NO159608B - Fremgangsm te for fremstilling av 6-hydroksynikotin - Google Patents
Fremgangsm te for fremstilling av 6-hydroksynikotin Download PDFInfo
- Publication number
- NO159608B NO159608B NO850676A NO850676A NO159608B NO 159608 B NO159608 B NO 159608B NO 850676 A NO850676 A NO 850676A NO 850676 A NO850676 A NO 850676A NO 159608 B NO159608 B NO 159608B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nicotinic acid
- acid
- hydroxynicotinic
- hydroxylation
- dsm
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 6
- ATRCOGLZUCICIV-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxynicotine Chemical compound CN1CCCC1C1=CC=C(O)N=C1 ATRCOGLZUCICIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 claims abstract description 36
- BLHCMGRVFXRYRN-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxynicotinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)N=C1 BLHCMGRVFXRYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 8
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 claims abstract description 6
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims abstract description 5
- 241000590020 Achromobacter Species 0.000 claims abstract description 4
- 241001673062 Achromobacter xylosoxidans Species 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 108010060355 Nicotinate dehydrogenase Proteins 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- KFLRWGSAMLBHBV-UHFFFAOYSA-M sodium;pyridine-3-carboxylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CN=C1 KFLRWGSAMLBHBV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- RZZPDXZPRHQOCG-OJAKKHQRSA-O CDP-choline(1+) Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC[N+](C)(C)C)O[C@H]1N1C(=O)N=C(N)C=C1 RZZPDXZPRHQOCG-OJAKKHQRSA-O 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 102000018832 Cytochromes Human genes 0.000 description 1
- 108010052832 Cytochromes Proteins 0.000 description 1
- 102000008109 Mixed Function Oxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010074633 Mixed Function Oxygenases Proteins 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-O NADP(+) Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-O 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 241000192023 Sarcina Species 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 description 1
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001925 catabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 150000002211 flavins Chemical class 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007269 microbial metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- UBQKCCHYAOITMY-UHFFFAOYSA-N pyridin-2-ol Chemical compound OC1=CC=CC=N1 UBQKCCHYAOITMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010414 supernatant solution Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- 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
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
- C12P17/12—Nitrogen as only ring hetero atom containing a six-membered hetero ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/025—Achromobacter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/824—Achromobacter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/832—Bacillus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/874—Pseudomonas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/874—Pseudomonas
- Y10S435/877—Pseudomonas putida
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Pyridine Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
- Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for fremstilling
av 6-hydroksynikotinsyre ved enzymatisk hydroksylering av nikotinsyre av en mikroorganisme som nedbryter nikotinsyre av slekten Pseudomonas, Bacillus eller Achromobacter.
Flere fremgangsmåter for fremstilling av 6-hydroksynikotinsyre ved hjelp av organiske synteser er kjent: fra 2-pyridon kan 6-hydroksynikotinsyren oppnåes ved Kolbe-Schmidt-karboksylering av hydroksyaromater. Andre synteser utgår fra eplesyre eller isocinkomeron-syre [Briancourt et al., J. Chim. Ther. (1973), 8 (2) 226-32; Quarroz, CK-søkn.
nr. 7731/80 ].
Ingen av disse kjente synteser tillater en enkel, billig
og miljøvennlig fremstilling av ren 6-hydroksynikotinsyre.
Det er ulemper ved fremgangsmåtene at omsetningen ikke er kvantitativ og at reaksjonen følges av uønskede biprodukter. Biproduktene utgjør en forurensning og må fjernes etter avsluttet reaksjon fra reaksjonsproduktet.
Det er også kjent at mikroorganismer av slektene Bacillus, Pseudomonas, Clostridium, Sarcina og Mycobakterium vokser på nikotinsyre og at de benytter dette substratet som karbon-, nitrogen- og energikilde [Allinson M.J.C.:J.Biol.Chem. (1943) 147, 785; Behrman E.J. et Stanier E.V . , J.Biol.Chem. (1957)
228, 923].
Nikotinsyren oksyderes ved alle studerte organismer til 6-hydroksynikotinsyre i det første nedbrythingstrinnet. 6-hydroksynikotinsyren omdannes straks og uten betydelig an-rikning videre,, ved aerobe organismer til vann, karbondioksyd og ammoniakk.
