RU2100434C1 - Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids - Google Patents
Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100434C1 RU2100434C1 RU93016328A RU93016328A RU2100434C1 RU 2100434 C1 RU2100434 C1 RU 2100434C1 RU 93016328 A RU93016328 A RU 93016328A RU 93016328 A RU93016328 A RU 93016328A RU 2100434 C1 RU2100434 C1 RU 2100434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- producer
- vkpm
- amino acids
- modified
- uniformly
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и органической химии, к способам получения изотопомодифицированных природных соединений, а именно: L-α-аминокислот, и может найти применение в экспериментальной биологии, медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве. The invention relates to the field of biotechnology and organic chemistry, to methods for producing isotopically modified natural compounds, namely: L-α-amino acids, and may find application in experimental biology, medicine, veterinary medicine, and agriculture.
Известен способ получения равномерно изотопомодифицированных природных L-a-аминокислот путем инкубации клеток микроорганизмов на среде, содержащей единственный источник углерода в виде изотопомодифицированных солей уксусной кислоты с последующим выделением целевого продукта. В качестве изотопомодифицированной соли в данном известном способе используют 14C ацетат натрия. Клетки микроорганизма Bacillus pumilus при росте в присутствии данного источника углерода включают 14C в вещество своего тела. После завершения инкубации белок клеток гидролизуют и из гидролизата выделяют целевые продукты равномерные изотопомодифицированные природные L-a-аминокислоты.A known method for producing uniformly isotopically modified natural La-amino acids by incubating microorganism cells on a medium containing a single carbon source in the form of isotopodified salts of acetic acid with subsequent isolation of the target product. As an isotopically modified salt in this known method, 14 C sodium acetate is used. Cells of the microorganism Bacillus pumilus, when grown in the presence of this carbon source, incorporate 14 C into their body matter. After the incubation is completed, the cell protein is hydrolyzed and the target products are isolated and homogeneous isotopically modified natural La amino acids are isolated from the hydrolyzate.
Недостатком известного способа является сложная процедура разделения гидролизата белка клеток микроорганизма на индивидуальные изотопомодифицированные L-a-аминокислоты. Кроме того, данным известным способом получают L-a-аминокислоты, модифицированные только изотопом 14C. Последнее время возрос интерес к природным соединениям, в том числе, к аминокислотам, меченым стабильным изотопом 13C. Но для работы с ними такие соединения требуются в больших количествах, недоступных для получения их данным известным способом. Большая часть природных L-a-аминокислот, меченых стабильным изотопом 13C, в настоящее время еще не получена и не описана. Не описаны и природные L-a-аминокислоты, которые равномерно модифицированы двумя изотопами: 14C и 15N или 13C и 15N.The disadvantage of this method is the complicated procedure for separating the hydrolyzate of the protein of the cells of the microorganism into individual isotopically modified La-amino acids. In addition, La-amino acids modified only with the 14 C isotope are obtained by this known method. Recently, interest in natural compounds, including amino acids labeled with the stable 13 C isotope, has increased. But such compounds are required in large quantities to work with them. inaccessible to receive them in a known manner. Most of the natural La amino acids labeled with the stable 13 C isotope have not yet been obtained and been described. Not described and natural La-amino acids that are uniformly modified by two isotopes: 14 C and 15 N or 13 C and 15 N.
Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение новых соединений, равномерно изотопомодифицированных изотопом 13C или изотопами 13C и 15N, а также упрощение технологии получения природных L-a-аминокислот, равномерно модифицированных изотопом 14C или изотопами 14C и 15N.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to obtain new compounds uniformly isotopically modified with the 13 C isotope or 13 C and 15 N isotopes, as well as simplifying the production of natural La-amino acids uniformly modified with the 14 C isotope or 14 C and 15 N isotopes.
