JPS6121092A - 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

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JPS6121092A
JPS6121092A JP60140703A JP14070385A JPS6121092A JP S6121092 A JPS6121092 A JP S6121092A JP 60140703 A JP60140703 A JP 60140703A JP 14070385 A JP14070385 A JP 14070385A JP S6121092 A JPS6121092 A JP S6121092A
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JP
Japan
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acid
phenylalanine
microorganisms
phenylpyruvate
phenylpyruvic
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Pending
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JP60140703A
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English (en)
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ハルトムート・フエルスコウ
ラインホルト・ケラー
メルテン・シユリングマン
マルテイン・プラーテン
ヨハン・テン
ゲールハルト・ヴエーネル
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/22Tryptophan; Tyrosine; Phenylalanine; 3,4-Dihydroxyphenylalanine
    • C12P13/222Phenylalanine

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】 フェニルアラニンはあらゆる生物中に存在するアミノ酸
である。酵母を含む大抵の細菌および真菌類はそれら自
身で増殖に必要なフェニルアラニンを合成する。しかし
ながら、この目的に必要な酵素系は、その菌体の必要と
するだけの量以外のフェニルアラニンは形成されない程
の低活性で存在しているにすぎない。
フェニルアラニン生合成における最も遅い段階は芳香環
の構築である。そこでロドトルラ(Rhodotoru
la)酵母または大腸菌(B、coli)を用いた生物
学的変換によシ芳香族前駆体をフェニルアラニンに転化
させようとする試みが既になされている。しかしながら
収率が低いので工業的生産には向いていない。
所望のケト酸を対数増殖期にある微生物に添加すること
によシα−ケト酸からL−アミノ酸を調製することは既
に提案されている□”(西独特許出願公開筒6,42ス
495号明細書(これまで未公表)参照)。このように
してブレビバクテリウム(Brevibacteriu
m)によジフェニルピルビン酸はL−フェニルアラニン
に転化される。
しかしながらフェニルピルビン酸は多くの微生物1%に
本発明に従って用いられるものについて毒作用を有する
。従って漸増量のフェニルピルビン酸に順応させるこ七
によって、この前駆体によシ培地11あたシ約159ま
でものL−フェニルアラニンを産生ずる微生物を選別で
きるということは驚くべきことであった。
そこで本発明は、大腸菌、パラコッカス・デニトリフイ
カンス(Paracoccus denitrific
ans) 。
トル2(Torula)% ロドトルラまたはストレプ
トマイセス(Streptomyaes)よりなる系統
に属する微生物をフェニルピルビン酸またはフェニルピ
ルビン酸塩に順応させることよりなる。微生物によるフ
ェニルピルビン酸およびアミン化のための窒素源からの
L−フェニルアラニンの製造方法に関する。
微生物の好ましい菌株は大腸菌ATOOθ11,303
゜パラコッカス・デニトリフイカンスDSM65.ロド
トルラ・グルチ=ス(Rhodotorula glu
tinis)DSM 70,398 および土壌試料か
ら単離された各種ストレプトマイスイーツ(Strep
tomycetes )である。
適当な菌株の順応化は、適宜の培地に、一定量のフェニ
ルピルビン酸を反復添加するか、または漸増量のフェニ
ルピルビン酸を添加することにより行われる。この芳香
族出発物質についての選別を行う前または選別中に、順
応化を促進するために自体知られた方法によシその微生
物を突然変更させることが有利であシ得る。この方法に
よシ、また使用培地および増殖条件を至適化することに
よシ当初に得られたフェニルアラニンの収率を約0.0
1〜0.5 p / jlの通常のレベル(特別なケー
スでは約2.4p/Aまでのレベル)から152/βま
でのレベルにまで増大させることができる。
微生物は固定された形で用いるのが有利である。既知の
プロセス、有利には西独特許出願公開筒6,237,3
41号および3,243,591号明細書に記載の方法
およびそれらに記述されているプロセスが固定操作に適
している。このように固定化されたバイオ触媒はループ
