JPS6287088A - L―アラニンの製造法 - Google Patents

L―アラニンの製造法

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JPS6287088A
JPS6287088A JP22822085A JP22822085A JPS6287088A JP S6287088 A JPS6287088 A JP S6287088A JP 22822085 A JP22822085 A JP 22822085A JP 22822085 A JP22822085 A JP 22822085A JP S6287088 A JPS6287088 A JP S6287088A
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alanine
aspartic acid
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immobilized
microorganisms
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洋介 小山
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昇 栗原
Kunihiko Akashi
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  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はL−アラニン(又は、L−アラニンとD−アメ
/4’ラギン酸)の製法に関し、更に詳しくはL−アス
・!ラギン酸β−脱炭酸酵素活性を有する微生物のアラ
ニンラセマーゼ活性を除去し、該微生物を用いてL−ア
ラニンを単独であるいはL−アラニンとD−アスパラギ
ン酸とを同時に製造する方法に関する。
(従来の技術) L−アス・卆うギン酸β−脱炭酸酵素はL−アスパラギ
ン酸のみに作用してL−アラニンと炭酸ガスとを生成す
る反応を触媒する酵素である。
従来、上記し一アスパラギン酸β−脱炭酸酵素を利用す
るし一アラニンの製造法としては、L−アスパラギン酸
β−脱炭酸酵素活性を有する微生物を基質であるL−ア
スパラギン酸またはその塩含有培地に培養する方法や該
微生物の生産した酵素を基質に作用させる方法等多数知
られている。
しかしながら、一般に微生物の細胞壁の構成成分として
D−アラニンが必須であるため、これらの微生物は同時
にアラニンラセマーゼ活性を有することが知られており
、L−アラニンの生成と共にD−アラニンも副生してく
る。従ってL−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性を有
する微生物を用いて光学純度の高いし一アラニンを効率
よく製造するためには該微生物のアラニンラセマーゼ活
性発現を田土する必要がある。
しかしながら現在知られている酵素を酸処理する方法(
特開昭57−132882 )では、低−Iにおけるタ
ンツク変性を引き起すため、アラニンラセマー゛ ゼ活
性は抑えられるがL−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活
性も共に抑えられるためL−アラニンの生成量が低下す
るという難点があった。
(本発明が解決しようとする問題点) 上記の従来技術のもっている欠点を解決し、低声による
タンツク変性を防ぎながらアラニンラセマーゼ活性を抑
え光学純度の高いL−アラニンおよびD−アスパラギン
酸の製造法を確立するととにある。
(問題点を解決するだめの手段) しかるに本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、微生物の
有するL−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性には全く
失活を与えること々く微生物のもつアラニンラセマーゼ
活性のみを選択的に失活させ、同時に菌体内酵素である
L−アスパラギン酸−β−脱炭酸酵素の活性化を図る方
法を見出した。
即ち、本発明によれば、L−アスパラギン酸β−脱炭酸
酵素活性を有する微生物又はその固定化微生物をアルカ
リ処理することにより当該微生物又は固定化微生物のア
ラニンラセマーゼ活性が除去され、更にはこの様にして
得られた微生物又は固定化微生物にL−アスパラギン酸
(又はDL−アスパラギン酸)を作用させることによシ
ム−アラニン(L−アラニンとD−アスパラギン酸)を
製造することができる。
本発明方法において用いられるし一アスパラギン酸β−
脱炭酸酵素活性を有する微生物としては上記活性を有す
る微生物であればいずれも用いることが出来、かかる微
生物としては、例えばシュードモナス・エスピーATC
C19121,シュードモナス・ダクネーIAM115
2.アセトバクター・ランセンスOUT 8300.ア
クロモバクタ−・ペスチファーIAM 1446.アク
ロモバクタ−・被スチファ−ATCC2509、キサン
トモナス・ベゴニアエIAM1644 。
ブレビバクテリウム・インペリアルATCC8365。
アースロハクター・ウレアファシェンスIAM1658
゜エルビニア・アロイダエエAM1068号等が好適に
あげられる。
こわらの微生物は遊離菌体のまま用いることができ、該
