JPS60133893A - L−フエニルアラニンの製造方法 - Google Patents
L−フエニルアラニンの製造方法Info
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- JPS60133893A JPS60133893A JP22695084A JP22695084A JPS60133893A JP S60133893 A JPS60133893 A JP S60133893A JP 22695084 A JP22695084 A JP 22695084A JP 22695084 A JP22695084 A JP 22695084A JP S60133893 A JPS60133893 A JP S60133893A
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- ammonium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
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- C12P13/222—Phenylalanine
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- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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。
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L−フェニルアラニンの改良された製造方法に
関する。より詳細には、本発明はt−桂皮酸およびアン
モニウムイオンについてのフェニルアラニンアンモニア
−リアーゼ(PAL)−触媒反応ニよるL−フェニルア
ラニンの製造における改良に関する。
関する。より詳細には、本発明はt−桂皮酸およびアン
モニウムイオンについてのフェニルアラニンアンモニア
−リアーゼ(PAL)−触媒反応ニよるL−フェニルア
ラニンの製造における改良に関する。
L−フェニルアラニンは人間の必須アミノ酸の製品の重
要な成分でbる。更にL−フェニルアラニンは重要な化
学物質、たとえばジペプチド甘味料、アスパルターゼ製
造用出発原料として用いることができる。L−フェニル
アラニン製造について各種微生物法が知られている。た
とえば、米国特許第3,660,235号にはプレヴイ
バクテリウム(Brevibacterium)、コリ
ネバクテリウム(Coryne−bacterium)
、アルトロバクター(Arterobacter)、バ
チA/ ス(Baci 11ua)およびカンジダ(C
andida)についてのし−フェニルアラニン同族体
−抵抗菌株(analog−resistant 5t
rains)によるL−フェニルアラニンの製造が記載
されている。プレヴイバクテリウム、コリオ、バクテリ
ウム、アルトロバクターおよびエシェリヒア(Esch
erlchla)の成る種の菌株のチロシン必須ミュー
タント(突然変異体)による前記アミノ酸の製造方法も
また、知られている(米国特許第3,654,079号
および同第3゜909.353号参照)。
要な成分でbる。更にL−フェニルアラニンは重要な化
学物質、たとえばジペプチド甘味料、アスパルターゼ製
造用出発原料として用いることができる。L−フェニル
アラニン製造について各種微生物法が知られている。た
とえば、米国特許第3,660,235号にはプレヴイ
バクテリウム(Brevibacterium)、コリ
ネバクテリウム(Coryne−bacterium)
、アルトロバクター(Arterobacter)、バ
チA/ ス(Baci 11ua)およびカンジダ(C
andida)についてのし−フェニルアラニン同族体
−抵抗菌株(analog−resistant 5t
rains)によるL−フェニルアラニンの製造が記載
されている。プレヴイバクテリウム、コリオ、バクテリ
ウム、アルトロバクターおよびエシェリヒア(Esch
erlchla)の成る種の菌株のチロシン必須ミュー
タント(突然変異体)による前記アミノ酸の製造方法も
また、知られている(米国特許第3,654,079号
および同第3゜909.353号参照)。
フェニルアラニンアンモニアリアーゼHL−7、+□、
〒4−1ln番−仕力bセ、と11マ〜ノエーマΔの分
解を触媒する。この酵素反応は可逆的で、11)、そし
て英国特許第1,489,468号はL−フ・エニルア
ラニンの製造方法を開示しておシ、これはアンモニウム
イオンを伴うt−桂皮酸のPAL触媒反応によりL−フ
ェニルアラニンを得る方法を包含している。この反応は
L−フェニルアラニンの工業的生産によって有用である
ことが知られておシ、従って工業的生産設定に関する全
工程に適合させる必要性は依然として続いている。この
点に関し、特に生物反応(bioreaction)混
合物からし一フェニルアラニンを回収することについて
改良の必要性がある〇 前述の英国特許において、L−フェニルアラニンは、最
初その等電点(pH5,5)においてそれを沈殿させる
か、多るいは低pHにおいてL−フェニルアラニンをカ
チオン交換樹脂上に吸収させ、引続き高pHにおける水
酸化アンモニウムの溶離によシ回収されている。このL
−フェニルアラニンは引続き溶液を加熱することによジ
アンモニウムイオンから解放される。上記特許にはまた
、L−フェニルアラニンをその場所でメチルエステルに
変換し、そしてそれを塩酸塩として結晶させる工程を含
む回収方法も開示されている。英国特許第1゜489.
468号に記載されている回収方法は工粟規模の操業に
関して完全な満足を得るに到ってはいない。その等電点
におけるL−フェニルアラニンの単純な沈殿は理想収率
および生成物純度を下まわる。イオン交換クロマトグラ
フ法は比較的純粋な生成物を生成することが可能である
が、この方法は大規模操業にとって都合が悪い。
〒4−1ln番−仕力bセ、と11マ〜ノエーマΔの分
解を触媒する。この酵素反応は可逆的で、11)、そし
て英国特許第1,489,468号はL−フ・エニルア
ラニンの製造方法を開示しておシ、これはアンモニウム
イオンを伴うt−桂皮酸のPAL触媒反応によりL−フ
ェニルアラニンを得る方法を包含している。この反応は
L−フェニルアラニンの工業的生産によって有用である
ことが知られておシ、従って工業的生産設定に関する全
工程に適合させる必要性は依然として続いている。この
点に関し、特に生物反応(bioreaction)混
合物からし一フェニルアラニンを回収することについて
改良の必要性がある〇 前述の英国特許において、L−フェニルアラニンは、最
初その等電点(pH5,5)においてそれを沈殿させる
か、多るいは低pHにおいてL−フェニルアラニンをカ
チオン交換樹脂上に吸収させ、引続き高pHにおける水
酸化アンモニウムの溶離によシ回収されている。このL
−フェニルアラニンは引続き溶液を加熱することによジ
アンモニウムイオンから解放される。上記特許にはまた
、L−フェニルアラニンをその場所でメチルエステルに
変換し、そしてそれを塩酸塩として結晶させる工程を含
む回収方法も開示されている。英国特許第1゜489.
