KR19990072656A - Ｌ-아스파라긴산의제조방법 - Google Patents
Ｌ-아스파라긴산의제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990072656A KR19990072656A KR1019990005047A KR19990005047A KR19990072656A KR 19990072656 A KR19990072656 A KR 19990072656A KR 1019990005047 A KR1019990005047 A KR 1019990005047A KR 19990005047 A KR19990005047 A KR 19990005047A KR 19990072656 A KR19990072656 A KR 19990072656A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aspartic acid
- reaction
- aspartase
- fumaric acid
- solution
- Prior art date
Links
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 171
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 title claims abstract description 171
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 168
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 title claims abstract description 161
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims abstract description 333
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 222
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 176
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 173
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims abstract description 157
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- 108700016171 Aspartate ammonia-lyases Proteins 0.000 claims abstract description 122
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 12
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 10
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 10
- BFXUWDKAQDARCA-DKWTVANSSA-N (2s)-2-aminobutanedioic acid;azane Chemical compound [NH4+].OC(=O)[C@@H](N)CC([O-])=O BFXUWDKAQDARCA-DKWTVANSSA-N 0.000 claims description 9
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 2
- BQZSBRCZHDJPOO-DKWTVANSSA-N azane;(2s)-2,4-diamino-4-oxobutanoic acid Chemical compound N.OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O BQZSBRCZHDJPOO-DKWTVANSSA-N 0.000 claims 1
- YEOCBTKAGVNPMO-JIZZDEOASA-N diazanium;(2s)-2-aminobutanedioate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CC([O-])=O YEOCBTKAGVNPMO-JIZZDEOASA-N 0.000 claims 1
- 238000007714 electro crystallization reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 120
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 70
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 45
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 38
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 34
- CKKXWJDFFQPBQL-SEPHDYHBSA-N azane;(e)-but-2-enedioic acid Chemical compound N.N.OC(=O)\C=C\C(O)=O CKKXWJDFFQPBQL-SEPHDYHBSA-N 0.000 description 33
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 31
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 31
- 235000019297 ammonium fumarate Nutrition 0.000 description 31
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 31
- 239000001729 Ammonium fumarate Substances 0.000 description 29
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 29
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 28
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 27
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 25
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 24
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 23
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 15
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 9
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 9
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 8
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 8
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- NLVWBYNKMPGKRG-TYYBGVCCSA-N azanium;(e)-4-hydroxy-4-oxobut-2-enoate Chemical compound [NH4+].OC(=O)\C=C\C([O-])=O NLVWBYNKMPGKRG-TYYBGVCCSA-N 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- -1 -lose Polymers 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- WQVVYEYAFFYPIX-UHFFFAOYSA-N azane;magnesium Chemical compound N.[Mg] WQVVYEYAFFYPIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- MSJMDZAOKORVFC-SEPHDYHBSA-L disodium fumarate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O MSJMDZAOKORVFC-SEPHDYHBSA-L 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 235000019294 sodium fumarate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 241001646716 Escherichia coli K-12 Species 0.000 description 2
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000589540 Pseudomonas fluorescens Species 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 description 2
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- VPGWWDZBZDPONV-UHFFFAOYSA-N 2-aminobutanedioic acid;sodium Chemical compound [Na].OC(=O)C(N)CC(O)=O VPGWWDZBZDPONV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186146 Brevibacterium Species 0.000 description 1
- 241000588923 Citrobacter Species 0.000 description 1
- 102000012410 DNA Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108010061982 DNA Ligases Proteins 0.000 description 1
- 241000588914 Enterobacter Species 0.000 description 1
- 210000000712 G cell Anatomy 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 125000000570 L-alpha-aspartyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[C@]([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 150000008536 L-asparagines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- PWSPYJYNHXXPRD-UHFFFAOYSA-L N.S(=O)(=O)([O-])[O-].[Mg+2] Chemical compound N.S(=O)(=O)([O-])[O-].[Mg+2] PWSPYJYNHXXPRD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013599 cloning vector Substances 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- XMXOIHIZTOVVFB-UHFFFAOYSA-L disodium;2-aminobutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C(N)CC([O-])=O XMXOIHIZTOVVFB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/20—Aspartic acid; Asparagine
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
푸마르산, 암모니아, 알칼리 금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시키고 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에, 암모니아를 추가하고 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산을 정석(晶析)하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
Description
본 발명은 아스파타제(aspartase)를 이용하여 푸마르산(fumaric acid)으로부터 결정성 L-아스파라긴산(aspartic acid)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 그 방법으로 생산되는 미결정 L-아스파라긴산을 원료액에 가하여 재사용하는 방법에 관한 것이다.
DL-아스파라긴산2나트륨염 용액에 푸마르산을 첨가하여 DL-아스파라긴산을 석출 회수하는 방법이 일본 특허공개 (소)48-56618호에 개시되어 있다. 이 방법으로는 화학적으로 푸마르산2나트륨과 과량의 암모니아를 반응시켜 DL-아스파라긴산을 생성시키고, 과량의 암모니아를 제거한 다음, 푸마르산을 첨가함으로써 DL-아스파라긴산을 석출시키고 분리하였다.
이 경우 푸마르산을 첨가하기 전의 용액은 DL-아스파라긴산나트륨이고, 이것에 푸마르산을 첨가하여, DL-아스파라긴산을 분리한 여과액을 푸마르산2나트륨으로 하였다. 여기에 푸마르산에 대하여 과량의 암모니아를 가하여 다음 반응을 실시하는 것이 개시되어 있다.
통상적으로 L-아스파라긴산을 푸마르산 암모니아로부터 효소를 이용하여 제조함에 있어서, 원료인 푸마르산에 대하여 1배 몰 이상의 암모니아가 필요하고, 반응의 평형이 L-아스파라긴산으로 기울기 때문에 통상 2 내지 2.3배 몰의 암모니아가 이용되고 있다. 또한, 이 반응을 촉매시키는 효소인 아스파르타제의 적절한 pH는 8.3 부근인데, 이 pH보다 너무 높은 pH 범위로는 효소활성이 저하되거나 효소활성이 열화되는 문제가 생긴다.
일본 특허공개 (소)48-56618호의 방법으로는 푸마르산2나트륨용액에 과량의 암모니아를 추가하여 다음 반응에 이용하지만, 아스파타제에 의한 효소반응에 이용하는 경우에는 과량의 암모니아를 이용할 수 없다.
푸마르산2나트륨용액의 pH는 8.4이고 여기에 1배 몰의 암모니아를 추가한 용액은, 30 ℃ 에서 pH 12.1이고 아스파타제가 변성되어 버리기 때문에, 아스파타제에 의한 효소반응에는 사용할 수 없다.
또한, 일본 특허공보 제 2524306호에 있어서는 L-아스파라긴산모노암모니움용액에 푸마르산을 첨가하여, L-아스파라긴산을 석출 회수하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법으로는, 푸마르산2암모니움염 용액을 아스파타제의 작용에 따라 L-아스파라긴산모노암모니움염 용액으로 제조한 다음, 푸마르산을 첨가하여 L-아스파라긴산을 결정으로 석출시키고 분리하여 결정을 분리한 후의 여과액에 암모니아를 추가하여 다음의 반응에 재사용하는 방법이 개시되어 있다.
이 방법에서는 L-아스파라긴산모노암모니움용액에 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산과 푸마르산염의 교환반응을 푸마르산, 또는 L-아스파라긴산 중 어느 것이나 혹은 양쪽의 결정이 항상 존재하는 불균일한 조건하에서 수행하였다.