菌体をそれ自体公知の方法で固定化した微生物であって
もよく、例えば光重合性樹脂、ポリアクリルアミドゲル
、金儲多糖類rル(カラギーナン、ファーセレラン等、
コラーゲングル、アルギン酸グル、ポリビニルアルコー
ルグル、寒天グルで固定化した微生物をいずれも本発明
の目的に用いることができる。上記の内光重合性樹脂に
よる場合は例えば特開昭58−187187号記載の通
り微生物菌体の水けん濁液に光重合性樹脂〔例えばEN
T−4000〕およびベンゾインエチルエーテルを混合
したのち光照射により重合せしめることによシ、固定化
微生物が得られる。また、カラギーナン、ファーセレラ
ン等の金儲多糖類による場合は例えば特開昭53−64
83号に記載の通り微生物菌体をカラギーナン水溶液に
けん濁し、このけん濁液にrル化剤(例えば第4周期以
上のアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムイ
オン等)を接触させるか冷却してrル化させることによ
り固定化微生物が得られる。金儲多糖類としては分子内
の硫酸基含量IQW/Wチ以上、とりわけ硫酸基含量1
2〜62 W/W%のものを用いるのが好まり、イ。そ
の他、コラーゲングル、アルギン酸グル、ポリビニルア
ルコールグル、寒天グル等による場合も、それ自体公知
の方法例えば特開昭51−144780号、特開昭49
−30582号、特開昭49−80285号、特開昭5
1−133484号記載の方法に従って当該微生物を処
理することによυ容易に相当する固定化微生物を得るこ
とができる。これらの固定化微生物は例えば立方体状(
1辺約3fi程度)、球状(直径約3瓢程度)、繊維状
(径約1fi程度)、膜状あるいは板状等の適当な形状
に成型すればつづいての処理操作を効率よ〈実施できる
ので好ましい。
上記の如き微生物又は固定化微生物のアルカリ処理は当
該微生物又は固定化微生物をアルカリ溶液中に浸漬する
か又は当該微生物又は固定化微生物を含有する液中にア
ルカリを加えることにより実施できる。アルカリとして
は、例えば苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化カルシウム、
水酸化アンモニウム、炭酸ソーダ等の無機アルカリ、テ
トラヒドロ7ラン、トリスヒドロキシメチルエタン等の
有機アルカリのいずれも用いることができる。これらア
ルカリによる処理はpH8〜12、と夛わけ8.5〜1
0の条件下に実施するのが好ましく、又アルカリは水溶
液それ自体だけでなくアルカリ緩衝液をも用いることが
できる。
微生物又は固定化微生物含有液中にアルカリを加えて実
施する場合には前記アルカリを上記声範囲となるように
アルカリの添加量を調整することにより行なう。更に微
生物又は固定化微生物のアルカリ処理は約0〜60℃、
とりわけ約20〜50℃で実施するのが好ましい。接触
時間は微生物が遊離菌体の場合約3分〜24時間、とり
わけ約3分〜24時間程度とするのが好ましく、固定化
微生物の場合には約10分〜5日間、とシわけ約1〜4
8時間程度とするのが好ましい。
かくして得られたアラニンラセマーゼ活性の除去された
微生物又は固定化微生物にL−アスパラギン酸またはそ
の塩を作用させるとL−アラニンが得られ、またDL−
アスパラギン酸またはその塩を作用させるとL−アラニ
ンとD−アスパラギン酸が得られる。ここでL−アスノ
ぐラギン酸またはDL−アスパラギン酸の塩としては、
例えばそれらのナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム
塩、アンモニウム塩等が好ましい。酵素反応は、0〜5
0℃の広い温度範囲で実施することができるが、微生物
の酵素の安定性を考慮して30〜40℃で実施するのが
好ましい。尚、上記酵素反応に際しては基質溶液にピリ
ドキサールリン酸、ケト酸(例えばピルビン酸、α−ケ
トゲルタール酸等)等を適宜添加することによシ該酵素
反応を一層促進させることが出来、また更にコバルトイ
オン、ニッケルイオン等の2価金属イオンを添加すると
微生物の酵素活性の安定性を高めることが出来る。
上記において、遊離の微生物を用いる場合の反応はパッ
チ法で実施するのが好ましい。又、固定化微生物を用い
る場合の反応は使用する固定化微生物が水に不溶性であ
るため、パッチ法によるのみならず力2ム法によって連
続的に実施することが出来る。例えばカラム法による場
合、該固定化微生物をカラムに充填し、このカラムにL
−アスパラギン酸、DL−アスパラギン酸またはそれら
の塩を有する溶液を適尚な速度で導通すればL−アラニ
ンのみ、あるいはL−アラニンとD−アスパラギン酸と
を含む流出液が得られる。なおこの場合、酵素反応によ
シ生成する炭酸ガスのカラム内への滞留を避けるため基
質溶液はカラム下部よシ上部に向けて流すのが好ましい
。またパッチ法による場合、該固定化微生物を上記基質
溶液にけん濁し、かく拌する如き方法によ!1lL−ア
ラニンのみあるいはL−アラニンとD−アスパラギン酸
とを含む反応液が得られる。この場合には反応終了液か
ら固定化微生物をろ過あるいは遠心分離する如き方法に
より取得すれば再びこれを反覆使用することができる。
これらの方法において、基質としてDL−アス・ぐラギ
ン酸またはその塩を用いる場合L−アラニンとD−アス
パラギン酸とを含む溶液が得られるが、これらの両者は
