酸、ブチロアミンを別々に600〜、ブチ!レアルコー
ル3001119%ブチルア々デヒド150rR9各々
別々に添加し、pHf!−Z(Hに調整した。更に各フ
ラスコにグル:x −y、 ヲ600119づつ毎日添
加し、かつpHをZOに保ちつつ4日間振とう培養を行
なった。培養終了後、生成したD←)−β−ヒドロキシ
醋酸をガスクロマトグラフィーで分析した結果表2の如
くであった。
表  2 実施例3 実施例1と同様に培養し、培養開始後、24゜48.7
2時時間上二ネVギー源としてグルコース600〜また
はグリセロール600η、または24,36.4B、6
0,72.84時間目にエタノ−ル0.3 ytl、ま
たは酢酸0.3 mlを添加し、pHを70に維持しつ
つ96時時間表ぅ培養した。
培養終了後の培養液中のD←)−β−ヒトpキシ酪酸の
生成量は表5の如くであった。
表  6 特許出願人 鐘淵化学工業株式会社 代理人弁理士浅野真−

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  キャンデイダ属に属し、クロトン酸または醋
    酸をD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換する能力を有す
    る微生物を、クロトン酸または醋酸あるいは該微生物が
    酪酸またはD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基
    質と接触反応させ、生成するD←)−β−ヒドロキシ酪
    酸を採取することを特徴とするD←)−β−ヒドロキシ
    酪酸の製造法。
  2. (2)微生物がキャンデイダ・ルゴーザである特許請求
    の範囲第1項記載の製造法。
  3. (3)@生物がD←)−β−ヒドロキシ酪酸資化能の低
    いか、もしくは欠損した変異株である特許請求の範囲第
    1項記載の製造法。
  4. (4)変異株がキャンデイダ・ルゴーザかう誘導された
    微生物である特許請求の範囲第3項記載の製造法。
  5. (5)  II生物が酪酸またはD←)−β−ヒドロキ
    シ酪酸に変換しうる基質が、ブチルアルコール、ブチル
    アルデヒド、ブチロアミンまたは無水酪酸である特許請
    求の範囲第1項記載の製造法。
  6. (6)@生物を栄養培地で培養し、得た培養液に、酪酸
    まだはクロトン酸あるいは該微生物が酪酸またはD←)
    −β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基質を接触反応させ
    る特許請求の範囲第1項または第3項記載の製造法。
  7. (7)酪酸、クロトン酸あるいは該;微生物が酪酸また
    はD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換しうる基質を添加
    した培地で微生物を培養することにより、微生物を酪酸
    、クロトン酸あるいは該微生物が酪酸またはD←)−β
    −ヒドロキシ酪酸に変換しうる基質に接触反応させる特
    許請求の範囲第1項または第3項記載の製造法。
  8. (8)微生物を栄養培地で培養し、得られた培養液から
    微生物菌体を分離して菌体懸濁液を調製し、それを酪酸
    、クロトン酸あるいは該微生物が酪酸またはD←)−β
    −ヒドロキシ酪酸に変換しうる基質に接触反応させる特
    許請求の範囲第1項または第6項記載の製造法。
  9. (9)微生物とクロトン酸または酪酸あるいは該微生物
    が酪酸またはD←)−β−ヒドロキシ酪酸に変換し°う
    る基質との接触反応時に、該微生物が利用しうるエネル
    ギー源を補給する特許請求の範囲第1項または第6項記
    載の製造法。 00  微生物が利用しうるエネルギー源が、グルコー
    ヌ、グリセロール、エタノールM[ある特許請求の範囲
    第9項記載の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018000073A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 大阪瓦斯株式会社 3hbの製造方法
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WO2023031482A1 (en) * 2021-09-06 2023-03-09 Global Bioenergies Organisms producing less crotonic acid

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