JPS61234794A - Production of l-carnitine - Google Patents

Production of l-carnitine

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JPS61234794A
JPS61234794A JP7792685A JP7792685A JPS61234794A JP S61234794 A JPS61234794 A JP S61234794A JP 7792685 A JP7792685 A JP 7792685A JP 7792685 A JP7792685 A JP 7792685A JP S61234794 A JPS61234794 A JP S61234794A
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JP
Japan
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genus
carnitine
crotonobetaine
hydrolyase
inducer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7792685A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Kawamura
河村 昌男
Seiichi Akutsu
安久津 成一
Hirosuke Fukuda
福田 博介
Hiroyuki Hata
啓之 畑
Tsuyoshi Morishita
森下 剛志
Kenji Kano
叶 健児
Hirokuni Nishimori
弘訓 西森
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Seitetsu Kagaku Co Ltd
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Publication date
Application filed by Seitetsu Kagaku Co Ltd filed Critical Seitetsu Kagaku Co Ltd
Priority to JP7792685A priority Critical patent/JPS61234794A/en
Publication of JPS61234794A publication Critical patent/JPS61234794A/en
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:L-carnitine is obtained from crotonobetaine using cell bodies with increased carnitine hydro-lyase activity which is obtained by anaerobic cultivation in the presence of a carnitine hydrolyase inducer. CONSTITUTION:A microorganism capable of converting crotonobetaine into L-carnitine such as Escerichea coli IFO 3301 or Enterobacter cloacae IFO3320 is cultured under anaerobic conditions in the presence of a carnitine hydro-lyase inducer such as DL-carnitine or crotonobetaine to effect induction of carnitine hydro-lyase. The resultant enzyme is allowed to act on a solution containing crotonobetaine to hydrate the betaine asymmetrically to give optically active L-carnitin.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は、クロトノベタインに微生物由来の酵素(カル
ニチンニトリアーセ゛)を作用させるととKより、L−
カルニチンを酵素反応的Kfi造する方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] The present invention provides that when crotonobetaine is treated with a microorganism-derived enzyme (carnitine nitriase), L-
The present invention relates to a method for enzymatically producing Kfi from carnitine.

(産業上の利用分野) 本発明の新規性は、微生物をDL−カルニチン。(Industrial application field) The novelty of the present invention is that microorganisms are treated with DL-carnitine.

クロトノベタインなどのカルニチンヒドロリアーゼ誘導
物質存在下で嫌気的に培養して得られるカルニチンヒド
ロリアーゼ活性を増強せしめた菌体を用いて、安価に入
手できるクロトノベタインより有利KL−カルニチンを
生産する点にある。微生物菌体を破砕して得られる細胞
抽出液、更に公知の方法を用いて細胞抽出液より得られ
る部分精製轟該酵素、精製当該#素の利用も有用である
To produce KL-carnitine, which is more advantageous than the inexpensively available crotonobetaine, using bacterial cells with enhanced carnitine hydrolyase activity obtained by culturing anaerobically in the presence of a carnitine hydrolyase inducer such as crotonobetaine. At the point. It is also useful to use a cell extract obtained by disrupting microbial cells, a partially purified enzyme, and a purified #substance obtained from the cell extract using a known method.

カルニチン(β−ヒドロキシ−γ−トリメチルー7ミノ
酪酸)には0体およびL体の2種類の立体異性体が存在
することはよく知られている。L−カルニチンは、通常
生体内に存在し、活性化した長鎖の遊離脂肪酸をミトコ
ンドリア膜から通過させるキャリアーとしての働きを有
する。
It is well known that carnitine (β-hydroxy-γ-trimethyl-7minobutyric acid) exists in two stereoisomers: 0-form and L-form. L-carnitine normally exists in living organisms and functions as a carrier that allows activated long-chain free fatty acids to pass through the mitochondrial membrane.

カルニチンは左施性のL−カルニチンのみが天然物の形
態であるにもかかわらず、ラセミ体のカルニチンが食欲
増進剤などに用いられてきた。
Although the only natural form of carnitine is left-handed L-carnitine, racemic carnitine has been used as an appetite stimulant.

しかし最近、少なくともいくつかの治療学的使用に対し
ては、L−カルニチンのみを使用する方が効果的である
ことが男らかにされ、その重要性に対す石関心が高まり
つつある。
However, recently it has been shown that the use of L-carnitine alone is more effective, at least for some therapeutic uses, and there is growing interest in its importance.

実際、心血管系での急性ならびに慢性の心筋虚血、狭心
症、心臓性の不整脈または、心不全の治療に用いられて
いる。
In fact, it is used to treat acute and chronic myocardial ischemia, angina pectoris, cardiac arrhythmia, and heart failure in the cardiovascular system.