例えば直接晶析法、イオン交換樹脂処理等の公知の単離
精製操作を適宜組合せることにより容易に分離採取する
ことができる。上記反応を実施するにあたって反応進行
率は固定化微生物の量、温度、反応時間、基質の流速そ
の他により影響される。例えばカラム法による場合は使
用する固定化微生物の量に従い基質溶液の導通速度を、
またパッチ法による場合はその反応時間を適描に調整す
ることにより反応進行率を100%にまで高める至適条
件を見出すことも容易である。
(作用及び効果) 以上の如く、本発明方法は(1)L−アスパラギン酸β
−脱炭酸酵素活性を有する微生物をアルカリ処理すると
いう極めて簡単な操作で該微生物のアラニンラセマーゼ
活性を完全に除去できること。
(2)アルカリ処理によシ菌体内酵素であるL−アスパ
ラギン酸−β−脱炭酸酵素が活性化されること。
(3)該方法は遊離の微生物にも固定化微生物にもとも
に適用できること。(4)又、一旦除去されたアラニン
ラセマーゼ活性は長期間酵素反応を実施しても再び出現
することがないこと。(5)更にアラニンラセマーゼ活
性の除去された微生物を公知の方法で固定化してもその
得られる効果には何ら変りがない等、種々のすぐれた特
徴及び効果を有するものである。又、本発明方法により
アラニンラセマーゼ活性の除去された微生物あるいは固
定化微生物を用いてL−アスパラギン酸(又はDL−ア
スパラギン酸)からL−アラニン(又はL−アラニンと
D−アスパラギン酸)を製造すれば生成物中にDL−ア
ラニンが含まれていないので再結晶等後処理が不用であ
り、この点からも本発明方法ばL−アス・母うギンの工
業的に極めてすぐれた製造方法となるものである。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 下記により調製した微生物を用いてL−アスパラギン酸
からL−アラニンを生成させ、その際副生するD−アラ
ニン生成物を比較した。
(1)微生物の調製 (本発明方法による微生物の調製) フマール酸0.5 jj/di、大豆蛋白加水分解物(
全窒素6.4177di ) 1.8 at/di、K
H2PO40,1j;l/di、MgSO4・7H20
0,1jl/di 、大豆油0.5 g/diおよびオ
レイン酸0.5177dtを含む溶液をPH6,sに調
整後、500d容肩付フラスコに50d分注し、115
℃で10分間殺菌した。
この培地に、ブイヨン寒天培地で30℃にて24時間生
育させたシュードモナス・エスピー(Pseudomo
nas、ap、) ATCC19121を1白金耳植菌
し、30℃にて16時間振盪培養した。培養終了後苛性
ソーダを加え−を9.5に調整し37℃で1時間放置し
た。
(対照微生物の調製) 苛性ソーダ処理をしない以外は上記と同様にして微生物
を調製した。
(2)実験方法 上記で得られた微生物各IIを、10−’Mピリドキサ
ールリン酸を含むI ML−アスパラギン酸アンモニウ
ム水溶液(アンモニアでPH5,0に調整)70mを入
れた2 00 ml容三角フラスコに加え37℃にて撮
とり反応させ反応中の全アラニン量とD−アラニン量を
経時的に測定した。
尚、全アラニン量の測定はロイdノストック・チトロボ
ラムATCC8081を用いるバイオアッセイによシ行
ない、D−アラニン量の測定は豚腎よp調製したD−ア
ミノ酸オキシダーゼを作用させ生成したピルビン酸をヒ
ドラゾンとして測定する方法で行なった。
(3)結果 結果は表1に示す通りであり本発明方法により調製した
微生物はD−アラニンを全く生成しないのに対し対照の
微生物は20時間目におけるD−アラニン生成量が約2
5%に達することが認められた。
表  1 実施例2 下記により調製した固定化微生物を用い反応を実施し反
応終了液中のD−’アラニン生成量を比較した。
(1)固定化微生物の調製 (本発明方法による固定化微生物■の調製)実施例1(
1)と同様の培地を500d容坂ロフラクコ10本に5
0mA’宛分注しこれにシュードモナス・エスピーAT
CC19121を植菌した。30℃で16時間振とり培
養したのちこれに苛性カリを加えPHを10.0に調整
し30℃で1時間放蓄した。
これに酢酸を加えPH5,0に調整したのち遠心分離す
ることによりシー−トモナス・エスピー菌体10g(湿
重量)を集めた。
0.05M酢酸バッファー(…5 ) 25mに光重合
性樹Ill ENT〜400010 gおよびペンゾイ
ヂエチルエーテル100m9を溶解した溶液に上記菌体
10gを投入した。混合した後、透明フィルム上に流し
込み、300〜400nmの近紫外線を表裏に3分づつ
照射した。得られた重合物を5×5曙の大きさに切断し
固定化シー−トモナス・エスピーを得た。
(本発明方法の固定化微生物■の調製)上記と同様の培
地、菌体を用いて上記と同様に30℃で24時間振と9
培養したのち遠心分離してシュードモナス・エスピー菌
体10g(湿重量)を集めた。
この菌体を用い上記固定化操作を行ない固定化シュード
モナス・エスピーを得た。このゲルを10mML−アス
・やラギン酸を含む0,2M炭酸ソーダ緩衝液(p)f
l O,0) 260ml中に浸漬し30℃にて24時
間放置した。その後0.05M酢酸バッファー(pH5
)で洗浄することにより固定化シュードモナス・ダクネ
ーを得る。
(対照微生物の調製) 上記本発明方法による微生物■と同様にして調製した。
固定化微生物を以後何ら処理することなく用いた。
