JPS6174595A - 物質の製造方法 - Google Patents

物質の製造方法

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JPS6174595A
JPS6174595A JP59198280A JP19828084A JPS6174595A JP S6174595 A JPS6174595 A JP S6174595A JP 59198280 A JP59198280 A JP 59198280A JP 19828084 A JP19828084 A JP 19828084A JP S6174595 A JPS6174595 A JP S6174595A
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JP
Japan
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atp
target substance
precursor
producing
medium
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JP59198280A
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English (en)
Inventor
Tatsuro Fujio
達郎 藤尾
Mineyuki Hayashi
峰之 林
Yasuhiro Tomiyoshi
冨吉 康弘
Atsuko Fujioka
藤岡 敦子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Publication date
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  • 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】 産業上の利用分野 本発明は、細菌の培養による有用物質の生産。
たとえば、グルタチオン、グアノシン−5′−刀ン酸(
GMP)、フラヒ゛ン・モノ・ヌクレオチド(1”MN
)、 γ−グルタミルシスティン(r −G C)。
グルタミンなどの生産における有用な方法を提供する。
従来の技術 従来、細菌を用いる上記有用物質の生産においては、培
地にアデノシン三燐酸(ATP)を存在さ、せる方法が
とられてきた。たとえば、グルタチオンは、L−グルタ
ミン酸、L−システインおよびグリシンとから下記酵素
反応に従って生産される。
L−グルタミン酸+L−システイン T−グルタミルシスティン+グリシン グルタチオン この反応はエネルギー要求性であり、エネルギー源とし
て生成するグルタチオン1モル当りATP2モルを消費
して2モルのADPを生成する。
発明が解決しようとする問題点 ATPは高価であるので、上記有用物質の生産において
、安価にATPを併給できる方法またはATPの消費で
生成するADPからATPを再生する方法があれば有利
である。ATP再生に必要なエネルギーの供給源として
アセチル燐酸、カルバミル燐酸などの燐酸化物を用いる
ことは知゛られているが、これらも高価で、かつ不安定
である。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、細菌を用いる有用物質の生産1ご際し、
ATPを安価に供給する方法またはATPの消費で生成
するADPなどの分解産物からATPを再生する方法に
ついて検討した結果、ATPの存在下に、目的物質およ
びATP分解物を生成する活性を有し、かつ同時に非燐
酸化物であるエネルギー供与体を利用してATP分解物
もしくはATP前駆体からATPを合成する能力を有す
る細菌を用いれば、安価な非燐酸化物であるエネルギー
供与体、たとえばグルコースを用いることによって、A
TPの再生を行いっつ有用物質の生産ができることを見
出し、本発明を完成した。
以1・、本発明の詳細な説明勺−る。
本発明はATPの存在下に、目的物質およびATP分解
物を生成する活性を有し、かつ同時に非燐酸化物である
エネルギー供与体を利用してATP分解物もしくはAT
P前駆体からATPを合成する能力を有する細菌を培養
し、辱られる菌体もしくはその処理物を水性培地中にて
ATP。
目的物質の前駆体および非燐酸化物であるエネルギー供
与体と接触させ、目的物質を該水性培地中に生成せしめ
、該培地から目的物質を採取することを特徴とする物質
の製造方法を提供する。
本発明の目的物質としては、グルタチオン。
GMP、FMN、r−GC,グルタミンなどがあげられ
る。
本発明で用いる細菌としては、ATPの存在下に上記の
ごとき目的物質およびATP分解物(たとえばADP)
を生成する活性を有し、かつ同時に非燐酸化物であるエ
ネルギー供与体を利用してA−T P分解物もしくはA
TP前駆体(たとえばADP、AMP、アデノシン、ア
デニン)からATPを合成する能力を有する細菌ならば
、いずれも用いることができる。具体的には、エッシエ
リヒア属に属する細菌、とくにエッシエリヒア・コリに
属する細菌が用いられる。
また、遺伝子組換え、細胞融合等の方法で特定の遺伝子
産物の発現量を強化した細菌を用いる方が好ましい場合
もある。
実施例に示したグルタチオンの製造においては、エネル
ギー供与体(E)、必要に応じて燐酸イオンCP)およ
び/またはマグネシウムイオン(Mg>の存在下にAD
PをATPに変換する能力を有し、かつL−グルタミン
酸、L−システインおよび/またはL−シスチン、およ
びグリシンからグルタチオンを生成する能力を有する細
菌が用いられる。
好適には、エッシエリヒア・コ!lATCC11303
エッシェリヒア・コリFERM−BP47およびエツシ
エリヒア・コリFERM−EP48 (特開昭58−2
0188)、エンテロバクタ−・アエロケネスATCC
13048,プロテウス・ブルガリスFERM−P34
47.エルウィニア・ヘルビコーラATCC21434
などが用いられる。
非燐酸化物であるエネルギー供与体としては、非燐酸化
化合物であって使用する細菌によって資化されるもので
あればよく、グルコース、アラビノース、ラクトース、
マルトース、シュークロース、マンニトール、ソルヒ″
トール、トレハロース。
糖蜜、#粉加水分解物などの炭水化物、ピルビン酸、乳
酸1酢酸、α−ケトゲルタール酸などのを機酸、グリ/
ン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸などのア
ミノ酸が用いられる。これらはおよそ1〜200g/f
の濃度で用いられる。
本発明線間の培養は通常の細菌の培養と同様に行えばよ
い。
即ち、炭素源、窒素源、無機物その他の栄養物を程よく
含有する培地ならば、合成培地または有機培地何れも使
用可能である。炭素源としてはグルコース、グリセロー
ル、フラクトース、シュークロース、マルトース、マン