原理で運転される反応器、特にエアリフト型反応器に用
いることができる(西独特許出願公開筒3,247,2
14号明細書参照ン。
好ましい窒素源は尿素、塩の形態、特にモノカルボン酸
およびポリカルボン酸の塩の形のアンモニアおよびアミ
ノ酸、4vにグリシン、アスパラギン、アスパラギン酸
、グルタミンまたはグルタミン酸である。
フェニルピルビン酸は遊離酸または適当な塩(使用培地
に依存する)の形で用いることができる。これらの添加
は、微生物の接種された培養開始時かまたは約10〜9
0時間、好ましくは24〜48時間の増殖期経過後に、
培地の重量に対し約0.1〜2チの量で行うことができ
る。西蝕特許出願第3.427.495号明細書によれ
ば最良収率は、対数増殖期中にα−ケト酸を添加するこ
とによって得られていることからこの結果もまた篤くべ
きことである。
フェニルピルビン酸は窒素源に対し、化学量論的当量よ
シもやや少い量で用いられる。培養物はこれらの出発物
質と共に各ケースごとに使用菌株に合わせて更に約10
〜90時間インキュベートされる。出発物質はまた増殖
期中は低濃度で1例えば0.02〜O,SSで用いるこ
とができ。
その後は増殖期の終了するころ、またはその後に1例え
ば24〜48時間の間に前掲の量を更に添加する。特定
の菌株についての最も有利な手順は簡単な予備試験で決
めることができる。
発酵培地へのフマール酸またはその塩の添加はフェニル
ピルビン酸のL−フェニルアラニンへの転化に好ましい
効果を有する。アンモニウムイオンはその際反応に対す
る窒素供与体として働き得るのでそのアンモニウム塩を
添加するのが特に有利である。
使用培地および増殖条件1例えば声、酸素供給、温度、
出発物質濃度(および場合によシ固定条件)などの至適
化もまた簡単な予備試験により容易に行うことができる
本発明方法によシ培養された遊離菌体は固定化すること
ができ、またそれらはその際栄養液を連続添加すれば奸
臣時(space−time)収率でL−フェニルアラ
ニンを産生ずる。好ましい態様はL−フェニルアラニン
合成が完全彦ときにパッチ系に固定化することである。
その場合には付加的に、長時間にわたって栄養液1Lあ
たシ約102までのフェニルアラニンを連続的に合成す
ることが可能である。
次の実施例において、パーセントは重量に関するもので
ある。
実施例 1 大腸菌(Fischerichia aoli) AT
CCe 11,303を自体既知の方法でN−メチル−
N′−二トローN−ニトロソグアニジンによ)変異させ
た。処理した菌体を3−強度の接種物として次の組成、
すなわち 1.5チのフマール酸。
2.0%の肉エキス、 0.05チのMgSO4・7H20。
1.75%のアンモニア。
0.2チのKH2PO4および 漸増量のフェニルピルビン酸塩およびアスパラギン酸よ
りなる組成の順応化培地100mff1に導入しそして
振盪機上でpH7,5および温度37℃で48時間イン
キュば一トした。培養物には数回接種を行い、フェニル
ピルビン酸塩およびアスパラギン酸の量は第1表に示さ
れる数値に従って増加させた。
第1表 第1接種     54 第2接種     10     7 第3接種     16     1゜第4接種   
  24     2゜次に培養物を生理学的塩化す)
 IJウム溶液を用いて105〜106因子Kまで希釈
し、  16p/iのアスパラギン酸1 24p/fl
のフェニルピルビン酸塩および15p/βの寒天をも含
む前記組成の培地を入れたプレートにプレートアウトし
た。
37℃で1〜2日間インキュベーションした後。
増殖のよい大型コロニーを選別した。このようにして特
に、変異株大腸菌E−196および大腸菌l−197を
単離した。
実施例 2 実施例1に従って変異され選別された大腸菌ATOOθ
11,303および野生株(対照として)の培養物を1
00mff1の次の培地、すなわち。
1、5 ’16のフマール酸。
2.0チの肉エキス。
0.05%のMg804・7H20゜ 1.75%のアンモニア。
0.2チのKH2PO4゜ 0、7 %のアスパラギン酸および 1チのフェニルピルビン酸(Na塩の形)、および0.
01%の0aOJt2 ・2H20に接種した。
上記培養物から3優の接種物を用いて2日後に同様の培
養物を作)、この操作を各々の場合について2日後に更
に2回行った。培養物は振盪機上37℃でインキュベー
トした。最後の培養物からの4J!の新パッチを8個の
円錐型フラスコ(全容量241)に分け(各々500峨
を保持)に同じ培地を接種しそして37℃でインキュベ
ートした。第2表に記載のフェニルアラニン含量は2日
後に得られた。
第2表 1叶生体2 フェニルピルビン酸塩濃度を1.7チまでそしてアスパ
ラギン酸濃度を1%まで増加させることにより15p/
βのフェニルアラニン含量が得られた。2日後に遠心分
離によシ菌体を集めそして西独特許出願公開筒3,23
7,341号明細書の実施例1に記載の方法によシ固定
化した。
実施例 3 本発明によシ選別されたパラコッカス・デニトリフイカ
ンスDSM 65の培養物を寒天斜面培地から接種用白
金耳を用いて100載の次の培地1すなわち。
1チのグルコース。
0.4チのカゼインはゾトン 0.4チの肉エキス。
0.05%の酵母エキス。
0.05チの肝エキス、 0.25%の塩化ナトリウム、および 0.15饅のMg804・7H20 培養物は30°Cで振盪機上の円錐型フラスコ(全容量
5(lQmlン中に接種−した。2日後に容量10mの
