JPS63102693A - L−アスパラギン酸の製造法 - Google Patents

L−アスパラギン酸の製造法

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JPS63102693A
JPS63102693A JP13026687A JP13026687A JPS63102693A JP S63102693 A JPS63102693 A JP S63102693A JP 13026687 A JP13026687 A JP 13026687A JP 13026687 A JP13026687 A JP 13026687A JP S63102693 A JPS63102693 A JP S63102693A
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一雄 木村
Kenichiro Takayama
高山 健一郎
Atsushi Yasudo
安戸 饒
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河本 保
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増永 いづみ
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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】 造法および該酵素を生産する能力を有する微生物ならび
に該酵素を利用するL−アスパラギン酸の製造法に関す
る。
L−アスパラギン酸は疲労回復剤、アンモニア解毒剤、
アミノ酸輸液等、医薬品、食品添加物または臨床診断薬
として用いられる重要表物質である。現在Lーアスパラ
ギン酸の製造法としては、北原等によるエシャリキア・
コリを用いる方法(#公詔31−Aよit号公報)があ
シ、これを中心に固定化法による生産についても2Jの
報告かたされている。
(鮫島,木村: Enzyze Engineerin
g 2e /Jろ(/タ74’)P’lenum Pr
eaa New York  ana Lonaon。
土佐,干畑:人pp110ro’l)iol.2”7,
 rt& (/タ7リ)。
公知の事例はすべて常温菌を利用したものである。
明て田’′:1.’l’l・1・l’ ” ””1 ’
l l゛に−′;゛更なし)本発明者等は熱安定なアス
パルターゼを得る目的で種々の好熱性細菌についてアス
パルターゼ活性を調べた結果、バチルス属に属する好熱
性細菌が好熱性のアスパルターゼ活性を有することを見
い出し、本発明を完成するに到った。発酵操作、酵素反
応などを高温条件下で行なえることは、雑菌汚染防止、
酵素反応の迅速性、冷却エネルギーの節約などの点から
極めて有利である。
本発明に係る好熱性アスパルターゼは、該酵素を生産す
る能力を有する微生物を栄養培地中に培養し、培養物中
に該酵素を蓄積せしめ、該培養物から該酵素を採取する
ことにより製造することができる。
本発明で使用する微生物は好熱性アスパルターゼ生産能
力を有するものならいかなる菌株を用いてもよいが、具
体的にはバチルス属に属する菌株、例えばバチルス・リ
ケニホルミス(Bacillus  Iichenif
ormis) T−514(微工研菌寄第5241号、
NRRL  B−12062)。
明細書の庁S(内容に変更なし) バチルス・プレビス(Bacillus brevis
)T −616(微工研菌寄第5242号、NRRLB
−12063)、バチルス・アミノゲネス・ノブ0エス
ピ(Bacillus aminogenes now
 sp )T−596(微工研菌寄第5240号、NR
RLB−12061)、バチルス・サーモアミノフィラ
ス・ノブ・エスピー(Bacillusthermoa
minophilus now 5p)T −585(
微工研菌寄第5239号、NRRL  B−12060
)などがあげられる。
本発明者らが分離同定したアスパルターゼ生産菌株4株
の菌学的性質(第1表)および同定の準拠について以下
に示す。
上記の菌学的性質をもとにして、バーシーズ・マニュア
ル・オプ・デイターミナテイブ・バクテリオロジー、第
を版(/F74t)およびRE、 Goraonら著。
The Genus Bacillus (Agric
ulturalHesearch 5ervice+ 
Tl−S−DSlparim9n11; of Agr
icultura。
(lり73))を参考にして公知の菌株とその異同を検
討した。
上記グ菌株はグラム陽性、有胞子の好気性あ・るいは通
性嫌気性の桿状菌である故、いずれもBacillus
属である。T−4/4t’lおよびT−4/ 7菌は、
同定実験に際して対黒菌として使用したバチルス・リケ
ニホルミスおよびバチルス・プレビスの標孕株について