또한, 이 방법에서는 푸마르산의 첨가량을 용액 중에 존재하는 L-아스파라긴산에 대하여 0.5배 몰 이용하는데, L-아스파라긴산의 결정을 분리한 후의 용액을 원료액으로서 재사용하기 위해서는, 낮아진 기질농도을 초기 농도로 되돌려 주기 위해 다시 푸마르산을 첨가하여야만 한다. 따라서, 고체인 푸마르산을 2회 첨가하게 된다. 고체를 다루는 번거로운 공정이 늘어나는 것은, 공업적으로 실시함에 있어서 작업성이 좋지 않고, 또한 수득한 L-아스파라긴산의 순도가 낮다.
본 발명의 목적은 전기와 같은 문제점을 해결하여, 아스파타제를 이용한 보다 높은 순도의 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 결정 석출을 위하여 첨가하는 푸마르산의 양이 L-아스파라긴산암모니움 용액 중의 L-아스파라긴산염에 대하여 동일한 몰 부근에서는 푸마르산 첨가 후에 생성되는 푸마르산염은 푸마르산 암모니움이고, 이 염은 대체로 용해도가 낮으며, 이 용해도가 낮은 염의 생성에 따라 그 일부가 결정으로 석출되고, L-아스파라긴산 결정에 혼합되어 가기 때문에 수득한 L-아스파라긴산의 순도가 낮아 지는 것을 알게 되었다.
이것을 방지하는 방법의 하나로서, 본 발명자들은 아스파타제에 의한 효소반응에 따라 수득한 L-아스파라긴산암모니움용액에 우선 암모니아를 첨가한 다음, 암모니아가 과잉된 상태에서 여기에 반응액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여, 0.6 내지 1.2배 몰의 푸마르산을 첨가하면, 첨가한 푸마르산이 용해되어, L-아스파라긴산의 결정이 석출되는 것을 발견하였다.
또한, 이것을 방지하기 위한 한가지 방법으로서, 본 발명자들은 아스파타제에 의한 효소반응에 따라 수득한 L-아스파라긴산암모니움용액에 우선 암모니아를 첨가한 다음, 가열하고 여기에 푸마르산을 첨가하면, 첨가된 푸마르산이 즉시 용해되어 결정이 존재하지 않는 균질한 용액을 수득할 수 있고, 이와 같은 방법으로 조정한 균질용액을 냉각함으로써 L-아스파라긴산의 결정 만을 석출시킬 수 있는 것을 발견하였다.
암모니아를 첨가함으로써 푸마루산을 첨가한 후에 푸마르산암모니움 만이 생성되는 것이 아니라, 푸마르산암모니움과 푸마르산2암모니움의 혼합물이 생성되도록 하면, 푸마르산2암모니움은 용해도가 높기 때문에, 결정으로서 L-아스파라긴산에 혼합되는 것은 아니다. 또한, 일부 생성되어 있는 푸마르산암모니움도 푸마르산2암모니움이 생성됨으로써 농도가 저하되고, 용액에 용해한 상태가 될 수 있기 때문에, 푸마르산암모니움의 결정이 L-아스파라긴산에 혼합되는 것을 막을 수 있고, 이것에 의해 손도가 높은 L-아스파라긴산의 결정을 수득할 수 있다.
또한, 아스파타제의 기질액인 푸마르산용액의 중화에 암모니아와 수산화나트륨 등의 알칼리 금속수산화물을 병용함으로써, L-아스파라긴산 결정의 회수율이 높아지게 되고, 이 때에 이용되는 알칼리금속수산화물의 양은 아스파라타아제에 의한 효소반응에 적합한 범위가 존재한다는 것을 발견하였다.
본 발명자들은 이상과 같은 지식에 근거하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 제 1의 실시태양에 의하면, 본 발명은 푸마르산, 암모니아 및 알칼리금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시켜 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가하고 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산을 정석하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법이제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 정석공정으로 결정화하지 않은 결정성 L-아스파라긴산을 분리하고, 그 미결정 L-아스파라긴산을 함유하는 용액에 암모니아를 첨가하여, 이것을 결정성 L-아스파라긴산의 원료액으로 재사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 푸마르산, 재사용 L-아스파라긴산암모니움, 암모니아 및 알칼리금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시키고 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가한 다음 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산을 정석하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법을 제공한다.
또한, 제 2의 실시태양에 의하면, 본 발명은 푸마르산, 암모니아 및 알칼리금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시켜 L-아스파라긴산염을함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가하고 가열한 후, 푸마르산을 첨가하고 냉각함으로써 L-아스파라긴산을 정석시켜 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법이다.
또한, 본 발명은 상기 냉각공정으로 결정화되지 않는 미결정 L-아스파라긴산을 분리하여 그 미결정L-아스파라긴산을 함유하는 용액에 암모니아를 추가하여, 이것을 결정성 L-아스파라긴산의 원료액으로 재사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 푸마르산, 재사용 L-아스파라긴산암모니움, 암모니움 및 알칼리금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시키고 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가하고 가열한 후, 푸마르산을 첨가하고 냉각함으로써 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하느 L-아스파라긴산의 제조방법이다.
상기 아스파타제로서는, 아스파타제유전자를 함유하는 형질전환체 또는 그 처리물을 고정화한 것을 이용할 수 있다.
또한, 아스파타제로서는 250U 이상의 활성을 가지는 고정화 아스파타제를 함유하는 반응기에, 푸마르산 환산으로 8 내지 20 %의 푸마르산 및 L-아스파라긴산을 함유하는 푸마르산, L-아스파라긴산, 암모니아 및 알칼리 금속 수산화물의 혼합용액을 통과시키는 상기 방법으로 통액속도는 LHSV=2 내지 20으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 1U는 1μmole L-아스파라긴산 생성/min/㎖ 고정화 효소를, LHSV(Liquid Hour Space Velocity: 공탑속도)는 1시간 당 통액 용량(㎖)/촉매 충진 용량(㎖)을 각각 의미한다.
또한, 고정화 아스파타제로서는 고정화의 담체로서 이온 교환수지를 이용하여, 흡착 또는 고분자에서 피복함으로써 균체 또는 균체 처리물을 전기 담체에 고정화한 것을 이용할 수 있다.
또한, 고정화 아스파타제로서는 고정화의 담체로서 구모양의 스티렌디비닐벤젠(styrenedivinylbenzene) 공중합체 이온 교환수지를 이용하여, 다음 일반식(Ⅰ)로 표시되는 고분자와 균체 또는 균체처리물을 혼합하여 구상의 스티렌디비닐벤젠 공중합체 이온 교환수지 표면에 피복한 것을 전기 담체에 고정화하는 것을 이용할 수 있다:
상기 식에서,
Y는 직접 결합하거나,또는로
표시되는 2가기이고;
R1및 R2는 상호에 독립적으로 수소원자 또는 유기잔기이며;
X 는 음이온을 나타내고; 및,
n은 100 내지 5000의 수이다.
아울러, 본 명세서는 본 출원의 우선권인 일본 특허출원 제 10-31857호 및 제 10-31858호의 명세서 및/또는 도면에 기재된 내용을 포함한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
본 발명에 이용하는 아스파타제 활성을 가지는 효소함유물은, 예를 들어, 고 아스파타제 활성을 가지는 것으로 알려져 있는 대장균이나 브레비박테리움(Brevi -bacterium)속, 슈도모나스(Pseudomonas)속의 미생물 등의 균체, 또는 이들 균체를 초음파, 마쇄, 동결융해, 효소처리, 계면활성제 처리 등을 실시하여 파쇄한 균체파쇄물, 또한 황산암모니움염석, 아세톤 침전 등 통상의 방법으로 수득한 부분 정제물, 또는 크로마토칼럼 등 통상의 방법으로 수득한 정제물 등의 그 어떤 것이라도 사용할 수 있다.