ノース、マニトール。
キシロース、ガラクトース、澱粉、澱粉加水分解液、糖
蜜等の種々の炭水化物原料が使用できる。
またピルビン酸、乳酸等の各種有機酸、アスパラギン酸
、アラニン等の各種アミノ酸も使用可能である。
窒素源としてはアンモニアあるいは塩化アンモニウム、
燐酸アンモニウム、硫酸アンモニウム。
硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウ
ム等の無機および有機アンモニウム塩類、あるいは尿素
およびその他の窒素含有化合物ならびにペプトン、NZ
アミン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー
、カゼイン加水分解物。
フィツシュミールあるいはその消化物、脱脂穴豆粕ある
いはその消化物、踊加水分解物等の窒素性自行!1勿′
Rあるいはアスパラギ/酸、グルタミン酸。
スレオニン客種々のものが使用可能である。
さらに無機物としては燐酸第1水素カリ、燐酸第2水素
カリ、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第1鉄
、硫酸マンゴ/および炭酸カルシウム等を使用する。
醗酵は振盪培養成いは通気攪拌深部培養等の好気的条件
下で行う。培養温度は20〜40℃である。培養中の培
地のpHは中性附近に調節することが望ましい。中和剤
としてはアンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、炭酸力ルンウム等が使用可能である。
培養途中あるいは終了後の培養物をそのまま用いること
もできるが、培養液から分離した菌体、さらにはその洗
浄菌体、乾燥菌体、凍結菌体、アセトン処理菌体、トル
エン等有機溶側および/又は界面活性剤と接触せしめた
菌体のほか、これら菌体又は菌体処理物から得られた酵
素蛋白画分、さらには菌体もしくは菌体処理物の固定化
物等が使用できる。
ATPは通常菌体中に含有され、菌体にともt!って反
応液中に持ちこまれる量で充分であるが、触媒量のAT
Pもしくはその前駆体を添加した方がいい場合もある。
グルタチオンの生産においては、水性j&畑地中必要に
応じて、燐酸イオンおよび/または7グ不ンウムイオン
を添加する。燐酸イオンおよび7グ不ンウムイオンの濃
度は水溶液中に4〜100mMの範囲を保つことが望ま
しい。菌体から反応液中に持込まれる量がこの濃度範囲
を満たす場合は添加する必要はなく、−力不足する場合
は上記の濃度範囲に入るように添加する。燐酸イオノと
しては、燐酸のナトリウム塩、カリウム塩、マグ不ノウ
ム塩等いずれも使用できる。また、マグネシウムイオン
としては、無機塩でも有機酸の塩でも使用できる。
グルタチオンの生産において、反応に用いるL−システ
イン源としては、L−システインまたはL−シスチンを
それぞれ単独でも、両者の混合物でも用いることができ
る。
グルタチオンを生成せしめる反応は、10〜70℃、お
よびpH4からlOの範囲で調節しながら行われる。水
溶液中に有機溶剤および/又は界面活性剤、抗酸化剤な
どを添加すれば好ましい結果が得られる場合が多い。ま
た必要に応じて原料であるアミノ酸を反応液に追補添加
してもよい。反応液は適宜攪拌を行うことにより、好ま
しい結果が得られる。
玖応液を上に述べた条件に保つことによって生成した物
質を反応液から単離・精製する方法としては、通常のイ
オン交換樹脂等を用いる方法等が適用できる。
以下実施例を示す。
実施例1゜ グルコース10g/R,酵母エキスI Og/l。
ペプトン10g/f1.肉エキス5g/β。
Mg5O+・71−420 1g/A’、KHzPO+
  5g/lを含み、p H1,0に調節した培地を2
f−ヒダ付三角フラスコに300ml入れて加熱殺菌し
た。これに予めグルコ−1ニ g/Rを含みIll H 7. 2に調節した培地にて
前培養しtこエッンエリヒア・コリATCC11303
mを接種し、30℃にて一昼夜振□□□培養した。得ら
れた培養液から遠心分離によって菌体を集め、−20℃
の冷凍庫にて凍結した。
ついで2 0 0mlビーカーにグルコース50g/l
Na2HPO+  1 g/L Mg5o4・7H*0
  5g/l.フィチン酸1. 5 g /β,硫酸カ
リ3.5g/β.グルタミン酸ソーダー25mM.グリ
シン25mM.L−システイン2 5 m M 、菌体
200g/l(湿潤重量)を含有する液を2 0ml入
れ、37℃,pH7.3で攪拌しながら10時間反反応
せた。
高速液体クロマトグラフ法により定量した結果のグルタ
チオンの生成量は1 3. 5 m Mであった。
これと同条件で得た反応終了液12をアンバーライトI
R−120 (H’ )カラムに通塔し、吸着せしめた
後、IN硫酸で溶出し、溶出液を濃縮し、エタノールか
ら再結晶した結果、精製グルタチオン2.7gが得られ
た。なお、反応液にグルコースを添加しなかった場合、
グルタチオンの生成量は1.25rnMであった。
実施例2。
実施例1と同じ菌株を同様に培養し、遠心分離してj等
だ菌体を直接(菌体−1)又は凍結後(菌i$−[1)
用い、実施例1と同じ組成の反応液(A)又はこれに界
面活性剤〔ポリオキシエチレン・ステアリルアミン、(
ナイミーンS−215.日本油脂製)〕オよびキシレン
をそれぞれ4g/R。
LOml//!加えた反応液(B)を用い、実施例1と
同様の条件で反応させた結果が第1表に示される。
第    1    表 1.1       A、5.03 2、   1      8       19.53
、II       A        13.54、
    [B         18.6実施例3゜ 実施例1と同じ菌株を用い、同じ培地並びに培養条件を
用いて得た菌体を、反応時に湿潤菌体重量にて50,1
00.200g/βの濃度で用いた他は、実施例2の4
と同じ条件で反応させた結果が第2表に示される。
第2表 50g/β      2.3 100g/j!       7.2 200g/j!      18.6 実施例4゜ エツシエリヒア・コIJ m工研条寄第48号菌株を実
施例1と同じ培地および培養条件にて培養し、寿られた
’O養液から遠心分離により菌体を集め、反応に用いた
。グルタミン酸ソーダ、グリシノ′Jiよびし一/ステ
ィンを各々80mM含有する他は実施例1と同じ組成の
反応液を用いて実施例1と同様に反応させ、反応液中に
23.5 m Mのグルタチオンが生成した。
実施例5 エンテロバクタ−・アエロケス、スATCC13048
、プロテウス・ブルガリスFERMP−3447,エル
ウィニア・ヘルビコーラATCC21434を実施例1
と同様に培養し、得られた菌体を用いて実施例2と同じ
反応液組成ならびに反応条件により反応を行った結果を
第3表に示す。
第3表 発明の効果 本発明によれば、安価なエネルギー供与体を用い、工業
的有利に細菌の培養を行い有用物質を生産することがで
きる。
゛4コノ/

