JPS59159782A - ジヒドロオキソホロンの製造方法 - Google Patents

ジヒドロオキソホロンの製造方法

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JPS59159782A
JPS59159782A JP3439283A JP3439283A JPS59159782A JP S59159782 A JPS59159782 A JP S59159782A JP 3439283 A JP3439283 A JP 3439283A JP 3439283 A JP3439283 A JP 3439283A JP S59159782 A JPS59159782 A JP S59159782A
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thermophilic
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dihydroxophorone
bacterial cells
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Yoichi Mikami
三上 洋一
Nobuaki Hori
堀 伸明
Masao Karube
征夫 軽部
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Japan Tobacco Inc
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Japan Tobacco Inc
Japan Tobacco and Salt Public Corp
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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】 本発明はオキソホロンを不斉還元して光学活性なジヒド
ロオキソホロンを生成する機能な有する好熱性菌の固定
化方法に関する。なお本発明においてオキソホロンとは
構造式1で示される化合物(3,5,5−)ジメチル−
2−シクロヘキセン−1,4−ジオン)であり、ジヒド
ロオキソホロンとは構造式■で示される化合物(C6R
) −2t 21 es−トリメチル−1,4−シクロ
ヘキサジオン)である。
また、好熱性菌とはサーモモノスポラ属に属する菌で5
0℃以上を生育適温とする、サーモモノスポラ・クルバ
ータ(Thermomoaospora e’ur’M
t4 )IFO12348及びサーモモノスポラ−フス
力(Tberm、om@nospora、 rase、
a ) AT C027730を指す。
なおIFOは日本微生物株保存連盟に属する機胸で財団
法人・発酵研究所であり、ATCCはアメリカン・タイ
プカルチャー・コレクションである。
光学活性を有するジヒドロオキソホロンは葉たばこ等に
含まれる香気成分の一つである(タバコ・サイエンス、
16巻、107頁。1972年など)。また、本化合物
はキサントフィルの化学的合成の出発原料となる重要な
物質である(ヘルベティ力・ケミ力・アクタ、59巻、
1832頁、1976年)。
従来、光学活性を有するジヒドロオキソホロンの製造方
法に関しては、オキソホロンをパン酵母によって微生物
変換するパルタ・ボグトの方法が知られている(特開昭
51−82789号)。
しかし、この方法は製造効率が低いことから、本発明者
らは好熱性菌の特異な物質変換能力とそれが高温条件下
で変換を行なう場合の利点に着目し、広汎なスクリーニ
ングを行った結果、短時間にオキソホロンを変換し、高
収率で光学活性なジヒドロオキソホロンを生成する前記
のサーモモノスポラ属の菌株を見出し既に特許出願した
(特願昭57−155953 )。
しかしながら、好熱性菌は一般に生育が早い反面、溶菌
も早く、菌体な再使用できない例が多いが、本発明に用
いた菌もこの欠点を免かれることはできなかった。そこ
で、本発明者らは、従来はとんど知られていない好熱性
菌の溶菌を防止し、安定に連続的に再使用できる固定化
菌体を製造する方法について、前記の好熱性菌を用いて
種々研究を重ねた結果、オキソホロンを変換しジヒドロ
オキソホロンを生成する機能な有する菌体とアルギン酸
を含有する水溶液をカルシウムイオンを含有する水溶液
とある種の条件下で接種させることにより、50℃以上
の高温にも耐えるよう固定化できることを発見し、別途
、特許出願した。
このアルギン酸を用いる方法は、固定化菌体の活性が高
く、すぐれた方法と言えるが、アルギン酸がカルシウム
塩として存在する割合が少なくなると強度が弱くなる欠
点があり、カルシウムイオン水中での再生がしばしば必
要であること、又ある一定値以上の機械的強度は得られ
ない等の欠点もあったので、合成ポリマーを用いる固定
化法に関して幅広く検討を行った。
その結果、オキソホロンを変換し光学活性なジヒドロオ
キソホロンを生成する機能を有する好熱性菌体とアクリ
ルアミド及びN 、 Nl−メチレンビスアクリルアミ
ドを含む生理食塩水を接触させ、N、N、Nl、Nl−
テトラメチルエチレンジアミンと過硫酸塩を重合開始剤
として用い重合させて菌体を固定化することにより、5
0℃以上の高温にも耐えて長期間にわたり変換活性を有
する固定化菌体が得られることを発見し、本発明を完成
するに至った。
つぎに本発明の方法を順を追って説明する。
まず、変換活性の高い固定化好熱性菌を得るためには、
十分な種菌の管理及び適当な培地の栄養条件並びに培養
方法により調製された湿菌体が必要である。すなわち、
菌の胞子は以下の様な方法で培養して種菌とする。
固形培地に46〜47℃で静置培養し、十分胞子を形成
させる。通常、接種後4日目頃より菌叢上−面に胞子の
形成が認められる。一般には、培養6〜8日目の胞子が
望ましい。
この種菌をさらに液体培地に接種し、48〜53℃望ま
しくは50〜52℃で振とうまたは通気かく拌培養を行
なう。
これらの培養に用いる固形及び液体培地は肝臓浸出液を
含む培地が望ましい。一般に好熱性菌は栄養要求性が厳
しく培養困難なものが多いとされるが、本菌も例外では
なかった。本発明者らは、種々検討の結果、豚等の肝臓
浸出液を用いる場合に、菌が極めて良好な生育を示すこ
とを見出した。これらの培地は121’Cに加熱して無
菌化した後使用する。
次に対数増殖期の初期にオキソホロンを添加し、上記の
温度でひき続き振とりまたは通気かく拌培養を行ない十
分にオキソホロン変換酵素を誘導させる。通常、オキソ
ホロン添加14〜16時間後に遠心分離器を用いて集菌
し、湿菌体を得る。
この湿菌体に生理食塩水を加えて5〜30(wt/ v
ol )%、望ましくは10%程度の懸濁液を作り、こ
れに固定化剤であるアクリルアミドモノマー溶液(アク
リルアミ〜P90〜98%、望ましくは96%程度とN
 、 N’−メチレンビスアクリルアミド2〜10%、
望ましくは4%を含む生理食塩水溶液)及び重合開始剤
として、N、N、N/。
N′−テトラメチルエチレンジアミンを0.2〜0,3
%、望ましくは0.23%程度含む生理食塩水溶液と、
過硫酸カリウムを0.2〜0,3%、望ましくは0.2
8%含む生理食塩水溶液をそれぞれ溶液中の酸素を窒素
で充分に置換した後、それぞれの溶液を上記の順に3 
: 1 : 2 (vol )程度の割合で十分に混合
する。この混合の間も窒素を通気し、酸素との接触を防
ぐことが大切である。なお温度は室温かそれ以下が望ま
しい。混合後、数公租で強固なゲルが得られるので、こ
れをメツシュを用いて1〜2削の立方体とし、固定化菌
体として用いる。
通常、中温菌を合成高分子で固定化すると重合剤等の影
響により、その酵素活性は著しく減少す石。しかし、一
般に高温菌は薬品に対する障害に強いといわれており、
本高温菌に関しても重合剤やモノマーによる障害はあら
れれず、固定化の収率(残存活性、固定化前の菌体単位
重量当りの変換比活性)は45〜90%と高かった。又
、このようにして得られる固定化菌体は弾力性に富み、
耐熱性にすぐれ50〜60℃で連続的に使用しても少な
くとも15回(30日)以上は安定に使用できる。なお
、重合剤のNIN、N′、N′−テトラメチルエチレン
ジアミンの代りにリボフラビンとβ−ジメチルアミノプ
ロピオニトリル等を用いてもほぼ同様の結果が得られる
なお、この固定化菌体な用いて変換を行なわせるには、
培地として一定濃度の肝臓抽出液をpHj、s〜8.0
で用いるのが適当であり、この場合には菌体は最初固定
化された以上に増殖することなく、活性は一定値以上に
保持したまま再利用することが可能である。増殖が活ば
つに行なわれる培地を用いた場合には固定化菌体の形状
が崩れやすくなることがあり、またゲルより漏出する菌
が増殖して生成物の抽出及び単離が困硫になることから
、本発明者らは培地の栄養分と活性の維持との関係につ
いて鋭意検討し、上記の栄養源を見出したものである。
固定化の条件として重要なものにゲル中の菌体濃度があ
る。本固定化法により菌体を固定化した場合、菌体濃度
の増加とともに再使用1回目の活性は上昇したが、菌体
湿重飯とゲル重量の比が0.10以上では比活性はあま
り上昇せず、0.15で頭うちとなった。さらに2回目