の実験結果およびマニアル中の記載とほぼ完全に一致す
るので、バチルス・リケニホルミスおよびバチルス・プ
レビスと同定した。
T−jzt菌は、生育最高温度、スボランジア膨潤、嫌
気的に生育せず、vpテスト陰性、でん粉加水分解陰性
、7チ食塩耐性陰性などの点からバチルス・プレビスに
類似しているが、上記マニュアルの記載およびバチルス
−プレビスATCCIII!についての比較実験結果で
の相違点が第2表の如くであること、さらにT−jり6
菌は強力なアスパルターゼ活性を有する特徴があること
等の根拠から本面を新種と見做し、バチルス・アミノゲ
ネス・ノブ・ニス°ピー(Bacilis amino
genss nov sp)と命名した。
d:菌株によシ結果が異なる。
※:ノζシーズ・マ:にqルレ・オプ・プイターミテプ
イブ・バクテリオひジー第を版T−3?!菌は生育温度
範囲、スボランジアの膨潤、嫌気的に生育せずp VP
テスト陰性、7%食塩酎耐陰性外どの点からバチルス・
ステアロサーそフィラスに類似しているが、上記マニュ
アルの記載およびバチルス・ステアロサーモフィラス人
TCC/29!rOについての比較実験結果での相違点
が第3表の如くであること、さらにT−41!菌は強力
なアスパルターゼ活性を有する特徴があること等の根拠
から本面を新種と見做し、バチルス・サーモアミノフィ
ラス・ノブ・エスピー(Bacil’lus thsr
moaminophilua nov sp)とこれら
の菌株の培養法について以下に述べる。
これらの菌株の培養においては、通常の好熱性細菌の培
養法が一般に用いられる。炭素源としてハ、グルコース
、フラクトース、マルトース。
シュークロース、マニトール、 澱粉、 m蜜、り’J
セリン等の糖質および糖・アルコールが単独または組合
せて用いられる。また菌の資化性によっては、炭化水素
、アルコール類、有機酸等も用いうる。窒素源としては
、硫酸アンモニウム。
塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム
、尿素等の無機窒素源、あるいはポリヘフトン、ペプト
ン、イーストエキス、コーン・スチープ・リカー、アミ
ノ酸等の有機窒素源を単独または組合せて用いることが
できる。またフマール酸、リンゴ酸、ピルビン酸等有機
酸を各種のビタミンおよびMn弐Co弐Mg北no廿を
含む各種塩の添加によ)菌の生育や酵素の生産が促進さ
れる。培養法としては、液体培養法が適している。培養
温度は菌株によ)異なるが30〜60℃、好ましくは生
育適温以上の温度が望ましい。培養の′pHはよ〜t、
好ましくは6〜7Jの中性付近で行なうことが望ましい
培養終了後、培養液よシ好熱性アスパルターゼを採取す
るには一般の酵素採取法、例えば次のよう゛な方法で単
離することができる。まず、得られた菌体を充分洗浄し
、!09A程度の濃度で超音波処理し、無細胞抽出液を
得る。この液に硫酸ストレプトマイシンまたは硫酸プロ
タミンを! −J □ xg/−加え脱核した後、0.
7M酢酸を加えてpHよθ程度に下げて酸処理し、遠沈
後、水酸化カリウムでpH70に調豊する。
次K(i酸アンモニウムでO〜30チ、JO〜!!引よ
j〜7!チの塩析を行ない、DEAEセルロース処理、
セファデックスG−iooクロマトグラフィーなどを行
った後最終的に硫酸アンモニウム抽出を行なって、凍結
乾燥し精製標品を得る。
本酵素の活性の測定は次のようにおこなう。
0、/Mフマール酸アンモニウムと本酵素、菌体マたは
菌体処理物とを菌体濃度IO’J□dry + Q91
1/71で接触させ、pHr、0*温度3!−6O℃で
30分間反応を行なう。反応液をフマール酸としてl〜
10fi/It程度になるように稀釈し硫酸酸性下送マ
ンガン酸カリウムで滴定する。残存フマール酸よ)アス
パルターゼ活性を測定する。その他5hodsx OH
Pakカラムによる高速液体クロマトグラフィー法、L
−アスパラギン酸−≠−説炭酸酵素によるワールプルグ
法等が使用可能である。いずれの場合も酵素活性は国際
単位(uniシ耀m1n)で表示する。
次に得られた酵素の性質について述べる。
(1)作用および基質特異性 フマール酸およびL−アスパラギン酸にのみ作用し、フ
マール酸とアンモニアからL−アスパラギン酸を生成す
る反応を特異的に触媒する。
(2)至適pH O,/ Mリン酸緩衝液(I)H7,0−r、 0 )
 、 0. / Mトリス・塩酸緩衝液(pa、r、O
−9,1)中でフマール酸アンモニウム/19/itを
基質とし活性をよ!”C1t 0分間の反応にて測定し
た。結果は第1図に示す通シであp、pHr、r〜yo
付近に至適ア■がある一般的な常温菌である。
明細書の汀I4:1ζ内容に変更なし)プロピオン酸菌
、大腸菌などのアスパルターゼの至適pHが7.2付近
であるので好熱性アスパルターゼは若干アルカリ側にシ
フトしている。
(3)安定pH範囲 0.2Mリン酸緩衝液(p116.0〜8.0)、0.
