JPS60224488A - 微生物学的手段によるl−カルニチンの製造 - Google Patents
微生物学的手段によるl−カルニチンの製造Info
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- JPS60224488A JPS60224488A JP60064931A JP6493185A JPS60224488A JP S60224488 A JPS60224488 A JP S60224488A JP 60064931 A JP60064931 A JP 60064931A JP 6493185 A JP6493185 A JP 6493185A JP S60224488 A JPS60224488 A JP S60224488A
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- 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
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/007—Carnitine; Butyrobetaine; Crotonobetaine
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
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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】
り一力ルニチンをγ−ブチロベタインから製造すること
は知られている。 γ−ブチロベタインは、2−オキソ
ゲルタール酸ナトリウム、還元試薬、鉄イオン源および
ヒドロキシル基供与体としての空気中の酸素の存在下に
、ヒドロキシラーゼ酵素によってニューロスポラ・クラ
ツサの胞子から遊離されることが報告された(アメリカ
特許明細書4,371,618>。 この方法は、コフ
ァクターを多数必要とするという欠点をもつ。
は知られている。 γ−ブチロベタインは、2−オキソ
ゲルタール酸ナトリウム、還元試薬、鉄イオン源および
ヒドロキシル基供与体としての空気中の酸素の存在下に
、ヒドロキシラーゼ酵素によってニューロスポラ・クラ
ツサの胞子から遊離されることが報告された(アメリカ
特許明細書4,371,618>。 この方法は、コフ
ァクターを多数必要とするという欠点をもつ。
反応において、化学量論量の2−オキソゲルタール塩酸
が酸化的に]ハク酸塩に脱カルボキシル化される。 F
e2+は02活性化剤として必要であり、アスコルビン
酸塩が鉄イオンを還元状態に保ち、カタラーゼが痕跡量
生成する有害なH2O2を破壊する。
が酸化的に]ハク酸塩に脱カルボキシル化される。 F
e2+は02活性化剤として必要であり、アスコルビン
酸塩が鉄イオンを還元状態に保ち、カタラーゼが痕跡量
生成する有害なH2O2を破壊する。
リントシュチット(L 1ndstedt)はか[バイ
オケミストリー(B iochemistry > 、
6.1262−1270(1967)] rシュード
モナス中におけるカルニチンの生成と変質J’(The
Formation and Dcarodation
of Carnitin inP seudomon
as )は、γ−ブチロベタインをC−およびN−源と
して増殖するガツトラング・シュードモナス(Gatt
uno Pseudomonas>微生物を分離した。
オケミストリー(B iochemistry > 、
6.1262−1270(1967)] rシュード
モナス中におけるカルニチンの生成と変質J’(The
Formation and Dcarodation
of Carnitin inP seudomon
as )は、γ−ブチロベタインをC−およびN−源と
して増殖するガツトラング・シュードモナス(Gatt
uno Pseudomonas>微生物を分離した。
代謝過程の第一の反応は、r−1チロベタインのL−
カルニチンへのヒドロキシル化であって、それによって
中間体として生成したし一力ルニチンはすべてCo、H
OおよびNH32 にざらに分解代謝される。
カルニチンへのヒドロキシル化であって、それによって
中間体として生成したし一力ルニチンはすべてCo、H
OおよびNH32 にざらに分解代謝される。
このようにして、バクテリアから取得したヒドロキシラ
ーゼがあれば、それがL−力ルニチン生産のために添加
された場合には、上述した欠点であるコファクターの必
要性[リントシュチットほか、Biochemistr
y 16,2181−2188(1977)] rシュ
ードモナス St)、AKlからのγ−ブチロベタイン
・ヒドロキシラーゼの精製と特性J (Purific
ation and Properties of7−
ButVrObetaine Hydroxylase
fromPseudomonas Sp 、 AK 1
>を解消できる。
ーゼがあれば、それがL−力ルニチン生産のために添加
された場合には、上述した欠点であるコファクターの必
要性[リントシュチットほか、Biochemistr
y 16,2181−2188(1977)] rシュ
ードモナス St)、AKlからのγ−ブチロベタイン
・ヒドロキシラーゼの精製と特性J (Purific
ation and Properties of7−
ButVrObetaine Hydroxylase
fromPseudomonas Sp 、 AK 1
>を解消できる。
本発明は、この課題にもとづき、既知の方法の欠点を有
しない、簡単な方法でラセミ休でなくエナンチオ選択性
り一力ルニチンをクロトノベタイン、ブチロベタインま
たはそれらの混合物から製造することを可能にする、新
しいタイプの微生物を見出すことを目的とする。
しない、簡単な方法でラセミ休でなくエナンチオ選択性
り一力ルニチンをクロトノベタイン、ブチロベタインま
たはそれらの混合物から製造することを可能にする、新
しいタイプの微生物を見出すことを目的とする。
現在の技術水準で知られている系とちがって、我々の微
生物は02でなくH2Oをヒドロキシル基供与体として
利用する。 このことは、我々の研究において町180
と1802とを用いて確認することができた。
生物は02でなくH2Oをヒドロキシル基供与体として
利用する。 このことは、我々の研究において町180
と1802とを用いて確認することができた。
本発明の微生物は、クロトノベタインおよび(または)