Etter sprengning av mikroorganismene var det mulig å isolere nikotinsyre-hydroksylase i mer eller mindre ren form [Hunt A.L., Biochem. J. (1958) 72, 1-7 ]. Nikotinsyre-hydroksylasene er store molekyler på ca. 400 000 Dalton.
De inneholder flavinkofaktorer, mange metallatomer (Fe, Mo), uorganisk svovel og i noen tilfeller sogar selen. Nikotinsyre-hydroksylasene er bare aktive i nærvær av egnede elektron-overførende systemer (for eksempel cytokromer, flaviner,
NADP+ og andre).
Det er mulig å isolere nikotinsyre-hydroksylasen fra celle-ekstrakter og anvende enzym-preparatene for hydroksylering av nikotinsyren. Dette ble utført og små mengder av 6-hydroksynikotinsyre ble faktisk oppnådd [Behrman u. Stanier, J. Biol. Chem. (1957) 228, 923]. Bortsett fra de høye enzym-isolerings-kostnadene og ustabiliteten til nikotinsyre-hydroksylasen måtte man i tillegg sørge for regenerering av kofaktorer og elektronoverførings-systemer.
Det var en oppgave for foreliggende oppfinnelse og over-vinne disse ulempene og foreslå en fremgangsmåte, som gjør det mulig på økonomisk måte å fremstille 6-hydroksynikotinsyren i høyeste renhet og utbytte fra nikotinsyre.
Dette ble oppnådd ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen av den innledningsvis nevnte art hvor hydroksyleringen utføres enzymatisk ved 20 til 40°C og pH 5,5 til 9,0 under aerobe betingelser,og det anvendes en 0,1 vekt%
til mettet, fortrinnsvis en 0,5 til 10 vekt%, nikotinsyre-løsning.
Hensiktsmessig anvendes Achromobacter xylosoxydans
DSM 2402, Pseudomonas putida NCIB 10521 eller en Bacillus-stamme, som er beskrevet av Ensign og Rittenberg [J.Biol.
Chem 239, (1964) 2285-2291], fortrinnsvis anvendes Achromobacter xylosoxydans DSM 2783.
Fortrinnsvis anvendes den nye stammen Acnromobacter xylosoxydans DSM 2783.
Navn: Achromobacter xylosoxydans DSM nr. 2783 Isolert fra: Nikotinsyre-moderlut (A) Morfologi •■
Dyrkning i nærings-buljong
Stammen stemmer i alle undersøkte kjennetegn overens med typestammen av Achromobacter xylosoxydans (DSM 24 02)
(Unntagelse: hydrolyse av acetamid) .
De nevnte stammer er deponert ved Deutschen Sammlung von Mikroorganismen (DSM), Gesellschaft fur Biotechnologische Forschung mbH., Griesebachstrasse 8, 4300 Gottingen, Forbunds-republikken Tyskland, under nr. DSM 24 02 og DSM 2783.
Den nye stammen DSM 2783 ble deponert ved det ovenfor nevnte deponeringssted den 18.11.1983.
Stammene Pseudomonas putida NCIB 10521 og 8176 kan fåes fra National Collection of Indutrial Bacteria, Torry Research Station, 13 5 Abbey Road, Aberdeen AB98DC, Skottland.
De nevnte stammer vokser med nikotinsyre som eneste karbon-, nitrogen- og energikilde.
Dyrkingen av de nevnte mikroorganismene kan foregå ved hjelp av do fremgangsmåter som er kjente for denne type stammer. Eksempelvis fermenteres stammen DSM 27 8 3 i en fortynnet og sterilisert nikotinsyre-løsning (0,05-0,5 vekt%), fosfat-buffer (50 mm) pH 7,0, sporelementer (i mg/l)
og for å akselerere veksten inneholder en liten mengde gjærekstrakt (Merck) (0,05 vekt%), i 24 til 48 timer ved 30°C under aerobe betingelser.
Den dannede biomassen (ca. 10 g våtvekt/1) er rik på nikotinsyre-hydroksylase. Cellene avsentrifugeres og kan straks eller etter lagring ved -20°C direkte, dvs. uten enzym-utvinning eller rensing, anvendes for nikotinsyre-hydroksylering.
For gjennomføringen av nikotinsyre-hydroksyleringen er det ønskelig at nedbrytningen av nikotinsyren ikke går utover det første trinnet, nemlig hydroksyleringen til 6-hydroksynikotinsyre. I denne produksjonsfasen ville veksten av mikro-organismen gå på bekostning av utbyttet.