実験室用発醇槽にそれよシ同じ培地で接種した。500
r、p、m、、 1011/’分の空気および温度30
℃で24時間増殖後、50pのグリシンおよび509の
フェニルピルビン酸塩を添加した。更に2日後培養物は
6,2の光学密度(580載mにおける吸光度)に達し
た。このようにして56%のフェニルピルビン酸塩がフ
ェニルアラニンに転化した。
培養物を遠心分離によシ集め、そして菌体を西独国特許
出願公開明細書第6,23ス341号明細書、実施例2
に記載の方法によシ固定化した。
実施例 4 土壌試料から分離したストレプトマイセス種(Stre
ptomyaes sp、) 50種をそれぞれ100
m1ずつの次の培地、すなわち。
2%の大豆粉。
2チのマンニトール。
0.5俤のフェニルピルビン酸(Na塩の形)。
0.5%のアスパラギン酸。
に接種した。
付加的に、それら菌株をアスパラギン酸の代シにグリシ
ンを含む同様の培地100!d’に接種した。培養物は
振盪機上30℃で5日間インキュベートした。3および
5日後に試料採取した。
試験された培養物からの7菌株は30%〜60%の収率
でフェニルピルビン酸塩ヲフェニルア2二ンに転化し、
従ってこれらは更に順応させるのに適していた。
実施例 5 実施例2に従って得られた固定化菌体100jlを30
℃に恒温制御されたガラスカラムに入れ。
そして次の組成、すなわち。
169/ftのフェニルピルビン酸(Na塩の形)。
109/βのL−アスパラギン酸。
1og9/JlのMgSO4−7H20オよび2■/ぶ
のピリドキサールホスフェートの基質溶液を添加した。
50峨/時の流速、7.5の−および30℃の温度でフ
ェニルアラニン濃度は9.8p/Itに達した。この過
程で放出されたオキザロ酢酸を脱カルボキシ化して約5
0%程度までピルビン酸を得た。水を留去後、生成物の
溶液を約半分まで濃縮し、一値を5.5に調整し、そし
て5℃に冷却することによシ晶出するように誘導した。
実施例 6 実施例2に従って得られた固定化菌体100Pを30℃
で恒温制御されたガラスカラムに入れた。次の組成、す
なわち、 102/βのフェニルピルビン酸(Na塩の形)。
1097βのフマール酸アンモニウム。
101n97 A (D MgSO4・7H20オヨU
2M9/λのピリドキサールホスフェートの基質溶液を
8.0(7)pH+ 30’C,20++t/時の流速
でカラムにポンプで通じた。この過程で97p/flの
L−フェニルアラニンが形成された。
実施例5に従って濃縮および結晶化させることによシム
−フェニルアラニンが高純度状態で得られた。
実施例 7 実施例2に従って遠心分離することにょル集めた101
:Uの菌体を80mff1の8%強度アルギン酸ナトリ
ウム溶液と共に攪拌し、そしてその混合物をジェットを
通して0.5 M塩化カルシウム溶液よシ々る架橋浴中
に滴加した。得られたビーズを戸別し、ガラスカラムに
入れそして実施例5に従って基質溶液で処理した。70
mfi/時の流速で9.89/iのL−7エニルア2ニ
ンカ得うれた。
実施例 8 実施例3に従って得られた固定化菌体1oopを30℃
に恒温制御されたガラスカラムに入れ。
そして次の組成、すなわち。
1Gp/flの7エニルピルビン酸。
5p/1のグリシン。
10W/It (7) MgSO4・7H20および3
■/βのピリドキサールホスフェートの基質溶液を添加
した。Z6の1値および2゜雌/時の流速で9.6p/
12のL−7エニルアラニンが得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)大腸菌、パラコッカス・デニトリフイカンス、トル
    ラ、ロドメルラまたはストレプトマイセスよりなる系統
    の微生物をフェニルピルビン酸に順応させることよりな
    る、微生物によるフェニルピルビン酸およびアミノ化の
    ための窒素源からのL−フェニルアラニンの製造方法。 2)フェニルピルビン酸についての微生物の選別の前ま
    たは間に、変異を行う特許請求の範囲第1項記載の方法
    。 3)使用微生物が大腸菌ATCCe11,303、パラ
    コッカス・デニトリフイカンスDSM65、ロドトルラ
    ・グルチニスDSM70,398または土壌試料から単
    離されたストレプトマイセス種菌(Streptomy
    cete)である特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の方法。 4)使用窒素源がアンモニアのモノカルボン酸またはポ
    リカルボン酸塩、グリシン、アスパラギン、アスパラギ
    ン酸、グルタミンまたはグルタミン酸である特許請求の
    範囲第1ないし3項のいずれかの1項に記載の方法。 5)漸増量のフェニルピルビン酸について微生物を選別
    する前記特許請求の範囲第1ないし4項のいずれかの1
    項に記載の方法。 6)微生物を固定化菌体の形で用いる特許請求の範囲第
    1ないし5項のいずれかの1項に記載の方法。 7)フェニルアラニンへの転化が行われる栄養溶液にフ
    マール酸またはその塩に添加する特許請求の範囲第1項
    ないし第6項のいずれかの1項に記載の方法。
JP60140703A 1984-06-29 1985-06-28 L‐フエニルアラニンの製造方法 Pending JPS6121092A (ja)

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