468号に記載されている回収方法は工粟規模の操業に
関して完全な満足を得るに到ってはいない。その等電点
におけるL−フェニルアラニンの単純な沈殿は理想収率
および生成物純度を下まわる。イオン交換クロマトグラ
フ法は比較的純粋な生成物を生成することが可能である
が、この方法は大規模操業にとって都合が悪い。
Yamada、S、等による「応用環境微生物学(Ap
pliedand Environmental Mi
crobiology) J l 981年11月、第
773〜778ページには、アンモニウムイオン中のt
−桂皮酸のPAL−触媒反応によるし一フェニルアラニ
ンの実験室的製造方法が記載されている。この文献中に
記載された方法においてL−フェニルアラニンは細胞含
有生物反応混合物から多段工程によシ回収されるが、こ
の多段工程には細胞および固形物質を除去するための遠
心分離、減圧下での上澄液からの過剰アンモニアの除去
、を−桂皮酸を沈殿(次いで沈殿物はい過により除去さ
れた)させるだめのpH1,8への調整、L−フェニル
アラニンを吸収させるためのカチオン交換クロマトグラ
フ法、および塩基によるし一フェニルアラニンの溶離が
包含されていた。著者等はこの方法を用いて69チの収
率を報告している。この方法によシ製造されたフェニル
アラニ/は上記したように非常に純粋であったが、カラ
ムクロマトグラフィ一工程は大規模生産に関しては不都
合である。
pliedand Environmental Mi
crobiology) J l 981年11月、第
773〜778ページには、アンモニウムイオン中のt
−桂皮酸のPAL−触媒反応によるし一フェニルアラニ
ンの実験室的製造方法が記載されている。この文献中に
記載された方法においてL−フェニルアラニンは細胞含
有生物反応混合物から多段工程によシ回収されるが、こ
の多段工程には細胞および固形物質を除去するための遠
心分離、減圧下での上澄液からの過剰アンモニアの除去
、を−桂皮酸を沈殿(次いで沈殿物はい過により除去さ
れた)させるだめのpH1,8への調整、L−フェニル
アラニンを吸収させるためのカチオン交換クロマトグラ
フ法、および塩基によるし一フェニルアラニンの溶離が
包含されていた。著者等はこの方法を用いて69チの収
率を報告している。この方法によシ製造されたフェニル
アラニ/は上記したように非常に純粋であったが、カラ
ムクロマトグラフィ一工程は大規模生産に関しては不都
合である。
従って、PAL−触媒によるL−フェニルアラニンの生
成によシ得られた生物反応混合物からのし一フェニルア
ラニンの回収方法に関する改良の必要性が依然として存
在する。
成によシ得られた生物反応混合物からのし一フェニルア
ラニンの回収方法に関する改良の必要性が依然として存
在する。
本発明によれば、を−桂皮酸とアンモニウムイオンとi
L−フェニルアラニン生成条件下に、フェニルアラニン
アンモニアリアーゼの存在下で結合し、そしてこのよう
にして生成したL−フェニルアラニンを回収することに
よ、9L−フェニルアラニンを製造する改良された方法
は、アンモニウム源として炭酸アンモニウムを用いるこ
とを包含している。アンモニウム源としての、この塩の
使用は塩のアニオンおよびカチオン両成分の揮発によシ
これらを生物反応混合物から除去させることができると
いう点で回収工程を非常に容易にするものである。
L−フェニルアラニン生成条件下に、フェニルアラニン
アンモニアリアーゼの存在下で結合し、そしてこのよう
にして生成したL−フェニルアラニンを回収することに
よ、9L−フェニルアラニンを製造する改良された方法
は、アンモニウム源として炭酸アンモニウムを用いるこ
とを包含している。アンモニウム源としての、この塩の
使用は塩のアニオンおよびカチオン両成分の揮発によシ
これらを生物反応混合物から除去させることができると
いう点で回収工程を非常に容易にするものである。
本発明方法においては、微生物的に生成したフェニルア
ラニンアンモニアリアーゼをt−桂皮iおよびアンモニ
ウムイオンと接触させてL−フェニルアラニンf H造
スる。フェニルアラニンアンモニアリアーゼは微生物的
細胞含有水性肉汁、それから分離された細胞内に、ある
いは単離された酵素として存在していてもよい。更に全
細胞捷たは単離された酵素は固形支持体上に固定しても
よい。PALはPAL−生成微生物を適切な栄養培地で
培養することによフ生成される。PALを生成する微生
物菌株およびこれらの菌株を用いる微生物学的方法は周
矧であり、そしてこれらはたとえば上記英国特許および
Yamadaの論文、更に米国出願第432+182号
(出願日:1982年10月1日)、第547.+2’
1 号(出願日:1983年10月31日)、および第
547,139 号(出願日:1983年10月31日
)中に記載されてお9、これらの各々は参考としてここ
に引用するものとする。
ラニンアンモニアリアーゼをt−桂皮iおよびアンモニ