Følgende parametere som er viktige for økonomien ved nikotinsyre-hydroksyleringen, må oppfylles:
a) cellene skal ikke vokse mer (forbruk av nikotinsyre),
b) nikotinsyre-hydroksylasen skal forbli aktiv,
c) nedbrytiningsveien for nikotinsyren skal avbrytes på
6-hydroksynikotinsyre-trinnet,
d) produktet (6-hydroksynikotinsyre) skal utskilles fra cellene.
Det ble overraskende funnet, at disse parametere sam-
tidig oppfylles, når konsentrasjonen av nikotinsyre forhøyes. Dette gunstige forhold for fremstillingen av 6-hydroksynikotinsyre synes å være vidt utbredt i mikrobiell metabolisme. Det kan antas, at følge-enzymet (6-hydroksynikotinsyre-hydroksylase) hemmes ved høye nikotinsyre-konsentrasjoner.
Som ovenfor nevnt vokser stammen DSM 2783 fortrinnsvis i fortynnede nikotinsyre-løsninger (0,05-0,5 vekt%) og forbruker derved den foreliggende nikotinsyren fullstendig. Med stigende konsentrasjon av nikotinsyre hemmes celleveksten og over 2 vekt% nikotinsyre-konsentrasjon kan det ikke mere oppdages noen vekst. Aktiviteten til nikotinsyre-hydroksylasen forblir dog uforandret i cellene.
Den enzymatiske hydroksyleringsreaksjonen forløper fordel-aktig ved 20 til 40°C og ved pH fra 5,5 til 9,0 under aerobe betingelser.
Hensiktsmessig anvendes 0,1 vekt%ige til mettede, fortrinnsvis 0,5 til 10 vekt%ige, nikotinsyre-løsninger. Nikotinsyren kan også anvendes i form av alkalisalt-løsninger.
Den kataboliske nedbrytningen avbrytes etter hydroksyler-ingstrinnet. Derfor elimineres bi- og følgereaksjoner og ren-heten, og utbyttet av 6-hydroksynikotinsyre er meget høyt
En ytterligere, positiv egenskap ved de undersøkte mikroorganismene er at de utskiller produktet fra hydroksyler-
ingen, 6-hydroksynikotinsyren, i løsningen. Dette forenkler isoleringen av produktet vesentlig.
Etter fraskilling av cellene fra reaksjonsblandingen ved sentrifugering eller mikrofiltrering surgjøres den klare løsnigen. Den derved utfelte, hvite 6-hydroksynikotinsyren frafiltreres
og tørkes.
Eksempler
Av praktiske grunner skilles den laboratoriemessige fremstillingen av 6-hydroksynikotinsyre for en 1 molar mengde i to trinn: Trinn 1: Fremstilling av biomassen med høy NS-hydroksylase-
aktivitet,
Trinn 2: Enzymatisk hydroksylering av nikotinsyren.
Det er naturligvis uten videre mulig å kombinere de to trinnene til en såkalt enkrukkes-fremgangsmåte.
Eksempel 1
(Trinn 1) Fremstilling av Achromobacter xylosoxydans DSM 2783 biomassen.
En næringsløsning, som inneholdt 51,9 g Na2HPC>4 . 2^0,
20,0 g KH-PO^, 2,5 g gjærekstrakt og 10 g nikotinsyre i 4750 ml, ble fylt i fermentoren og sterilisert i 20 minutter ved 120°C. Etter avkjøling til 30°C ble det tilsatt en steril løsning av de ovenfor beskrevne spor-elementer, fermentoren ble podet med 500 ml av en starter-kultur (samme sammensetning) og fermentert ved 30°C, pH 7,0 under luftinnblåsning i 24 timer. Etter 24 timer ble 200 ml av en løsning av 10 g nikotinsyre og 2,5 g gjærekstrakt i vann tilsatt sterilt og fermenteringen ført videre. Etter 42 timer ble kulturen høstet og cellene fra-skilt ved sentrifugering (30 min. ved 15 000 g). Det ble oppnådd 38,3 g fuktig biomasse.
(Trinn 2) Hydroksylering av nikotinsyren.