以降の再使用では0.12以上はほとんど一定となった
。このことより、上記の培地(肝抽出液)内で存在でき
る菌体狙は再使用条件が一定な場合は一定値に保たれる
ことが分る。従って、最適菌体濃度はゲル1002当り
湿菌重で10〜159程度である。
以下、実施例にて説明する。
実施例1 水道水1tに豚肝浸出液150mt(豚肝湿重251に
相当)、酵母エキス51、トリプトン10り、グルコー
ス3t、グリセロール18.9F、塩化ナトリウム3t
を含む培地(1t)を3を容三角フラスコに入れ、pH
を7.0に調製した後、121℃で15分間滅菌した。
この培地にサーモモノスポラ・クルバータ(Therm
omonospora curvata)IFO123
84の胞子を、培地1 ml当り5X10’個になるよ
うに接種した。
なお、接種用の胞子形成培地としては、上記の培地に3
 (wt/vol )%の寒天を加えた斜面培地を用い
、46〜47℃で培養し胞子を形成させた。
ついで、51℃で160 rpmで回転振とう培養した
。培づ2開始4時間後に、酵素を誘導するためにオキソ
ホロン11F’i培地1tに添加し、引き続き15時間
培養を行った。生成した菌体な遠心分離りを用いて、毎
分8500回転で15分間遠心分離し、集菌した。生理
食塩水で洗浄後、7.51の湿菌を生理食塩水5 ml
に懸濁した。
一方、187(wV%Io1)%アクリルアミドモノマ
ー(アクリルアミド96部に対し、N 、 N/−メチ
レンビスアクリルアミド4部を含む)生理食塩水溶液の
18.75 mtと、0.23 (wt/vol )%
N、 N 、 N′、 N/−テトラメチルエチレンジ
アミンの6.25 mlと、0.28 (wt / v
ol )%過硫酸カリウム溶液の12.5 rntとを
調製し、それぞれに窒素ガスを吹きこみ酸素を除いた。
同時に前述の菌体懸濁液へも窒素な吹きこみ脱酸素した
。次に、これら4種の液を同様に脱酸素しつつ混合し、
ついで窒素気流下に置くと、5分後に強固なゲル50t
が得られた。これをメック、を用いて1〜2闘の立方体
となし、固定化菌体とする。
実施例2 固定化菌体ン用いて変換を行なう際の培地として、豚も
しくは牛の肝筺浸出液(湿重で151の肝臓を水100
 mAを用いて50℃で1時間抽出した液)を用いた。
湿重で7.5tの菌体な含むゲル502と100mFの
オキソホロンを含む100mtの培地を500mt容の
三角フラスコに入れ、51℃、160rpmで20時間
回転振とうし、変換反応を行なわせた。その結果、85
m2の光学活性な(6R)−ジヒドロオキソホロンが生
成した。
また、この培地中ではゲルより漏出する菌は増殖しない
ので、生成物の抽出及び単離が極めて容易に行えた。
このゲルを回収して、上述した方法とまったく同様にし
て、くり返し変換反応を行なわせたところ、2回目以降
の変換において、変換率は1回目に比べ少なくとも常に
60%以上であり、少なくとも15回(30日)以上の
くり返し使用に耐えうろことがわかった。
実施例3 サーモモノスポラ争クルバータ−のかわりにサーモモノ
スポラ・フスカ(Thermomo nospora’
 fusca)ATCC2770を用いて実施例1とま
ったく同様に1を培養し、強固な固定化菌体を調製した
このようにして調製した固定化菌体な用い、実施例2と
まったく同様にして変換反応を行なわせたところ、変換
1回目において80mtの(6R)−ジヒドロオキソホ
ロンが生成した。
固定化菌体のくり返し使用による2回目以降の変換にお
いて、この固定化菌体は1回目に比べ少なくとも55%
以上の変換を常に行ない、少なくとも15回のくり返し
使用に耐えることがわかった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オキソホロンを不斉還元して光学活性なジヒドロ
    オキソホロンを生成する機能を有する好熱性菌とアクリ
    ルアミド及びN 、 N/−メチレンビスアクリルアミ
    ドの水溶液を重合開始剤と混合し重合させて菌体を固定
    化することを特徴とする、物質変換機能を有する好熱性
    菌の固定化方法。
  2. (2)  好i性菌がサーモモノスポラ・クルバータで
    ある特許請求の範囲第1項記載の好熱性菌の固定化方法
  3. (3)好熱性菌がサーモモノスポラ・フスカである特許
    請求の範囲第1項記載の好熱性菌の固定化方法。
JP3439283A 1983-03-04 1983-03-04 ジヒドロオキソホロンの製造方法 Granted JPS59159782A (ja)

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