Достигается это тем, что в способе получения равномерно изотопомодифицированных природных L-a-аминокислот путем инкубации клеток микроорганизмов на среде, содержащей единственный источник углерода в виде изотопомодифицированных солей уксусной кислоты, с последующим выделением целевого продукта отличительной особенностью является то, что используют клетки штаммов микроорганизмов продуцентов целевого продукта, которые предварительно инкубируют на среде, содержащей источники углерода в виде солей уксусной кислоты в сочетании с углеводами с последующим отделением и отмыванием полученных клеток, а по завершении инкубации на среде с равномерно изотопомодифицированными солями уксусной кислоты клетки отделяют и отбрасывают, а целевой продукт выделяют из среды. This is achieved by the fact that in the method of producing uniformly isotopically modified natural La-amino acids by incubating microorganism cells on a medium containing a single carbon source in the form of isotopodified salts of acetic acid, followed by isolation of the target product, the distinctive feature is that cells of microorganism strains of the producers of the target product are used that are pre-incubated on a medium containing carbon sources in the form of salts of acetic acid in combination with carbohydrates odes, followed by separation and washing of the obtained cells, and upon completion of incubation on a medium with uniformly isotopically modified acetic acid salts, the cells are separated and discarded, and the target product is isolated from the medium.
При этом в качестве штаммов продуцентов L-a-аминокислот используют продуцент лизина Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-38, продуцент глутаминовой кислоты Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-832, продуцент лейцина Brevibacterium flavum ВКПМ В-2736, продуцент изолейцина Brevibacterium flavum ВКПМ В-1570, продуцент треонина Brevibacterium flavum ВКПМ В-1280, продуцент серина Brevibacterium flavum ВКПМ В-3559, продуцент гистидина Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-4380, причем в качестве продуцента аланина используют продуцент глутаминовой кислоты Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-832 или продуцент гистидина Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-4380. In this case, the strains of La-amino acid producers are the lysine producer Corynebacterium glutamicum VKPM B-38, the glutamic acid producer Corynebacterium glutamicum VKPM B-832, the producer of Leucine Brevibacterium flavum VKPM B-2736, the producer of isoleucine Breavumacterium Brevibacterium Brevibacterium Brevivacterium Breviberumium Brevibacterium Breviberumium Brevivacterium Breviverium bacteriumprevent flavum VKPM B-1280, a serine producer Brevibacterium flavum VKPM B-3559, a histidine producer of Corynebacterium glutamicum VKPM B-4380, and the producer of alanine is a producer of glutamic acid Corynebacterium glutamicum VKPM B-8iderum glutamicum VKPM Bistidum gistamidum bistum gumbistum gumbistum gumbistum
В способе в качестве солей уксусной кислоты используют ацетат натрия и/или ацетат аммония, немодифицированные или равномерно модифицированные изотопами 13C или 14C, причем ацетат аммония может быть дополнительно модифицирован изотопом 15N.In the method, sodium acetate and / or ammonium acetate, unmodified or uniformly modified with 13 C or 14 C isotopes, are used as acetic acid salts, moreover, ammonium acetate can be further modified with the 15 N isotope.
В способе выделения наряду с целевой изотопомодифицированной аминокислотой сопутствующих ей аминокислот повышается степень конверсии изотопов углерода из изотопомодифицированных солей уксусной кислоты в получаемые изотопомодифицированные аминокислоты. Для этого после пропускания надосадочной жидкости инкубационной смеси через Дауэкс и элюции раствором аммиака элюат дополнительно пропускают через Амберлит GC-50 II в медной форме, фракции аминокислот элюируют раствором аммиака и пропускают через карбоксилметилцеллюлозу в Н+ форме.In the method of isolation, along with the target isotopically modified amino acid of its accompanying amino acids, the degree of conversion of carbon isotopes from isotopically modified salts of acetic acid to the resulting isotopically modified amino acids is increased. To do this, after passing the incubation mixture supernatant through Dowex and eluting with ammonia solution, the eluate is additionally passed through Amberlite GC-50 II in copper form, the amino acid fractions are eluted with ammonia solution and passed through carboxyl methyl cellulose in H + form.
Получены новые соединения природные L-a-аминокислоты: аланин, лизин, глутаминовая кислота, лейцин, изолейцин, треонин, серин и гистидин, равномерно модифицированные изотопом 13C или изотопом 13C и 15N.New compounds of natural La amino acids were obtained: alanine, lysine, glutamic acid, leucine, isoleucine, threonine, serine and histidine, uniformly modified with the 13 C isotope or 13 C and 15 N isotope.