Et reaksjonskar på 3 liter ble fylt med 2250 ml 5 %ig natrium-nikotinat-løsning (pH 6,5) og oppvarmet til 30°C. Suspensjonen av DSM 2783-celler i 120 ml vann ble tilsatt og reaksjonsblandingen luftet intensivt under god omrøring. pH, temperatur og oksygen-konsentrasjon i reaksjonsblandingen ble kontinuerlig målt og regulert. Etter 7 timer steg konsentrasjonen av oppløst oksygen. På dette tidspunkt var reaksjonen ferdig. Reaksjonssuspensjonen ble avsentrifugert og cellene i sedimentet anvendt for den neste sats.
Den klare overstående løsning ble brakt på pH 1,5 med konsentrert svovelsyre og den utfelte 6-hydroksynikotinsyren avsuget og tørket.
Det ble oppnådd 121 g av et hvitt produkt, som ifølge HPLC-analyse inneholdt 98,6 % 6-hydroksynikotinsyre. Dette tilsvarte et 6-hydroksynikotinsyre-utbytte på 93,7 %, beregnet på den anvendte nikotinsyren.
Eksempel 2
(Trinn 1) Fremstilling av Pseudomonas putida NCIB 10521-biomassen.
1 liter av den samme næringsløsning som var beskrevet i eksempel 1, ble sterilisert i en 2 liters kolbe og etter av-kjøling til 30°C podet med en Pseudomonas-kultur NCIB 10521
fra en agar-plate. Kulturen ble rystet i 48 timer ved 30°C i et dyrkningsskap. Etter oppnåelse av den maksimale celle-tykkelsen ble cellene avsentrifugert i 20 minutter ved 10 000 g. Cellene ble oppslemmet i 10 ml fosfatpuffer (50 mM, pH 7).
(Trinn 2)
En 1 liters rystekolbe ble fylt med 100 ml nøytral 40 mM - natriumnikotinat-løsning og tilsatt 10 ml celle-suspensjon (fra trinn 1). Blandingen ble rystet intensivt i 90 minutter i dyrkningsskapet ved 30°C. Cellene ble avsentrifugert og den klare overstående væsken (108 m) analysert på nikotin- og 6-hydroksynikotinsyre.
Ifølge HPLC-analyse inneholdt løsningen 36,1 mM 6-hydroksynikotinsyre (natriumsalt). Dette tilsvarte et utbytte på 97,5 %, beregnet på den anvendte nikotinsyren.
Konsentrasjonen av nikotinsyre var lavere enn 0,2 % av 6-hydroksynikotinsyre-konsentrasjonen.
Den faste 6-hydroksynikotinsyren kunne isoleres fra løs-ningen ved surgjøring med en sterk syre.
Eksempel 3
(Trinn 1) Fremstilling av Pseudomonas putida NCIB 8176-biomassen.
Pseudomonas-cellene ble fermentert som i eksempel 1, trinn 1. Det ble oppnådd 4 5,3 g fuktig biomasse.
(Trinn 2) Hydroksylering av nikotinsyren.
Et 3 liters reaksjonskar ble fylt med 1125 ml 10 %ig natriumnikotinat-løsning (pH 7,0) og oppvarmet til 35°C. Suspensjonen av NCIB 8176-bioraasse i 100 ml vann ble tilsatt og reaksjonsblandingen luftet intensivt med god omrøring. pH, temperatur og oksygen-konsentrasjon i reaksjonsblandingen ble kontinuerlig målt og regulert (pH = 7,0, temp. = 35°C, p02 =
5 mg/l).
Etter 5 timer og 20 minutter steg konsentrasjonen av opp-løst oksygen i et sprang til 7 mg/l. På dette tidspunkt var reaksjonen avsluttet. Reaksjonssuspensjonen ble filtrert med Amicon Hollow-Fiber HlMPOl-43-filter. Den sterkt konsentrerte (50 x) celle-suspensjonen ble anvendt for den neste satsen.
Den klare overstående væsken ble brakt på pH 1,5 med konsentrert saltsyre og den utfelte, snehvite 6-hydroksynikotinsyren avsuget, vasket på filtret med vann og tørket i vakuum (20 mbar, 60°C, 10 timer).
Det ble oppnådd 122,3 g av et hvitt produkt, som ifølge HPLC-analyse inneholdt 99,2 % 6-hydroksynikotinsyre. Dette tilsvarte et 6-hydroksynikotinsyre-utbytte på 95,4 %, beregnet på den anvendte nikotinsyren.