푸마르산의 중화에 일부 알칼리 금속수산화물을 이용하면, 상대적으로 암모니아의 양이 적어지고, 이에 의해 푸마르산으로부터 L-아스파라긴산으로의 반응속도가 저하된다. 그렇기 때문에, 아스파타제활성을 가지는 균체로서는, 특히 아스파타제 유전자를 조합한 플라스미드(plasmid)에 의해 형질전환된 아스파타제를 저량(著量) 생성하게 되는 대장균을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용할 수 있는 아스파타제 유전자는 대장균(Escherichia coli)나, 슈도모나스·플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens), 엔테로박터(Enterobac
-ter)속, 시트로박터(Citrobacter)속의 미생물 등 대장균과 자연계에서 유전자가 교잡되는 것이 인정된 미생물이고, 아스파타제 활성을 가지는 미생물 유래의 것이라면 적절히 사용할 수 있다. 그리고, 이 유전자는 예를 들어 대장균( Escherichia coli) K-12(IFO3301) 염색체 DNA, Pseudomonas fluorescens(IFO 3081) 염색체 DNA로부터 공지의 아스파타제 유전자 배열을 근거로 하여 작제한 프라이머(primer)를 이용하여 PCR법에 의해 증폭함으로써 수득할 수 있다.
아스파타제 유전자를 조합한 플라스미드는 대장균에 속하는 미생물 균체내에서 복제된 플라스미드라면 특히 한정되지 않지만, pUC18, pKK223-3 등을 이용할 수 있다. 또한 아스파타제 유전자를 조합한 플라스미드를 도입하는 숙주 미생물로서는 대장균(Escherichia coli) K-12주가 적절히 이용된다.
이들 아스파타제 활성을 함유하는 미생물 균체, 또는 그 처리물, 또는 효소를 담체에 고정화하여 이용할 수도 있다. 고정화의 담체로서는 셀룰로스(cellu
-lose), 알긴산(alginic acid), 카라기난, 만난겔 등의 천연계 고분자, 또는 이온교환수지나 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 등의 적절한 합성 고분자를 통상의 방법으로 이용할 수 있다. 이들 중에도, 특히 구상(球狀)의 스티렌디비닐벤젠 공중합체 이온 교환수지 담체에 전기 일반식(Ⅰ)으로 표시되는 고분자와 균체 또는 그 처리물을 혼합한 것을 피복함으로써 고정화한 것이 바람작하고, 예를 들어, 수불용성 담체상에 PAS-880 등의 고분자쇄 사이 또는 고분자와 균체표면과의 사이에서 가교하는 성질을 가진 수용성 고분자를 균체와 혼합하여 수득한 것을 건조함으로써 코팅하는 방법 등이 바람직하다.
이 방법으로 고정화하여 작제한 고정화 아스파타제는 압력 손실이 적어지고, 확산층도 얇기 때문에 확산저항이 적고 고LHSV에서의 반응에 사용할 수 있다.
본 발명에 이용되는 기질은 푸마르산 중화염 수용액이다. 중화에 이용하는 알칼리로서는, 암모니아와 알칼리금속 수산화물을 겸용한다. 알칼리 금속 수산화물의 사용량은, 기질액 중의 L-아스파라긴산염과 푸마르산염의 합계 몰수에 대하여 0.1 내지 1.2배 몰, 바람작하게는 0.3 내지 1.0배 몰, 보다 바람직하게는 0.4 내지 0.8배 몰의 범위이다. 여기에서 「기질액 중의 L-아스파라긴산염과 푸마르산염의 합계 몰수」라는 것은 L-아스파라긴산염이 존재하지 않는 초기의 상태에 있어서, 「기질용액 중의 푸마르산의 몰수」를 그대로 의미하는 것이고, 실제로 기질액 중에 첨가되는「푸마르산」자체의 몰수인 것은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 기질액의 재이용을 고려하는 본 발명의 성질상, 편의적으로 상기와 같이 표현을 통일한 것이다. 이것은 하기의 암모니아의 사용량에 관한 기재에 있어서도 동일하다. 이 범위보다 적으면, 수득한 L-아스파라긴산의 회수율이 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 이 범위보다 많으면, 푸마르산 중화염 수용액의 pH가 너무 높아지기 때문에, 암모니아가 첨가될 수 있는 양이 적어지게 되어, 푸마르산으로부터 L-아스파라긴산으로의 전화율이 낮고, 또한 아스파타제의 불활성을 초래할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
암모니아로서는 통상의 암모니아수가 공업적으로 사용되기 쉽고, 액체 암모니아나 암모니아가스를 사용할 수 있다. 암모니아의 사용량은 기질액 중의 L-아스파라긴산염과 푸마르산의 합계 몰수에 대하여 1 내지 2배 몰, 바람직하게는 1.1 내지 1.8배 몰, 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.5배 몰의 범위이고, 알칼리 금속수산화물을 첨가한 후에 상기의 범위에서 암모니아를 첨가하여 기질액의 pH를 6 내지 9.5, 바람직하게는 7 내지 9.3, 보다 바람직하게는 8 내지 9의 범위로 조제하는 것이 바람직하다. 반응할 때의 푸마르산 농도는 통상 5 내지 20 % 중량이 바람직하지만, 생산성과 수득한 L-아스파라긴산의 순도를 고려하면 특히 8 내지 15 중량 %의 범위에서 반응시키는 것이 효과적이다.
또한, 기질매체로는 염화망간, 황산 망간 등의 망간염, 또는 염화마그네슘, 황산 마그네슘 등의 마그네슘염, 코발트염 등의 2가 금속염을 0.1 내지 50 mM, 바람직하게는 1 내지 10 mM의 농도로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 반응조의 태양은 한정되지 않지만, 예를 들어 회분식 반응 장치, 칼럼형 반응장치 등 종래부터 알려져 있는 반응조에서 수행할 수 있으며 반응조는 하나이거나 복수이어도 지장은 없다.
공업적인 대량생산에는 특히 칼럼형 반응장치가 바람직하고, 전술한 구 모양의 스티렌디비닐벤젠 공중합체 이온 교환수지 담체에 일반식 Ⅰ에 의해 표시되는 고분자와 아스파타제 유전자를 조합한 플라스미드에 의해 형질전환되어, 아스파타제에 의해 저량 생성하게 되는 대장균 균체를 혼합한 것을 피복하여 작제한 고정화 아스파타제를 이용하면, 통액속도 LHSV=2 내지 20의 범위에서 반응을 수행할 수 있다.
통상의 대장균을 고정화하여 이용하는 경우에는 활성이 너무 높지 않기 때문에, 반응시간을 길게 하거나 통액속도를 느리게 할 필요가 있으나, 아스파타제 재조합체 고정화 아스파타제는 활성이 아주 높기 때문에 상기 통액속도로도 충분히 전화율을 올릴 수 있다. 반응할 때의 온도는 저온에서는 반응속도가 저하되기 때문에 통상 10℃를 하한선으로 하여, 고온 하에서는 아스파타제의 볼활성을 초래하기 때문에 50℃ 정도를 상한선으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 40℃의 범위에서 수행하는 것이 좋다.
상기와 같은 조건에서 우선 푸마르산과 암모니아를 반응시킨다. 반응은 전화율이 높으면 높을수록 좋지만, 평형에 이르지 않아도 전화율 90 % 정도라면, 나중에 L-아스파라긴산의 결정을 석출하는 데는 지장은 없다.