ウムイオンと接触させてL−フェニルアラニンf H造
スる。フェニルアラニンアンモニアリアーゼは微生物的
細胞含有水性肉汁、それから分離された細胞内に、ある
いは単離された酵素として存在していてもよい。更に全
細胞捷たは単離された酵素は固形支持体上に固定しても
よい。PALはPAL−生成微生物を適切な栄養培地で
培養することによフ生成される。PALを生成する微生
物菌株およびこれらの菌株を用いる微生物学的方法は周
矧であり、そしてこれらはたとえば上記英国特許および
Yamadaの論文、更に米国出願第432+182号
(出願日:1982年10月1日)、第547.+2’
1 号(出願日:1983年10月31日)、および第
547,139 号(出願日:1983年10月31日
)中に記載されてお9、これらの各々は参考としてここ
に引用するものとする。
酵素反応は一般に基質溶液をPALと接触させることに
よシ行われる。この発明に先立って基質溶液を典型的に
はt−桂皮酸を濃水酸化アンモニウム溶液中に溶解する
ことにより調製しておく。次いで水および鉱酸を添加し
て基質容量およびpHを夫々調節しておく。あるいはア
ンモニウムイオンを予め基質溶液にアンモニウム塩、た
とえば塩化アンモニウムの形態で供給しておく。前述の
米国特許第432,182号はハロゲン化物イオンがフ
ェニルアラニンアンモニアリアーゼに対し有害な影響を
有することを述べておp1従って実質的にハロゲンを含
まない基質溶液の使用を教示している。このような訳で
好ましいアンモニウム塩類には、硫酸アンモニウム、硝
酸アンモニウム、くえん酸アンモニウム、酢酸アンモニ
ウムおよびリン酸アンモニウムが包合される。
よシ行われる。この発明に先立って基質溶液を典型的に
はt−桂皮酸を濃水酸化アンモニウム溶液中に溶解する
ことにより調製しておく。次いで水および鉱酸を添加し
て基質容量およびpHを夫々調節しておく。あるいはア
ンモニウムイオンを予め基質溶液にアンモニウム塩、た
とえば塩化アンモニウムの形態で供給しておく。前述の
米国特許第432,182号はハロゲン化物イオンがフ
ェニルアラニンアンモニアリアーゼに対し有害な影響を
有することを述べておp1従って実質的にハロゲンを含
まない基質溶液の使用を教示している。このような訳で
好ましいアンモニウム塩類には、硫酸アンモニウム、硝
酸アンモニウム、くえん酸アンモニウム、酢酸アンモニ
ウムおよびリン酸アンモニウムが包合される。
本発明は基質溶液中のアンモニウムイオン源として炭酸
アンモニウムの使用を伴っている。通常、基質溶液はア
ンモニアを、気体状または水酸化アンモニウムとして、
炭酸アンモニウムと組合ワせて所望の炭酸アンモニウム
濃度を得ることにより調製することができる。基質溶液
を調製するための他の好ましい方法はアンモニア水溶液
中にt−桂皮酸を溶解し、次いで所望のpHが得られる
まで溶液を介して二酸炭素気体を泡?たてて通気するも
のである。この基質溶液中のアンモニウムの濃度は効果
的には約0.1モル/L乃至約9.0モルフt。
アンモニウムの使用を伴っている。通常、基質溶液はア
ンモニアを、気体状または水酸化アンモニウムとして、
炭酸アンモニウムと組合ワせて所望の炭酸アンモニウム
濃度を得ることにより調製することができる。基質溶液
を調製するための他の好ましい方法はアンモニア水溶液
中にt−桂皮酸を溶解し、次いで所望のpHが得られる
まで溶液を介して二酸炭素気体を泡?たてて通気するも
のである。この基質溶液中のアンモニウムの濃度は効果
的には約0.1モル/L乃至約9.0モルフt。
好ましくは約5.0モル/L乃全約8.0モル/lの範
囲に及んでいる。基質溶液もまた、を−桂皮酸を含有し
ている。この溶液中のt−桂皮酸の濃度は、酵素触媒反
応が有用な速度で進行するが、その濃度は基質に酵素活
性を抑制させる程高くはならないように制御される。通
常、を−桂皮酸の濃度は約5乃至約251/l、好まし
くは約10乃至約20 t/lの範囲に及んでいる。p
HはPAL触媒を基質溶液と接触させるとき、フェニル
アラニン生成条件が維持されるように制御される。この
pFIは効果的には約9乃至11、好1しくけ約10.
4乃至10.8の範囲である。を−桂皮酸の可成りの量
をL−フェニルアラニンに転化するに足る時間にわた5
PALを基質溶液と接触させた後、L−フェニルアラ
ニンは回収および精製することができる。
囲に及んでいる。基質溶液もまた、を−桂皮酸を含有し
ている。この溶液中のt−桂皮酸の濃度は、酵素触媒反
応が有用な速度で進行するが、その濃度は基質に酵素活
性を抑制させる程高くはならないように制御される。通
常、を−桂皮酸の濃度は約5乃至約251/l、好まし
くは約10乃至約20 t/lの範囲に及んでいる。p
HはPAL触媒を基質溶液と接触させるとき、フェニル
アラニン生成条件が維持されるように制御される。この
pFIは効果的には約9乃至11、好1しくけ約10.