γ−ブチロベタインからし一カルニチンを生産する能力
があり、しかも後者を異化しない。
γ−ブチロベタインからし一カルニチンを生産する能力
があり、しかも後者を異化しない。
四つの大陸からの土壌のサンプルについての比較研究が
示したように、ブチロベタインおよびクロトノベタイン
をし一力ルニチンを経由して分解代謝する微生物は、広
い範囲にわたって存在する。
示したように、ブチロベタインおよびクロトノベタイン
をし一力ルニチンを経由して分解代謝する微生物は、広
い範囲にわたって存在する。
また、下水浄化装置の活性汚泥からも、単離に成功して
いる。 これらの株すべてが、以下に示す本発明の原理
に従って変異させた場合、問題のし一力ルニヂン生産株
としての能力をもつ。
いる。 これらの株すべてが、以下に示す本発明の原理
に従って変異させた場合、問題のし一力ルニヂン生産株
としての能力をもつ。
そのような変異種は、下記の分類法によって入手可能で
ある。
ある。
a〉ベタイン、γ−ブチロベタイン、クロトノベタイン
およびL−カルニチンをC−およびN−源として増殖す
る微生物を、常法に従って変異させること、 b)変異した微生物の接種によって得た培養物からそれ
ぞれ分類され、安定であって、L−力ルニヂンを異化せ
ず、L−力ルニヂン、クロトノベタイン、γ−ブチロベ
タインで増殖しないがベタインで増殖すること。
およびL−カルニチンをC−およびN−源として増殖す
る微生物を、常法に従って変異させること、 b)変異した微生物の接種によって得た培養物からそれ
ぞれ分類され、安定であって、L−力ルニヂンを異化せ
ず、L−力ルニヂン、クロトノベタイン、γ−ブチロベ
タインで増殖しないがベタインで増殖すること。
好ましくは、分類工程b)に従って、L−カルニチンを
分泌しL−カルニチン、クロトノベタイン、γ−ブチロ
ベタインでは増殖しないがベタインで増殖する各微生物
を選別する。
分泌しL−カルニチン、クロトノベタイン、γ−ブチロ
ベタインでは増殖しないがベタインで増殖する各微生物
を選別する。
変異した微生物は、ベタイン媒体中でざらに培養し、こ
の培養された微生物を分類工程b)に、好ましくはし一
力ルニチン媒体上に接種することが得策である。 ベタ
イン、γ−ブチDベタイン、クロトノベタインおよびし
一力ルニチンをC−およびN−源として増殖する株の接
種は、つぎのように実施するのがよい。 すなわち、バ
クデリア混合物からクロトノベタイン栄養溶液への接種
により混合培養物を製造し、そこから常用の微生物工学
的技術の助けを借りて、クロトノベタイン生産微生物の
純粋培養をはじめるのである。
の培養された微生物を分類工程b)に、好ましくはし一
力ルニチン媒体上に接種することが得策である。 ベタ
イン、γ−ブチDベタイン、クロトノベタインおよびし
一力ルニチンをC−およびN−源として増殖する株の接
種は、つぎのように実施するのがよい。 すなわち、バ
クデリア混合物からクロトノベタイン栄養溶液への接種
により混合培養物を製造し、そこから常用の微生物工学
的技術の助けを借りて、クロトノベタイン生産微生物の
純粋培養をはじめるのである。
このような、ベタイン、γ−ブチロベタイン、クロトノ
ベタインおよびL−力ルニチンをC−およびN−源とし
て増殖する培養物の変異は、既知の方法に従って実施で
きる。 [J、H,ミラー(Miller )、r分子
生物学実験J (Experi−ments in M
o1ecular Genetics ) 、 、J−
ルド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−(COId
3pring l−1arbor L aborato
ry ) 、 1972 ]好適に利用できる安定な変
異種の製造方法は、フレームシフト法、ディリージョン
法またはトランスポソンーインサーション法である。
そのように変異した微生物は、ざらにベタイン媒体上で
培養され、L−カルニヂン媒体上に移したものを分類工
程b)で処理し、そこで既知の「交叉分類」(Coun
ter−3elektionierenden Aoe
nzien >[P、ゲルハルト(Gerhardt
)ほか編、[一般細菌学実験法J (lvlanual
of Methods forGeneral Ba
cteriology > 、アメリカン・ソサイエデ
イ・フォー・マイクロバイオロジー(Am。
ベタインおよびL−力ルニチンをC−およびN−源とし
て増殖する培養物の変異は、既知の方法に従って実施で
きる。 [J、H,ミラー(Miller )、r分子
生物学実験J (Experi−ments in M
o1ecular Genetics ) 、 、J−
ルド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−(COId
3pring l−1arbor L aborato
ry ) 、 1972 ]好適に利用できる安定な変
異種の製造方法は、フレームシフト法、ディリージョン
法またはトランスポソンーインサーション法である。
そのように変異した微生物は、ざらにベタイン媒体上で
培養され、L−カルニヂン媒体上に移したものを分類工
程b)で処理し、そこで既知の「交叉分類」(Coun
ter−3elektionierenden Aoe
nzien >[P、ゲルハルト(Gerhardt
)ほか編、[一般細菌学実験法J (lvlanual
of Methods forGeneral Ba
cteriology > 、アメリカン・ソサイエデ
イ・フォー・マイクロバイオロジー(Am。
Soc、 for M 1crobiolooy )
、 1981 ]によって、各微生物を分類し、安定な
、[−カルニチンを異化せず、L−力ルニチン、クロト
ノベタイン、γ−ブチロベタインで増殖しないがベタイ
ンで増殖づるものを得る。
、 1981 ]によって、各微生物を分類し、安定な
、[−カルニチンを異化せず、L−力ルニチン、クロト
ノベタイン、γ−ブチロベタインで増殖しないがベタイ
ンで増殖づるものを得る。
ベタイン、γ−ブチロベタイン、クロトノベタイン、L
−力ルニチンをC−およびN−源として増殖する好適な
微生物は、1−IK4 (DSM No。
−力ルニチンをC−およびN−源として増殖する好適な
微生物は、1−IK4 (DSM No。
2938)株ならびにその子孫および変種である。
これらの株は、1984年3月3日にドイッチェン・ザ
ンムルング・7オン・ミクロオルガニスメン(DeUt
SChen 5alllllUn(II VOn Mi
kro−organismen、 DSM) 、ゲゼル
