NO123096B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av 1-glutaminsyre.

Den foreliggende oppfinnelse angår

en fremgangsmåte til fremstilling av 1-glutaminsyre i et bemerkelsesverdig høyt utbytte ved dyrking av Micrococcus glutamicus ATCC nr. 13.058 i et næringsmedium inneholdende saccharider, nitrogen-kilder og organiske stoffer.

I beskrivelsen til patent nr. 96 744

innlevert samtidig med nærværende er det omtalt en fremgangsmåte til fremstilling og anrikning av 1-glutaminsyre direkte i dyrkningsmediet ved dyrkning av mikroorganismer som oppfyller to nærmere an-gitte biokjemiske betingelser.

Den ene av disse betingelser er mi-kroorganismens evne til å produsere a-ke-toglutarsyre av saccharider, og den annen betingelse er tilstedeværelsen av 1-glutaminsyre-dehydrogenase med stor aktivitet i mikroorganismen, navnlig en sterk aktivitet til reduktiv aminering av a-keto-glutarsyre ved den reversible enzymatiske reaksjon. Den nevnte patentbeskrivelse inneholder også opplysninger om at gjæ-ringsbetingelsene i stor utstrekning inn-virker på utbyttet, og at pH-verdien av dyrkningsmediet alltid bør holdes mellom 6,0 og 9,0 ved en passende gjæringskontroll, såsom ved tilsetning av nøytralisa-sjonsmidler til gjæringsmediet.

Det har nå vist seg at 1-glutaminsyre

kan fremstilles ved i et næringsmedium å dyrke mikroorganismen Micrococcus glutamicus ATCC nr. 13.058, idet pH-verdien av næringsmediet innstilles på 6—9 ved tilsetning av nøytralisasjonsmidler, og fremgangsmåten karakteriseres ved at der til

næringsmediet tilsettes biotin i en mengde på 0,5—5,0 y Pr- liter næringsmedium.

Det vil forstås at en gjæring av den omhandlede art såsom 1-glutaminsyregjæ-ringen, består av forskjellige biokjemiske trinn for nedbrytning og syntese av substratet. En omhyggelig gjæringskontroll er særlig nødvendig til oppnåelse av et høyt utbytte av syren. Til dette formål har det særlig vist seg hensiktsmessig å anvende en mikroorganismeart som krever et eller flere vitaminer for å kunne vokse.

Det er velkjent at der finnes noen arter blant mikroorganismer som krever særlige vitaminer eller særlige aminosyrer til deres vekst, og sådanne arter utviser som regel en skarp vekstreaksjon overfor meng-den av vitaminer eller aminosyrer som finnes i dyrkningsmediet. Hvis der følgelig anvendes sådanne næringskrevende stam-mer eller arter av mikroorganismer, kan veksten av mikroorganismene og følgelig den enzymatiske aktivitet av cellene innstilles på den nødvendige størrelse ved passende tilsetning av de nødvendige vitaminer eller aminosyrer. Gjæringens for-løp kan derfor hensiktsmessig kontrolleres etter ønske.

Oppfinnelsen er basert på undersøkel-ser over og valg av mikroorganismearter under hensyntagen til deres vitaminbe-hov, og det har vist seg, at den nevnte biotin-krevende mikroorganisme er egnet til det omhandlede formål. Det er ennå en del uklart om biotinets biokjemiske funk-sjon, men det antas at biotinets virkning er særlig viktig ved gjæringen av 1-glutaminsyre under hensyntagen til de under-søkelser, som er offentliggjort i følgende publikasjoner: Arch. Sei. Physiol. 7, 85 (1953), J. Sei. Ind. Research, 13B, 110 (1954), J.B.C. 177, 125, (1949). (Disse avhandlinger viser, at biotin deltar i spaltningen og syntesen av proteinstoffer).

Arch. Biochem. Biophys. 55, 307 (1955), J.B.C. 212, 217 (1955), Trans. N.Y. Acad. Sei. 15, 159, (1953), Physiol. Revs. 21, 1

(1941).

(Disse artikler viser, at biotinet har nær tilknytning til sukkerstoffskiftet, særlig i forbindelse med reaksjoner til binding og frigivelse av kulldioksyd).

Ved anvendelse av den biotin-krevende organisme og ved kontroll av biotininnhol-det i dyrkningsmediet er det mulig å opp-nå en meget effektiv og hensiktsmessig gjæringskontroll ved den meget kompli-serte gjæring til dannelse av 1-glutaminsyre.

Det er velkjent at biotin finnes i forskjellige naturlig forekommende stoffer, og slike naturlig forekommende stoffer eller deres ekstrakter, hydrolysater, for-døyelsesprodukter eller liknende stoffer kan anvendes istedenfor rent biotin med praktisk talt samme- resultat. Oppfinnelsen er således ikke begrenset utelukkende til anvendelse av rent biotin.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel.

Eksempel.

Sammensetningen av dyrkningsmediet:

Biotin tilsettes dette dyrkningsmedium i forskjellige konsentrasjoner. Av jordprø-ver isoleres en biotinkrevende art av Micrococcus, som ble kalt Micrococcus glutamicus ATCC 13.058, og som ble anvendt ved prøvene. Micrococcus glutamicus ATCC 13.058 skiller seg fra Micrococcus glutamicus ATCC 13.032, som er nærmere beskrevet i patent nr. 96 744 ved å være biotin-krevende, men den har praktisk talt samme morfologiske, fysiologiske og andre egenskaper som den nevnte mikroorganisme. 1-glutaminsyreproduksjon i rystekulturer ved forskjellig innhold av biotin bestemmes. Tabell I angir resulta-tene etter tre dagers dyrkning ved 28° C, hvorunder pH-verdien av dyrkningsmediet opprettholdes i et område på 6,5—8,5 ved gjentatte tilsetninger av urinstoff.

Av ovennevnte tabell fremgår det at cellevekten økes med stigende innhold av biotin, mens den dannete mengde 1-glutaminsyre ikke er proporsjonal med cellevekten. Der finnes et optimalt punkt for forholdet mellom celleveksten og dannel-sen av 1-glutaminsyre. Ved passende inn-stilling av biotin-innholdet på 0,5—5 y/ l fåes derfor de største utbytter av 1-gluta-minsyren.

Den følgende tabell II viser konsen-trasjonen av glutaminsyre i substratet etter bestemt tidsavsnitt etter fermen-teringens begynnelse.

Slik som det klart fremgår av denne tabell var 1-glutaminsyredannelsen ved kon-trolleksperimentet bare liten og skjedde

kun langsomt, mens den ved de forsøk som

gjennomførtes med den optimale biotin -

mengde etter oppfinnelsen skjedde hur-tig og med stort utbytte.

Claims (1)

1. i Fremgangsmåte til fremstilling av 1-glutaminsyre ved i et næringsmedium å

   dyrke mikroorganismen Micrococcus glutamicus ATCC nr. 13.058, idet pH-verdien av næringsmediet innstilles på 6—9 ved tilsetning av nøytralisasjonsmidler, karakterisert ved at der til næringsmediet tilsettes biotin i en mengde på 0,5 —5,0 y Pr- liter næringsmedium.