JPS58190399A - 6−アミノペニシラン酸の製造方法 - Google Patents

6−アミノペニシラン酸の製造方法

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JPS58190399A
JPS58190399A JP7369982A JP7369982A JPS58190399A JP S58190399 A JPS58190399 A JP S58190399A JP 7369982 A JP7369982 A JP 7369982A JP 7369982 A JP7369982 A JP 7369982A JP S58190399 A JPS58190399 A JP S58190399A
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JP
Japan
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penicillin
carrier
immobilized
reaction
penicillin acylase
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Application number
JP7369982A
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English (en)
Inventor
Kobei Kobayashi
小林 弘兵衛
Takayasu Sonoyama
園山 高康
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Shionogi and Co Ltd
Original Assignee
Shionogi and Co Ltd
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  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • 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、固定化酵素法による乙−アミlベニソラン酸
(乙−APA)0)製法に関する1、従来、ペニシリン
から乙−A P Aを酵素的に生産する方法と[7て、
微生物を直接用いる方法ならびにその微生物から得られ
rコ酵素をとり出して使用する方法などが知られている
。酵素をとり出17て使用する方法についても、ペニシ
リンアシラーゼを水溶性のまま使用する方法、ま1こは
不溶化して使用する方法などが報告されている。
微生物を直接用いる方法は、菌体内にあるペニシリンア
シラーゼ以恐の酵素(例えばペニシリナーゼ)の影響で
高収率に高純度の乙−APA&得ることが困難であり、
ペニシリンアシラーゼを水溶性のまま使用する方法は反
応終了後の乙−APAと酵素の分離に問題が残る。
ペニシリンアシラーゼを不溶化して使用する方法は牛成
乙APAの純度が高く、酵素を繰返し便用1.うろ点で
優れており、現在実用化方法の主流となっている。こU
)うち担体としてイオン交換樹脂を用いる方法も公・知
(1コとえば、特公昭j乙2改3/乙号公報参照)であ
る。しか1.なから。
該公報に開示されrコイオン交換樹脂、1コとえぽアツ
バ−ライ1. I R−、45(OTi型樹脂)は多孔
質でなく、スペーサ一部を有しない1こめ、固定すべき
酵素に9体障害ない[7,交叉結合が生ずる1こめ。
満足すべき結果が得られない。
本発明者らは、これらの問題点につき鋭意検討の結果、
スチレン/ジビニルベンゼン共重合体の交換基と17で
ポリアミンを導入し1こ多孔質の弱塩基性陰イオン交換
樹脂が、この目的のfコめの酵素担体としてずくれてい
ることを見出しfこ。これをジイソシアネートま1こは
ジイソチオノアネートによって活性化すれば緩和な条件
のもとて容易にべ定 ニンリノアシラーゼを緊しうるものであることも見出し
、之にもとづいて本発明を完成1,1コ。
すなオ)ち本発明によれば、固定化酵素法によるペニシ
リンを原料とする乙−アミノベニンフン酸の製造方法に
むいて、スチレン、・′シヒニルベンゼノのJ(重合体
にポリアミンを導入しrコ多孔質弱塩基性陰イオノ交換
樹脂担体にシイノンアナ−トマTこはジイノチオシアナ
ーl□ k 活性化剤トしてベニノリンアシラーゼタ・
固定化しfこ固定化酵素り・使用この方法は以下の諸点
においてずぐれている。
(1)担体として、その物F11的強度が充分であり。
ツノラム充填用に適し1コ粒子径のものが容易に入手可
能である点。
(2)交換基として導入されているポリアミノの鎖有結
合が容易である点。
(3)担体当りの酵素活性が充分で、固定化酵素と1、
て安定性も高い点。
(4)担体に対するペニシリン、乙−APAなとの非特
異的吸着がほと/l、どなく、高収率で乙=APAが得
られる点。
(5)ペニシリンアシラーゼ不・固定化する操作がきオ
)めて容品で、t・−)再現性が良い点。
本発明方法で使用するペニシリンアシラーゼは。
■:として微生物産生酵素、とくにその培養液より得ら
れるものである。充分jc活性苓・有−するベニンリノ
アンラーゼが得られる限り、いかなる菌株に由来するも
のであっても差支えない。
こうしfこペニシリンアシラーゼ生産菌株を培養L7.