(2)実験方法 固定化シュードモナス・エスピー40gをそれぞれ実容
200 rulの攪拌型反応器に入れ、10−’Mピリ
ドキサールリン酸を含むIML−アスパラギン酸アンモ
ニウム溶液(アンモニアにてpH6,0K W4整)に
なるように添加し、37℃で20時間反応したその反応
液の全アラニンとD−アラニンIifを測定した。
尚、全アラニン量およびD−アラニン量の測定は実施例
1と同様にして行なった。
(3)結果 結果は下記表2に示す通りであり、本発明方法により調
製した固定化微生物はD−アラニンを全く生成しないの
に対し、対照の固定化微生物は約7係のD−アラニンを
生成することが認められた。
表  2

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性を有する
    微生物又はその固定化微生物をアルカリ処理することを
    特徴とする該微生物のアラニンラセマーゼ活性を除去す
    る方法。
  2. (2)L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性を有する
    微生物又はその固定化微生物をアルカリ処理した後、ア
    ラニンラセマーゼ活性の除去された当該微生物又は固定
    化微生物にL−アスパラギン酸又はその塩を作用させる
    ことを特徴とするL−アラニンの製法。
  3. (3)L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性を有する
    微生物又はその固定化微生物をアルカリ処理した後、ア
    ラニンラセマーゼ活性の除去された当該微生物又は固定
    化微生物にDL−アスパラギン酸又はその塩を作用させ
    ることを特徴とするL−アラニンおよびD−アスパラギ
    ン酸の製法。
JP22822085A 1985-10-14 1985-10-14 L―アラニンの製造法 Granted JPS6287088A (ja)

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JPS6287088A true JPS6287088A (ja) 1987-04-21
JPH0514556B2 JPH0514556B2 (ja) 1993-02-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116743A (en) * 1989-02-06 1992-05-26 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. L-alanine production with two microorganisms having fumarase inactivity in a single reaction tank
US5149651A (en) * 1990-04-27 1992-09-22 Mitsubishi Petrochemical. Co., Ltd. Process for culturing microorganisms of the genus pseudomonas and process for producing l-alanine using said microorganisms
US5478733A (en) * 1993-07-16 1995-12-26 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Process for producing L-alanine by fermentation with arthrobacter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116743A (en) * 1989-02-06 1992-05-26 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. L-alanine production with two microorganisms having fumarase inactivity in a single reaction tank
US5149651A (en) * 1990-04-27 1992-09-22 Mitsubishi Petrochemical. Co., Ltd. Process for culturing microorganisms of the genus pseudomonas and process for producing l-alanine using said microorganisms
US5478733A (en) * 1993-07-16 1995-12-26 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Process for producing L-alanine by fermentation with arthrobacter

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JPH0514556B2 (ja) 1993-02-25

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