シャフト・フユア・ビオテクノロジッシエ・フォアシュ
ング(Gesellschaft fuer Biof
echonlloische Forschung )
・mbl−1,ドイツ連邦共和国ゲッヂングンー430
0−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No、DSM2
938の番号で寄託されている。
ンムルング・7オン・ミクロオルガニスメン(DeUt
SChen 5alllllUn(II VOn Mi
kro−organismen、 DSM) 、ゲゼル
シャフト・フユア・ビオテクノロジッシエ・フォアシュ
ング(Gesellschaft fuer Biof
echonlloische Forschung )
・mbl−1,ドイツ連邦共和国ゲッヂングンー430
0−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No、DSM2
938の番号で寄託されている。
HK4 CD5M No、2938)株の学術的記述
細胞形態 桿菌、一部は変形
長さ1〜2μm 幅0.5〜0.8μ7W運動性 +
鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
→−カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 士 37℃ + SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − pH5,6− 色素形成 非拡散性 −拡散性 − 螢光性 − 酸形成(OFテスト) グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルース + キシロース +トレハロース
+ エタノール − グルコースからガス形成 − 0NPG + アルギニンジじトロラーゼ − リジンデカルレボキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルレボキシラーゼ − H2S − フォーゲス・プロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 十 脱硝 十 レバン形成 − レシチナーピ −ウレアーゼ 汁 成育 でんぷん −ゼラチン − カゼイン − チロシン − トウィーン80 − DNA+ エスクリン + 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノルロイシン − キシロース + フラクトース 士 グルコース 士 自家栄養増殖 H2存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + L−カルニチン + γ−ブヂロベタイン 士 クロトノベタイン + 上記した微生物から変異して分類された好適な微生物で
あって、安定で、L−カルニチンを異化せず、しかしこ
れを分泌し、かつL−カルニチン、クロトノベタインお
よびγ−ブチロベタインでは増殖しないかベタインで増
殖するものが、HK13である。
鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
→−カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 士 37℃ + SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − pH5,6− 色素形成 非拡散性 −拡散性 − 螢光性 − 酸形成(OFテスト) グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルース + キシロース +トレハロース
+ エタノール − グルコースからガス形成 − 0NPG + アルギニンジじトロラーゼ − リジンデカルレボキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルレボキシラーゼ − H2S − フォーゲス・プロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 十 脱硝 十 レバン形成 − レシチナーピ −ウレアーゼ 汁 成育 でんぷん −ゼラチン − カゼイン − チロシン − トウィーン80 − DNA+ エスクリン + 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノルロイシン − キシロース + フラクトース 士 グルコース 士 自家栄養増殖 H2存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + L−カルニチン + γ−ブヂロベタイン 士 クロトノベタイン + 上記した微生物から変異して分類された好適な微生物で
あって、安定で、L−カルニチンを異化せず、しかしこ
れを分泌し、かつL−カルニチン、クロトノベタインお
よびγ−ブチロベタインでは増殖しないかベタインで増
殖するものが、HK13である。
上述の菌株は、1984年1月23日に、ドイツチェ・
ザンムルング・7オン・ミクロオルガニスメン(DSM
)、ゲゼルシャフト・ピュア・ビオテクノロジツシエ・
フォアシュング・mbH、ドイツ連邦共和国ゲッチンゲ
ン−4300−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No
、DSM2903の番号で寄託された。
ザンムルング・7オン・ミクロオルガニスメン(DSM
)、ゲゼルシャフト・ピュア・ビオテクノロジツシエ・
フォアシュング・mbH、ドイツ連邦共和国ゲッチンゲ
ン−4300−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No
、DSM2903の番号で寄託された。
HKl 3 (DSM No、2903)株の学術的記
述 細胞形態 桿菌、一部は変形 長さ 1〜2μTI?、 幅0.5〜0.8μTW運動
性 + 鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
十 カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 十 37℃ 十 SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − p ト15.6 − 色素形成 非拡散性 −拡散性 〜 螢光性 − 酸形成(OFテスト) グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルメ + キシロース +トレハロース