菌体内に蓄積され、あるいは菌体外に分泌され培養液中
に蓄積されTこペニシリンアシラーゼを採取し、未精製
のまま、あるいは精製し1こものが使用できる。
好マ17いペニシリンアシラーゼ生産菌は、菌体外にペ
ニシリンアシラーゼを分泌し、これを培養液中に蓄積す
るバチルスメガテリウムに属する菌である。Tことえば
公知のバチルス・メガテリウム・バー・ペニンリティカ
ム(ATCC/119L5− )あるいはバチルス・メ
カチリウム・バー・ノノシトロボラム(ATCC/&9
4乙)が挙げられる。これらの菌を使用する場合、培養
は通常の培地を使用し。
発酵温度25〜35″Cて通常の通気、攪拌条件で行い
2〜3日で終rオる。このようにして得た発酵液は遠心
分離により除菌し、公知の方法によ−)で精製すること
ができる。fコとえば上清液中の蛋白質を硫安塩析によ
り0縮するか、’Lfコはセライトノような吸着剤に蛋
白質を吸着させ1強いイオン強度を持つfこ緩衝液で溶
離し、ペニシリンアシラーゼ画分を収集し、透析を行う
ことにより部分精製ペニシリンアシラーゼ水溶液を得る
ことができる。
本発明において固定化に使用する担体は、スチレン/ジ
ビニルベンゼン共重合体を母核として。
交換基にポリアミンを導入しfこ多孔質の弱塩基性陰イ
オン交換樹脂であり、該当する市販品を使用するのがよ
い。この担体の孔径分布は9通常の蛋白質が浸透できる
範囲(2θθ〜/3θθX)であればいかなるものであ
ってもよい。
ま1コ1粒子径は10θ〜lOθθμの範囲にあること
が好ましい。さらに交換基ポリアミンとしてはいかなる
ポリアミンであってもよいが例えば−、NH(C,2H
,NH)nC2H4tNH,を用いる場合、nの数は特
に制限はないが/〜/θの範囲にあることが望ましい。
好適な担体こしては、三菱化成工業(株)よりタイヤイ
オノCR−,2θおよびWA−ユθの商品名のもとに市
販されているものが挙げられる。
■−,記担体にペニシリンアシラーゼを固定化するには
、ジイソシアナート、ジイソチオシアナートのような二
官能性試薬を用いて担体を活性化し。
担体のアミノ基と、ペニシリンアシラーゼのアミノ残基
(リジンあるいはアルギニンのアミノ残基)ま1こはチ
ロジノのフェノール性水酸基とを共有結合させることに
より行う。ジイソシアナート、ジイソチオシアナートを
用いて担体を活性化する場合、前もって担体を極性溶媒
で十分洗浄し、脱水しておく必要があるのは当然である
このようにして得られTこ固定化ペニシリンアシラーゼ
を用いてペニシリンより乙−APAを生産する場合、固
定化酵素をタンクの中に入れてペニシリン水溶液と混合
攪拌しながら反応を行うこともできるが、固定化酵素を
カラムに充填してペニシリン水溶液を貯槽とカラムの間
を循環させながら反応することも出来る。この反応によ
って高純度の乙−APAを得るには原料ペニシリンを含
む反応溶液に当初から加える緩衝剤の濃度は低くしなけ
ればならない。し1こがって1反応溶液には反応の進行
中連続的に水酸化アルカリを添加して。
を貯槽とカラムとの間を循環させながら反応を行う場合
、この調整はカラム流出液について貯槽内で行うことが
好ましい。まfコ循環流速は毎時9反応溶液の70〜.