4乃至10.8の範囲である。を−桂皮酸の可成りの量
をL−フェニルアラニンに転化するに足る時間にわた5
PALを基質溶液と接触させた後、L−フェニルアラ
ニンは回収および精製することができる。
基質溶液のpHにおいて、を−桂皮酸およびL−フェニ
ルアラニンの両者は可溶である。従って、細胞およびそ
の固形物は遠心分離寸たは濾過により除去して透明な液
体を得ることができる。次いで、この溶液は、アンモニ
アならびに基質溶液に最初添加された炭酸アンモニウム
とアンモニアかう生じた二酸化炭素を揮発させることに
より都合良く脱塩することができる。揮発により溶液か
らこれらのイオンを除去する能力が炭酸アンモニウムを
アンモニウム源として用いることの主要利点でおる。本
発明の別の重要な効果はアンモニアおよび炭酸アンモニ
ウムが再使用のために回収可能であることである。これ
ら化学物質の回収は本方法の全経済的効率を向上させる
と共にこれら物質の環境中への放出を最小とするもので
ある。脱塩操作は通常、透明溶液を、炭酸アンモニウム
の揮発を容易とする温度に加熱することによシ行われる
。
ルアラニンの両者は可溶である。従って、細胞およびそ
の固形物は遠心分離寸たは濾過により除去して透明な液
体を得ることができる。次いで、この溶液は、アンモニ
アならびに基質溶液に最初添加された炭酸アンモニウム
とアンモニアかう生じた二酸化炭素を揮発させることに
より都合良く脱塩することができる。揮発により溶液か
らこれらのイオンを除去する能力が炭酸アンモニウムを
アンモニウム源として用いることの主要利点でおる。本
発明の別の重要な効果はアンモニアおよび炭酸アンモニ
ウムが再使用のために回収可能であることである。これ
ら化学物質の回収は本方法の全経済的効率を向上させる
と共にこれら物質の環境中への放出を最小とするもので
ある。脱塩操作は通常、透明溶液を、炭酸アンモニウム
の揮発を容易とする温度に加熱することによシ行われる
。
反応容器内の圧力によって約10乃至120℃、好まし
くは約40乃至60℃の範囲に及ぶ温度をこの目的のた
めに利用することができる。真空蒸発、空気ストリッピ
ング、または蒸気ストリッピングは炭酸アンモニウムの
アンモニアと二酸化炭素への揮発を有効に加速すること
ができる。温度約40℃乃至60℃における真空蒸発は
好ましい技法である。特に好ましい方法は絶対圧約10
0mmHfで、約50℃の温度に溶液を加熱し、そして
揮発によりアンモニアおよび二酸化炭素を除去するとい
うものである。最初にアンモニアガスが放出され、アン
モニア除去の結果溶液のpHは低下する。pI(が成る
点に達すると、二酸化炭素が揮発し始め、これはpHの
低下を相殺する。この方法を用いれば、所望によシ浴液
から本質的に全アンモニアおよび二酸化炭素を有効に除
去することが可能であplそしてこれらのガスは蒸気の
凝縮によシ回収することができる。
くは約40乃至60℃の範囲に及ぶ温度をこの目的のた
めに利用することができる。真空蒸発、空気ストリッピ
ング、または蒸気ストリッピングは炭酸アンモニウムの
アンモニアと二酸化炭素への揮発を有効に加速すること
ができる。温度約40℃乃至60℃における真空蒸発は
好ましい技法である。特に好ましい方法は絶対圧約10
0mmHfで、約50℃の温度に溶液を加熱し、そして
揮発によりアンモニアおよび二酸化炭素を除去するとい
うものである。最初にアンモニアガスが放出され、アン
モニア除去の結果溶液のpHは低下する。pI(が成る
点に達すると、二酸化炭素が揮発し始め、これはpHの
低下を相殺する。この方法を用いれば、所望によシ浴液
から本質的に全アンモニアおよび二酸化炭素を有効に除
去することが可能であplそしてこれらのガスは蒸気の
凝縮によシ回収することができる。
揮発による溶液からの塩の除去は、得られた塩を含まな
い溶液を濃縮して更にL−フェニルアラニンを高収率で
結晶させることを可能にする。
い溶液を濃縮して更にL−フェニルアラニンを高収率で
結晶させることを可能にする。
L−フェニルアラニンの結晶化は溶液を、たとえば約1
0℃乃至約120℃の温度で、L−フェニルアラニン濃
度が約75乃至約3001/l、好ましくは約150乃
至約200 ?/lとなるまで蒸発させることにより達
成される。好ましい方法は、望ましいL−フェニルアラ
ニン濃度が得られるまで溶液を減圧において温度約20
℃乃至約70℃で蒸発させるものである。この蒸発の間
、アルカリ性pHが維持されて溶液中に残留する如何な
るt−桂皮酸の沈殿も回避し、かつL−フェニルアラニ
ンの収率をも最大とするものである。このpHは通常約
6乃至9、好ましくは約7.0〜8.5の範囲に及ぶも
のである。次に得られたL−フェニルア・ラニンスラリ
ーを、L−フェニルアラニンの実質的な結晶化を生ずる
温度に徐々に冷却する。溶液は好ましくは約−5℃乃至
約25℃の温度に冷却する。得られたし一フェニルアラ
ニン結晶は次いで、たとえば濾過または遠心分離によっ
て回収し、冷水で洗浄し、かつ乾燥することができる。
0℃乃至約120℃の温度で、L−フェニルアラニン濃
度が約75乃至約3001/l、好ましくは約150乃
至約200 ?/lとなるまで蒸発させることにより達
成される。好ましい方法は、望ましいL−フェニルアラ
ニン濃度が得られるまで溶液を減圧において温度約20
℃乃至約70℃で蒸発させるものである。この蒸発の間
、アルカリ性pHが維持されて溶液中に残留する如何な
るt−桂皮酸の沈殿も回避し、かつL−フェニルアラニ