(従来の技術) 光学活性L−カルニチンの製法としては、例えば下記の
方法が知られている。
(Prior Art) As a method for producing optically active L-carnitine, for example, the following method is known.

(1)化学的な合成法によって得られたラセミ体のカル
ニチンを光学分割する方法。その光学分割の方法は、前
駆体であるDL−カルニチンニトリルにN−アセチル−
D−グルタミン酸または、N−アセチル−し−グルタミ
ン酸を分割剤として加え塩を生成させ、溶解度の差を利
用して分割し、次いでこれを加水分解して、L−および
D−カルニチンクロライドとなす(特公昭43−824
8)。
(1) A method of optically resolving racemic carnitine obtained by chemical synthesis. The optical resolution method is to add N-acetyl-
D-glutamic acid or N-acetyl-glutamic acid is added as a resolving agent to form a salt, which is separated using the difference in solubility, and then hydrolyzed to form L- and D-carnitine chloride ( Tokuko Sho 43-824
8).

が代表的なものである。is a typical example.

(2)3−デヒドロカルニチンを微生物の酵素(カルニ
チンデヒドロゲナーゼ)の作用で不斉還元して、L−カ
ルニチンを得る方法。
(2) A method for obtaining L-carnitine by asymmetrically reducing 3-dehydrocarnitine by the action of a microbial enzyme (carnitine dehydrogenase).

(米国特許第4,221,869号) (3)T−ブチロベタインに微生物の酵素(ヒドロキシ
ラーゼ)を反応させることにより、L−カルニチンを製
造する方法。(特開昭57−39)電子91)(4)好
気的培養法、あるいは好気的培養法により得られる菌体
を用いて、クロトノベタインよりL−カルニチンを製造
する方法。(特開昭59−183694、特開昭59−
192095)しかしながら、(1)は光学分割剤とし
て用いるN−アセチルーD−グルタミン酸が高価であり
、操作が複雑で収率が悪い。
(US Pat. No. 4,221,869) (3) A method for producing L-carnitine by reacting T-butyrobetaine with a microbial enzyme (hydroxylase). (JP-A-57-39) Electronic 91) (4) A method for producing L-carnitine from crotonobetaine using an aerobic culture method or bacterial cells obtained by an aerobic culture method. (JP-A-59-183694, JP-A-59-
192095) However, in (1), the N-acetyl-D-glutamic acid used as the optical resolving agent is expensive, the operation is complicated, and the yield is poor.

(2)U、原Hの3−デヒドロカルニチンが不安定で取
扱が困錐な上、補酵素として高価なNADHあるいはN
ADを必要とする。
(2) U, 3-dehydrocarnitine of the original H is unstable and difficult to handle, and NADH or N is expensive as a coenzyme.
Requires AD.

(3)は、原料となるr−ブチロベタインが高価である
などの理由で以上あげたいずれの方法も工業的製造法と
しては有利な方法とは云えない。
Regarding (3), none of the above-mentioned methods can be said to be advantageous as an industrial production method because r-butyrobetaine, which is a raw material, is expensive.

また(4)は、本発明者らの追試によれば好気的に培養
した菌体においては、カルニチンヒドロリアーゼ誘導物
質存在下での培養にもかかわらず、カルニチンヒドロリ
アーゼ活性を収得し得ない菌種が多数存在するし、カル
ニチンヒドロリアーゼ活性を取得した菌株についてもそ
の活性が弱い場合が多い。
Further, according to (4), according to additional tests by the present inventors, carnitine hydrolyase activity could not be obtained in bacterial cells cultured aerobically, despite culturing in the presence of a carnitine hydrolyase inducer. There are many types of bacteria, and even among the strains that have acquired carnitine hydrolyase activity, the activity is often weak.

そこで本発明者らは、エピクロルヒドリンより安価KI
J造できるクロトノベタインに着目し、L−カルニチン
の新規製造法の開発を目的として鋭意検討を行なった結
果、DL−カルニチン、  L −カルニチン、クロト
ノベタインなどのカルニチンヒドロリアーゼ誘導物質存
在下、微生物を嫌気的に培養すると多数の菌種の菌体く
おいて強いカルニチンヒドロリアーゼ活性が誘導される
ことを見い出し、本発明に至った。
Therefore, the present inventors investigated the use of KI, which is cheaper than epichlorohydrin.
Focusing on crotonobetaine, which can be manufactured by J, we conducted intensive studies with the aim of developing a new method for producing L-carnitine.As a result, we found that in the presence of carnitine hydrolyase inducers such as DL-carnitine, L-carnitine, and crotonobetaine, We have discovered that when microorganisms are cultured anaerobically, strong carnitine hydrolyase activity is induced in the cells of many bacterial species, leading to the present invention.