+ エタノール − グルコースからガス形成 − 0NPG + アルギニンジヒドロラーゼ − リジンデカルボキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルボキシラーゼ − H2S − フォーゲスΦプロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 士 脱硝 十 レバン形成 − レシチナーゼ − ウレアーゼ 士 成育 でんぷん −ゼラチン − カゼイン −チロシン − トウィーン80− DNA 十 王スクリン + 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノルロイシン − キシロース + 7ラクトース + グル]−ス + 自家栄養増殖 ト12存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + 1−カルニチン − γ−ブチロベタイン − クロトノベタイン − L−グルタミン酸塩十クロトノベタイン ±L−グルタ
ミン酸酸塩ジブチロベタイン ±L−グルタミン酸塩+
1−カルニチン ±微生物HK13の子孫であって、安
定でL−カルニチンを異化せず、しかしこれを分泌し、
L−カルニチン、クロトノベタインおよびγ−ブチロベ
タインでは増殖しないが、ベタイン、L−グルタミン酸
塩およびクロトノベタイン、L−グルタミン酸塩および
ブチロベタイン、L−グルタミン酸塩およびL−力ルニ
チンで増殖するものがHK133Ib株である。 これ
は、寒天で固体にしたL−グルタミン酸およびγ−ブチ
ロベタイン含有栄養培地の表面の、自然突然変異による
良好に増殖する変異種コロニーとして単離された。
述 細胞形態 桿菌、一部は変形 長さ 1〜2μTI?、 幅0.5〜0.8μTW運動
性 + 鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
十 カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 十 37℃ 十 SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − p ト15.6 − 色素形成 非拡散性 −拡散性 〜 螢光性 − 酸形成(OFテスト) グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルメ + キシロース +トレハロース
+ エタノール − グルコースからガス形成 − 0NPG + アルギニンジヒドロラーゼ − リジンデカルボキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルボキシラーゼ − H2S − フォーゲスΦプロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 士 脱硝 十 レバン形成 − レシチナーゼ − ウレアーゼ 士 成育 でんぷん −ゼラチン − カゼイン −チロシン − トウィーン80− DNA 十 王スクリン + 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノルロイシン − キシロース + 7ラクトース + グル]−ス + 自家栄養増殖 ト12存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + 1−カルニチン − γ−ブチロベタイン − クロトノベタイン − L−グルタミン酸塩十クロトノベタイン ±L−グルタ
ミン酸酸塩ジブチロベタイン ±L−グルタミン酸塩+
1−カルニチン ±微生物HK13の子孫であって、安
定でL−カルニチンを異化せず、しかしこれを分泌し、
L−カルニチン、クロトノベタインおよびγ−ブチロベ
タインでは増殖しないが、ベタイン、L−グルタミン酸
塩およびクロトノベタイン、L−グルタミン酸塩および
ブチロベタイン、L−グルタミン酸塩およびL−力ルニ
チンで増殖するものがHK133Ib株である。 これ
は、寒天で固体にしたL−グルタミン酸およびγ−ブチ
ロベタイン含有栄養培地の表面の、自然突然変異による
良好に増殖する変異種コロニーとして単離された。
上述の菌株は、1985年2月8日に、ドイツチェン・
ザンムルング・ピュア・ミクロオルガニスムス(DSM
>、ゲゼルシレフト・ピュア・ビオテクノロジツシエ・
フォアシュング・mbH,ドイツ連邦共和国ゲッチンゲ
ン−4300−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No
、DSM3225の番号で寄託された。
ザンムルング・ピュア・ミクロオルガニスムス(DSM
>、ゲゼルシレフト・ピュア・ビオテクノロジツシエ・
フォアシュング・mbH,ドイツ連邦共和国ゲッチンゲ
ン−4300−グリーゼバッハシュトラーセ8に、No
、DSM3225の番号で寄託された。
HK1331b (DSM No、3225>株の学術
的記述 細胞形態 桿菌、一部は変形 長さ 1〜2μIrL 幅0.5〜0.8μm運動性
十 鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
十 カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 + 37℃ 十 SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − pH5,6− 色素形成 非拡散性 −拡散性 − 螢光性 − 酸形成 グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルース + キシロース 士トレハロース
士 エタノール − グルコースからガス形成 − ON PG + アルギニンジヒドロラーゼ − リジンデカルポキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルボキシラーゼ − H2S − フォーゲス・プロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 士 脱硝 + レバン形成 − レシチナーゼ − ウレアーゼ 士 成育 でんぷん −ゼラチン − 力ゼイン − チロシン トウィーン8O−DNA 十 エスタリン 士 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノル−ロイシン − キシロース 士 フラクトース + グルコース + 自家栄養増殖 H2存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + L−カルニチン + γ−ブチロベタイン 士 クロトノベタイン 士 L−グルタミン酸塩およびクロトノベタイン+し一グル