ンの収率をも最大とするものである。このpHは通常約
6乃至9、好ましくは約7.0〜8.5の範囲に及ぶも
のである。次に得られたL−フェニルア・ラニンスラリ
ーを、L−フェニルアラニンの実質的な結晶化を生ずる
温度に徐々に冷却する。溶液は好ましくは約−5℃乃至
約25℃の温度に冷却する。得られたし一フェニルアラ
ニン結晶は次いで、たとえば濾過または遠心分離によっ
て回収し、冷水で洗浄し、かつ乾燥することができる。
結晶の第2回目の収量は、所望により母液を更に濃縮し
、かつ冷却することにより回収することが可能である。
、かつ冷却することにより回収することが可能である。
母液中に残存する如何なるt−桂皮酸も酸性化および沈
殿により回収することができ、そしてこのt−桂皮酸は
生物反応器へ有利に再循環される。
殿により回収することができ、そしてこのt−桂皮酸は
生物反応器へ有利に再循環される。
本発明の別の実施態様において、L−フェニルアラニン
の回収に先立って反応混合物中の凡ゆるt−桂皮酸を除
去および回収することが時により都合がよい。
の回収に先立って反応混合物中の凡ゆるt−桂皮酸を除
去および回収することが時により都合がよい。
L−フェニルアラニンの沈殿に先立って脱塩溶液を強鉱
酸、たとえば硫酸または塩酸によ、6t−桂皮酸沈殿p
Hに酸性化することが有利である。このようなpHは通
常約1.0乃至約3.0、好ましくは約1.5乃至2.
5の範囲に及んでいる。を−桂皮酸の実質的に定量的な
沈殿は浴液を約−5℃乃至約25℃、好ましくは約0℃
乃至5℃の温度に冷却することによシ達成することがで
きる。次に沈殿した桂皮酸は濾過または遠心分離により
回収することができ、また所望によシ再使用することも
可能である。
酸、たとえば硫酸または塩酸によ、6t−桂皮酸沈殿p
Hに酸性化することが有利である。このようなpHは通
常約1.0乃至約3.0、好ましくは約1.5乃至2.
5の範囲に及んでいる。を−桂皮酸の実質的に定量的な
沈殿は浴液を約−5℃乃至約25℃、好ましくは約0℃
乃至5℃の温度に冷却することによシ達成することがで
きる。次に沈殿した桂皮酸は濾過または遠心分離により
回収することができ、また所望によシ再使用することも
可能である。
得られた溶液は次いで、たとえば減圧下の蒸発によって
、比較的高いし一フェニルアラニン濃度が達成される捷
で濃縮される。所望の濃度というのは引続く結晶化に対
し溶液中に存在するL−フェニルアラニンの可成シの沈
殿を生ずるというものである。好ましくはL−フェニル
アラニンの実質的に定量的な沈殿が達成される。この目
標を達成するために、フェニルアラニン濃度は約25乃
至約1509/l、好ましくけ約50乃至150 Vt
の範囲にある。
、比較的高いし一フェニルアラニン濃度が達成される捷
で濃縮される。所望の濃度というのは引続く結晶化に対
し溶液中に存在するL−フェニルアラニンの可成シの沈
殿を生ずるというものである。好ましくはL−フェニル
アラニンの実質的に定量的な沈殿が達成される。この目
標を達成するために、フェニルアラニン濃度は約25乃
至約1509/l、好ましくけ約50乃至150 Vt
の範囲にある。
この溶液からのL−フェニルアラニンの結晶化は塩基を
用いてフェニルアラニンの略等電点に溶液のpHを調整
するごとにょシ有利に行われる。好ましくはアンモニア
または水酸化アンモニウムがこのpH調整のために用い
られる。このpHは通常3.5乃至約6.5の範囲に及
んでいる。このpH調整の間、この溶液を、pH調整中
の溶液内にL−フェニルアラニンを残留させる温度に加
熱することが好ましい。たとえば、約40℃乃至約10
0℃の温度を用いることができる。この溶液の開通的な
冷却が高収率のし一フェニルアラニンの結晶化をもたら
す。実質的に定量的な沈殿は約−5℃乃至約+25℃の
温度に冷却することによシ達成することができる。次い
でL−フェニルアラニン結晶をい過または遠心分離によ
シ回収し、冷水で洗浄し、ついで乾燥することができる
。
用いてフェニルアラニンの略等電点に溶液のpHを調整
するごとにょシ有利に行われる。好ましくはアンモニア
または水酸化アンモニウムがこのpH調整のために用い
られる。このpHは通常3.5乃至約6.5の範囲に及
んでいる。このpH調整の間、この溶液を、pH調整中
の溶液内にL−フェニルアラニンを残留させる温度に加
熱することが好ましい。たとえば、約40℃乃至約10
0℃の温度を用いることができる。この溶液の開通的な
冷却が高収率のし一フェニルアラニンの結晶化をもたら
す。実質的に定量的な沈殿は約−5℃乃至約+25℃の
温度に冷却することによシ達成することができる。次い
でL−フェニルアラニン結晶をい過または遠心分離によ
シ回収し、冷水で洗浄し、ついで乾燥することができる
。
本発明の方法は特に大規模な工業的操業に適しているこ
とが判明している。この方法は高純度のL−フェニルア
ラニン結晶を好1t7量で得るものである。
とが判明している。この方法は高純度のL−フェニルア
ラニン結晶を好1t7量で得るものである。
本発明を更に下記の実施例により例示するが、これらは
限定を意図するものではない。
限定を意図するものではない。
実施例I
本実施例は本発明方法に従ってパイオリアクション培地
からL−フェニルアラニンを回収する方法を提示するも
のである。生物反応培地はPAL −含有ロードトルラ
・ルブラ(Rhodotorula rubra)細胞
の存在下、を−桂皮酸をアンモニアと反応させることに