本発明の実施態様の一例を説明すると、菌体取得のため
には例えば、KH2PO40,3%、 K2HP0゜0
.7に、 (NH4)2504 0.IX、 MgSO
4・7B200.01%、ペプトン0.5%、酵母エキ
ス0.5%、DL−カルニチン 0.3%からなる液体
培地20dK、斜面培地からセラチア マルセンサス(
IFO3736)の゛種菌を1白金耳量接種し、30℃
で2日間、嫌気的に培養した。このようにして得られた
培養液より遠心分離により菌体を得た。得られた菌体は
5−の生理食塩水で洗浄後反応に供した。反応は得られ
た菌体をクロトノベタイン1.5%(105mM)’1
含むQ、1Mリン酸緩衝液(pH6)中に添加した後、
30℃で18時間振盪することにより行なった。
To explain one example of the embodiment of the present invention, for obtaining bacterial cells, for example, KH2PO40.3%, K2HP0°0
.. 7, (NH4)2504 0. IX, MgSO
Serratia marcensus (
Inoculate one platinum loopful of IFO3736) inoculum and heat at 30°C.
The cells were cultured anaerobically for 2 days. Bacterial cells were obtained from the thus obtained culture solution by centrifugation. The obtained bacterial cells were washed with 5-saline solution and then subjected to a reaction. For the reaction, the obtained bacterial cells were treated with crotonobetaine 1.5% (105mM)
After adding Q into 1M phosphate buffer (pH 6),
This was done by shaking at 30°C for 18 hours.

得られた反応液は遠心分離により菌体を取り除いた後、
80℃で5分間加熱処理を行ない、D、 J。
After removing the bacterial cells from the resulting reaction solution by centrifugation,
Heat treatment was performed at 80°C for 5 minutes, and D and J.

Pearsonらの酵素法(Me thod 1 n 
Enzymo 10g5r Lt612 (1969)
)  で分析すると5馳MのL−カルニチンが生成して
いた。
The enzymatic method of Pearson et al.
Enzymo 10g5r Lt612 (1969)
) Analysis revealed that 5M of L-carnitine was produced.

本発明において用いるクロトノベタインをL −カルニ
チン忙変換せしめる能力を、有する微生物としては、例
えば エシェリヒア コリ IFO3301゜エンテロ
バクタ−クロアカニ I F 03320.  クレブ
シェラ #苧モニアエ IFO3512,エアロバクタ
ークロアカニ lAM1134.  エルビニア アロ
イデア工 IF012380.  セラチア マルセン
サス IFO3736、プロテラス ブルガリス IF
03851.  サルモネラ チフイムリクム IF0
12529.  アルカリゲネス ファエカリス AT
CC8750,7ラボバクテリクムエステロアロマテイ
カム IFO3751,アクロモバククー パルプラス
 IFO13181,バクラス ス7アエリカム IF
O3526,アグロパクテリクム ラジオバククー I
FO12664,アゾトバクタ−ビネランディIF01
2018.  ミクロコツカス ロゼラス IF037
68゜コリネパクテリクム ラプス IFO12161
,スタフィロコッカス オーレラス IFO3060,
シュードモナスマルギナリス IFO3925,アルス
ロバクタ−シンプレ、ラス IFO12069,プレビ
パクテリクム リネンス IFO12141,セルロモ
ナス 7ラピゲナ IF0374B、  ハフニア ア
ルペイ IFO3731,アセトバクター オルレアネ
ンス IF03259.  クロモバクテリクム イオ
ディナム IFO3558,キサントモナス キャンペ
ストリス IFO13303,ビブリオ パラハエモリ
ティカス IFO12711,クレプシエ2 ニューモ
二アエ IFO3319,エアロモナス ハイドロフイ
ラIF0129)電子8.  プロタミノバクタ−アル
ボフラバスIFO3707,アシネトバクタ−カルコア
セティカスIFO13006,シトロバクタ−インター
メデラスIFO13544,バ9テ’) りA  り”
5シル IFO3231゜クロストリジウム ブチリカ
ム IF0385&  リゾビウム ジャポニカム I
F013338.  グルコノバクタ−セリナス IF
O3264ストレプトコッカス 7アエカリス IFO
312&  ペディオコッカス ベントサシラス IF
03893.  ロイコノストック メセンテロイデス
IFO3426,ラクトバシラス アシドフィラスIF
O3205,プロビオニパクテリクム テクニカムI 
F 012428.  エアロコツカス ビリダンス 
IFOl 2317、  マイコパクテリクム アビク
ム IF03082゜7カルデイア アステロイデス 
IFO3423ストレプトマイセス アルプス IF0
13014等がある。
Examples of microorganisms having the ability to convert crotonobetaine to L-carnitine used in the present invention include Escherichia coli IFO3301 and Enterobacter cloacani I F03320. Klebsiella #Moniae IFO3512, Aerobacter cloacani lAM1134. Erwinia Aloidea IF012380. Serratia marcensus IFO3736, Proterus vulgaris IF
03851. Salmonella typhimuricum IF0
12529. Alcaligenes faecalis AT
CC8750, 7 Labo Bactericum estero aromaticum IFO3751, Achromobacterium palplus IFO13181, Bacillus su7aericum IF
O3526, Agropactericum radiobaccu I
FO12664, Azotobacter vinelandii IF01
2018. Micrococcus roseras IF037
68゜Corynepactericum rapus IFO12161
, Staphylococcus aurelus IFO3060,
Pseudomonas marginalis IFO3925, Arthrobacter simplex, Russ IFO12069, Plevipactericum linens IFO12141, Cellulomonas 7 Lapigena IF0374B, Hafnia alpei IFO3731, Acetobacter orleanens IF03259. Chromobacterium iodinum IFO3558, Xanthomonas campestris IFO13303, Vibrio parahaemolyticus IFO12711, Krepsiae 2 pneumoniae IFO3319, Aeromonas hydrophylla IF0129) Electronic 8. Protaminobacter alboflavas IFO 3707, Acinetobacter calcoaceticus IFO 13006, Citrobacter intermedellus IFO 13544, B.
5sil IFO3231゜Clostridium butyricum IF0385 & Rhizobium japonicum I
F013338. Gluconobacter Serinus IF
O3264 Streptococcus 7 Aecalis IFO
312 & Pediococcus bentosacillus IF
03893. Leuconostoc mesenteroides IFO3426, Lactobacillus acidophilus IF
O3205, Probionipactericum technicum I
F 012428. Aerococcus viridans
IFOl 2317, Mycopactericum avicum IF03082゜7 Chaldea asteroides
IFO3423 Streptomyces alps IF0
There are 13014 etc.