50倍とする。担体はこうし1こ高流速でカラム内を液
が流下1.でも、圧損失があまりかからないように選ば
れているため、カラムの設計には特別の工夫はいらない
。通常循環反応はペニシリンの9j%以上が乙−APA
に転換されるまで続け9反応は70時間以内で終了する
。反応終点は上記水酸化アルノノリの所要量が減少し。
はとA2ど要しなくなる点である。ま1こ反応温度はユ
θ〜tto”Cの間で、ペニシリンの濃度は3〜ljw
t%の範囲で使用するのがよい。
上記のようにして得1:反応終了液から、6−APAi
とり出す1こめには1反応終了液中のカルボッ酸(ペニ
シリンがペニシリンGであるとき、カルボン酸はフェニ
ル酢酸となる)及び残存しているペニシリンを抽出によ
り除いTこのち、乙−APAう・晶析してもよいが9反
応終了液か’M”l−A P Aを直接とり出す方法も
用いられる。後者の場合。
反応終了液と適当な溶媒(メタノール、エタノールなど
)を混合12.乙−APAを等電点\沈澱させることに
より得られる。
次の参考例および実施例によって本発明の実施態様をさ
らに詳細に説明する。
参考例(ベニシリノアシラーゼ扮調製)グルコース07
%、コーン・スチーブ・リカー〇j%、結合アミノ酸粉
末(味の素(株)製)θj%、リン酸−カリウム0/j
%およびNa(4023;%を含む種培養培地(pH7
0,/ユ0″c、is分滅菌)0111!?2(tフラ
スコに分取し、これにバチルス・メカチリウムATCC
/145を/白金耳植菌し、lS時間振とう培養1.r
=。この種培養液/乙lを種培養培地と同じ組成の培地
73/に植菌+、、1ooI′容の発酵槽で3日間培養
し1コ(通気量θ、5VVM、攪拌、2 K Orpm
 、温度u、r”c)。
この培養液を遠心分離により除菌I7.上清液のpHを
7.5に調整17.セライトど0θg(ジョーノス・マ
ンヒル セールス社IJj 、 A、 3 ’l 、5
 )’fe 加え。
ゆるやかに攪拌しなか;)7時間室温で吸着させfコ。
吸着後吸引沖過してセライトを集め、少量の蒸留水で水
洗夜中ライトitの約2倍の蒸留水にセライトを懸濁し
てカラムに充填し、24%硫酸アンモニウムを含む0/
Mホウ酸緩衝液(pH&、t)でペニシリンアシラーゼ
をi出L1こ。ペニシリンアシラーゼ活性を示す溶出区
分を集め(溶出液量/乙θ肩t、ペニンリンアシラーゼ
活性32 U/ml )002Mホウ酸緩衝液(pHg
、θ)で透析を行いペニシリンアシラーゼ水溶液(20
U/Ml)2.!;θyptlを得1こ。
ここで、/UとはJ、、r”(”’:、θ/ M II
ン酸緩衝液(pH’75)を用いfことき7分間に/μ
Mの乙−APAを生成オる酵素量と定義17ている。
実施例/ (1)ペニシリンアシラーゼの固定化 ダイヤイオンCR−10(三菱化成工業C株)製)ろ・
ジノチルホルムアミドで充分洗浄し、脱水しtこ。
この担体、!;09(湿重量)をl〆−ジイソシアナ−
1・ヘキサノ33m1/ジメチルホルムアミド37jv
tlに加λ−9室温で、2時間攪拌1,1コ。反応、後
ジ、メチルホルムアミドでよく洗浄り、未反応のジイソ
シアナートヘキサンをとり除き、参考例で得1こ酵素F
t2 !; Oxt (20U/*l)中に懸濁し、2
♂”c。
を時間反応させy、=。反応後7濾過し、o/Mllン
酸緩衝液(pT(z ) 及(F O/ M リン酸緩
衝液(0!;MNaCI!含有、 pHざ)でよく洗浄
1/ l固定化ペニシリンアシラーゼを得1こ(湿潤担
体の活性:4tjU/g)。
(2) g−アミノペニシラン酸の生成(1)で調整し
1こ固定化ペニシリンアシラーゼjθカリウムコθgを
002Mリン酸緩衝液(pHf)2gθmlに溶解し、
 DHとjに調節し1こもの)をn11117分で流1
2.熱交換器を用いて反応液をユg″CにF1節L1こ
。カラム流出液はpHが下がって出てくる1こめ1反応
液貯槽内で/jN水酸化ナトリウムを用いてI)H,5