또한, 이러한 방법으로 수득한 반응액 중에 암모니아를 첨가함으로써 반응액의 pH를 9 이상으로 조절한다. 바람직하게는 pH 9.1 이상, 보다 바람직하게는 pH 9.3 이상으로 하는 것이 좋다. 이 때, 첨가하는 암모니아의 양의 상한은 반응액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수와 같은 몰수이고, 특히 반응액 중에 존재하는 푸마르산과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여 0.1 내지 0.9배 몰, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.7배 몰의 범위이다. 이 범위 보다 적으면 수득한 L-아스파라긴산에 푸마르산모노암모니움이 혼합되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 이 범위보다 많으면, 수득한 L-아스파라긴산의 양이 적어지기 때문에 바람직하지 않다.
제 1의 실시태양에 의하면, 암모니아를 첨가한 반응액에 푸마르산을 첨가한다. 첨가하는 푸마르산의 양은 반응액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여 0.6 내지 1.2배 몰, 바람직하게는 0.7 내지 1.1배 몰, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.0배 몰의 범위이다. 이 범위 보다 적으면, 결정으로서 분리될 수 있는 L-아스파라긴산 양이 적어지게 되기 때문에 바람직하지 않다.
푸마르산을 첨가한 반응액은 45℃ 이하에서 교반한다. 이 때, 용액의 온도가 너무 낮으면 용해도가 작은 푸마르산모노암모니움염의 결정이 L-아스파라긴산 결정에 혼합되기 때문에, 10 내지 40℃의 범위, 바람직하게는 25 내지 35℃의 범위가 좋다. 푸마르산 첨가를 완료한 다음, 교반을 1초에서 1시간, 바람직하게는 5분에서 15분 계속하여 L-아스파라긴산의 결정석출을 완료시킨다. 석출한 L-아스파라긴산의 분리방법에 대해서는 흡인여과나 원심여과 등 통상의 방법으로 수행할 수 있으나, 함액율(含液率)을 낮출 수 있는 원심여과 등의 방법이 보다 바람직하다.
제 2의 실시태양에 의하면, 암모니아를 첨가한 반응액은 45℃ 이상에서 가열하는데 바람직하게는 50℃이상에서 가열하는 것이 좋다. 가열온도의 상한은 특별히 없으나, 통상 상압에서 반응액의 끓는 점을 상한으로 한다. 가열된 반응액에 푸마르산을 첨가하는데, 첨가하는 푸마르산의 양은 반응액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여 0.6 내지 1.1배 몰, 바람직하게는 0.7 내지 1.0배 몰의 범위이다. 이 범위 보다 적으면, 결정으로 분리 할 수 있는 L-아스파라긴산 양이 적기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 이 범위 보다 많으면, 수득한 L-아스파라긴산에 푸마르산염이 혼합되기 때문에 바람직하지 않다. 푸마르산을 첨가한 반응액은 45℃ 이상에서 1초 에서 1시간, 바람직하게는 1분 에서 15분 교반하여 완전히 용해시킨다. 이 때, 용액은 푸마르산의 결정도 L-아스파라긴산의 결정도 존재하지 않는 균질상태로 된다. 다음에 푸마르산을 용해시킨 용액을 냉각하고, L-아스파라긴산의 결정을 석출시키는데, 냉각은 L-아스파라긴산이 석출한 현탁액이 10 내지 45℃가 될 때까지 수행한다. 이 범위 보다 높으면, 수득한 L-아스파라긴산 결정량이 적어져서 바람직하지 않으며, 또한 이 범위 보다 낮으면 L-아스파라긴산 결정에 푸마르산염이 혼합되기 때문에 바람직하지 않다.
냉각 후, 교반을 1초에서 1시간, 바람직하게는 1분에서 15분 계속하고, L-아스파라긴산의 결정석출을 완료시킨다. 석출한 L-아스파라긴산의 분리방법에 대해서는 흡인여과나 원심여과 등 통상의 방법으로 수행할 수 있으나, 함액율을 낮출 수 있는 원심여과 등의 방법이 보다 바람직하다.
분리된 L-아스파라긴산의 결정은 필요에 따라 물로 세정한다. 세정함으로써 L-아스파라긴산의 결정에 소량 혼합되는 푸마르산염의 양을 적게 할 수 있고, 수득한 L-아스파라긴산의 결정 순도를 높일 수 있기 때문에 바람직하지만, 결정을 분리한 모액의 재사용을 고려한 경우, 너무 과량의 물로 세정하는 것은 바람직하지 않다. 사용하는 세정수의 양은 L-아스파라긴산 결정의 양에 대하여 5 내지 500 중량 %의 범위, 바람직하게는 10 내지 200 중량 %의 범위로 이용하는 것이 좋다. 이와 같이 간단한 방법으로, 소량의 예를 들어 0.1 내지 3 중량 %, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량 %의 푸마르산염을 함유하는 L-아스파라긴산을 얻을 수 있다. 이 푸마르산염을 함유하는 L-아스파라긴산 결정은 미세한 분말이 되어도 잘 흩어지지 않기 때문에, 다루기가 쉽고 공업용 L-아스파라긴산으로 극히 유용하다.
또한, 이 L-아스파라긴산은 정제를 반복함으로써, 식품첨가물, 의약품용 등에 이용하는 것도 가능하다.
L-아스파라긴산의 결정을 분리한 모액은 전기 세정액을 혼합하여 암모니아를 첨가하여, L-아스파라긴산 제조용 기질액으로 재사용한다. 필요에 따라, 모액, 세정액을 농축하거나 적절히 조절한다. 예를 들어, 세정액이나 첨가하는 암모니아로부터 나온 물의 양만큼 용량이 늘기 때문에, 모액, 세정액을 농축함으로써 암모니아 첨가 후에 초기 용량이 되도록 조절할 수 있다. 첨가하는 암모니아의 양은 결정으로 분리된 L-아스파라긴산의 몰수로부터 푸마르산을 첨가하기 전에 가한 암모니아의 몰수를 공제한 양을 이용하면 좋다. 이렇게 함으로써 용액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여 암모니아의 몰수를 1 내지 2배 몰로 할 수 있으며, 이 때에 용액의 pH는 6 내지 11의 범위이다. 이와 같이 하여 조절한 기질액을 제 1의 실시태양에 의해서는 아스파타제 활성을 가지는 효소함유물에 의한 반응, 암모니아의 첨가, 푸마르산의 첨가에 의한 L-아스파라긴산 결정의 석출, L-아스파라긴산의 결정의 분리, 모액의 조정을 제 2의 실시태양에 의해서는 아스파타제 활성을 가지는 효소함유물에 의한 반응, 암모니아의 첨가, 가열, 푸마르산의 첨가, 냉각에 의한 L-아스파라긴산 결정의 석출, L-아스파라긴산의 결정의 분리, 모액의 조정을 반복함으로써, 모액이 기질액으로 순환사용된다. 본 발명에 의하면, 모액의 순환은 10회 이상 가능하다.
이하에서는, 유전공학적 방법에 의한 대장균 유래의 아스파타제의 제조방법을 설명한다.