Пример 1. Ночную культуру клеток штаммов-продуцентов, выросшую на полной питательной среде, выращивают на солевой среде, содержащей 1% ацетата натрия, 0,2% глюкозы и минеральные соли: KH2PO4, NaCl, /NH4/2SO4 и MgSO4; среда имеет нейтральное значение pH. По мере потребления культурой иона ацетата величина pH среды повышается, в связи с чем среду периодически нейтрализуют добавлением уксусной кислоты. По достижении культурой поздней логарифмической фазы роста биомассу осаждают центрифугированием и заливают тем же объемом той же среды, но без глюкозы. При этом свежая среда содержит равномерно модифицированный ацетат натрия и/или ацетат аммония. Концентрация клеток в свежей среде оказывается высокой и поэтому в процессе инкубации полученной суспензии клеток они практически не растут, но катализируют биосинтез равномерно меченых аминокислот из равномерно меченых солей уксусной кислоты, что сопровождается повышением величины pH инкубационной смеси. Смесь периодически нейтрализуют добавлением соляной кислоты. Время инкубации 1-2,5 сут при 30-37oC в зависимости от используемого штамма.Example 1: An overnight culture of strains of cells grown in complete medium, grown on salt medium containing 1% sodium acetate, 0.2% glucose and mineral salts: KH 2 PO 4, NaCl, / NH 4/2 SO 4 and MgSO 4 ; the medium has a neutral pH value. As the culture consumes acetate ion, the pH of the medium rises, and therefore the medium is periodically neutralized by the addition of acetic acid. When the culture reaches the late logarithmic phase of growth, the biomass is precipitated by centrifugation and poured with the same volume of the same medium, but without glucose. In this case, the fresh medium contains uniformly modified sodium acetate and / or ammonium acetate. The concentration of cells in fresh medium is high and therefore, during the incubation of the resulting cell suspension, they practically do not grow, but they catalyze the biosynthesis of uniformly labeled amino acids from uniformly labeled salts of acetic acid, which is accompanied by an increase in the pH of the incubation mixture. The mixture is periodically neutralized by the addition of hydrochloric acid. The incubation time is 1-2.5 days at 30-37 o C depending on the strain used.
В тех случаях, когда клетки накапливают только одну аминокислоту, инкубационную смесь после завершения инкубации центрифугируют, надосадочную жидкость пропускают через ионообменную смолу Дауэкс и после элюции раствором аммиака выделяют из элюата целевую аминокислоту. Если используемый штамм-продуцент накапливает в инкубационной смеси не только целевую, но и сопутствующие ей иные аминокислоты, то их тоже выделяют. In cases where the cells accumulate only one amino acid, the incubation mixture is centrifuged after incubation, the supernatant is passed through a Dowex ion exchange resin, and after elution with an ammonia solution, the desired amino acid is isolated from the eluate. If the used producer strain accumulates in the incubation mixture not only the target, but also other amino acids accompanying it, then they are also isolated.
Разделение основной и сопутствующих аминокислот осуществляют с помощью лигандообменной хроматографии на карбоксильном сорбенте, заполненном ионами меди. Степень зарядки составляет 100, 70, 30% в зависимости от набора аминокислот в инкубационной среде. Таким сорбентом служит Амберлит GC-50 II (частицы размером 200-400 меш/, через него пропускают элюат аминокислот, полученный после пропускания надосадочной жидкости через Дауэкс 50 и удаления аммиака. При элюции раствором аммиака собирают фракции аминокислот в виде их медных комплексов. Удаляют медь пропусканием фракций элюата через карбоксиметилцеллюлозу в H+ форме.The separation of the basic and associated amino acids is carried out using ligand exchange chromatography on a carboxylic sorbent filled with copper ions. The degree of charge is 100, 70, 30%, depending on the set of amino acids in the incubation medium. Amberlite GC-50 II (particles with a size of 200-400 mesh /, passes through it an amino acid eluate obtained after passing the supernatant through Dowex 50 and removing ammonia. The elution with ammonia solution collects fractions of amino acids in the form of their copper complexes. Copper is removed. passing the eluate fractions through carboxymethyl cellulose in H + form.
Пример 2. Получение изотопомодифицированного лизина. Example 2. Obtaining isotopically modified lysine.
Ночную культуру клеток штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-38, продуцента лизина, засевают на среду, содержащую 0,2% глюкозы, 0,1% KH2PO4, 1% /NH4/2SO4, 0,04% MgSO4, 1,5% ацетата натрия и 0,05% NaCl и инкубируют при 30oC в течение суток. Полученные клетки отделяют центрифугированием, отмывают, заливают тем же объемом той же солевой среды, но без глюкозы, содержащей равномерно изотопомодифицированный ацетат натрия и/или ацетат аммония. Суспензию клеток инкубируют при 30oC 8 ч. Инкубационную смесь центрифугируют, надосадочную жидкость пропускают через Дауэкс 50•8 в NH
Пример 3. Получение изотопомодифицированной глутаминовой кислоты
В качестве штамма-продуцента использована культура Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-832. При инкубации суспензии отмытых клеток в условиях по примеру 2, но в течение 16 ч наряду с глутаминовой кислотой наблюдают образование в небольших количествах аланина. Инкубационную смесь центрифугируют, надосадочную жидкость пропускают через Дауэкс 1•8 в формиатной форме. Элюируют 0,1 н. раствором муравьиной кислоты. Аланин очищают на Дауэкс 50•8 в H+-форме, элюируя 0,5 н. раствором аммиака (см. таблицу).Example 3. Obtaining isotopically modified glutamic acid
The culture of Corynebacterium glutamicum VKPM B-832 was used as the producer strain. When incubating a suspension of washed cells under the conditions of Example 2, but for 16 hours, along with glutamic acid, the formation of small amounts of alanine is observed. The incubation mixture is centrifuged, the supernatant is passed through Dowex 1 • 8 in formate form. Elute 0.1 N. formic acid solution. Alanine is purified on a Dowex 50 • 8 in the H + form, eluting with 0.5 n. ammonia solution (see table).
Пример 4. Получение изтопомодифицировнных лейцина и изолейцина
В качестве штаммов-продуцентов используют культуры Brevibacterium flavum ВКПМ В-2736 и Brevibacterium flavum ВКПМ В-1507 соответственно. Инкубируют суспензии отмытых клеток по примеру 2 на среде с 2% изотопомодифицированного ацетата натрия в течение 1,5 сут. После пропускания надосадочной жидкости инкубационной смеси через Дауэкс 50 для выделения аминокислот используют смолу амберлит GC-50 II в медной форме со степенью зарядки медью 70% Элюент 0,2 н. раствор аммиака. После удаления аммиака из полученных фракций их пропускают через карбоксиметилцеллюлозу в H+-форме. Результаты приведены в таблице.Example 4. Obtaining isopmodified leucine and isoleucine
As producer strains, cultures of Brevibacterium flavum VKPM B-2736 and Brevibacterium flavum VKPM B-1507, respectively, are used. The washed cell suspensions of Example 2 were incubated in a medium with 2% isotopically modified sodium acetate for 1.5 days. After passing the supernatant of the incubation mixture through Dowex 50, amberlite resin GC-50 II in copper form with a degree of charge of copper of 70% Eluent 0.2 N is used to isolate the amino acids. ammonia solution. After ammonia was removed from the obtained fractions, they were passed through carboxymethyl cellulose in the H + form. The results are shown in the table.
Пример 5. Получение изотопомодифицированного треонина
В качестве штамма-продуцента используют культуру Brevibacterium flavum ВКПМ В-1280 (суспензию отмытых клеток инкубируют по примеру 2, но на среде с 1% изотопомодифицированного ацетата натрия и 0,05% глюкозы). Кроме треонина, клетки образуют лейцин и аланин. Разделение смеси аминокислот производят на смоле Амберлит GC-50 II со 100%-ной зарядкой медью. Элюент 0,2 н. раствора аммиака (см. таблицу).Example 5. Obtaining isotopically modified threonine
As a producer strain, a Brevibacterium flavum VKPM B-1280 culture was used (the suspension of washed cells was incubated as in Example 2, but in a medium with 1% isotopically modified sodium acetate and 0.05% glucose). In addition to threonine, cells form leucine and alanine. The separation of the mixture of amino acids is carried out on Amberlite GC-50 II resin with 100% copper charge. Eluent 0.2 N. ammonia solution (see table).
Пример 6. Получение изтопомодифицированного серина
В качестве штамма-продуцента используют культуру Brevibacterium flavum ВКПМ В-3559. Биомассу клеток выращивают по примеру 2, но в течение 2 сут (суспензию отмытых клеток инкубируют по примеру 2, но на среде с 1% изотопомодифицированного ацетата натрия и 0,05% глюкозы). Кроме серина, культура образует аланин и глутаминовую кислоту. Разделение аминокислот в соответствии с примером 5. Результаты приведены в таблице.Example 6. Obtaining istopmodified serine
As a producer strain, a Brevibacterium flavum VKPM B-3559 culture is used. The biomass of cells was grown in accordance with Example 2, but for 2 days (the suspension of washed cells was incubated in Example 2, but on a medium with 1% isotopically modified sodium acetate and 0.05% glucose). In addition to serine, the culture forms alanine and glutamic acid. The separation of amino acids in accordance with example 5. The results are shown in the table.
Пример 7. Получение изотопомодифицированных гистидина и аланина
Использован штамм-продуцент гистидина Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-4380, который дополнительно синтезирует аланин. Биомассу клеток получают на солевой среде с 0,1% глюкозы. Для разделения аминокислот используют Амберлит GC-50 II, заряженный медью на 30% Элюируют 0,5 н раствором аммиака. Остальные операции по примерам 1-2. Результаты приведены в таблице.Example 7. Obtaining isotopically modified histidine and alanine
The histidine producing strain Corynebacterium glutamicum VKPM B-4380, which additionally synthesizes alanine, was used. Cell biomass is obtained in saline with 0.1% glucose. For the separation of amino acids, Amberlite GC-50 II, charged with copper at 30%, is eluted with a 0.5 N ammonia solution. The remaining operations in examples 1-2. The results are shown in the table.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93016328A RU2100434C1 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93016328A RU2100434C1 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93016328A RU93016328A (en) | 1997-01-20 |
RU2100434C1 true RU2100434C1 (en) | 1997-12-27 |
Family
ID=20139470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93016328A RU2100434C1 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2100434C1 (en) |
-
1993
- 1993-03-31 RU RU93016328A patent/RU2100434C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
FR, патент, 2128844, кл. C 07 B 23/00, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07506192A (en) | Compositions and methods for protein structure determination | |
Kornguth et al. | β-Hydroxyaspartic acid: Synthesis and separation of its diastereoisomers | |
EP0542222B1 (en) | Process for producing trans-L-hydroxyproline | |
RU2100434C1 (en) | Method of preparing the uniformly isotope-modified natural l-$$$-amino acids | |
US4492757A (en) | Process for preparing L-threonine | |
Knowles et al. | [44] Preparation of 3-enolpyruvylshikimate 5-phosphate | |
US11814334B2 (en) | Separation of basic amino acids | |
CA1187432A (en) | Microorganism and its use for the preparation of glutathione | |
JP3116102B2 (en) | Method for producing L-3,4-dihydroxyphenylalanine | |
EP0187525B1 (en) | Process for producing l-serine | |
US2947666A (en) | Amino acids and process | |
Kahana et al. | Biosynthesis of l-[15N] aspartic acid and l-[15N] alanine by immobilized bacteria | |
JP3006615B2 (en) | Method for producing D-β-hydroxy amino acid | |
US3716551A (en) | Deuterated l-amino acid mixture | |
JPH06261743A (en) | Stable isotope-labeled yeast and extract therefrom and their production | |
JP2001245689A (en) | Method for producing halo-l-tryptophan | |
KR830002328B1 (en) | Method for preparing L-Tryptophan by enzyme | |
US3689360A (en) | Process for producing delta-(n-acetyl)-l-ornithine | |
KR800000003B1 (en) | Biological process for the preparation of l-aminor-methylphosphenyl butyrate | |
JPH06181787A (en) | Production of l-alpha-aminoadipic acid | |
JPS6262157B2 (en) | ||
JPH074265B2 (en) | Method for producing D-alanine by fermentation method | |
JPS58877B2 (en) | l↓-Production method of coronaminic acid | |
Ishida et al. | Incorporation of 14C-Labelled Glycerol and γ-Aminobutyric Acid into Vitamin B6 in a Cell-suspension of Achromobacter cycloclastes | |
JPH0347839B2 (en) |