’:4t〜9に調節し1こ。この操作を3ノ時間継続1
7て水酸化ナトリウムの添加をほとんど要17なくなっ
75時点を反応の終点とLrこ。この反−ルを加え、7
0°Cまで冷却、6N塩酸でT)HIA3まで低下させ
rコ。この液を冷蔵庫で一夜熟成し。
析出1. r、m結晶を瀘取12.メタノールで洗浄、
乾燥1ノてA−APAの結晶/θ/g(収率ざ7%、純
度99%)を得た。この反応を10g回くり返17fこ
ところ、固定化ペニシリンアシラーゼの活性は初期活性
の約%にまで低下しrこが、/1.−APAの収率及び
純度の低下は認められなかった。
実施例ユ 実施例/に記載と同様の方法を実施t、y、=。
但し、実施例/で使用1,1こダイヤイオンCR−20
に代え同社製のダイヤイオンWA−,2θを用い。
湿潤担体活性: 20 U/9の固定化ペニシリンアシ
ラーゼを得fこ。
この固定化ペニシリンアシラーゼユθ9(H$量)をカ
ラム(内径3θ×tjα)に充填j7.ベニノリンGカ
リウム溶液(ペニシリンG 乙Of ヲθθuMIJン
酸緩衝液(pH♂)ざ3xlに溶解、pHf3に調節)
を3θxi/分で流し、実施例/記載の操作と同様の操
作を行つfコところ、乙−APAの結晶3θgを得fこ
(収率ざ3%、純度9ざ5%) この反応を70回繰返(71コが収率、純度の低下はみ
られなかつfこ。
実施例3 実施例/と同様の操作をX乙−ジイソシアナートヘキサ
ンに代えジイソチオシアノ酸バラフェニレンを使用して
行い1次の結果を得fコ。
担体:ダイヤイオンCR−ユθ、soy活性化剤ニジイ
ソ千オシアン酸バラフェニレン、30g 湿潤担体活性:3!;U/9 乙−APA収率:g乙% 純度=9と5% この結果は反復回数70回後でも不変であつfコ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固定化酵素法によるペニシリンを原料とする6−
    アミツベニシフン酸の製造方法において、スチレン/ジ
    ビニルベンゼンの共重合体にポリアミンを導入しTコ多
    孔質弱塩基性陰イオン交換樹脂担体にジイソシアナート
    ま1こはジイソチオシアナートを活性化剤としてペニシ
    リンアンラーゼを固定化した固定化酵素を使用すること
    を特徴とする方法。
  2. (2)ペニシリンアシラーゼがバチルス・メカチリウム
    に属する微生物の産生酵素であることを特徴とする特許
    請求の範囲(1)記載の方法。
  3. (3)ペニシリンがペニシリンGであるn 許請求の範
    囲(1)記載の方法。
JP7369982A 1982-04-30 1982-04-30 6−アミノペニシラン酸の製造方法 Pending JPS58190399A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981789A (en) * 1987-03-18 1991-01-01 Merck & Co., Inc. One-step enzymatic conversion of cephalosporin C and derivatives to 7-aminocephalosporanic acid and derivatives
US5104800A (en) * 1989-06-27 1992-04-14 Merck & Co., Inc. One-step cephalosporin c amidase enzyme
US5229274A (en) * 1989-06-27 1993-07-20 Merck & Co., Inc. Gene encoding one step cephalosporin C amidase and expression thereof in recombinant bacillus

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