よシ得た。酵素基質溶液はt−桂皮酸をアンモニア水溶
液中に溶解し、二酸化炭素を用いてpHを1064乃至
10.8に調節することによシ調製した。最終反応容量
は1236/1.で、合計51.912KgのL−フェ
ニルアラニン(42,0t/l)を含有していた。
からL−フェニルアラニンを回収する方法を提示するも
のである。生物反応培地はPAL −含有ロードトルラ
・ルブラ(Rhodotorula rubra)細胞
の存在下、を−桂皮酸をアンモニアと反応させることに
よシ得た。酵素基質溶液はt−桂皮酸をアンモニア水溶
液中に溶解し、二酸化炭素を用いてpHを1064乃至
10.8に調節することによシ調製した。最終反応容量
は1236/1.で、合計51.912KgのL−フェ
ニルアラニン(42,0t/l)を含有していた。
この反応混合物は温度10℃〜15℃に冷却してアンモ
ニア損失を最小とし、かつL−フェニルアラニンの分解
を抑制した。混合物は遠心分離し、次いで圧力葉状濾過
器を介して濾過し、細胞を除去した。この時点で、い液
(1190t)はフェニルアラニン濃度38.2 Vt
を有していた。このp液を25″HV(約635朔nr
)の減圧下で、485tに濃縮されるまで40℃に加熱
した。アンモニアおよび二酸化炭素は、このようにして
溶液から除去され、かつ蒸気の凝縮により回収された。
ニア損失を最小とし、かつL−フェニルアラニンの分解
を抑制した。混合物は遠心分離し、次いで圧力葉状濾過
器を介して濾過し、細胞を除去した。この時点で、い液
(1190t)はフェニルアラニン濃度38.2 Vt
を有していた。このp液を25″HV(約635朔nr
)の減圧下で、485tに濃縮されるまで40℃に加熱
した。アンモニアおよび二酸化炭素は、このようにして
溶液から除去され、かつ蒸気の凝縮により回収された。
得られた濃縮溶液のpHは約9.5で、L−フェニルア
ラニン濃度は83.1 ?/lであった。濃縮および塩
除去の間に溶液中に若干の粒状物質が生成した。
ラニン濃度は83.1 ?/lであった。濃縮および塩
除去の間に溶液中に若干の粒状物質が生成した。
この粒状物質は次の工程に先立って圧力葉状濾過器を介
して濾過により除去した。透明濃縮物を再び減圧下(2
5”nr)で40℃に加熱し、かつ容量240tに蒸発
した。このpHを8.7に調整し、かつこの濃縮物を5
℃に冷却した。L−フェニルアラニン結晶を遠心分離に
よシ回収し、そして冷水で洗浄した。当初、反応器中に
存在したし一フェニルアラニンの約53チが略純粋な結
晶の形態で回収された。更に25%のL−フェニルアラ
ニンが母液中に存在し、そして所望によりこの物質の一
部を結晶の第2の収量中に回収することができた。
して濾過により除去した。透明濃縮物を再び減圧下(2
5”nr)で40℃に加熱し、かつ容量240tに蒸発
した。このpHを8.7に調整し、かつこの濃縮物を5
℃に冷却した。L−フェニルアラニン結晶を遠心分離に
よシ回収し、そして冷水で洗浄した。当初、反応器中に
存在したし一フェニルアラニンの約53チが略純粋な結
晶の形態で回収された。更に25%のL−フェニルアラ
ニンが母液中に存在し、そして所望によりこの物質の一
部を結晶の第2の収量中に回収することができた。
実施例■
実施例Iの手順を全ての本質的な詳細にわたシ反覆した
。当初の反応混合物容量u1245tであシ、混合物は
フェニルアラニン濃度39 VL Vt有していた。全
i 38 KpのL−フェニルアラニン(78,3%)
が、濃縮され、脱塩された溶液から回収された結晶の第
1バツチから回収された。フェニルアラニン結晶化によ
シ得られた母液はL−フェニルアラニンc+、0Kr(
18,5% )を含んでおり、そしてこれは次の醗酵に
PAL−誘導質として再循環された。更に母液はt−桂
皮酸16.5Kvを含有しており、これもまた引続く生
物反応に再循@された。
。当初の反応混合物容量u1245tであシ、混合物は
フェニルアラニン濃度39 VL Vt有していた。全
i 38 KpのL−フェニルアラニン(78,3%)
が、濃縮され、脱塩された溶液から回収された結晶の第
1バツチから回収された。フェニルアラニン結晶化によ
シ得られた母液はL−フェニルアラニンc+、0Kr(
18,5% )を含んでおり、そしてこれは次の醗酵に
PAL−誘導質として再循環された。更に母液はt−桂
皮酸16.5Kvを含有しており、これもまた引続く生
物反応に再循@された。
実施例III
本実施例は本発明の実施態様による生物反応混合物から
L−フェニルアラニンを回収する方法を説明するもので
あるが、この場合を一桂皮酸はL−フェニルアラニンの
沈殿に先立って回収される。
L−フェニルアラニンを回収する方法を説明するもので
あるが、この場合を一桂皮酸はL−フェニルアラニンの
沈殿に先立って回収される。
PAL−含有R,ルブラ細胞の存在下、を−桂皮酸をア
ンモニアと反応させることにより調製された生物反応混
合物を遠心分離および濾過して細胞を除去した。遠心分
離以前に混合物はp)Ilo、52、温度34℃、そし
て容量1000tを有していた。
ンモニアと反応させることにより調製された生物反応混
合物を遠心分離および濾過して細胞を除去した。遠心分
離以前に混合物はp)Ilo、52、温度34℃、そし
て容量1000tを有していた。
この混合物はL−フェニルアラニン21.0f/lおよ
びt−桂皮酸15.3 ?/lを含有していた。
びt−桂皮酸15.3 ?/lを含有していた。
この反応混合物を遠心分離し、かつ濾過して細胞を除去