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アデノシン三燐酸(ATP)の存在下に、目的物
    質およびATP分解物を生成する活性を有し、かつ同時
    に非燐酸化物であるエネルギー供与体を利用してATP
    分解物もしくはATP前駆体からATPを合成する能力
    を有する細菌を培養し、得られる菌体もしくはその処理
    物を水性培地中にて目的物質の前駆体および非燐酸化物
    であるエネルギー供与体と接触させ、目的物質を該水性
    培地中に生成せしめ、該培地から目的物質を採取するこ
    とを特徴とする物質の製造方法
  2. (2)目的物質がグルタチオンであり、ATP分解物も
    しくはATP前駆体がアデノシン二燐酸(ADP)であ
    り、目的物質の前駆体がL−グルタミン酸、L−システ
    インおよび/又はL−シスチン、およびグリシンである
    特許請求の範囲第1項の方法。
JP59198280A 1983-11-15 1984-09-21 物質の製造方法 Pending JPS6174595A (ja)

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EP19840307942 EP0146265B1 (en) 1983-11-15 1984-11-15 Process for producing a compound from its precursor using an enzymatic activity of bacterium
DE8484307942T DE3484389D1 (de) 1983-11-15 1984-11-15 Verfahren zur herstellung einer verbindung aus deren vorlaeufer unter verwendung einer enzymatisch aktiven bakterie.

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