(i) 대장균의 아스파타제 재조합체의 작제
재단법인 발효연구소로부터 구입한 대장균(Escherichia coli) IFO3301주를 하기 표 1에 표시한 LB 배지에 접종하고, 37℃에서 8시간 배양하였다. 이 배양액 1㎖로부터 균체를 회수하고 증류수 1㎖에 현탁하였고, 이 균체 현탁액 1㎕를 아스파타제 유전자를 증폭하기 위한 주형 DNA로서 이용하였다.
| 성 분 | 함 량 |
| 폴리펩톤(polypeptone)효모추출물Nacl증류수 | 10 g5 g10 g1 L |
＊: 121℃, 15 분 가압멸균(autoclave)
(ii) PCR에 의한 아스파타제 유전자의 증폭과 삽입 단편의 작제
공지의 대장균(Escherichia coli) K-12주의 아스파타제 유전자 배열(배열번호 1)(Biochem. J., 237(2), 547-557)를 바탕으로 하여 대장균(Escherichia coli)의 아스파타제 유전자를 증폭하기 위하여, 이하 두가지 프라이머를 작성하였다:
프라이머F GGATAATCGTCGGTCGAAAA
프라이머R CGTCATCTGACGTGCCTTT
KOD DNA 중합효소(TOYOBO)를 이용하여, 하기 조성의 반응액을 조제하고 PCR에서의 아스파타제유전자를 증폭시켰다.
| 성 분 | 함 량 |
| 10 X 완충용액dNTPs 혼합물MgCl2주형 DNAKOD DNA 중합효소프라이머F(25 pmol)프라이머R(25 pmol)멸균수 | 5 ㎕5 ㎕2 ㎕1 ㎕1 ㎕1 ㎕1 ㎕34 ㎕ |
| 합계 | 50 ㎕ |
PCR 조건:
① 98℃ 5 분
② 98℃ 30 초
③ 53 ℃ 30 초
④ 68 ℃ 1 분 ② 에서 ④의 사이클을 30회 반복한다.
PCR반응 완료후, 증폭된 DNA 단편을 1% 아가로스겔로 전기 영동 에티디움브로마이드 염색한 결과, 예상된 약 1600bp의 단편이 증폭되었음을 확인하였다.
이 단편을 아가로스겔(agarose gel)로부터 잘라내어, Prep-A-Gene(Bio Rad)에서 DNA를 회수하였다.
(iii) 벡터로의 삽입단편의 결합
pCR- Script Amp SK(+) 클로닝 벡터에 제한효소 Srf와 DNA 리가제(ligase)의 존재하에서 먼저 회수한 DNA 단편을 결합시켰다.
이 삽입 DNA 단편을 삽입한 형질전환체의 한가지를 'PUaspE1주'로 명명하였다. 이 PUaspE1주를 앰피실린 100 ppm을 첨가한 LB 배지 3 ㎖에 접종하고, 37℃에서 하룻밤 진탕 배양한 다음, 그 배양액 1.5 ㎖로 부터 균체를 회수하였다. 이 균체로부터 알칼리 SDS법에 의해 플라스미드를 회수하였다. 이 플라스미드를 'pUaspE1'이라고 명명하였다.
이 플라스미드의 삽입 단편의 배열을 해석(解析)한 바, 벡터의 프로모터에 대해 역방향으로 아스파타제 유전자가 삽입되어 있는 것을 알게 되었다.
프로모터에 대하여 순방향을 다시 연결하기 위하여, 플라스미드 pUaspE1으로부터 제한효소 Sacl과 BamHI에서 삽입단편을 잘라내어, pUC19에 도입하였다. 플라스미드 pUaspE1을 제한효소 BamHI에서 절단한 후 에탄올 침전에 의해 DNA를 회수한 다음 제한효소 Sacl에서 절단하였다. 절단한 DNA 단편을 1 % 아가로스겔로 전기영동함으로써 분리하고 겔로부터 잘라낸 prep-A-Gene(Biorad)에서 DNA를 회수하였다.
(iv) 벡터의 작제
플라스미드 pUC19(닛폰진 제품) 1 ㎍을 제한효소 BamHI에서 절단한 후, 에탄올 침전에 의해 DNA를 회수하여 제한효소 Sacl로 절단하였다. 절단한 DNA 단편을 1 % 아가로스겔에서 전기영동함으로써 분리하고, 겔로부터 잘라내어 prep-A-Gene(Biorad)에서 DNA를 회수하여 벡터로 사용하였다.
(v) 벡터로의 삽입단편의 결합
제한효소에서 절단한 벡터와 삽입단편을 라이게이션 하이(TOYOBO)를 이용하여, 16℃에서, 30분간 결합시켰다.
(vi) 대장균의 형질전환
벡터와 삽입단편을 결합시킨 반응액 2 ㎕를 대장균 컴피텐트셀(XL 2-Blue MRF Ultracompetent cells STRATAGENE사 제품) 200 ㎕에 넣어 대장균을 형질전환하였다. 형질전환시킨 대장균을 앰피실린 100 ppm을 함유하는 LB 한천배지에 도말하고, 37℃의 온도조건에서, 하룻밤 배양하였다.
대조군으로서 삽입단편을 삽입하지 않은 플라스미드 pUC18에서 형질전환하고, 동일한 방법으로 앰피실린 100 ppm을 함유하는 LB 한천배지로 도말하고, 하룻밤 배양하였다.
나타난 콜로니 20개 앰피실린 100 ppm을 함유하는 LB 배지에 접종하고 37 ℃에서 진탕배양하였다. 8시간 후 IPTG(이소프로필티오(isopropylthio)-β-D-갈락토시드(galactoside))를 1 mM의 농도에 첨가하여 하룻밤 30℃에서 진탕 배양하고 배양액 1㎖로부터 균체를 회수하였다. 동일한 방법으로 삽입 단편을 갖지 않는 대조군의 형질전환체 1주를 배양하고 균체를 회수하였다. 회수한 균체에 표 2에 표시한 푸마르산암모니움 기질액 1 ㎖를 첨가하여 균체를 현탁시키고 30 ℃에서 1시간 동안 반응시켰다.
| 성 분 | 함 량 |
| 푸마르산25 % 암모니아수황산 마그네슘 7수염이온교환수 | 200 g200 g2.5 g500 g |
＊: 25 % 암모니아수로 pH 8.3으로 조정한 다음, 이온교환수를 추가하여 1 L 로 조제하였다.
반응액을 분석한 결과, 삽입단편을 삽입한 대장균형질전환체는 L-아스파라긴산으로의 전화율이 99.5 % 로 밝혀졌다. 한편, 삽입단편을 삽입하지 않은 대조군의 형질전환체는 전화율이 5 % 이었다. 이 삽입단편을 삽입한 형질전환체의 한가지를 'PUaspE2'로 명명하였다.
PUaspE2를 앰피실린 100 ppm을 첨가한 LB 배지 3 ㎖에 접종하고, 37℃에서 8시간 배양하였다. 이 배양액 1.5 ㎖로부터 알칼리 SDS법에 의해 플라스미드를 회수하였다. 이 플라스미드를 'pUaspE2'라고 명명하였다. 플라스미드 pUaspE2를 제한효소 SmaI와 제한효소 HindIII로 절단한 후, 1 % 아가로스겔 전기영동에 의해 DNA 단편의 크기를 계산한 바, 약 2960 bp와 1600 bp의 2개의 단편이 존재하였다.
PUaspE2주를 앰피실린 100 ppm을 첨가한 LB배지 3 ㎖에 접종하고 37 ℃에서 진탕 배양하여 8시간 후에 IPTG(이소프로필-β-D-갈락토시드)를 1 mM의 농도로 첨가하여 하룻밤 30 ℃로 진탕배양하였다. 이 배양액 1 ㎖로부터 균체를 회수함과 동시에 균체농도 OD 660 nm을 측정하였는 바, 8.0 으로 확인되었다. 이 균체를 20 % 푸마르산암모니움기질액 10 ㎖에 현탁하고, 30 ℃에서 1시간 반응시킨 후 반응액을 HPLC 분석하였다. 생성된 L-아스파라긴산과 균체 농도에서, 아스파타제 활성을 계산하였는 바, 2000,000 μM-L-아스파라긴산 생성/hr/OD660nm균체 농도로 확인되었다.