し、そしてこれを加熱および撹拌装置を備えた容器に移
した。透明溶液を90℃に加熱し、そして空気で散布し
た。アンモニアおよび炭酸アンモニウムは空気を凝縮さ
せることにより回収した。空気散布はその容量が約35
0〜375tとナシ、カつL−フェニルアラニンの濃度
が70〜80 ?/lとなるまで継続した。次に、この
濃縮物を別の容器に移し、ここで50%H2S0Ilを
用いてpHを2.0〜2,1に調節した。酸性化した溶
液は0℃〜io℃に冷却し、そして4時間保持した。得
られたt−桂皮酸結晶は遠心分離によりi液から除去さ
れた。母液を他の容器に移し、かつ1時間、23〜24
℃に保持し、そして濾過助剤8 Kqを添加した。濾過
助剤および残留を一桂皮酸をフィルタープレスを介して
濾過することによシ除去した。
し、そしてこれを加熱および撹拌装置を備えた容器に移
した。透明溶液を90℃に加熱し、そして空気で散布し
た。アンモニアおよび炭酸アンモニウムは空気を凝縮さ
せることにより回収した。空気散布はその容量が約35
0〜375tとナシ、カつL−フェニルアラニンの濃度
が70〜80 ?/lとなるまで継続した。次に、この
濃縮物を別の容器に移し、ここで50%H2S0Ilを
用いてpHを2.0〜2,1に調節した。酸性化した溶
液は0℃〜io℃に冷却し、そして4時間保持した。得
られたt−桂皮酸結晶は遠心分離によりi液から除去さ
れた。母液を他の容器に移し、かつ1時間、23〜24
℃に保持し、そして濾過助剤8 Kqを添加した。濾過
助剤および残留を一桂皮酸をフィルタープレスを介して
濾過することによシ除去した。
ろ液(含洗浄溶液)の容量は270tであり、を−桂皮
H1,’88 t/LおよびL−フェニルアラニン59
.5t/lfg含有していた。このp液を2個の容器に
均等に移し、そこで29%アンモニア水を用いてpHを
3.5〜3.6に調節し、そしてこの溶液を60〜70
℃に加熱した。減圧(175■Ht )を適用して、そ
の容量を蒸発させ、L−フェニルアラニン濃度を200
t/lとした。濃縮した混合物は10℃/時間の割合
で10℃未満に冷却し、かつその温度に4時間保持した
。得られたし一フェニルアラニン結晶は遠心分離によシ
除去され、冷脱イオン水で洗浄され、かつ乾燥された。
H1,’88 t/LおよびL−フェニルアラニン59
.5t/lfg含有していた。このp液を2個の容器に
均等に移し、そこで29%アンモニア水を用いてpHを
3.5〜3.6に調節し、そしてこの溶液を60〜70
℃に加熱した。減圧(175■Ht )を適用して、そ
の容量を蒸発させ、L−フェニルアラニン濃度を200
t/lとした。濃縮した混合物は10℃/時間の割合
で10℃未満に冷却し、かつその温度に4時間保持した
。得られたし一フェニルアラニン結晶は遠心分離によシ
除去され、冷脱イオン水で洗浄され、かつ乾燥された。
母液および洗浄溶液は別の回収実験からの対応する溶液
と共にプールし、そして第2の収量結晶を上記したよう
な混合物の濃縮および冷却によシ回収した。
と共にプールし、そして第2の収量結晶を上記したよう
な混合物の濃縮および冷却によシ回収した。
第1の収量結晶に関する工程から得られた収率は約70
%であった。
%であった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (lit−a皮酸とアンモニウムイオンとをL−フェニ
ルアラニン生成条件下に、フェニルアラニンアンモニア
リアーゼの存在下で結合させ、ついで生成された生物反
応混合物からL−フェニルアラニンを回収することによ
りL−フェニルアラニ/を製造する方法において、アン
モニウム源トシて炭酸アンモニウムを使用することを特
徴とする方法。 (2)L−フェニルアラニンの回収が揮発によりアンモ
ニウムおよび炭酸塩イオンを除去する工程を包含してい
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3) アンモニウムおよび炭酸塩イオンの揮発が蒸発
、空気散布または水蒸気蒸留によシ達成される特許請求
の範囲第2項記載の方法。 (4) アンモニアおよび炭酸アンモニウムが、揮とに
よシ再使用のために回収される特許請求の範囲第3項記
載の方法。 (5)揮発が蒸発または空気散布により約10℃乃至約
120℃の温度で行われる特許請求の範囲第3項記載の
方法。 (6)揮発が減圧下で、温度約40℃乃至約60℃にお
いて蒸発により行われる特許請求の範囲第5項記載の方
法。 +7) (a) 上記生物反応混合物から固形分を除去
して透明溶液を生成する工程、 (b) 揮発によシ上記透明溶液からアンモニウムおよ
び炭酸塩イオンを除去して脱塩浴液を生成する工程、 (C) 上記脱塩溶液のpHを約6乃至約9に調整する
工程、 (d) 上記脱塩溶液を、L−フェニルアラニンの濃度
が約75 ?/を乃至約300 Vtの範囲となるまで
蒸発して濃縮物を生成する工程、(e) 濃縮物1L−
フェニルアラニン沈殿温度成する工程、および (f) L−フェニルアラニン結晶をL−フェニルアラ
ニンスラリーから除去する工程 を含んで成る方法によってL−フェニルアラニンを回収
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 (9)工程(b)の揮発が減圧下で温度約40℃乃至約
60℃において蒸発にょシ行われる特許請求の範囲第7
項記載の方法。 α0)工程(e)において、pHが約7.0乃至約8.