タミン酸塩およびブチロベタイン +L−グルタミン酸
塩およびL−カルニチン +L−力ルニチンの製造方法
は、好ましくはつぎのように実施する。 すなわち、微
生物、好ましくは番号HK13の微生物を、滅菌した前
培養、好ましくは、ビタミン含有ミネラル培地[クラ(
)(ulla)ほか、アルヒーフ・ミクロピロオシ−(
Arch、Microbiol、)、135. 1 (
1983)]に、20−/10℃、好ましくは30℃に
おいて、6〜Bの適当なpH1好ましくはpH7で、2
0〜50時間、有利には30〜40時間培養する。 こ
の前培養物は、代表的には0.1〜10重量%とりわけ
0.5〜5重量%のコリン、グルタミン酸塩、酢酸塩、
ジメチルグリシンまたはベタインを成長基質として含有
する。 とくに好ましいものは、0.5〜5重量%のベ
タインを添加したものである。
的記述 細胞形態 桿菌、一部は変形 長さ 1〜2μIrL 幅0.5〜0.8μm運動性
十 鞭毛 周辺 ダラム反応 −胞子 − ポリ−β−ヒドロキシブチレート生成 −オキシダーゼ
十 カタラーゼ + 増殖 嫌気的 −マコンキー寒天 + 37℃ 十 SS寒天 − 41℃ −セトリミド寒天 − pH5,6− 色素形成 非拡散性 −拡散性 − 螢光性 − 酸形成 グルコースから 好気的 −嫌気的 −フラクトースか
ら好気的 − ASSSSグルース + キシロース 士トレハロース
士 エタノール − グルコースからガス形成 − ON PG + アルギニンジヒドロラーゼ − リジンデカルポキシラーゼ − フェニルアラニンデアミラーゼ − オルニチンデカルボキシラーゼ − H2S − フォーゲス・プロスカウアー − インドール − 硝酸塩から亜硝酸塩 士 脱硝 + レバン形成 − レシチナーゼ − ウレアーゼ 士 成育 でんぷん −ゼラチン − 力ゼイン − チロシン トウィーン8O−DNA 十 エスタリン 士 基質転化 酢酸塩 −クエン酸塩 − マロン酸塩 −グリシン − ノル−ロイシン − キシロース 士 フラクトース + グルコース + 自家栄養増殖 H2存在下 − 3−ケトラクトース − 基質 ベタイン + L−カルニチン + γ−ブチロベタイン 士 クロトノベタイン 士 L−グルタミン酸塩およびクロトノベタイン+し一グル
タミン酸塩およびブチロベタイン +L−グルタミン酸
塩およびL−カルニチン +L−力ルニチンの製造方法
は、好ましくはつぎのように実施する。 すなわち、微
生物、好ましくは番号HK13の微生物を、滅菌した前
培養、好ましくは、ビタミン含有ミネラル培地[クラ(
)(ulla)ほか、アルヒーフ・ミクロピロオシ−(
Arch、Microbiol、)、135. 1 (
1983)]に、20−/10℃、好ましくは30℃に
おいて、6〜Bの適当なpH1好ましくはpH7で、2
0〜50時間、有利には30〜40時間培養する。 こ
の前培養物は、代表的には0.1〜10重量%とりわけ
0.5〜5重量%のコリン、グルタミン酸塩、酢酸塩、
ジメチルグリシンまたはベタインを成長基質として含有
する。 とくに好ましいものは、0.5〜5重量%のベ
タインを添加したものである。
さらk、微生物学的技術において通常行なわれるように
、この前培養物には添加される出発化合物に加えて、γ
−ブチロベタイン、クロトノベタインまたはそれらの混
合物を反応媒体基準で0゜1〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重四%の量加える。 γ−ブチロベタインあ
るいはクロトノベタインは、塩酸塩であっても、遊離の
内部塩であっても、あるいはその誘導体の形であっても
よい。 上述の方法によって製造した前培養物は、別の
培養のため接種することができる。 この別の培養には
、前培養と同じ組成物を用いることが好ましい。
、この前培養物には添加される出発化合物に加えて、γ
−ブチロベタイン、クロトノベタインまたはそれらの混
合物を反応媒体基準で0゜1〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重四%の量加える。 γ−ブチロベタインあ
るいはクロトノベタインは、塩酸塩であっても、遊離の
内部塩であっても、あるいはその誘導体の形であっても
よい。 上述の方法によって製造した前培養物は、別の
培養のため接種することができる。 この別の培養には
、前培養と同じ組成物を用いることが好ましい。
添加すべきクロトノベタイン、γ−ブチロベタインまた
はそれらの混合物は、0.1〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重量%とする。
はそれらの混合物は、0.1〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重量%とする。
成長基質、コリン、グルタミン酸塩、酢酸塩、ジメチル
グリシンおよびベタインは、前培養において使用された
濃縮物中に、有利に利用することができる。 後の培養
の培養条件を前培養の培養条件と合致させることが得策
である。
グリシンおよびベタインは、前培養において使用された
濃縮物中に、有利に利用することができる。 後の培養
の培養条件を前培養の培養条件と合致させることが得策
である。
従って温度は、好ましくは20〜40℃、とりわけ30
℃、pH値は6〜Bの範囲、とりわけ1)H7に保持す
る。
℃、pH値は6〜Bの範囲、とりわけ1)H7に保持す
る。
このようにして実施されるし一カルニチンの生産は、2
0〜30時間の後に停止に至る。 L−カルニチンの濃
度は、加えられたγ−ブチロベタインまたはクロトノベ
タインの量の範囲に相当である。 細胞は遠心分離また
はろ過分離され、接種材料として新しい培養のために利
用することができる。 L−カルニチンは、既知の方法
[J。
0〜30時間の後に停止に至る。 L−カルニチンの濃
度は、加えられたγ−ブチロベタインまたはクロトノベ
タインの量の範囲に相当である。 細胞は遠心分離また
はろ過分離され、接種材料として新しい培養のために利
用することができる。 L−カルニチンは、既知の方法
[J。
P、ヴ77ンデカス−7−(−レ(VandeCaSt
eele) 。
