SK145794A3 - Method of submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase - Google Patents

Method of submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase Download PDF

Info

Publication number
SK145794A3
SK145794A3 SK145794A SK145794A SK145794A3 SK 145794 A3 SK145794 A3 SK 145794A3 SK 145794 A SK145794 A SK 145794A SK 145794 A SK145794 A SK 145794A SK 145794 A3 SK145794 A3 SK 145794A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
concentration
cultivation
source
weight
pag
Prior art date
Application number
SK145794A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK279771B6 (en
Inventor
Kamila Plhackova
Vaclav Stepanek
Pavel Kyslik
Lenka Sobolkova
Original Assignee
Mikrobiologicky Ustav Av Cr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mikrobiologicky Ustav Av Cr filed Critical Mikrobiologicky Ustav Av Cr
Publication of SK145794A3 publication Critical patent/SK145794A3/en
Publication of SK279771B6 publication Critical patent/SK279771B6/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

This method for the submerged cultivation of cells producing G-penicillin amidase, in particular cells of Escherichia coli containing recombined plasmids in a mineral cultivating medium containing fermentable saccharide as a source of available carbon and inorganic salt as a source of nitrogen and mineral nutrient salts, is based on the fact that at the beginning of cultivating the productive micro-organism in the cultivating medium containing soluble salts of calcium at a concentration of Ca = 2.10<-5> to 0.1 % by weight, and/or calcium carbonate at a concentration of 0.05 to 1% by weight, and soluble salts of magnesium at a concentration of Mg = 0.001 to 0.05% by weight, the pH value is adjusted to 7.3 to 8.0, and then during the cultivation the pH is kept at a value of 6.0 to 7.5 while adding fermentable saccharide in doses at a concentration of 0.01 to 3% by weight and an inorganic source of nitrogen in a quantity corresponding to the concentration in the medium of 0.01 to 3% by weight, in particular ammonium hydroxide.

Description

Spôsob submerznej kultivácie Buniek produkujúcich G-penicilín amidázuA method for submerged cultivation of G-penicillin amidase producing cells

Oblasť.......technikyFIELD OF INVENTION .......

Vynález sa týka spôsobu submerznej kultivácie buniek s aktivitou G-penicilín amidázy, najmä buniek obsahujúcich plazmidy, nesúce gén na syntézu G-penicilín amidázy.The invention relates to a method for submerged cultivation of cells with G-penicillin amidase activity, in particular cells containing plasmids carrying a gene for the synthesis of G-penicillin amidase.

Doterajší.......stav technikyThe state of the art

G-penicilín amidáza (tfalej len PAG) hydrolyzuje amidickú väzbu G-penicilínu (benzyplpenici1 ín) na 6-aminopenicilánovú kyselinu (6-APK), prípadne amidickú väzbu deacetoxycefalosporínu G (N-fenyl-7-aminodeacetoxycefalosporánová kyselina) na 7-aminocefalosporánovú kyselinu (7-ADCK).G-penicillin amidase (PAG only) hydrolyzes the amidic bond of G-penicillin (benzyplpenicillin) to 6-aminopenicillanic acid (6-APK), or the amidic bond of deacetoxycephalosporin G (N-phenyl-7-aminodeacetoxycephalosporanoic acid) to 7-aminopenicillanic acid. (7-ADCA).

Sú známe spôsoby kultivácie baktérií s aktivitou PAG, využívajúce komplexné zložky živných pôd, ako kvasničné a kukuričné extrakty, rôzne bielkovinové hydrolyzáty v kombinácii s induktorom enzýmu - fenyloctovou kyselinou (pat. spis SRN č. 1 015 554). Použitie komplexného média v kombinácii s glukózou a fenyloctovou kyselinou je uvádzané tiež na kultiváciu kmeňov, ktoré nesú gén pre PAG na rekombinovaných plazmidoch (Robas a spol., Biotechnol. Bioeng. 41, 14-24, 1993; Lee a Chang, Biotechnol. Lett. 10, 787-792, 1988).Methods for culturing bacteria with PAG activity using complex nutrient components such as yeast and corn extracts, various protein hydrolysates in combination with an enzyme inducer-phenylacetic acid are known (U.S. Pat. No. 1,015,554). The use of a complex medium in combination with glucose and phenylacetic acid has also been reported for the cultivation of strains carrying the PAG gene on recombinant plasmids (Robas et al., Biotechnol. Bioeng. 41, 14-24, 1993; Lee and Chang, Biotechnol. Lett. 10, 787-792 (1988).