동일한 방법으로 삽입단편을 갖지 않은 대조군의 형질전환체 1주를 배양하고, 균체를 회수함과 동시에 균체농도 OD660nm를 측정하였는 바, 8.5 으로 확인되었다. 이 균체를 20 % 푸마르산암모니움기질액 10 ㎖에 현탁하고, 30 ℃에서 1시간 반응시킨 후 반응액을 HPLC 분석하였다. 생성된 L-아스파라긴산과 균체농도로부터 아스파타제 활성을 계산하였는 바, 10,000 μM-L-아스파라긴산 생성/hr/OD660nm 균체 농도로 밝혀졌다. 이와 같이 수득한 PUaspE2주는 삽입 아스파타제 유전자를 갖지 않는 주의 200 배의 아스파타제 활성을 가지고 있었다.
(vii) 재조합체의 배양
대장균(Escherichia coli)의 아스파타제의 재조합 대장균 PUaspE2주를 하기 표1에 표시되는 배지에 앰피실린 100 ppm을 함유한 배지 3 ㎖를 넣은 시험관 10개에 접종하여 37℃에서 8시간 배양한 후, 동 조성의 배지에 IPTG를 1 mM을 첨가한 배지 100 ㎖를 넣은 사카쿠치 플라스크 10개에 각각 1개 씩 접종하고 30 ℃에서 하룻밤 진탕배양한 다음, 균체를 윈심분리함으로써 회수하였다. 이 균체의 아스파타제 활성을 측정하였는 바, 1.05 moles L-아스파라긴산 생성/hr/g 균체로 확인되었다.
아스파타제유전자재조합체를 이용한 고정화 아스파타제의 작제
PAS-880(일동 방적사 제품)을 알칼리에서 pH 7.0 부근으로 한 것 70 g 및 탈이온 230 g을 잘 혼합하고, 먼저 회수한 균체를 균일하게 분산시켰다. 6L의 나스형 플라스크에 이온 교환수지(Amberlite IRA-94SC1형 오르가노사 제품, 평균 입자 지름 0.5 mm) 300 ㎖와 0.5 인치의 테플론(Teflon) 구 200개를 넣어, 여기에 먼저 수득한 균체 분산액의 1/6을 넣고 30 ℃에서 회전시키면서 회전증발기(evaporator)에서 1시간 건조하여 균체를 이온 교환수지에 피복시켰다. 이 조작을 6회 실시한 다음, 테프론구를 제거하여 비드(bead)모양의 고정화 아스파타제를 얻었는 바, 이 고정화 아스파타제의 활성은 3500 U이었다(1U=1 μmoles L-아스파라긴산 생성/min/㎖ 고정화 효소).
대장균 IFO3301주의 배양
아스파타제유전자를 도입하지 않은 대장균주 IFO3301을 앰피실린 IPTG를 첨가하지 않은 것 이외에는 상기와 동일하게 배양하고, 균체를 회수하였다.
비재조합체 고정화 아스파타제의 작제
대장균 IFO3301주 균체를 이용하는 것 이외에는, 상기와 동일한 방법으로 비드 모양의 고정화 아스파타제를 얻었다. 이 고정화 아스파타제의 활성은 180 U이었다(1U=1 μmoles L-아스파라긴산 생성/min/㎖ 고정화 효소).
이하, 본 발명을 실시예를 들어 구체적으로 설명하고자 하나, 본 발명에 관한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브(Teflon tube)를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 70 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여, 수득한 결정을 건조시켰는 바, 61.3 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.4 % 이었다.
| 성 분 | 함 량＊ |
| 푸마르산NaOH25 % 암모니아수황산마그네슘 | 100 g20 g(푸마르산에 대하여 0.58 배 몰)87.9 g(푸마르산에 대하여 1.5 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1L로 조제한다.
실시예 2:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도(LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 80 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 72.5 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.6 % 이었다.
실시예 3:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 90 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 84.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 % 이었다.
실시예 4:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 34.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.8 이었다. 여기에 푸마르산 100 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 94.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.5 % 이었다.
이상의 실시예 1에서 4에 표시한 바, 푸마르산의 첨가량을 70 g 이상으로 하면, L-아스파라긴산의 회수율이 60 % 이상이 되는 것으로 바람직하다.
실시예 5:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 하기 표 4에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 17.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.1 이었다. 여기에 푸마르산 70 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 88.3 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.6 % 이었다.
| 성 분 | 함 량＊ |
| 푸마르산NaOH25 % 암모니아수황산 마그네슘 | 100 g30 g (푸마르산에 대하여 0.87 배 몰)70.0 g(푸마르산에 대하여 1.2 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1L로 조제한다
실시예 6:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 4에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 븐석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 17.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.1 이었다. 여기에 푸마르산 90 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 97.2 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.1 % 이었다.
실시예 7:
전술한 바와 같이, 조제한 비조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 10 ㎖의 속도 (LHSV=0.2)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 10시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.0 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 90 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 83.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 % 이었다.
실시예 8:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 3L에 25 % 암모니아수 87.9 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 270 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 300 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 252.4 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 % 이었다. 결정을 분리한 용액과 결정을 세정한 용액을 혼합하여 감압하에서 농축하고, 25 % 암모니아수 70.0 g 을 추가하고 탈이온수로 3 로 조제하였다.
이 용액을 다시 기질액으로 이용하고, 20 ℃의 항온수조에서 보온하여 20 ℃로 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도(LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시 30분 후에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다.
반응 개시전 30분 후부터 반응액을 2 L 채취하였다. 이 반응액에 25 % 암모니아수 58.6 g을 첨가하였는데, 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 180 g 을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 200 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 189.3 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 % 이었다. 결정을 분리한 용액과 결정을 세정한 용액을 혼합하여 감압하에서 농축하고, 25 % 암모니아수 46.7 g 을 추가하여 2 L로 조제하였다.
이 용액을 다시 기질액으로 이용하고, 20 ℃의 항온수조에서 보온하여 20 ℃로 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도(LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시 30분 후에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다.
반응 개시전 30분 후부터 반응액을 1 L 채취하였다. 이 반응액에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 여기에 푸마르산 90 g 을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 200 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 95.9 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 % 었다.
실시예 9:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하고 푸마르산 50 g(0.5 몰)을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 현탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 51.6 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.8 % 이었다.
실시예 10:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 하기 표 5에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 100 ㎖의 속도 (LHSV=2.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 10.8 % 이었다.
| 성 분 | 함 량＊ |
| 푸마르산NaOH25 % 암모니아황산 마그네슘 | 100 g69.0 g (푸마르산에 대하여 2.0 배 몰)58.4 g(푸마르산에 대하여 1.0 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1 L 로 조제한다.
실시예 11:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 하기 표 6에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 100 ㎖의 속도 (LHSV=2.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 80.2 % 이었다.
| 성 분 | 함 량 |
| 푸마르산NaOH25 %암모니아수황산 마그네슘 | 100 g60 g (푸마르산에 대하여 1.74 배 몰)58.4 g (푸마르산에 대하여 1.0 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1L 로 조제한다.