eele) 。
アプライド・エンピロンメンタル・マイクロバイオロジ
ー(AI)Dl、Environ、 Microbio
l、 > 39゜327 (1980)]によって、カ
チオン交換クロマトグラフィーの手段で上澄液から回収
し、再結晶によって精製することかできる。
ー(AI)Dl、Environ、 Microbio
l、 > 39゜327 (1980)]によって、カ
チオン交換クロマトグラフィーの手段で上澄液から回収
し、再結晶によって精製することかできる。
L−カルニチンの製造は、連続的な方法によっても実施
でき、その場合、細胞は化学装置内で、有利には希釈速
度0.04〜0.2/h、好ましくは0.06〜0.0
8/hで、バッチ培養と同様な条件下に増殖させること
かできる。
でき、その場合、細胞は化学装置内で、有利には希釈速
度0.04〜0.2/h、好ましくは0.06〜0.0
8/hで、バッチ培養と同様な条件下に増殖させること
かできる。
叉簾叢ユ
クロトノベタイン生育微生物の単離
土壌中から微生物を中性リン酸塩緩衝溶液を用いて撹拌
下に抽出し、最後に大きな構成部分をろ紙によって分離
して、クロトノベタイン栄養溶液中に、上記のようにし
て得たバクテリア混合物をわずかに濁るまで接種した。
下に抽出し、最後に大きな構成部分をろ紙によって分離
して、クロトノベタイン栄養溶液中に、上記のようにし
て得たバクテリア混合物をわずかに濁るまで接種した。
9日の後、濁りは90倍の細胞濃度の集団に増大して
いた。 クロトノベタインはこの溶液から全く消失し、
アンモニアが生産副生物として検出された。
いた。 クロトノベタインはこの溶液から全く消失し、
アンモニアが生産副生物として検出された。
この場合培養体から、常用の微生物学的手段(固体にし
た寒天−栄養培地)の助けを借りて、クロトノベタイン
生育微生物の純粋培養を行なった。 培養物をさらに処
理して選別し、HK4と命名した。
た寒天−栄養培地)の助けを借りて、クロトノベタイン
生育微生物の純粋培養を行なった。 培養物をさらに処
理して選別し、HK4と命名した。
この菌株は、γ−ブチロベタイン、L−カルニチンおよ
びベタインでも増殖する。
びベタインでも増殖する。
実施例2
安定なカルニチン−デヒドロゲナーゼ陰性変異種の単離
このような変異種は、γ−ブチロベタインまたはクロト
ノベタインから生産されたL−カルニチンをそれ以上分
解代謝することがなく、理想的な場合はむしろ分泌する
ものである。
ノベタインから生産されたL−カルニチンをそれ以上分
解代謝することがなく、理想的な場合はむしろ分泌する
ものである。
HK4の培養物を、[アクリジン・ミュターゲン IC
R191j5μti/mflとともに、コハク酸塩媒体
中で指針[J、H,ミラー、「分子生物学実験」]−ル
ド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、(1972
)]に従って安定に変異させ、ついで細胞を標準に従っ
て「栄養肉汁j中で変異のあられれを促進し、続いてベ
タイン媒体中で実施した。 この熟成した培養物をL−
カルニチン媒体に接種した。
R191j5μti/mflとともに、コハク酸塩媒体
中で指針[J、H,ミラー、「分子生物学実験」]−ル
ド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、(1972
)]に従って安定に変異させ、ついで細胞を標準に従っ
て「栄養肉汁j中で変異のあられれを促進し、続いてベ
タイン媒体中で実施した。 この熟成した培養物をL−
カルニチン媒体に接種した。
数時間後、培養物は対数的な増殖をみせた。
この時点で、ペニシリンG (15IIIg/lt)お
よびD−シフロゼリン(0,5my/rd>を添加した
[オルンストン(Q rnston)ほか、 3i0C
hin+。
よびD−シフロゼリン(0,5my/rd>を添加した
[オルンストン(Q rnston)ほか、 3i0C
hin+。
3iophys、 Res、 Qommun、36.1
79 (1969)]。 この「カウンター分類」をさ
れた試薬は、成長したバクテリアだけを殺した。 L−
力ルニチンでもはや増殖することのできず、我々にとっ
て興味のある変異種は、生き残って相対的に増加した。
79 (1969)]。 この「カウンター分類」をさ
れた試薬は、成長したバクテリアだけを殺した。 L−
力ルニチンでもはや増殖することのできず、我々にとっ
て興味のある変異種は、生き残って相対的に増加した。
30時間後、生きている細胞の数は100分の1に後退
した。 抗生物質を洗い流し、培養をベタイン媒体中で
実施した。 増殖ののち、対応する固化した栄養寒天上
の培養液希釈物を分配した。
した。 抗生物質を洗い流し、培養をベタイン媒体中で
実施した。 増殖ののち、対応する固化した栄養寒天上
の培養液希釈物を分配した。
そのように個別化された細胞を増殖させてコロニーにし
、個々に試験した。 変異種HK13をえらび出した。
、個々に試験した。 変異種HK13をえらび出した。
これは安定でもはやカルニチン・デヒドロゲナーゼを
含まず、従ってL−力ルニチン、γ−ブチロベタインま
たはクロトノベタインでは増殖しないがベタインでは増
殖した。 ベタイン、ジメヂルグリシン、コリン、グル
タミン酸塩または酢酸塩による増殖に際して、この菌株
はクロトノベタインまたはγ−ブチロベタインをL−力
ルニチンに転化させ、それを分泌した。
含まず、従ってL−力ルニチン、γ−ブチロベタインま
たはクロトノベタインでは増殖しないがベタインでは増
殖した。 ベタイン、ジメヂルグリシン、コリン、グル
タミン酸塩または酢酸塩による増殖に際して、この菌株
はクロトノベタインまたはγ−ブチロベタインをL−力
ルニチンに転化させ、それを分泌した。
実施例3
HK13の前培養物5j!を、ビタミン含有ミネラル媒
体[クラほか、 ArCh、MiCrOb+01.13
5゜1 (1983)]であってベタイン1重量%およ
びクロトノベタイン・クロライド0.5重量%を含有す
るものの中で、30℃、 pH7,0において、32時
間のあいだ培養した。 これを15.1!の同じ組成物
に接種し、前培養と同様に(30℃。
体[クラほか、 ArCh、MiCrOb+01.13
5゜1 (1983)]であってベタイン1重量%およ
びクロトノベタイン・クロライド0.5重量%を含有す
るものの中で、30℃、 pH7,0において、32時
間のあいだ培養した。 これを15.1!の同じ組成物
に接種し、前培養と同様に(30℃。
1)H7,O,p02 =3F1F)m )24時間に