菌の培養条件は使用する菌株により多少異なるが、一般
的にいえば炭素源として、グルコース。
Bacterial culture conditions vary somewhat depending on the strain used, but generally speaking, glucose is used as the carbon source.

7ラクトース、シェークロース、マルトースナトの糖質
やグリセロールなど、窒素源として硫酸アンモニクム、
塩化アンモニクム、硝酸カリタム。
7 Lactose, Shakerose, maltose, carbohydrates such as glycerol, ammonium sulfate as a nitrogen source,
Ammonicum chloride, potassium nitrate.

尿素、アミノ酸、ペプトン、カブミノ酸、コーンステイ
ープリカー、ふすま、米ぬか、酵母エキスなど、無機塩
類として硫酸マグネシウム、塩化ナトリクム、炭酸カル
シクム、リン酸−水素カリクを含む培地が用いられるが
、これらに限定されるものではない0更にこの培地に通
常は、0.01〜2XODL−カルニチン、L−カルニ
チン、クロトノベタインなどのカルニチンヒドロリアー
ゼ誘導物質を添加するが、カルニチンヒドロリアーゼ活
性が得られる嬶度であれば、これに限定されるものでは
ない。
Mediums containing inorganic salts such as urea, amino acids, peptones, cabumino acids, cornstarch liquor, bran, rice bran, and yeast extract are used, but are limited to these. Furthermore, a carnitine hydrolyase inducer such as 0.01 to 2XODL-carnitine, L-carnitine, crotonobetaine, etc. is usually added to this medium, but only at a degree that allows carnitine hydrolyase activity to be obtained. If so, it is not limited to this.

この培地に菌株を接種し、嫌気的に培養する。The bacterial strain is inoculated into this medium and cultured anaerobically.

培養に適した温度は、通常は15〜60℃ であるが、
更に好ましくは25〜40℃である。培地の初発pHは
、通常は3〜9.好ましくは5〜8の範囲である。
The temperature suitable for culturing is usually 15 to 60°C, but
More preferably, the temperature is 25 to 40°C. The initial pH of the medium is usually 3-9. Preferably it is in the range of 5-8.

通常8時間〜10日間の培養で菌を生育させる。The bacteria are usually grown by culturing for 8 hours to 10 days.

このようKして得られた嫌気培養液から通常の方法によ
り取り出した菌体は、クロトノベタインを含む溶液と接
触せしめることによって、L−カルニチンを生産するこ
とが可能である。反応のpHは通常2〜10が、好まし
くは5〜7がよい結果を与える。反応の温度は、通常1
0〜60℃が、好ましくは25〜40℃である。最初に
添加するクロトノベタイン量は、通常0.1〜10%で
ゝ亡るが、好ましくは1〜5%である。クロトノベタイ
ンを分割添加するとよい結果を与えることもある。また
、反応時【グルコース、シェークロース、マルトース、
グリセロール、酵母エキスナトを加えるとよい結果を与
えることがある。反応系に亜鉛、カリクム、カルシクム
、クロム、コバルト、ストロンチクム、鉄、銅、ナトリ
クム、ニッケル、バリクム、マグネシクム、マンガン、
モリブデン、リチクム化合物を添加すると反応収率が向
上することが多い。
It is possible to produce L-carnitine by bringing the bacterial cells removed by a conventional method from the anaerobic culture solution thus obtained into contact with a solution containing crotonobetaine. A reaction pH of usually 2 to 10, preferably 5 to 7 gives good results. The reaction temperature is usually 1
0-60°C, preferably 25-40°C. The amount of crotonobetaine initially added is usually 0.1 to 10%, preferably 1 to 5%. Adding crotonobetaine in portions may give good results. In addition, during the reaction [glucose, shakerose, maltose,
Adding glycerol or yeast extract may give good results. The reaction system contains zinc, calicum, calcicum, chromium, cobalt, stronticum, iron, copper, sodium, nickel, varicum, magnesium, manganese,
Addition of molybdenum and lyticum compounds often improves the reaction yield.