비교예 1:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 하기 표 7에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.7 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 58.6 g을 첨가한 다음, 푸마르산 100 g을 첨가하여 1시간 교반하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 56.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.7 %이었다.
| 성 분 | 함 량＊ |
| 푸마르산25 % 암모니아수황산마그네슘 | 100 g129.0 g(푸마르산에 대하여 2.2 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1L로 조제한다.
이 결과로부터 NaOH를 첨가하지 않은 경우는 결정화 L-아스파라긴산의 수득량이 적다.
실시예 12:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 하기 표 8에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.4 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 14.7 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.1이었다. 여기에 푸마르산 70 g을 첨가하여 1시간 교반하였는데, 이 때 형탁액의 온도는 30 ℃이었다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 30.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.8 %이었다.
| 성 분 | 함 량＊ |
| 푸마르산NaOH25 % 암모니아수황산 마그네슘 | 100 g10 g(푸마르산에 대하여 0.26 배 몰)102.6 g(푸마르산에 대하여 1.75 배 몰)0.25 g |
＊: 탈이온수에 용해하여 1L로 조제한다.
실시예 13:
전술한 바와 같이, 조제한 비재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 100 ㎖의 속도 (LHSV=2.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 80.2 다.
실시예 14:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 이것을 60℃로 가열한 다음 푸마르산 70 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃ 부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30 분 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 59.7 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.1 %이었다.
실시예 15:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 80 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 여기에서 푸마르산 90 g을 첨가하여 1시간 교반하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 71.2 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.1 %이었다.
실시예 16:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 29.3 g을 첨가하였다. 이 때 용액의 pH는 9.5이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 90 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 여기에서 푸마르산 90 g을 첨가하여 1시간 교반하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 83.2 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.1 %이었다
실시예 17:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 34.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.8이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 100 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 93.6 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.1 %이었다.
이상의 실시예 14 에서 17에 표시한 바와 같이, 푸마르산의 첨가량을 70 g 이상으로 하면, L-아스파라긴산의 회수율이 60 % 이상이 되는 것으로 바람직하다.
실시예 18:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 4에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 17.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.1이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 70 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 87.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.0 %이었다.
실시예 19:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 4에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 17.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.1이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 90 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 96.7 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 98.5 %이었다.
실시예 20:
전술한 바와 같이, 조제한 비재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 10 ㎖의 속도 (LHSV=0.2)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 10시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.0 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 90 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 82.8 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.2 %이었다.
실시예 21:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 3L에 25 %암모니아수 87.9 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 270 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 300 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 251.1 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.2 %이었다. 결정을 분리하여 여과액과 결정을 세정한 용액을 혼합하여 감압하에서 농축하고 25 % 암모니아 70.0 g을 추가하여 3 L로 하였다.
이 용액을 다시 기질액으로 이용하고, 20 ℃의 항온수조에서 보온하여 20 ℃로 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도(LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시 30분 후에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다.
반응 개시전 30분 후부터 반응액을 2 L 채취하였다. 이 반응액에 25 % 암모니아수 58.6 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 후 푸마르산 180 g 을 첨가하여 1시간 교반하면 푸마르산결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 200 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 188.6g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.2 % 이었다. 결정을 분리한 용액과 결정을 세정한 용액을 혼합하여 감압하에서 농축하고 25 % 암모니아수 46.7 g 을 추가하여 2 L로 하였다.
이 용액을 다시 기질액으로 이용하고, 20 ℃의 항온수조에서 보온하여 20 ℃로 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통하여, 매시간 500 ㎖의 속도(LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시 30분 후에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다.
반응 개시전 30분 후부터 반응액을 1 L 채취하였다. 이 반응액에 25 % 암모니아수 29.3 g을 첨가하였는데, 이 때 용액의 pH는 9.5 이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 후 푸마르산 90 g 을 첨가하여 교반하면 푸마르산결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 200 ㎖의 물로 세정하여, 수득한 결정을 건조시켰는 바, 95.6 g 이었다. 또한 순도는 99.2 % 이었다.
실시예 22:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 3에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.2 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 29.3 g을 첨가하고 60 ℃로 가열하였다. 여기에 푸마르산 50 g(0.5 몰)을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 50.3 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.3 % 이었다.
비교예 2:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 7에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.7 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 58.6 g을 첨가하고 60 ℃로 가열하였다. 여기에 푸마르산 100 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 55.5 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.2 % 이었다.
이 결과로부터 NaOH를 첨가하지 않은 경우에는 결정화 L-아스파라긴산의 수득량이 적다.
실시예 23:
전술한 바와 같이, 조제한 아스파타제유전자 재조합체 고정화 아스파타제를 20 % 푸마르산암모니움 용액(pH 8.3)에 하룻밤 침지(浸漬)한 다음, 그 50 ㎖를 칼럼에 충진하여 칼럼의 외부를 발포폴리스티렌 보온재로 보온함으로써 반응기를 단열하였다. 이 칼럼에 20 ℃의 항온수조에서 보온한 20 ℃의 상기 표 8에 표시한 기질액을 단열재를 에워싼 테플론튜브를 통해서, 매시간 500 ㎖의 속도 (LHSV=10.0)로 통과시키고 연속반응을 수행하였다.
반응 개시후 3시간째에 반응액을 분석하였는 바, 반응생성물으로서 소비된 푸마르산과 거의 동일한 몰의 L-아스파라긴산이 생성되고, 그 반응전환율은 99.4 % 이었다. 이 반응액 1L에 25 %암모니아수 14.7 g을 첨가하였다. 이 때 용액의 pH는 9.1이었다. 이것을 60 ℃로 가열한 다음 푸마르산 70 g을 첨가하여 교반하면 푸마르산 결정이 완전히 용해되었다. 이 용액을 교반하면서 냉각하면 45 ℃부근에서 결정이 석출되었다. 30 ℃까지 냉각하고 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 결정 현탁액을 여과하고 케이크를 충분히 눌러 수분을 뺀 다음, 100 ㎖의 물로 세정하여 수득한 결정을 건조시켰는 바, 29.3 g 을 얻을 수 있었으며, 또한 순도는 99.4 이었다.
본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허출원을 그대로 참고로서 본 명세서에 도입한 것으로 한다.
본 발명에서 순도가 높은 결정성 L-아스파라긴산이 복잡한 공정이 필요하지 않는 우수한 작업성으로 제조할 수 있다.