2Mトリス・塩酸緩衝液(p)17.5〜9.5)中、
50℃で17時間各々のpHに処理した後50℃。
p H8,5で30分間反応して活性を測定した。
結果は第2図に示す通りである。
図のように7.0〜8.5までは相対的に安定と思われ
る。
(4)至適温度 45℃〜80℃の範囲でp H8,0で30分間反応し
た。結果は第3図に示す通りであり、55℃に至適温度
がある。
(5)温度安定性 本酵素を0.1Mリン酸緩衝液(pt17.0 )に3
0〜80℃で60分間処理した後100g/47のフマ
ール酸アンモニウムヲ加エテzo:c、3゜分間反応し
て活性を測定した。結果を第弘図に示す。j O’Cま
では安定である。
(6)活性化・安定化作用 本酵素は基質フマール酸アンモニウム、生成物L−アス
パラギン酸の存在下安定化され非常に安定である。2価
の金属イオンMg北MO弐Go北Zn廿 により若干の
活性化と安定性の向上が認められた。
(7)分子量 内部標準蛋白としてチトクローム・C,オバルブミン、
γ−グロブリンを使用してセファデックスG−200に
よるゲルF:Aを行なった結果分子量は約/76万であ
った。
(8)アミノ酸組成(%) リ    ジ    ン   :     7.78ア
ルギニン :  5.48 ヒスチジン :  2.15 アスパラギン酸 :  11.37 ア  ラ  ニ  ン  :     7.16スレオ
ニン :  5.39 セ    リ    ン  :     3.83グル
タミン酸 :13.13 ブ  ロ   リ   ン   :      5.6
4グ  リ  シ  ン  :     5.00バ 
   リ    ン  :     6.77メチオニ
ン :  3.00 インロイシン +   5.28 0   イ   シ   ン   :      8.
90チ  ロ  シ  ン   :     3.42
フェニルアラニン:4.56 トリプトファン :   1.18 シ  ス  チ  ン  二    〇(9)蛋白変性
温度(T+n値):  70℃本酵素1本酵素を含有す
る菌体または該菌体の処理物をフマール酸アンモニウム
またはフマール酸とアンモニアとの混合物に作用させる
ことによシ、L−アスパラギン酸を製造することができ
る。反応は通常35〜to℃、 pH7O−11で行な
う。反応に際してのフマール酸アンモニウム。
7?−ル酸、アンモニアの濃度ハ0.2〜二〇モル程度
が適当である。また酵素凄度は/−10un1t/Lt
程度が適当である。反応に際しては、酵素、菌体、菌体
処理物を固定化して用いるとよシ実用的にL−アスパラ
ギン酸を製造することができる。これらの固定化は、酵
素、菌体等の固定化に用いられる一般的方法により行な
うことができる。たとえビ、酵素液はアスパルターゼを
吸着しうる一般的な陰イオン交換樹脂と接触させればよ
く、菌体の固定化には、エチルセルロース、酢酸・酪酸
セルロース等によるマイクロカブ七ル化、アクリルアミ
ド系単量体によるゲル包括法、ポリビニールアルコール
による包括、コラーゲンによる膜状包括等が用いられる
。また、単に菌体を充填混合剤と混合し架橋剤等で処理
する方法、たとえばゼラチン・ゲルタールアルデヒド法
、キトサン・ゲルタールアルデヒド法、カラゲーニン・
ゲルタールアルデヒド法、アルブミン・ジアルデヒドデ
ンジ/法などが利用できる。
反応鞭からのL−アスパラギン酸の採取は、固定化酵素
の場合、単に反応液を等電点pH277程度に硫酸酸性
とし冷却熟成して結晶L−アスパラギン酸を得る。純度
を良好にするためには(加温下)300971程度の濃
度にリスクIJ −して冷却熟成して標品を得る。
実施例A V濃度のブイヨン培地にて活性化スラントとシタバチル
ス・アミノ酸組成T−!り6.バチルス・プレビスT−
71/6.バチルス・サーモアミノフィラスT−4rJ
−,バチルス・リケニホルミスT−4/44.をポリペ
プトンσ//。
イースト・エキス≠9,7..食塩−97ノの組成ノp
H7,0に調整した培地3Q―を含むJOOttl容量
フラスコに接種し、第参表に示す温度で7を時間種培養
する。次にこの程培養液全量をグルコース3011/1
.ペプトン2よ1lil/l!、肉エキス参朽、炭酸カ
ルシウム197.、大豆油/’/lの組成を有し、pH
7:コに調整した培地3001を含むλノ容1にバッフ
ル付フラスコに檀替えて第弘表に示した温度で、2≠時
間培巷した結果、第μ表に示す量の面体が得られた。得
られた菌体をr、 000 Gで遠心分離を行ない、0
.0 / M リン敢緩衝液(pH7x)で洗浄した。
この湿潤細胞を10i、*oN体す度で1モルのフマー
ル酸アンモニウムと接触させ、各々の至適温度で3Q分
間反応し、生成するL−アスパラギン酸よシアスパルタ
ーゼ活性を測定した結果をまとめて第弘表に示す。
第μ表 菌    名      温度 菌体量 アスパルター
七舌性[1”C) (OD、!; AO×20〕(un
i t/、9 ・c s :u :]バチルス・アミノ
ゲネスT−jりt   !0 0.072    20
00バチルス°サーモアミノフイラス   乙。  。
、2゜o      4Lo。
T−よt! バチにスーブvヒス’r−alx   ti−o  o
、oro      t。
バチルス・リケニホルミス T  r、 4t  j(70,0り2      /
10実旅実施 バチルス・アミノゲネスT−jFj菌を実施例/、と同
様の培地で種培養し、さらに301容量ジャーファーメ
ンタ−にて大量培養した。ジャーファーメンタ−培養の
培地は、グルコース2Qg力、フマール酸アンモニウム
/ 09//l 、 ヘア’トンxrE71.  肉エ
キス≠bt、硫酸マグネシウムo、 r z 971 
、モリブデン酸ナトリウム0..2 z 9yl +塩
化カルシウム/、 1.t9/l 、大豆油A、2ゴ/
! の組成のものを用い、培養は回転数200 r、 
p、二連気量0. J v、 v、 m、で弘A’C,
/7.j時間の条件で行った。菌体量はZ 09/lで
アスパルターゼ活性Q 000 unit/g、dry
−cellの活性のものが得られた。培養液を/ユoo
oGでシャープレスにかけ菌体分離し、pHr、 0の
0,0/M リン酸緩gE液で一度洗浄して凍結乾燥を
行ない、菌体標品とした。
実施例3゜ 実施例二で得られた凍結乾燥菌体よoogをQ、Oj 
Mリン酸緩衝液CpHr、z)lotに懸濁シ、菌体破
砕機であるダイノーミル(シンマルエンタープライス社
製)にかけ、a’、 o o o Gで遠心分離を行な
い無細胞抽出液を得た。抽出液aZを弱塩基性陰イオン
交換樹脂デュオライ)−A7(米国ダイヤモンドジャム
ロックケミカル社*)/、21を充填し九カラムに流速
lよ’/hr室温でチャージした。蛋白負荷量は約20
59・Rで行った。次に209/lのフマール酸アンモ
ニウムを含む0. / Liリン酸緩衝液(−pH,r
、j)31とo、t、tチダルタールアルデヒド31を
含む溶液で3゜分間架橋し、ゲルタールアルデヒドを十
分洗浄して固定化酵素を作成した。この固定化酵素をj
Qd容量のカラムに充填し、1モル・フマール酸アンモ
ニウム(pH,yよ)を基質とし、5v=ZO〜/、/
で連続運転を実施したところ、zo℃で約20日間転換
率りreap以上で安定したL−アスパラギン酸の生産
が可能であった。反応液は完全清澄液であり、酵素の洩
れもなく、また高温操作の為雑菌汚染もなく非常に効率
のよいL−アスパラギン酸の生産が可能であった。
実施例弘 実施例tと同様の培地組成でバチルス・サーモアミノフ
ィラスT−よtよを60℃で241時間培養し、得られ
た菌体を遠心分離後洗浄を十分行々つでから凍結乾燥菌
体とした。アメパルター9活性≠00 ””/fl−a
rア、。8□、の菌体〃よ得られた。これを用いて次の
ごとくして固定化微生物を作成した。
分散媒として水tomtに分散剤としてエマルゲンータ
rj(花王アトラス社製)を0.721.セロゲンーP
R(第一工業製薬社製)o、3gを溶解し、強攪拌下j
−10℃に冷却しておく。一方、凍結乾燥菌体Aよiを
O,タチ生理食塩水よlと菌体凝集剤である/チキトサ
ン/、!ntVC均一に懸濁しておき、酢酸・酪酸セル
ロース311−20(イーストマンケミカルインターナ
ショナル社製)tよIと分散剤としてアルラセルーIJ
C花王アトラス社H)0.39をIj、j9の酢酸イソ
ブチルに溶かしたものを十分に攪拌し、均一な一6エマ
ルジヨンとする。この菌体懸濁液と酢酸・醋酸セルロー
スによる〃エマルジョンを冷却攪拌下先の分散媒中に滴
下し、滴下後n−ヘキサンlコOrlを徐々に定量ポン
プで添加する。その結果、酢酸・酪酸セルロース内に菌
体が包括された。強固で均一な粒径の固定化微生物が液
中に析出する。これを戸布等でヂ別し、十分に洗浄して
反応に使用する。得られた固定化微生物を用いて/Mフ
マール酸アンモニウムからL−アスパラギン酸への転換
をt o”c、 sv =/、oで連続カラム運転した
ところり!係以上の転換率で約/週間、L−アスパラギ
ン酸の生産が可能であった。得られた反応液を硫酸でp
H277にシ尤 調整し、等電点e(殿させたところ、L−アスパラギン
酸の結晶が得られた。
実施例よ バチルス・アミノゲネスT−jり6を実施例ユと同様に
培養する。得られた菌体をよoI力の濃度で超音波破砕
する。この破砕液上澄を30慇会の硫酸プロタミンで処
理し、沈殿を遠心分離する。さらに、0.1M酢酸を加
えてpm(弐〇に調整し生じた沈殿を遠心分離してから
上澄を得、このpHを水酸化カリウムで7oにする。次
に硫酸アンモニウムでO〜Jl:)、J□〜よj、!!
〜75チの3段階で云度勾配で塩析する。得られた溶液
i DEAE ・セルロースカラムで処理し、活性区分
を集めて硫酸アンモニウムによυ沈殿させ、酵素標品と
した。得られたアスパルターゼの彊白轟シの比活性は無
細胞抽出液の約100倍であった。ここで得られたアス
パルターゼを蛋白換算/ 萬fi、/itの濃度で/M
フマール酸アンモニウムと!O″C,pHf、jで/を
時間接触させたところ約り!チの転換率でL−アスパラ
ギン酸が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本酵素の至適pHを示す。 第2図は、本酵素の安定pH範囲を示す。 第3図は、本酵素の至適温度を示す。 第≠図は、本酵素の温度安定性を示す。 特許出願人 <IO,2)協和醗酵工業株式会社第 1
 目 Pl″1 尾 2 山 ら°15フ10 晃 3 口 第牛口 泣痕〔@C) 手 続 補 正 書(方式)6.補正((1)  I! 昭和62年11月 6日 (2)ν 昭和62年特許願第130266号 2、発明の名称 L−アスパラギン酸の!!造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 100 住所  東京都千代田区大手町−丁目6番1号名称 (
102) 協和醗酵工業株式会社昭和62年lO月7日
(発送日:同62年10月27日)5、補正の対象 願書の発明者の欄および明細書の発明の詳細なり内容 頃書を別紙のとおり訂正する。 頃書に最初に添付した明細書の第3頁、4頁良び14頁
の浄書

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バチルス属に属し、アスパルターゼ生産能を有する微生
    物の菌体およびその処理物をフマール酸とアンモニアの
    混合物またはフマール酸アンモニウムに作用させること
    により反応物中にL−アスパラギン酸を生成させ、該反
    応物からL−アスパラギン酸を採取することを特徴とす
    るL−アスパラギン酸の製造法。
JP13026687A 1987-05-27 1987-05-27 L−アスパラギン酸の製造法 Granted JPS63102693A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0833491A (ja) * 1994-05-20 1996-02-06 Nippon Shokubai Co Ltd L−アスパラギン酸の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0833491A (ja) * 1994-05-20 1996-02-06 Nippon Shokubai Co Ltd L−アスパラギン酸の製造方法
JP2664648B2 (ja) * 1994-05-20 1997-10-15 株式会社日本触媒 L−アスパラギン酸の製造方法

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