Claims (2)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av 6-hydroksynikotinsyre ved hydroksylering av nikotinsyre av en mikroorganisme som nedbryter nikotinsyre av slekten Pseudomonas, Bacillus eller Achromobacter,
karakterisert ved at hydroksyleringen utføres enzymatisk ved 20 til 40°C og pH 5,5 til 9,0 under aerobe betingelser og det anvendes en 0,1 vekt% til mettet, fortrinnsvis en 0,5 til 10 vekt%, nikotinsyreløsning.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det anvendes en Achromobacter xylosoxydans DSM 2783.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH825/84A CH658866A5 (de) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Verfahren zur herstellung von 6-hydroxynikotinsaeure. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO850676L NO850676L (no) | 1985-08-22 |
| NO159608B true NO159608B (no) | 1988-10-10 |
| NO159608C NO159608C (no) | 1989-01-18 |
Family
ID=4196073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO850676A NO159608C (no) | 1984-02-21 | 1985-02-20 | Fremgangsm te for fremstilling av 6-hydroksynikotin |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5082777A (no) |
| EP (1) | EP0152948B1 (no) |
| JP (2) | JPH0632627B2 (no) |
| AT (1) | ATE63338T1 (no) |
| CA (1) | CA1247543A (no) |
| CH (1) | CH658866A5 (no) |
| DE (1) | DE3582737D1 (no) |
| HU (1) | HU198184B (no) |
| MX (1) | MX7697E (no) |
| NO (1) | NO159608C (no) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN170700B (no) * | 1989-12-20 | 1992-05-02 | Lonza Ag | |
| US5173412A (en) * | 1990-11-08 | 1992-12-22 | Lonza, Ltd. | Microbiological process for the production of hydroxylated pyrazine derivatives |
| KR100233330B1 (ko) * | 1991-02-04 | 1999-12-01 | 하인즈 모제르 | 6-히드록시피콜린산을 제조하기 위한 미생물학적 방법 |
| US5238830A (en) * | 1991-02-04 | 1993-08-24 | Lonza Ltd. | Microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid |
| US5268294A (en) * | 1991-02-04 | 1993-12-07 | Lonza Ltd. | Alcaligenes faecalis strains useful for the microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid |
| US5266469A (en) * | 1991-03-18 | 1993-11-30 | Lonza Ltd. | Microbiological process for the production of 6-hydroxynicotinic acid |
| US5264362A (en) * | 1991-03-18 | 1993-11-23 | Lonza Ltd. | Microbiological process for the production of 6-hydroxynicotinic acid |
| US5264361A (en) * | 1991-03-18 | 1993-11-23 | Lonza Ltd. | Microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid |
| JPH0740951B2 (ja) * | 1991-03-30 | 1995-05-10 | 池田食研株式会社 | 微生物による含窒素複素環化合物の水酸化物の製造方法 |
| FI922125A (fi) * | 1991-06-21 | 1992-12-22 | Lonza Ag | Mikrobidogiskt foerfarande foer framstaellning av 5-hydroxipyrazinkarboxylsyra |
| JP3153365B2 (ja) * | 1991-12-05 | 2001-04-09 | ロンザ リミテッド | 芳香族複素環式ヒドロキシカルボン酸の微生物学的製造方法 |
| JP3275353B2 (ja) * | 1992-02-26 | 2002-04-15 | 三菱化学株式会社 | ６−ヒドロキシ含窒素６員環化合物の製造方法 |
| CZ282939B6 (cs) * | 1992-03-04 | 1997-11-12 | Lonza A.G. | Mikrobiologický způsob hydroxylace dusíkatých heterocyklických karboxylových kyselin |
| US5270203A (en) * | 1992-03-13 | 1993-12-14 | Lonza Ltd. | Biologically pure culture of Alcaligenes faecalis DSM 6335 |
| JPH08149644A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Kyoei Fuensu Kogyo Kk | 高圧送電鉄塔取付用表示板 |
| KR20070010527A (ko) * | 2005-07-19 | 2007-01-24 | 주식회사 엘지화학 | 6환 질소함유 화합물의 위치 선택적 수산화반응을 촉매하는미생물 및 이를 이용한 수산화된 6환 질소함유 화합물의제조방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4038993A (en) * | 1975-11-17 | 1977-08-02 | Brown & Williamson Tobacco Corporation | Process for reduction of nicotine content of tobacco by microbial treatment |
| CH644847A5 (en) * | 1980-10-16 | 1984-08-31 | Lonza Ag | Process for the preparation of 2-hydroxypyridines from 2-pyridinecarboxylic acid N-oxides |