Claims (12)
- 푸마르산, 암모니아, 알칼리 금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시켜 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에, 암모니아를 추가하고 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산을 정석(晶析)하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,전기 정석(晶析)공정에서 결정화되지 않은 L-아스파라긴산을 분리하여, 그 L-아스파라긴산염을 함유하는 용액에 암모니아을 추가하여, 이것을 결정성 L-아스파라긴산의 제조원료액의 일부로 사용하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 푸마르산, L-아스파라긴산염암모니움, 암모니아 및 알칼리 금속 수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시키고 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가한 다음 푸마르산을 첨가함으로써 L-아스파라긴산을 정석(晶析)하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 푸마르산, 암모니아, 알칼리 금속수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시키고 L-아스파라긴산염을 함유하는 용액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가하고 가열한 후, 푸마르산을 첨가하고 냉각함으로써 L-아스파라긴산을 정석(晶析)하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,전기 냉각 공정으로 결정화되지 않은 L-아스파라긴산을 분리하여 그 L-아스파라긴산염을 함유하는 용액에 암모니아를 추가하여, 이것을 결정성 L-아스파라긴산의 제조원료액의 일부로 사용하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 푸마르산, L-아스파라긴산염암모니움, 암모니아 및 알칼리 금속수산화물을 함유하는 혼합용액에 아스파타제를 작용시켜 L-아스파라긴산염 함유하는 반응액을 수득하고, 그 반응액으로부터 L-아스파라긴산을 결정화하여 L-아스파라긴산을 제조하는 방법에 있어서, 전기 L-아스파라긴산염을 함유하는 반응액에 암모니아를 추가하고 가열한 후, 푸마르산을 첨가하고 냉각함으로써 L-아스파라긴산을 정석(晶析)하여 결정성 L-아스파라긴산을 제조하는 것을 특징을 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 6항에 있어서,혼합용액 중의 알칼리 금속수산화물의 몰비가 용액 중의 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계에 대하여 0.1 내지 1배 몰인 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 7항에 있어서,정석(晶析)을 위해 첨가된 푸마르산의 양이 L-아스파라긴산을 함유하는 반응액 중에 존재하는 푸마르산염과 L-아스파라긴산염의 합계 몰수에 대하여 0.6 내지 1.2배 몰의 범위인 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 8항에 있어서,아스파타제가 아스파타제 유전자를 함유하는 형질전환체 또는 그 처리물을 고정화하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 9항에 있어서,아스파타제로는 250U 이상의 활성을 가지는 고정화 아스파타제를 함유하는 반응기에, 푸마르산으로 환산하여 8 내지 20 %의 푸마르산 및 L-아스파라긴산을 함유하는 푸마르산, L-아스파라긴산암모니아 및 알칼리금속수산화물의 혼합용액을 통과시킬 때에 통액속도를 LHSV=2 내지 20으로 하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 10항에 있어서,고정화 아스파타제가 담체로서 이온 교환수지를 이용하여, 흡착 또는 고분자에 피복함으로써 균체, 또는 균체처리물을 전기 담체에 고정화하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 11항에 있어서,고정화 아스파타제가 담체로서 구상의 스티렌디비닐벤젠 공중합체 이온 교환수지를 이용하여, 다음의 일반식(Ⅰ)로 표시되는 고분자와 균체 또는 균체처리물을 혼합하여 구상의 스티렌디비닐벤젠 공중합체 이온교환수지 표면에 피복시킨 것을 전기 담체에 고정화하는 것을 특징으로 하는 L-아스파라긴산의 제조방법:상기 식에서,Y는 직접 결합하거나,또는로 표시되는2가 기이고;R1및 R2는 상호 독립적으로 수소원자 또는 유기잔기이며;X는 음이온을 나타내고; 및,n은 100 내지 5000의 수이다.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP10-031857 | 1998-02-13 | ||
| JP3185798 | 1998-02-13 | ||
| JP3185898 | 1998-02-13 | ||
| JPJP10-031858 | 1998-02-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990072656A true KR19990072656A (ko) | 1999-09-27 |
| KR100314551B1 KR100314551B1 (ko) | 2001-11-22 |
Family
ID=26370372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990005047A KR100314551B1 (ko) | 1998-02-13 | 1999-02-12 | Ｌ-아스파라긴산의 제조방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6150142A (ko) |
| EP (1) | EP0952225A3 (ko) |
| KR (1) | KR100314551B1 (ko) |
| CN (1) | CN1100883C (ko) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408755B (de) * | 1998-05-22 | 2002-03-25 | Dsm Fine Chem Austria Gmbh | Verfahren zur herstellung von l-asparaginsäure |
| US6821760B1 (en) | 1998-09-30 | 2004-11-23 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Methods for producing L-aspartic acid |
| WO2000075217A1 (fr) * | 1999-06-09 | 2000-12-14 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Derive de (co)polymere de polysuccinimide et son procede de production |
| CN100515914C (zh) | 2006-08-17 | 2009-07-22 | 谢玉枝 | 电动绞车锥面刹车装置 |
| CN101586131B (zh) * | 2009-06-12 | 2011-12-28 | 南京工业大学 | 一种制备l-天冬氨酸的方法 |
| AT515805B1 (de) | 2014-07-29 | 2015-12-15 | Rungger Helmut | Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Nachbearbeiten der Lauffläche von Gleisschienen |
| CN110016137A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-16 | 河北协同环保科技股份有限公司 | 一种天冬氨酸制备过程产生母液的处理方法 |
| CN110818152A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-21 | 宜兴市前成生物有限公司 | 一种富马酸生产废水综合利用方法 |
| CN112126639A (zh) * | 2020-10-15 | 2020-12-25 | 吉源(淮北)食品科技有限公司 | 一种l-天门冬氨酸的制备方法 |
| CN112391424A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-23 | 山东省食品发酵工业研究设计院 | 一种l-天冬氨酸的清洁提取工艺 |
| CN113025667B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-10-25 | 安徽华恒生物科技股份有限公司 | 一种氨基酸发酵培养基的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220968B2 (ko) * | 1971-11-19 | 1977-06-07 | ||
| FR2695638B1 (fr) * | 1992-09-15 | 1995-04-07 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation de l'acide L-aspartique via l'aspartate d'ammonium. |
| FR2719045B1 (fr) * | 1994-04-20 | 1996-05-31 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation d'acide L-aspartique à partir d'aspartate d'ammonium. |
| JP2798886B2 (ja) * | 1994-05-17 | 1998-09-17 | 株式会社日本触媒 | 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 |
| JPH07313178A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Nippon Shokubai Co Ltd | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
| EP0693557A3 (en) * | 1994-07-19 | 1996-06-05 | Mitsubishi Chem Corp | Process for the production of fumaric acid |
| CN1145639A (zh) * | 1994-12-09 | 1997-03-19 | 三菱化学株式会社 | L-天冬氨酸的制造方法 |
| US5939296A (en) * | 1996-08-09 | 1999-08-17 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Process for producing L-aspartic acid |
| JPH10337195A (ja) * | 1997-06-05 | 1998-12-22 | Mitsubishi Chem Corp | Ｌ−アスパラギン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩水溶液の製造法 |
-
1999
- 1999-02-11 EP EP99301016A patent/EP0952225A3/en not_active Withdrawn
- 1999-02-12 US US09/249,336 patent/US6150142A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-12 KR KR1019990005047A patent/KR100314551B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-02-12 CN CN99100746A patent/CN1100883C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1229143A (zh) | 1999-09-22 |
| CN1100883C (zh) | 2003-02-05 |
| EP0952225A2 (en) | 1999-10-27 |
| US6150142A (en) | 2000-11-21 |
| EP0952225A3 (en) | 2000-08-02 |
| KR100314551B1 (ko) | 2001-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11512301B2 (en) | Composition for producing tagatose from fructose-6-phosphate and method of producing tagatose from fructose-6-phosphate using the same | |
| TWI700370B (zh) | 用於生產塔格糖的組成物及利用其生產塔格糖的方法 | |
| KR100314551B1 (ko) | Ｌ-아스파라긴산의 제조방법 | |
| US11408017B2 (en) | Composition for producing tagatose and method of producing tagatose using the same | |
| CN113151198B (zh) | 一种γ-谷酰胺甲胺合成酶的突变体，其编码基因、氨基酸序列及其应用 | |
| EP0945513B1 (en) | Method for producing L-aspartic acid | |
| JP3410038B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| JP3410039B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| CN112921025A (zh) | 一种差向异构酶的突变体，其编码基因、氨基酸序列及其应用 | |
| JP2001340098A (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| JP3995850B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| JP3515004B2 (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 | |
| JP2000166591A (ja) | Ｌ―アスパラギン酸の製法 | |
| CN115896078A (zh) | 腈水解酶及在β-丙氨酸生物制备上的应用 | |
| EP0994189A1 (en) | Methods for producing L-aspartic acid crystals | |
| JPH09285295A (ja) | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091022 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |