KR20050021993A - Process for producing carotenoids - Google Patents

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KR20050021993A
KR20050021993A KR10-2004-7020717A KR20047020717A KR20050021993A KR 20050021993 A KR20050021993 A KR 20050021993A KR 20047020717 A KR20047020717 A KR 20047020717A KR 20050021993 A KR20050021993 A KR 20050021993A
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propylamine
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호시노다쓰오
마스다세쓰코
세토구치유타카
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디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P23/00Preparation of compounds containing a cyclohexene ring having an unsaturated side chain containing at least ten carbon atoms bound by conjugated double bonds, e.g. carotenes

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Abstract

본 발명은 파르네실 피로포스페이트로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 카로테노이드를 생산할 수 있고 크산토필로마이세스(Xanthophyllomyces)(파피아(Phaffia)) 속에 속하는 미생물을 이용하여 카로테노이드를 생물학적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention can produce carotenoids in the presence of an inhibitor of sterol biosynthesis from farnesyl pyrophosphate and biologically produce carotenoids using microorganisms belonging to the genus Xanthophyllomyces ( Paffia ). It is about.

Description

카로테노이드의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING CAROTENOIDS} Production method of carotenoids {PROCESS FOR PRODUCING CAROTENOIDS}

본 발명은 파르네실 피로포스페이트(이후, FPP라고 지칭함)로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 카로테노이드를 생산할 수 있고 크산토필로마이세스(Xantophyllomyces)(파피아(Phaffia)) 속에 속하는 미생물을 이용하여 카로테노이드를 생물학적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention is capable of producing carotenoids in the presence of an inhibitor for biosynthesis of sterols from (hereinafter referred to later, FPP) Parr nesil pyrophosphate and using microorganisms belonging to the genus Xanthomonas Philo My process (Xantophyllomyces) (wave PIA (Phaffia)) A method for biologically preparing carotenoids.

600종 이상의 상이한 카로테노이드가 세균, 효모, 곰팡이 및 식물에서 발견되는 카로테노겐성 유기체로부터 기술되고 있다. 현재 이들중 2종, 즉 베타-카로텐 및 아스타잔틴이 상업적으로 미생물에서 제조되고 식품 및 사료 산업에서 사용된다. 이들 카로테노이드는 천연 안료로서 및 강력한 항산화 특성으로 인해 인간 건강을 위한 기능성 물질로서 산업적으로 중요하다. 게다가, 상업적 특성에서, 아스타잔틴이 어류에 특유의 오렌지색-적색 착색을 제공하고 소비자의 기호에 기여하기 때문에, 특히 어류 양식 산업, 예컨대 연어 양식에서 착색 시약으로서 아스타잔틴의 필요성이 증가하고 있다.More than 600 different carotenoids have been described from carotenogenic organisms found in bacteria, yeasts, fungi and plants. Currently two of these, beta-carotene and astaxanthin, are commercially produced in microorganisms and used in the food and feed industry. These carotenoids are of industrial importance as natural pigments and as functional substances for human health due to their strong antioxidant properties. In addition, in commercial properties, the need for astaxanthin as a coloring reagent is increasing, especially in the fish farming industry, such as salmon farming, because astaxanthin provides fish with a distinctive orange-red coloration and contributes to consumer preference. .

다른 카로테노이드, 예를 들어 리코펜, 제아잔틴, 칸타잔틴 및 베타-크립토잔틴이 또한 천연 안료 및 항산화제로서 산업적으로 중요하다. 리코펜은 수행된 생체외 실험에서 단일체 산소를 효과적으로 제거할 수 있음을 나타낸다. 리코펜은 지질 과산화를 저해하고, 이 카로테노이드의 혈청 수준은 반대로 췌장 및 경부에서 암의 위험에 관련된다. 과일 및 채소, 예컨대 토마토, 분홍색 포도, 적색 포도의 표면, 수박 및 적색 구아바의 적색은 리코펜에 기인한다. 다른 식용원은 파파야 및 아프리코트를 포함한다. 제아잔틴은 황색 착색된 카로테노이드이고 베타-카로텐의 산화된 하이드록시 유도체이다. 제아잔틴은 시금치 및 옥수수 및 많은 다른 식물종에서 풍부하다. 이는 강한 항산화제이고 망막에서 또한 관찰된다. 제아잔틴이 여과기로서 작용하고 눈으로부터 해로운 청색 광을 차단하고 노화에 관련된 반점 변성에 대해 보호하는 것으로 널리 믿어진다. 칸타잔틴은 적색-착색된 카노테노이드이고 많은 식물 및 동물에서 발견된다. 달걀 노른자, 브로일러 및 양식된 송어 및 식품 및 많은 오렌지색-적색을 요구하는 화장품에 사용된다. 칸타잔틴은 또한 단일체 산소 제거제 및 자유 라디칼 불활성제로 기능을 한다. 베타-크립토잔틴은 오렌지, 망고, 파파야, 호박 및 많은 다른 과일에서 발견되는 황색-착색된 카로테노이드이다. 베타-크립토잔틴은 암을 예방하기 위해 유용한 강력한 항산화제로서 인식되고 있다.Other carotenoids such as lycopene, zeaxanthin, canthaxanthin and beta-kryptoxanthin are also of industrial importance as natural pigments and antioxidants. Lycopene shows that monolithic oxygen can be effectively removed in the ex vivo experiments performed. Lycopene inhibits lipid peroxidation, and the serum levels of this carotenoid are inversely related to the risk of cancer in the pancreas and cervix. Fruits and vegetables such as tomatoes, pink grapes, the surface of red grapes, the watermelon and the red color of red guava are due to lycopene. Other edible sources include papaya and apricots. Zeaxanthin is a yellow colored carotenoid and is an oxidized hydroxy derivative of beta-carotene. Zeaxanthin is abundant in spinach and corn and many other plant species. It is a strong antioxidant and is also observed in the retina. It is widely believed that zeaxanthin acts as a filter, blocks harmful blue light from the eye and protects against spot degeneration associated with aging. Canthaxanthin is a red-colored cannotenoid and is found in many plants and animals. It is used in egg yolks, broilers and farmed trout and foods and in cosmetics that require many orange-reds. Canthaxanthin also functions as a monolithic oxygen scavenger and free radical inert. Beta-Cryptoxanthin is a yellow-colored carotenoid found in oranges, mangoes, papayas, pumpkins and many other fruits. Beta-Cryptoxanthin is recognized as a powerful antioxidant useful for preventing cancer.

카로테노이드의 상당한 양을 생산할 수 있는 미생물중, 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)가 가장 잘 공지된 카로테노겐성 균주의 하나이다. 이 효모 균주는 아스타잔틴을 생산하고 식품 및 사료 산업에서 아스타잔틴을 제공하는데 통상적으로 사용되는 일부 미생물중 하나이다. 최근 분류학 연구에서, 파피아 로도지마의 유성세대가 밝혀졌고 그것의 텔레모프(telemorph) 상태가 크산토필로마이세스 덴드로로우스로 명명되었다(문헌[Golubev, Yeast 11: 101-110 (1995)]). 본 기술에서, 널리 인식되는 이름 파피아 로도지마가 사용된다.Among the microorganisms capable of producing significant amounts of carotenoids, Phaffia rhodozyma is one of the best known carotenogenic strains. This yeast strain is one of some microorganisms commonly used to produce astaxanthin and provide astaxanthin in the food and feed industry. In a recent taxonomic study, the meteor generation of Papia Rhododima was identified and its telemorph state was named Xanthophyllomyces dendrorose (Golubev, Yeast 11: 101-110 (1995)). ). In the present technology, the widely recognized name Papia Rhododima is used.

미생물에 의한 카로테노이드 생산의 수준을 증가시키기 위한 몇몇의 연구가 수행되었는데, 예를 들어 에세리키아 콜리(Esherichia coli), 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 또는 칸디다 우틸리스(Candida utilis)와 같은 적절한 숙주 균주를 사용하여 수개의 카로테노이드를 상당량 생산하는 능력을 수득하기 위해 유전자 조작된 재조합 미생물의 구축(문헌[Misawa et al., J. Bacteriol. 172: 6704 (1990); Yamano et al., Biosci. Biotech. Biochem. 58: 1112 (1994); Miura et al., Biotechnol. Bioeng. 58: 306 (1998)], 예를 들어 파피아 로도지마로부터 아스타잔틴의 과-생산자를 수득하기 위한 균주 개선(문헌[Johnson et al., Critical Reviews in Biotechnology 11: 297-326 (1991)]) 및 예를 들어 파피아 로도지마에 의한 아스타잔틴 생산에 대해 발효 공정을 최적화시키기 위한 공정 개선(미국 특허 제 US 5,972,642 호)이 있다. 파피아 로도지마 세포에 안티마이신 또는 주 호흡 사슬의 또다른 저해제의 첨가가 아스타잔틴 생산을 증강시키는 것이 미국 특허 제 US 5,356,809 호에 기술되어 있다. 그러나, 이것이 훨씬 효율적이거나 편리한 방법은 아니다. 명백하게, 카로테노이드의 생산 수율을 증가시키는 간단하고 효율적인 방법에 대한 필요성이 여전히 존재한다.Several studies have been conducted to increase the level of carotenoid production by microorganisms, for example Esherichia coli , Saccharomyces cerevisiae or Candida utilis . Construction of recombinant microorganisms genetically engineered to obtain the ability to produce significant amounts of several carotenoids using appropriate host strains such as (Misawa et al., J. Bacteriol. 172: 6704 (1990); Yamano et al. , Biosci.Biotech.Biochem. 58: 1112 (1994); Miura et al., Biotechnol.Bioeng. 58: 306 (1998)], for example to obtain over-producers of astaxanthin from papia rhodoma. Strain improvement (Johnson et al., Critical Reviews in Biotechnology 11: 297-326 (1991)) and process improvements to optimize the fermentation process for, for example, astaxanthin production by papia rhodoma Patent No. US 5,9 72,642) It is described in US Pat. No. 5,356,809 that the addition of antimycin or another inhibitor of the main respiratory chain to papia rhodoma cells enhances astaxanthin production. Obviously, there is still a need for a simple and efficient method of increasing the production yield of carotenoids.

본 발명의 하나의 양태는 FPP로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 호기 조건하에서 수생 영양 배지중에서 카로테노이드를 생산할 수 있는 미생물을 배양함을 포함하는 카로테노이드의 제조를 위한 생물학적 방법이다.One aspect of the invention is a biological method for the production of carotenoids comprising culturing microorganisms capable of producing carotenoids in aquatic nutrient media under aerobic conditions in the presence of an inhibitor of sterol biosynthesis from FPP.

고도의 카로테노겐성 미생물, 예를 들어 크산토필로마이세스(파피아) 속에 속하는 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 본 발명의 상기 미생물의 바람직한 예는 크산토필로마이세스(파피아) 속에 속하는 미생물이다. 본 발명의 크산토필로마이세스(파피아)의 바람직한 균주는 ATCC(American Type Culture Collection, 미국 버지니아주 20110-2209 마나사스 유니버시티 블러바드 10801 소재)로부터 크산토필마이세스(파피아) ATCC 96594(부다페스트 조약에 따라서 1998년 4월 8일자로 수탁 번호 ATCC 74438로 재기탁됨)로서 수득될 수 있다. It is more preferable to use highly carotenogenic microorganisms, such as those belonging to the genus Xanthophyllomyces (Papia). Thus, a preferred example of the microorganism of the present invention is a microorganism belonging to the genus Xanthophyllomyces (Papia). Preferred strains of Xanthophyllomyces (Papia) of the present invention are Xanthophyll Myces (Papia) ATCC 96594 from the American Type Culture Collection (20110-2209 Manassas University Boulevard 10801, VA) In accordance with the Budapest Treaty, reassigned to accession number ATCC 74438 dated April 8, 1998).

따라서, 본 발명은 특히 카로테노이드를 제조할 수 있고, 호기 조건하에 수생 영양 배지중에서 카로테노이드를 생산하기 위한 기질 및 FPP로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 크산토필로마이세스(파피아) 속에 속하는 미생물을 배양하고 상기 미생물의 세포로부터 또는 배양액으로부터 생성된 카로테노이드를 단리함을 포함하는 생물학적으로 카로테노이드를 제조하는 방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention is particularly capable of producing carotenoids and belonging to the genus Xanthophyllomyces (Papia) in the presence of a substrate for producing carotenoids in aquatic nutrient medium under aerobic conditions and an inhibitor of sterol biosynthesis from FPP. It relates to a method for producing a biological carotenoid comprising culturing and isolating the carotenoid generated from the cells of the microorganism or from the culture.

특히, 본 발명의 상기 생물학적 방법이 스테롤 경로의 첫 번째 반응을 저해하는데 더욱 바람직하고 이는 스쿠알렌 합성효소로 촉매된다.In particular, the biological method of the present invention is more preferred for inhibiting the first reaction of the sterol pathway, which is catalyzed by squalene synthetase.

스쿠알렌 합성효소 저해제는 더 낮은 세포내 스테롤 수준으로 보고된다. 스쿠알렌 합성효소는 스테롤 생합성의 첫 번째 수행된 단계를 촉매하는 효소이다. FPP의 두 분자가 축합해서 스쿠알렌을 형성한다.Squalene synthase inhibitors are reported at lower intracellular sterol levels. Squalene synthase is an enzyme that catalyzes the first performed step of sterol biosynthesis. Two molecules of FPP condense to form squalene.

따라서, 본 발명의 추가 양태는 스쿠알렌 합성효소에 대한 저해제의 존재하에 카로테노이드를 생산할 수 있는 미생물을 배양함을 포함하는 카로테노이드를 생물학적으로 생산하는 방법이다.Thus, a further aspect of the invention is a method of biologically producing a carotenoid comprising culturing a microorganism capable of producing the carotenoid in the presence of an inhibitor against squalene synthetase.

스쿠알렌 합성효소 저해제의 몇몇 종류는 문헌[Biller et al., Current Pharmaceutical Design 2: 1-40 (1996)]에서 보고되었다. 스쿠알렌 합성효소 저해제의 대략 세그룹은 암모늄 이온계 스쿠알렌 합성효소 저해제, 인을 함유하는 FPP 유사물 및 카복실레이트계 저해제로 보고되어 있다. 스쿠알렌 합성효소 저해제의 임의의 종류가 본 발명에 바람직하다. 이러한 스쿠알렌 합성효소 저해제의 바람직한 예의 하나는 암모늄 이온계 스쿠알렌 합성효소 저해제이다.Several classes of squalene synthetase inhibitors have been reported in Miller et al., Current Pharmaceutical Design 2: 1-40 (1996). Approximately three groups of squalene synthase inhibitors have been reported as ammonium ion-based squalene synthetase inhibitors, phosphorus-containing FPP analogs and carboxylate-based inhibitors. Any kind of squalene synthetase inhibitor is preferred for the present invention. One preferred example of such a squalene synthetase inhibitor is an ammonium ion-based squalene synthetase inhibitor.

또한, 암모늄계 스쿠알렌 합성효소 저해제의 바람직한 예의 하나는 펜옥시프로필아민형 스쿠알렌 합성효소 저해제이다(브라운(Brown) 등의 문헌[Journal of Medicinal Chemistry 38: 4157-4160 (1995)]). 다수의 펜옥시프로필아민형 스쿠알렌 합성효소 저해제, 예를 들어, [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-메틸-N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-사이클로펜틸-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-사이클로뷰틸-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-아이소프로필-3-(2-알릴-4-뷰티르아미도펜옥시)프로필아민, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-클로로-펜옥시)프로필아민, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-프로필펜옥시)프로필아민 및 N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)-1-메틸프로필아민 및 생물학적으로 허용가능한 이들의 염이 공지되어 있다(상기 브라운 등의 문헌).One preferred example of an ammonium squalene synthetase inhibitor is a phenoxypropylamine type squalene synthetase inhibitor (Brown et al., Journal of Medicinal Chemistry 38: 4157-4160 (1995)). Many phenoxypropylamine type squalene synthetase inhibitors, for example [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine, N-isopropyl-3- (4 -Acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-methyl-N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-cyclopentyl-3- (4 -Acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-cyclobutyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-isopropyl-3- (2-allyl-4 -Butylamidophenoxy) propylamine, N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-chloro-phenoxy) propylamine, N-isopropyl-3- (4-acetamido-2 -Propylphenoxy) propylamine and N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) -1-methylpropylamine and their biologically acceptable salts are known (Brown et al. Literature).

본 실시예에 사용된 바람직한 스쿠알렌 합성효소 저해제는 [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민 및 N-메틸-N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민이다.Preferred squalene synthetase inhibitors used in this example are [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine, N-isopropyl-3- (4-acetamido -2-allylphenoxy) propylamine and N-methyl-N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine.

카로테노이드는 보통 세포를 위한 적당한 다량영양소 및 미량영양소, 예컨대 세포 성장을 위한 탄화수소원으로서 및 카로테노이드를 제조하기 위한 기질로서 당밀, 사카로스 또는 포도당, 질소원, 예컨대 옥수수 담금액, 효모 추출물, 다이암모늄 설페이트, 암모늄 포스페이트, 수산화 암모늄 또는 유레아, 인원, 예컨대 암모늄 포스페이트 및 인산 및 첨가된 미량영양소 또는 미네랄염, 예컨대 마그네슘 설페이트, 아연 설페이트 및 바이오틴 또는 데스싸이오바이오틴을 포함하는 배지중에서 카로테노겐성 미생물을 배양함으로써 제조된다.Carotenoids are usually suitable macronutrients and micronutrients for cells, such as hydrocarbon sources for cell growth and as substrates for preparing carotenoids, molasses, saccharose or glucose, nitrogen sources such as corn soaks, yeast extracts, diammonium sulfate, Prepared by culturing a carotenogenous microorganism in a medium comprising ammonium phosphate, ammonium hydroxide or urea, a person, such as ammonium phosphate and phosphoric acid and added micronutrients or mineral salts such as magnesium sulfate, zinc sulfate and biotin or desthiobiotin do.

배양을 위한 바람직한 조건은 4 내지 8 범위의 pH, 15 내지 26℃ 범위의 온도 및 24 내지 500시간이다. 배양을 위한 더욱 바람직한 조건은 5 내지 7 범위의 pH, 18 내지 22℃ 범위의 온도 및 48 내지 350시간이다.Preferred conditions for the cultivation are a pH in the range of 4 to 8, a temperature in the range of 15 to 26 ° C. and 24 to 500 hours. More preferred conditions for incubation are pH in the range of 5-7, temperature in the range of 18-22 ° C. and 48-350 hours.

배양에서, 호기 및 교반은 통상적으로 카로테노이드 생산을 유도한다.In culture, aerobic and agitation usually leads to carotenoid production.

본 발명에서, FPP로부터 스테롤 생합성을 위한 저해제가 배지에 첨가된다. 적당하게, 저해제의 농도는 저해제의 종 및 카로테노이드 생산에 사용되는 미생물에 따라 다양하고, 예를 들어 카로테노이드 생산 조건에서 세포 성장의 50% 미만의 감소를 제공하는 농도이다. 저해제의 더욱 바람직한 농도는 세포 성장의 30% 미만의 감소를 제공하는 농도 범위일 수 있다.In the present invention, an inhibitor for sterol biosynthesis from FPP is added to the medium. Suitably, the concentration of the inhibitor varies depending on the species of the inhibitor and the microorganisms used for the carotenoid production, for example, at a concentration that provides a reduction of less than 50% of cell growth under carotenoid production conditions. More preferred concentrations of inhibitors may be in a range of concentrations providing less than 30% reduction in cell growth.

본 발명에서, FPP로부터 스테롤 생합성에 대한 저해제는 배양의 임의의 기간중에 배지에 첨가될 수 있다.In the present invention, inhibitors for sterol biosynthesis from FPP can be added to the medium during any period of culture.

본 발명의 방법을 사용하여 카로테노겐성 미생물을 배양함으로써 생산된 카로테노이드는 배지중으로 분비되는 경우에 배지로부터 또는 미생물의 세포로부터 단리될 수 있고 필요하다면 당해분야에서 공지된 방법(문헌[Carotenoids Vol IA: Isolation and Analysis, Britton et al., Birkh user Verlag, Basel (1995)])에 의해 하나의 특정 카로테노이드가 요구되는 경우에 존재할 수 있는 다른 카로테노이드로부터 분리될 수 있다.The carotenoids produced by culturing the carotenogenic microorganisms using the method of the present invention can be isolated from the medium or from cells of the microorganism when secreted into the medium and, if necessary, by methods known in the art. Isolation and Analysis, Britton et al., Birkh user Verlag, Basel (1995)] may be isolated from other carotenoids that may be present if one particular carotenoid is required.

본 발명에 따라서 생산된 카로테노이드는 식품 또는 사료의 제조를 위한 방법에 사용될 수 있다. 당해분야의 숙련자는 이러한 방법에 친숙하다. 이러한 화합물 식품 또는 사료는 또한 이러한 목적을 위해 일반적으로 사용되고 당해분야에 공지된 첨가제 또는 성분을 포함할 수 있다. The carotenoids produced according to the invention can be used in a method for the production of food or feed. Those skilled in the art are familiar with these methods. Such compound foods or feeds may also comprise additives or ingredients commonly used for this purpose and known in the art.

다음 실시예는 또한 본 발명을 예시하지만 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.The following examples also illustrate the invention but do not limit the scope of the invention.

실시예에서 사용된 스쿠알렌 합성효소 저해제는 펜옥시플로필아민형 저해제의 하나인 [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민이다. 이 화합물을 상기 브라운 등의 문헌에 의해 기술된 방법에 따라서 합성하였다. 즉, 바이페닐-4-올을 뷰탄-2-온중 알릴 브로마이드 및 탄산 칼륨과 반응시키고 열적 재배열시켜 3-알릴-바이페닐-4-올(생성물 코드 H7751, 시그마(Sigma), 미국)을 제조하였다. 3-알릴-바이페닐-4-올을 뷰탄-2-온중 1,3-다이브로모프로판 및 탄산 칼륨과 반응시킨 후 2-프로판올중 아이소프로필아민과 반응시켜 [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민을 수득하였다.The squalene synthetase inhibitor used in the examples is [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine, which is one of the penoxyflophyllamine type inhibitors. This compound was synthesized according to the method described by Brown et al., Supra. That is, biphenyl-4-ol is reacted with allyl bromide and potassium carbonate in butan-2-one and thermally rearranged to produce 3-allyl-biphenyl-4-ol (product code H7751, Sigma, USA). It was. Reacting 3-allyl-biphenyl-4-ol with 1,3-dibromopropane and potassium carbonate in butan-2-one followed by isopropylamine in 2-propanol [3- (3-allyl-biphenyl 4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine was obtained.

실시예 1Example 1

파피아 로도지마의 세포 성장에 대한 스쿠알렌 합성효소 저해제 첨가의 효과Effect of Squalene Synthase Inhibitor Addition on the Cell Growth of Papia Rhodonma

파피아 로도지마 ATCC 96594를 YPD 배지(미국 디트로이트 소재의 디프코(DIFCO), 튜브증 10㎖)중에 접종하고 20℃에서 2일동안 진탕배양하였다. 배양물 0.5㎖를 글루코스 30g/ℓ 및 [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민 0, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 및 20.0㎍/㎖를 각각 함유하는 신선한 YPD 배지(튜브중 10㎖)에 접종하고 20℃에서 5일동안 진탕배양하였다. Papia Rhododima ATCC 96594 was inoculated in YPD medium (DIFCO, Detroit, USA, 10 mL) and shaken for 2 days at 20 ° C. 0.5 ml of culture was added with 30 g / L glucose and [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine 0, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 and 20.0 μg. Fresh YPD medium (10 ml in tubes) containing / ml each was inoculated and shaken for 5 days at 20 ° C.

분취량의 배양물을 배양동안에 종종 회수하고 세포 성장을 분석하기 위해서 광학 밀도(OD) 660nm에서 UV-1200 광도계(일본 교토 소재의 시마다쯔 코포레이션(Shimadzu Corp.))를 사용하여 측정하였다. 결과는 하기 표 1에서 제시한다. Aliquots of cultures were often collected during the cultivation and measured using an UV-1200 photometer (Shimadzu Corp., Kyoto, Japan) at an optical density (OD) of 660 nm to analyze cell growth. The results are shown in Table 1 below.

세포 성장은 스쿠알렌 합성효소 저해제의 농도가 2.0㎍/㎖ 이하일 때 효과가 없었다. 저해제 5.0㎍/㎖에서 2일에 세포 성장의 약 23% 저해가 관찰되었다.Cell growth was ineffective when the concentration of squalene synthase inhibitor was 2.0 μg / ml or less. An inhibition of about 23% of cell growth was observed at day 2 at 5.0 μg / ml of inhibitor.

실시예 2 Example 2

파피아 로도지마에 의한 아스타잔틴 생산에 대한 스쿠알렌 합성효소 저해제 첨가의 효과Effect of Squalene Synthase Inhibitor Addition on Astaxanthin Production by Papia Rhododima

파피아 로도지마 ATCC 96594를 실시예 1에서와 같이 YPD 배지에 접종하고 20℃에서 2일동안 진탕배양하였다. 배양물 2.5㎖를 글루코스 22g/ℓ 및 [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민 0, 0.5, 1.0, 2.0 및 5.0㎍/㎖를 각각 함유하는 신선한 YPD 배지(플라스크중 50㎖)에 접종하고 20℃에서 7일동안 진탕 배양하였다. 배양 2일에, 글루코스 50g/ℓ를 배양물에 첨가하였다. 배양 중간에 저해제를 첨가하여 또한 시험하였다. 배양물의 분취량을 배양 4일 및 7일에 회수하고 660nm에서 광학 밀도(실시예 1에서 기술된 바와 동일한 방법을 사용함으로써) 및 배양물중 아스타잔틴 함량을 측정하였다. Papia Rhododima ATCC 96594 was inoculated in YPD medium as in Example 1 and shaken at 20 ° C. for 2 days. 2.5 ml of culture contained 22 g / l glucose and 0, 0.5, 1.0, 2.0 and 5.0 μg / ml [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine, respectively Fresh YPD medium (50 mL in flask) was inoculated and shaken for 7 days at 20 ° C. On day 2 of culture, 50 g / l of glucose was added to the culture. The addition of inhibitors in the middle of the culture was also tested. Aliquots of the culture were recovered on days 4 and 7 of the culture and the optical density (by using the same method as described in Example 1) and astaxanthin content in the culture were measured at 660 nm.

아스타잔틴의 함량을 분석하기 위하여, 회수된 배양액을 용매 혼합물(에틸 알콜, 헥산 및 에틸 아세테이트)과 혼합하고 유리 비드를 사용하여 격렬하게 혼합함으로써 파피아 로도지마의 세포로부터 카로테노이드를 추출하였다. 추출 후 파괴된 세포 및 유리 비드를 원심분리에 의해 제거하고 생성된 현탁액을 HPLC로 아스타잔틴 함량을 분석하였다. 사용된 HPLC 조건은 다음과 같다:To analyze the content of astaxanthin, the carotenoids were extracted from the cells of Papia Rhododima by mixing the recovered cultures with a solvent mixture (ethyl alcohol, hexane and ethyl acetate) and vigorously mixing with glass beads. After extraction, the destroyed cells and free beads were removed by centrifugation and the resulting suspension was analyzed for astaxanthin content by HPLC. HPLC conditions used were as follows:

아스타잔틴의 참조 시료는 호프만 라-로슈(Hoffmann La-Roche)(스위스 바젤 소재)로부터 수득하였다. 결과는 하기 표 2에 제시한다.Reference samples of astaxanthin were obtained from Hoffmann La-Roche (Basel, Switzerland). The results are shown in Table 2 below.

시험된 모든 조건에서 아스타잔틴 생산이 증진되었다. 저해제를 배양 2일에 첨가하였을 때 가장 우수한 결과가 얻어졌지만, 배양을 시작할 때부터 저해제를 첨가한 경우도 아스타잔틴 생산에 효과적이었다.Astaxanthin production was enhanced under all conditions tested. The best results were obtained when the inhibitor was added on day 2 of the culture, but the inhibitor was also effective for astaxanthin production from the beginning of the culture.

Claims (12)

파르네실 피로포스페이트로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 호기 조건하에 수생 영양 배지중에서 카로테노이드를 생산할 수 있는 미생물을 배양함을 포함하는 카로테노이드의 생물학적 제조방법.A method for biological preparation of carotenoids comprising culturing microorganisms capable of producing carotenoids in aquatic nutrient media under aerobic conditions in the presence of an inhibitor of sterol biosynthesis from farnesyl pyrophosphate. 호기 조건하에 수생 영양 배지중에서 카로테노이드를 생산하기 위한 기질 및 파르네실 피로포스페이트로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제의 존재하에 카로테노이드를 생산할 수 있고 크산토필로마이세스(Xanthophyllomyces)(파피아(Phaffia)) 속에 속하는 미생물을 배양하는 단계 및 상기 미생물의 세포로부터 또는 배양액으로부터 생성된 카로테노이드를 단리하는 단계를 포함하는 카로테노이드의 생물학적 제조방법.It is possible to produce carotenoids in the presence of a substrate for producing carotenoids in aquatic nutrient medium under aerobic conditions and an inhibitor of sterol biosynthesis from farnesyl pyrophosphate and belong to the genus Xanthophyllomyces ( Paffia ). Culturing the microorganism and isolating the carotenoid generated from the cells of the microorganism or from the culture medium. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 미생물이 크산토필로마이세스 덴드로로우스(Xanthophyllomyces dendrorhous)(파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)) ATCC 96594인 방법.The microorganism is Xanthophyllomyces dendrorhous ( Paffia rhodozyma ) ATCC 96594. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 파르네실 피로포스페이트로부터 스테롤의 생합성에 대한 저해제가 스쿠알렌 합성효소 저해제로 구성된 군에서 선택된 방법.The inhibitor for the biosynthesis of sterols from farnesyl pyrophosphate is selected from the group consisting of squalene synthase inhibitors. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 스쿠알렌 합성효소 저해제가 암모늄 이온계 스쿠알렌 합성효소 저해제로 구성된 군에서 선택된 방법.Wherein the squalene synthase inhibitor is selected from the group consisting of ammonium ion-based squalene synthetase inhibitors. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 암모늄 이온계 스쿠알렌 합성효소 저해제가 펜옥시프로필아민형 스쿠알렌 합성효소 저해제로 구성된 군에서 선택된 방법.A method wherein the ammonium ion-based squalene synthase inhibitor is selected from the group consisting of phenoxypropylamine type squalene synthetase inhibitors. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 펜옥시프로필아민형 스쿠알렌 합성효소 저해제가 Phenoxypropylamine type squalene synthetase inhibitor [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민, [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-메틸-N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-methyl-N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-사이클로펜틸-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-cyclopentyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-사이클로뷰틸-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민, N-cyclobutyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine, N-아이소프로필-3-(2-알릴-4-뷰티르아미도펜옥시)프로필아민, N-isopropyl-3- (2-allyl-4-butyramidophenoxy) propylamine, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-클로로-펜옥시)프로필아민, N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-chloro-phenoxy) propylamine, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-프로필펜옥시)프로필아민,N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-propylphenoxy) propylamine, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)-1-메틸프로필아민 및 N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) -1-methylpropylamine and 이들의 생물학적으로 허용가능한 염Their biologically acceptable salts 으로 구성된 군에서 선택된 방법.Method selected from the group consisting of. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 펜옥시프로필아민형 스쿠알렌 합성효소 저해제가 Phenoxypropylamine type squalene synthetase inhibitor [3-(3-알릴-바이페닐-4-일옥시)-프로필]-아이소프로필-아민 또는 이의 생물학적으로 허용가능한 염, [3- (3-allyl-biphenyl-4-yloxy) -propyl] -isopropyl-amine or a biologically acceptable salt thereof, N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민 또는 N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine or N-메틸-N-아이소프로필-3-(4-아세트아미도-2-알릴펜옥시)프로필아민인 방법.N-methyl-N-isopropyl-3- (4-acetamido-2-allylphenoxy) propylamine. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 저해제의 농도가 카로테노이드 생산 조건하에서 세포 성장의 50% 미만의 감소를 제공하는 범위내인 방법.Wherein the concentration of inhibitor is within a range that provides a reduction of less than 50% of cell growth under carotenoid production conditions. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 저해제의 농도가 카로테노이드 생산 조건하에서 세포 성장의 30% 미만의 감소를 제공하는 범위내인 방법.Wherein the concentration of inhibitor is within a range that provides less than 30% reduction in cell growth under carotenoid production conditions. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 배양을 4 내지 8 범위의 pH에서 15 내지 26℃ 범위의 온도에서 24 내지 500시간동안 수행하는 방법.Culturing is carried out for 24 to 500 hours at a temperature in the range from 15 to 26 ° C. at a pH in the range from 4 to 8. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 배양을 5 내지 7 범위의 pH에서 18 내지 22℃ 범위의 온도에서 48 내지 350시간동안 수행하는 방법.Incubating at a pH in the range of 5-7 for a temperature of 18-22 ° C. for 48-350 hours.
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