わたって培養した。 生成が停止に至ったところで細胞
を遠心分離し、新しいバッチへの接種材料として利用し
た。 上澄液(19,8,1! )の中のL−力ルニチ
ンの濃度を、酵素的分析によって測定した。
わたって培養した。 生成が停止に至ったところで細胞
を遠心分離し、新しいバッチへの接種材料として利用し
た。 上澄液(19,8,1! )の中のL−力ルニチ
ンの濃度を、酵素的分析によって測定した。
この上澄液は、1dあたり4.26Nのし一力ルニチン
を含んでいた。 これは、クロトノベタインの添加量に
対して95.0%の収率に相当すると計算された。
を含んでいた。 これは、クロトノベタインの添加量に
対して95.0%の収率に相当すると計算された。
中間体または他の汚染物は、NMRスペクトル中に検出
されなかった。
されなかった。
記述されたように[J、P、ウアンデ力スティーレ、
AI)Dl、Environ、 Microbiol、
39.327 (1980)]、]L−カルニチはカ
チオン交換クロマトグラフィーの手段で上澄液から回収
することができ、再結晶によって精製された。
AI)Dl、Environ、 Microbiol、
39.327 (1980)]、]L−カルニチはカ
チオン交換クロマトグラフィーの手段で上澄液から回収
することができ、再結晶によって精製された。
実施例4
HK13の前培養物5jを、ビタミン含有ミネラル媒体
(実施例1に従う)であってコリン1%およびγ−ブチ
ロベタイン0.6%を含有するも゛のの中で、E)H7
,O,温度30℃で32時間にわたって培養した。 こ
の前培養物で、同じ組成物の媒体15Mの培地に接種し
、実施性1と同じ条件下に培養した。
(実施例1に従う)であってコリン1%およびγ−ブチ
ロベタイン0.6%を含有するも゛のの中で、E)H7
,O,温度30℃で32時間にわたって培養した。 こ
の前培養物で、同じ組成物の媒体15Mの培地に接種し
、実施性1と同じ条件下に培養した。
約30時間後に生産が停止し、細胞を精密ろ過(アミ」
ンのホローファイバーカートリッジ)により分離した。
ンのホローファイバーカートリッジ)により分離した。
この細胞集団は、次のし一力ルニチン生産に利用する
ことができた。 ろ液(19,6,ll)中の1−力ル
ニチンの濃度は、酵素的に測定した。 このろ液は1d
あたり5.3myのL−カルニチンを含有していた。
これは、添加したγ−ブヂロベタインクロライドの最に
対して97.6%の分析収率に相当すると計樟された。
ことができた。 ろ液(19,6,ll)中の1−力ル
ニチンの濃度は、酵素的に測定した。 このろ液は1d
あたり5.3myのL−カルニチンを含有していた。
これは、添加したγ−ブヂロベタインクロライドの最に
対して97.6%の分析収率に相当すると計樟された。
拡大NMR分析によっても、中間体または他の異なった
有機副生物は、ろ液中に検出されなかった。 この溶液
から、L−カルニチンを既知の手法たとえば共沸蒸留(
ドイツ特許2300492)によって単離することがで
きた。
有機副生物は、ろ液中に検出されなかった。 この溶液
から、L−カルニチンを既知の手法たとえば共沸蒸留(
ドイツ特許2300492)によって単離することがで
きた。
実施例5
連続培養のための設備をそなえた発酵器に1゜51のビ
タミン含有ミネラル媒体(実施例1に従う)k:ベタイ
ン1.5%およびγ−ブチロペタインク目ライトを含有
させたものを入れ、同じ培地のHK13前培養物150
dを接種した。 30℃、pH7,0における20時間
の好気的培養ののち、培養物は完全に成熟したので、連
続運転を流速0.IJl/hで開始した。 発酵器から
流出する培養物溶液を、4℃に冷却した容器に受けとっ
た。 細胞は、遠心分離によって除去した。
タミン含有ミネラル媒体(実施例1に従う)k:ベタイ
ン1.5%およびγ−ブチロペタインク目ライトを含有
させたものを入れ、同じ培地のHK13前培養物150
dを接種した。 30℃、pH7,0における20時間
の好気的培養ののち、培養物は完全に成熟したので、連
続運転を流速0.IJl/hで開始した。 発酵器から
流出する培養物溶液を、4℃に冷却した容器に受けとっ
た。 細胞は、遠心分離によって除去した。
拡大酵素分析の結果、上澄液は@養物1.l!あたり8
.8gの1−力ルニチンを含有していた。
.8gの1−力ルニチンを含有していた。
これは、r−1チロベタインクロライドの添加された濃
度に対する分析的に検出される収率99゜2%に相当す
ると計紳された。
度に対する分析的に検出される収率99゜2%に相当す
ると計紳された。
固体のし一カルニチンは、この溶液からイオンクロマト
グラフィーおよび水分離によって単離することができた
。
グラフィーおよび水分離によって単離することができた
。
特許出願人 ロング リミテッド
代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (12)
- (1) クロトノベタインおよび(または)γ−ブチロ
ベタインからし一力ルニチンを生産する能力を有し、か
つ後者を異化しない微生物。 - (2) 下記の分類法によって特定される特許請求の範
囲第1項の微生物。 a) ベタイン、T−ブチロベタイン、クロトノベタイ
ンおよびL−力ルニチンをC−およびN−源として増殖
する微生物を常用の方法で変異させること、 b) 変異した微生物の接種によって得られる培養物か
らそれぞれ分類され、安定であって、L−カルニチンを
異化せず、かつL−カルニチン、クロトノベタイン、γ
−ブチロベタインで増殖しないが、ベタインで増殖する
こと。 - (3) 分離工程b)に従って、L−カルニチンを分泌
し、l−一力ルニヂン、クロトノベタイン、γ−ブチロ
ベタインで増殖しないが、ベタインで増殖すること、に
より分類されることを特徴とする特許請求の範囲第2項
の微生物。 - (4) 前記a)の変異した微生物をベタイン培地上で
さらに培養したことを特徴とする特許請求の範囲第2項
または第3項の微生物。 - (5) ベタイン培地上でさらに接種された微生物を分
離工程b)の実施のためにL−力ルニチン培地上に接種
して得たことを特徴とする特許請求の範囲第3項または
第4項の微生物。 - (6) 微生物HK13(DSM Nα2903>なら
びにその子孫および変異種。 - (7) 微生物HK1331b(DSM No、322
5)ならびにその子孫および変異種。 - (8) 微生物HK4 (DSM No、2938>な
らびにその子孫および変異種。 - (9) 特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか
の微生物をクロトノベタインおよび(または)γ−ブチ
ロベタインを用いて成長基質の存在下に培養し、蓄積さ
れたl−カルニチンを単離することを特徴とするし一力
ルニチンの製造方法。 - (10) クロトノベタイン、γ−ブチロベタインまた
はそれらの混合物を培地基準で0.1〜10重量%の量
使用することを特徴とする特許請求の範囲第9項の製造
方法。 - (11) 成長基質としてジメチルグリジン、コリン、
グルタミン酸塩、酢酸塩および(または)ベタインを使
用することを特徴とする特許請求の範囲第9項の製造方
法。 - (12) 成長基質を培地基準で0.1〜10重量%の
量使用することを特徴とする特許請求の範囲第9項の製
造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH160084 | 1984-03-29 | ||
CH1600/84 | 1984-03-29 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32921592A Division JP2586283B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 微生物学的手段によってl−カルニチンを製造する方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224488A true JPS60224488A (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=4214209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60064931A Expired - Lifetime JPS60224488A (ja) | 1984-03-29 | 1985-03-28 | 微生物学的手段によるl−カルニチンの製造 |
Country Status (25)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5187093A (ja) |
EP (1) | EP0158194B1 (ja) |
JP (1) | JPS60224488A (ja) |
CN (1) | CN1004146B (ja) |
AT (1) | ATE64154T1 (ja) |
AU (1) | AU585216B2 (ja) |
BG (1) | BG50282A3 (ja) |
BR (1) | BR8501374A (ja) |
CA (1) | CA1265757A (ja) |
CS (1) | CS273163B2 (ja) |
DD (1) | DD232310A5 (ja) |
DE (1) | DE3583058D1 (ja) |
DK (1) | DK165191C (ja) |
ES (1) | ES541663A0 (ja) |
FI (1) | FI86889C (ja) |
HU (1) | HU193744B (ja) |
IE (1) | IE58045B1 (ja) |
IL (1) | IL74552A (ja) |
IN (1) | IN164247B (ja) |
NO (1) | NO164918C (ja) |
PL (1) | PL145712B1 (ja) |
RO (1) | RO92477B (ja) |
SU (1) | SU1435159A3 (ja) |
YU (1) | YU45708B (ja) |
ZA (1) | ZA851959B (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JPH0376591A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-04-02 | Lonza Ag | L―カルニチンの微生物学的方法による断続的製造方法 |
JP2009500026A (ja) * | 2005-07-05 | 2009-01-08 | ロンザ ア−ゲ− | 乾燥カルニチン粉末又は顆粒を製造するための噴霧乾燥方法 |
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JPS59192095A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-31 | Ajinomoto Co Inc | L−カルニチンの製造法 |
DD221905B1 (de) * | 1983-11-03 | 1987-03-18 | Univ Leipzig | Verfahren zur herstellung von l(-)-carnitin und seinen derivaten |
DE4017595A1 (de) * | 1990-05-31 | 1991-12-05 | Consortium Elektrochem Ind | Maltopentaose produzierende amylasen |
DE4106375A1 (de) * | 1991-02-28 | 1992-09-03 | Degussa | Eine l-carnitin-amidase produzierender mikroorganismus, l-carnitin-amidase, verfahren zu deren gewinnung und deren verwendung |
CN1058995C (zh) * | 1996-11-08 | 2000-11-29 | 江苏省微生物研究所 | L-肉碱或其盐的制备方法 |
KR100255039B1 (ko) | 1997-07-28 | 2000-05-01 | 박영구 | L-카르니틴의제조방법 |
DE19749480A1 (de) * | 1997-11-08 | 1999-05-20 | Univ Leipzig | Verfahren zur Herstellung von L-Carnitin aus Crotonobetain |
ES2282399T3 (es) * | 2001-01-31 | 2007-10-16 | Lonza Ag | Procedimiento microbiologico para la obtencion de l-carnitina. |
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