反応の酵素源としては、菌体の#1かに菌体より公知の
処理方法により得られたカルニチンヒドロリアーゼ活性
画分も利用できる。例えば、公知の方法で得た固定菌体
あるいは、固定化酵素も有効である。固定化に用いる担
体としては、カラギーナン、アルギン酸、寒天、コラー
ゲン、ゼラチン。
As an enzyme source for the reaction, a carnitine hydrolyase active fraction obtained from #1 crab cells by a known treatment method can also be used. For example, fixed bacterial cells or immobilized enzymes obtained by known methods are also effective. Carriers used for immobilization include carrageenan, alginic acid, agar, collagen, and gelatin.

ペクチン、などの天然化合物あるいはまたポリアクリル
アミド、ポリアクリル酸、エチレンアクリル酸共重合体
、光架橋性樹脂などの合成高分子が利用できる。また、
 acetone powderやdry cellに
処理した菌体を用いたり、界面活性剤を添加する方法が
よい結果を与える場合もある。変異処理をほどこした菌
体であっても、カルニチンヒドロリアーゼ活性を有する
限り本発明に含まれる。
Natural compounds such as pectin, or synthetic polymers such as polyacrylamide, polyacrylic acid, ethylene acrylic acid copolymers, and photocrosslinkable resins can be used. Also,
In some cases, good results may be obtained by using bacterial cells treated with acetone powder or dry cells, or by adding a surfactant. Even bacterial cells subjected to mutation treatment are included in the present invention as long as they have carnitine hydrolyase activity.

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明する0 実施例l KH2PO40,3%、 K2HPO40,7%、  
(NH4)25040.1%、 MgSO4・7H20
0,01に、ペプトン 0.5%。
The present invention will be specifically explained by giving examples below.0 Example 1 KH2PO40.3%, K2HPO40.7%,
(NH4)25040.1%, MgSO4・7H20
0.01, peptone 0.5%.

酵母エキス 0.5%、カルニチンヒドロリアーゼ銹導
物質(DL−カルニチンま念はクロトノベタイン)0.
3%からなる液体培地20mに、斜面培地から第1表に
示す菌株の1白金耳量を接種し、30℃で2日間嫌気的
に培養した。このよう忙して得られた培養液より遠心分
離により菌体を得た。祷られた菌体を5−の生理食塩水
で洗浄後、クロトノベタイン1.5%(105mM)を
含む0.1Mリン酸緩衝液(pH6)中に添加した後、
30℃で18時間振盪することにより反応を行なった。
Yeast extract 0.5%, carnitine hydrolyase inducing substance (DL-carnitine is crotonobetaine) 0.
One platinum loopful of the strains shown in Table 1 was inoculated from the slant medium into 20 m of a 3% liquid medium, and cultured anaerobically at 30°C for 2 days. Bacterial cells were obtained from the culture solution thus obtained by centrifugation. After washing the desired bacterial cells with 5-saline and adding them to 0.1M phosphate buffer (pH 6) containing 1.5% (105mM) of crotonobetaine,
The reaction was carried out by shaking at 30°C for 18 hours.

得られた反応液は、遠心分離により菌体を取・り除いた
後、80℃で5分間加熱処理を行表い分析した。L−カ
ルニチンの生成量を第1表に示した。
The resulting reaction solution was centrifuged to remove bacterial cells, then heated at 80° C. for 5 minutes and analyzed. The amount of L-carnitine produced is shown in Table 1.

なお、対照として好気的に培養して得られた菌体を用い
て反応を行なったときの結果を第1表中に併記した。条
件は、グリセロール2%、硫酸アンモニクム 0.3に
、 KH2PO40,IN、 K2HPO40、3%、
 MgSO4・7H200,05X、 FeSO4φ7
H201ml/di、 MnSO4−4H201W/d
jL 、  酵母エキス1%。
As a control, Table 1 also shows the results obtained when the reaction was carried out using bacterial cells obtained by aerobic culture. The conditions were: 2% glycerol, 0.3 ammonium sulfate, KH2PO40, IN, K2HPO40, 3%,
MgSO4・7H200,05X, FeSO4φ7
H201ml/di, MnSO4-4H201W/d
jL, yeast extract 1%;

ペプトンicX、マルトエキス 0.5%、クロトノベ
タイン・硫酸塩0.3.96’、炭酸力ルシクム(別殺
菌)4X(pH7,0)よりなる5−の培地に第1表に
示す菌株を接種後16時間、30℃で振盪培養した。
The strains shown in Table 1 were added to a 5- medium consisting of peptone ic After inoculation, the cells were cultured with shaking at 30°C for 16 hours.

この培養液より菌体を遠心分離により採取し、培養液と
同量の生理食塩水で一回洗浄し、菌体を集めた。この菌
体をクロトノベタイン塩酸塩 1.5%(83,6mM
)を含む0− I Mリン酸緩衝液(pH6,0)5d
K添加し、30℃に16時間保持反応した。
Bacterial cells were collected from this culture solution by centrifugation, washed once with physiological saline in the same amount as the culture solution, and collected. The bacterial cells were treated with crotonobetaine hydrochloride 1.5% (83.6mM
) containing 0-IM phosphate buffer (pH 6,0) 5d
K was added thereto, and the reaction was maintained at 30°C for 16 hours.

この反応液中のL−カルニチン量を上で述べたと同様の
方法にて分析し、第1表の対照に示す結果を得た。
The amount of L-carnitine in this reaction solution was analyzed in the same manner as described above, and the results shown in the control in Table 1 were obtained.

実施例2 反応に加えたクロトノベタインが3%(210mM)で
、反応時間が48時間となった以外は、実施例1と同様
に行ない、第2表の結果を得た。数値は生成したL−カ
ルニチン量を示す。
Example 2 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that crotonobetaine added to the reaction was 3% (210 mM) and the reaction time was 48 hours, and the results shown in Table 2 were obtained. The numerical value indicates the amount of L-carnitine produced.

第  2  表 実施例3 実施例1の方法に従って、誘導物質としてクロトノベタ
インを用い、エシェリヒア コリ(IFO3301)を
培養し、得られた菌体を生理食塩水で洗浄した。
Table 2 Example 3 According to the method of Example 1, Escherichia coli (IFO3301) was cultured using crotonobetaine as an inducer, and the resulting bacterial cells were washed with physiological saline.

(無傷細胞) 該菌体を超音波破砕した後、遠心分離により沈殿画分を
集め、該沈殿画分を界面活性剤Tritonx−100
で処理した後、遠心分離して無細胞抽出液を調製した。
(Intact cells) After the bacterial cells were disrupted by ultrasonication, a precipitated fraction was collected by centrifugation, and the precipitated fraction was treated with surfactant Tritonx-100.
After treatment, a cell-free extract was prepared by centrifugation.

酵素反応は、50mM リン酸緩衝液CpH7,0)、
50mMクロト/ベタイン、2岬/−タンパク質に相轟
する上記騨素調蜆物を用い、温度37℃、3時間行なっ
た。
Enzyme reaction was carried out using 50mM phosphate buffer CpH7.0),
The test was carried out at a temperature of 37° C. for 3 hours using the above-mentioned starch preparation which is compatible with 50 mM croto/betaine and 2 cape/− protein.

無傷細胞を酵素として用いた反応では、 15mMのL
−カルニチンを、無細胞抽出液を酵素として用いた反応
では、21 mMのL−カルニチンをそれぞれ生成した
For reactions using intact cells as the enzyme, 15mM L
- In the reaction using carnitine and cell-free extract as enzyme, 21 mM of L-carnitine was produced.

実施例4 培養スケール、反応スケールを共に100倍とし、セラ
チア マルセンサス(IFO3736) ヲ用いた以外
は、実施例2と同様だ行なった。この反応スケールでは
、最初に加えるクロトノベタインは7、5 g (52
,4m−mol)であった。反応液より、菌体を遠心分
離により除去して得られた上清を、Dowexカラム長
さ80c属、内径5 cttt K通し、カルニチン画
分を得た。
Example 4 The same procedure as in Example 2 was carried out except that the culture scale and reaction scale were both 100 times larger and Serratia marcensus (IFO3736) was used. At this reaction scale, the initial amount of crotonobetaine added is 7.5 g (52
, 4 m-mol). The supernatant obtained by removing the bacterial cells from the reaction solution by centrifugation was passed through a Dowex column with a length of 80 cm and an inner diameter of 5 cttt K to obtain a carnitine fraction.

このカルニチン画分より岨硫酸水素ナトリクムで処理す
る方法(特願昭59−187377)を用いてクロトノ
ベタインを除き、3.6 g (214mmol)のL
−、カルニチ、/’tmた。このL−カルニチンの比旋
光度は〔α〕。=−30,5°((、++1.Q水溶液
)であった。
From this carnitine fraction, crotonobetaine was removed using a method of treating with sodium bisulfate (Japanese Patent Application No. 187377/1987), and 3.6 g (214 mmol) of L
-, Karunichi, /'tm. The specific optical rotation of this L-carnitine is [α]. = -30.5° ((, ++1.Q aqueous solution).

実施例5 実施例1に示した組成の培地lj!にエシェリヒア コ
リ(IF03301)を植菌し、30℃で2日間嫌気的
に培養した。
Example 5 Medium lj with the composition shown in Example 1! was inoculated with Escherichia coli (IF03301) and cultured anaerobically at 30°C for 2 days.

このようKして得られた培養液より遠心分離により菌体
を得た。100−の生理食塩水で菌体を洗浄後、1gを
用いて力2ギーナンに固定化し、10gの固定化菌体を
得た。
Bacterial cells were obtained by centrifugation from the culture solution thus obtained. After washing the bacterial cells with 100% physiological saline, 1 g of the cells was immobilized on 2-gianan to obtain 10 g of immobilized bacterial cells.

クロトノベタイン200 m属、クエン酸ナトリクム1
0 m属、 KNO30,5X、 MgSO4・7H2
05mM。
Crotonobetaine 200 m genus, sodium citrate 1
0 m genus, KNO30,5X, MgSO4・7H2
05mM.

CaCl20.5m属、  リン酸緩衝液100 mM
を含む反応液(pHa、o)sotntに5gの固定化
14素を加え、温度30℃で24時間反応させた0反応
終了後、反応液中のL−カルニチンを定量した。
CaCl20.5m, phosphate buffer 100mM
5 g of immobilized element 14 was added to a reaction solution containing (pHa, o) sotnt and reacted at a temperature of 30° C. for 24 hours. After completion of the reaction, L-carnitine in the reaction solution was quantified.

次に固定化菌体を取り出し洗浄後、上記の反応液に再び
添加し、反応を繰り返し行なった。結果を第3表に示す
Next, the immobilized bacterial cells were taken out, washed, and added again to the above reaction solution, and the reaction was repeated. The results are shown in Table 3.

該固定化菌体は、15日以上安定にL−カルニチンを生
産することができた。
The immobilized bacterial cells were able to stably produce L-carnitine for 15 days or more.

第  3  表 実施例6 第4表に示した化合物をカルニチンヒドロリアーゼ誘導
物質とし、0.1X濃度で用いた以外は、実施例1と同
様に行ない、第4表の結果を得た。
Table 3 Example 6 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that the compounds shown in Table 4 were used as carnitine hydrolyase inducers at a concentration of 0.1X, and the results shown in Table 4 were obtained.

用いた菌株は、シトロバクタ−インターメデラス(IF
O13539)である0数値は生じたL−カルニチンの
濃度(mM)を示す0 第  4  表
The strain used was Citrobacter intermedellus (IF
Table 4: O13539) The 0 value indicates the concentration (mM) of L-carnitine produced.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)クロトノベタインを不斉的に水和して、L−カル
ニチンを生成する能力を有する微生物を、カルニチンヒ
ドロリアーゼ誘導物質存在下嫌気条件で培養することに
より、カルニチンヒドロリアーゼを誘導せしめ、該酵素
の作用によりクロトノベタインを不斉的に水和して光学
活性L−カルニチンを生成させることを特徴とするL−
カルニチンの製造方法。 (2)カルニチンヒドロリアーゼ誘導物質がDL−カル
ニチンである特許請求の範囲(1)記載の方法。 ただし、エシエリヒア(Escherichia)属、
サルモネラ(Salmonella)属、プロテウス(
Proteus)属の微生物は含まない。 (3)カルニチンヒドロリアーゼ誘導物質がD−カルニ
チン、L−カルニチン、クロトノベタイン、DL−カル
ニチンニトリル、クロトン酸、アリルアルコール、アク
ロレイン、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリ
ル酸よりなる群より選ばれた少なくとも1つの化合物で
ある特許請求の範囲(1)記載の方法。ただし、D−カ
ルニチンとL−カルニチンを同時に加える場合は除く。 (4)微生物がエシエリヒア(Escherichia
)属、エンテロバクター(Enterobacter)
属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エアロ
バクター(Aerobacter)属、エルビニア(E
rwinia)属、セラチア(Serratia)属、
プロテウス(Proteus)属、サルモネラ(Sal
mo−nella)属、アルカリゲネス(Alcali
genes)属、フラボバクテリウム(Flavoba
cterium)属、アクロモバクター(Achrom
obacter)属、バシラス(Baci−llus)
属、アグロバクテリウム(Agrobacterium
)属。 アゾトバクター(Azotobacter)属、ミクロ
コッカス(Micrococcus)属、コリネバクテ
リウム(Coryne−bacterium)属、スタ
フィロコッカス(Staphyloco−ccus)属
、シュードモナス(Pseudomonas)属、アル
スロバクター(Arthrobacter)属、ブレビ
バクテリウム(Brevibacterium)属、セ
ルロモナス(Cellulo−monas)属、ハフニ
ア(Hafnia)属、アセトバクター(Acetob
acter)属、クロモバクテリウム(Chromo−
bacterium)属、キサントモナス(Xanth
omonas)属、ビブリオ(Vibrio)属、エア
ロモナス(Aeromonas)属、プロタミノバクタ
ー(Protaminobacter)属、アシネトバ
クター(Acinetobacter)属、シトロバク
ター(Citrobacter)属、バクテリウム(B
acterium)属、クロストリジウム(Clost
ridium)属、リゾビウム(Rhizobium)
属、グルコノバクター(Glucono−bacter
)属、ストレプトコッカス(Streptococcu
s)属、ペディオコッカス(Pediococcus)
属、ロイコノストック(Leuconostoc)属、
ラクトバシラス(Lacto−bacillus)属、
プロピオニバクテリウム(Propioni−bact
erium)属、エアロコッカス(Aerococcu
s)属、マイコバクテリウム(Mycobacteri
um)属、ノカルディア(Nocardia)属、スト
レプトマイセス(Strepto−myces)属より
なる群より選ばれた属に属する少なくとも一種の微生物
である特許請求の範囲(1)記載の方法。 (7)カルニチンヒドロリアーゼとして、微生物菌体あ
るいは、その処理物を用いる特許請求の範囲(1)記載
の方法。 (8)嫌気条件下での培養時に微生物の産生する電子を
受容し得る化合物を添加する特許請求の範囲(1)記載
の方法。 (9)電子を受容し得る化合物がKNO_3または、N
aNO_3である特許請求の範囲(8)記載の方法。
Scope of Claims: (1) By culturing a microorganism capable of asymmetrically hydrating crotonobetaine to produce L-carnitine under anaerobic conditions in the presence of a carnitine hydrolyase inducer, carnitine L-carnitine is characterized by inducing hydrolyase and asymmetrically hydrating crotonobetaine to produce optically active L-carnitine through the action of the enzyme.
Method for producing carnitine. (2) The method according to claim (1), wherein the carnitine hydrolyase inducer is DL-carnitine. However, the genus Escherichia,
Salmonella spp., Proteus (
It does not contain microorganisms of the genus Proteus. (3) The carnitine hydrolyase inducer is at least one selected from the group consisting of D-carnitine, L-carnitine, crotonobetaine, DL-carnitine nitrile, crotonic acid, allyl alcohol, acrolein, acrylonitrile, acrylamide, and acrylic acid. The method according to claim (1), which is a compound. However, this does not apply when D-carnitine and L-carnitine are added at the same time. (4) The microorganism is Escherichia.
) genus, Enterobacter
Genus Klebsiella, Aerobacter genus, Erwinia (E
genus rwinia, genus Serratia,
Proteus genus, Salmonella
mo-nella), Alcaligenes
gene), Flavobacterium (Flavobacterium
cterium), Achromobacter (Achrom)
(obacter) genus, Bacillus (Bacillus)
Genus, Agrobacterium
) genus. Azotobacter genus, Micrococcus genus, Corynebacterium genus, Staphylococcus genus, Pseudomonas genus, Arthrobacter genus genus Brevibacterium Brevibacterium genus, Cellulo-monas genus, Hafnia genus, Acetobacter genus
Chromobacterium (Chromo-acter), Chromobacterium (Chromo-
bacterium), Xanthomonas (Xanth
omonas genus, Vibrio genus, Aeromonas genus, Protaminobacter genus, Acinetobacter genus, Citrobacter genus, Bacterium (B
genus acterium, Clostridium
Rhizobium
Genus, Gluconobacter
) genus, Streptococcus
s) genus, Pediococcus
Genus, Leuconostoc,
Lactobacillus genus,
Propionibacterium (Propioni-bacterium)
erium), Aerococcus
s) genus, Mycobacterium
The method according to claim (1), wherein the microorganism is at least one type of microorganism belonging to a genus selected from the group consisting of the genus Um, Nocardia, and Streptomyces. (7) The method according to claim (1), in which a microbial cell or a processed product thereof is used as carnitine hydrolyase. (8) The method according to claim (1), wherein a compound capable of accepting electrons produced by microorganisms is added during culturing under anaerobic conditions. (9) The compound that can accept electrons is KNO_3 or N
The method according to claim (8), which is aNO_3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1058995C (en) * 1996-11-08 2000-11-29 江苏省微生物研究所 Enzymatic preparation of L-carnitine

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