5の範囲に調整される特許請求の範囲第8項記載の方法
0 (ill 工程(d)において、上記透明溶液が減圧下
で温度約40℃乃至約60℃において蒸発され、かつ蒸
発を、L−フェニルアラニン濃度が約150?/1乃至
約200 ?/lの範囲となるまで継続する特許請求の
範囲第8項記載の方法。 (12工程(e)において、上記濃縮物が温度約−5℃
乃至約25℃に冷却される特許請求の範囲第11項記載
の方法。 f13) (a) 上記生物反応混合物から固形分を除
去して透明溶液を生成する工程、 (b) 揮発により上記透明溶液からアンモニウムおよ
び炭酸塩イオンを除去して、脱塩溶液を生成する工程、 (e) 上記脱塩溶液を、L−フェニルアラニンが溶液
中に残存する程度に十分に低い酸性t−桂皮酸沈殿pH
に酸性化し、かつ沈殿したt−桂皮酸を除去してt−桂
皮酸塩を含有しない透明溶液を生成する工程、 (d) p)IL−フェニルアラニン−沈殿pl(に調
整し、かつ溶液をL−フェニルアラニン沈殿温度に冷却
することによりを一桂皮酸塩を含有しない透明溶液から
し一フェニルアラニンを結晶化する工程、および (e)それらの母液からし一フェニルアラニン結晶を散
布する工程 を含んで成る方法によってL−フェニルアラニ/を回収
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 α滲 工程(b)の揮発が温度約10℃乃至約120℃
における蒸発または空気散布によシ達成される特許請求
の範囲第13項記載の方法。 (ハ)工程(b)の揮発が温度約40℃乃至約60℃に
おける蒸発により達成される特許請求の範囲第13項記
載の方法。 (161工程(e)において、を−桂皮酸沈殿pHは約
1乃至約3の範囲に及び、一方工程(d)において、L
−フェニルアラニン沈殿pHは約3.5乃至約6.5に
及んでいる特許請求の範囲第14項記載の方法。 117) L−フェニルアラニン沈殿温度が約−5℃乃
至約25℃に及ぶ特許請求の範囲第16項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US54714083A | 1983-10-31 | 1983-10-31 | |
US547140 | 1983-10-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60133893A true JPS60133893A (ja) | 1985-07-17 |
Family
ID=24183489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22695084A Pending JPS60133893A (ja) | 1983-10-31 | 1984-10-30 | L−フエニルアラニンの製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0140713A3 (ja) |
JP (1) | JPS60133893A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1174140B (it) * | 1984-05-31 | 1987-07-01 | Erba Farmitalia | Metodo per l' estrazione di fenilalanina da brodi di bioconversione |
US4731469A (en) * | 1986-08-06 | 1988-03-15 | Synthetech, Inc. | Process for recovery and purification of L-phenylalanine |
KR890002412A (ko) * | 1987-07-17 | 1989-04-10 | 오그덴 에이취.웹스터 | 높은 pH에서의 중성 아미노산 회수 |
FR2686898B1 (fr) * | 1992-01-30 | 1996-09-20 | Ajinomoto Kk | Methode de production de la l-phenylalanine. |
EP0556752B1 (en) * | 1992-02-17 | 1995-11-02 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Method for purifying L-phenylalanine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4584273A (en) * | 1983-10-31 | 1986-04-22 | Genex Corporation | Method for the production of phenylalanine ammonia-lyase by fermentation |
US4584269A (en) * | 1983-10-31 | 1986-04-22 | Genex Corporation | Method for stabilizing the enzymatic activity of phenylalanine ammonia lyase during L-phenylalanine production |
US4636466A (en) * | 1983-10-31 | 1987-01-13 | Genex Corporation | Phenylalanine ammonia lyase-producing microbial cells |
BR8502781A (pt) * | 1984-06-11 | 1986-02-18 | Genex Corp | Producao,com alto rendimento,de l-fenilalanina |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22695084A patent/JPS60133893A/ja active Pending
- 1984-10-30 EP EP84307522A patent/EP0140713A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0140713A2 (en) | 1985-05-08 |
EP0140713A3 (en) | 1987-05-20 |
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