| CH658867A5 (de) * | 1984-02-22 | 1986-12-15 | Lonza Ag | Verfahren zur herstellung von 6-hydroxynikotinsaeure. |
-
1984
- 1984-02-21 CH CH825/84A patent/CH658866A5/de not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-02-14 US US06/701,507 patent/US5082777A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-02-19 MX MX851027U patent/MX7697E/es unknown
- 1985-02-20 DE DE8585101845T patent/DE3582737D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-02-20 CA CA000474697A patent/CA1247543A/en not_active Expired
- 1985-02-20 AT AT85101845T patent/ATE63338T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-02-20 EP EP85101845A patent/EP0152948B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-20 NO NO850676A patent/NO159608C/no not_active IP Right Cessation
- 1985-02-21 JP JP60033625A patent/JPH0632627B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-21 HU HU85647A patent/HU198184B/hu not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-09-02 JP JP5218604A patent/JPH0722507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0152948A3 (en) | 1987-05-20 |
| HU198184B (en) | 1989-08-28 |
| MX7697E (es) | 1990-09-10 |
| CA1247543A (en) | 1988-12-28 |
| JPS60196193A (ja) | 1985-10-04 |
| JPH0632627B2 (ja) | 1994-05-02 |
| EP0152948B1 (de) | 1991-05-08 |
| EP0152948A2 (de) | 1985-08-28 |
| NO159608C (no) | 1989-01-18 |
| JPH0722507B2 (ja) | 1995-03-15 |
| CH658866A5 (de) | 1986-12-15 |
| NO850676L (no) | 1985-08-22 |
| HUT37400A (en) | 1985-12-28 |
| DE3582737D1 (de) | 1991-06-13 |
| JPH06209765A (ja) | 1994-08-02 |
| US5082777A (en) | 1992-01-21 |
| ATE63338T1 (de) | 1991-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO159608B (no) | Fremgangsm te for fremstilling av 6-hydroksynikotin | |
| KR950009199B1 (ko) | 2-케토-l-굴론산의 제조방법 | |
| EP0552894A2 (en) | D-tagatose production by enzymatic isomerization of D-galactose | |
| EP0473328B1 (en) | Biological process for preparing optically active lactic acid | |
| CA1168999A (en) | Method for preparing 2,5-diketo-d-gluconic acid | |
| US3998697A (en) | Process for preparing 2-keto-L-gulonic acid | |
| US4738924A (en) | Method for the production of 6-hydroxynicotinic acid | |
| US3979261A (en) | Production of glucose isomerase by bacillus coagulans | |
| US3959076A (en) | Process for producing 2-keto-L-gulonic acid | |
| US3963574A (en) | Process for producing 2-keto-L-gulonic acid | |
| KR100233330B1 (ko) | 6-히드록시피콜린산을 제조하기 위한 미생물학적 방법 | |
| CA2032658A1 (en) | Process for the production of 6-hydroxynicotinic acid | |
| NO162347B (no) | Fremgangsmaate for enzymatisk hydrolyse av raffinose. | |
| US20080009044A1 (en) | Biocatalytic oxidation process useful in the manufacture of moxidectin | |
| EP0384534B1 (en) | A process for the fermentative oxidation of reducing disaccharides | |
| US4351903A (en) | Process for obtaining glucose-isomerase | |
| Aiguo et al. | Synthesis of 2-keto-L-gulonic acid from gluconic acid by co-immobilized Gluconobacter oxydans and Corynebacterium sp. | |
| JPH04365491A (ja) | ４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドの製造法 | |
| KR20000070226A (ko) | 발효 공정을 사용한 산화물의 제조 방법 | |
| Yanase et al. | Pyruvate production by Enterococcus casseliflavus A-12 from gluconate in an alkaline medium | |
| US5496715A (en) | Process for preparing indigo | |
| US5338667A (en) | Microbiological process for the production of malonyl-7-amino-cephalosporanic acid derivatives using Sphingomonas sp. DSM 7007 | |
| JP3090761B2 (ja) | 光学活性乳酸の製造法 | |
| IE920845A1 (en) | A microbiological process for producing 6-hydroxypicolinic¹acid | |
| EP0322723A2 (en) | Preparation of gluconic acid and sorbitol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN AUGUST 2003 |