Použitie syntetickej, chemicky definovanej živnej pôdy, obsahujúcej organický zdroj dusíka a skvasitel’ný sacharid (napr. sacharózu) ako zdroj uhlíka, ktorý je možné počas fermentácie pridávať vo viacerých dávkach, pre kmene s aktivitou PAG, uvádza CS 151 240. le známe, že aj pri použití chemicky definovaných pôd je však rýchlosť syntézy PAG značne zvýšená prídavkami iriduktora fenyloctovej kyseliny, najmä pri použití fenyloctovej kyseliny ako jediného zdroja uhlíka (Vojtíšek a Slezák, Fólia Microbiol. 20, 289-297, 1975; Babu a Panda, Bioprocess Eng. 6, 71-74, 1991).The use of a synthetic, chemically defined nutrient medium containing an organic nitrogen source and a fermentable carbohydrate (e.g. sucrose) as a carbon source that can be added in multiple batches during fermentation for strains with PAG activity is reported in CS 151 240. however, even with chemically defined soils, the rate of PAG synthesis is greatly increased by the addition of phenylacetic acid iriducer, especially when phenylacetic acid is used as the sole carbon source (Vojtíšek and Slezák, Microbiol. 20, 289-297, 1975; Babu and Panda, Bioprocess Eng) 6, 71-74 (1991).

Vzhl’adom na to, že syntéza PAG podlieha katabolickej represii glukózou (príp. inými sacharidmi) a parciálnej represii acetátom, vznikajúcej tiež pri utilizácii glukózy (Vojtíšek a Slezák, Fólia Microbiol. 20, 298-306, 1975), boli v minulosti pripravené rôzne regulačné mutantné kmene menej citlivé voči tejto represii (Robas a spol., Biotechnol. Bioeng., 41, 14-24, 1993; CS 188 631). Špecifická aktivita PAG však bez fenyloctovej kyseliny nedosiahla vysoké hodnoty (40 U.g-1 suchej hmoty buniek) (Vojtišek a Slezák, Fólia Microbiol. 20, 289-297, 1975). Rekombinantné kmene, pripravené z týchto mutantných kmeňov, sú taktiež menej citlivé voči katabolickej represii a celý rad z nich môže syntetizovať PAG konštitutívne v neprítomnosti fenyloctovej kyseliny. Vlastnosti kmeňov Escherichia coli, nesúcich rôzne rekombinované plazmidy, sú uvedené v CS 278 516 a CS (PV 1269-92).Since PAG synthesis is subject to catabolic glucose (or other carbohydrate) repression and partial acetate repression, also produced by glucose utilization (Vojtíšek and Slezák, Foil Microbiol. 20, 298-306, 1975) have been prepared in the past. various regulatory mutant strains less sensitive to this repression (Robas et al., Biotechnol. Bioeng., 41, 14-24, 1993; CS 188 631). However, the specific activity of PAG without phenylacetic acid did not reach high values (40 µg -1 dry cell mass) (Vojtišek and Slezák, Foil Microbiol. 20, 289-297, 1975). Recombinant strains prepared from these mutant strains are also less sensitive to catabolic repression and many of them can synthesize PAG constitutively in the absence of phenylacetic acid. The properties of Escherichia coli strains carrying various recombinant plasmids are disclosed in CS 278 516 and CS (PV 1269-92).

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstatou vynálezu je spôsob submerznej kultivácie buniek produkujúcich G-penicilin amidázu (PAG) v minerálnej živnej pôde, obsahujúcej ako zdroj asimilovateíného uhlíka skvasiteľný sacharid a ako zdroj dusíka anorganickú sol a minerálne živné soli, ktorý spočíva v tom, že sa v priebehu kultivácie kmeňa mikroorganizmu, najmä Escherichia coli obsahujúceho rekombinované plazmidy, pridáva skvasitel’ný sacharid v dávkach, odpovedajúcich koncentrácii 0,01 až 3,0 %, alebo kontinuálne v závislosti na spotrebe sacharidu, pri súčasnej úprave pH v rozmedzí 6,0 až 7,5, s výhodou 6,4 až 7,0, prídavkom alkálií, pri zvýšenom pH 7,3 až 8,0 na začiatku kultivácie. Živné médium môže s výhodou obsahovať vápnik vo forme rozpustnej soli, v koncentrácii Ca 2.10“s až 0,1 % a/alebo vo forme CaCOa v koncentrácii 0,05 až 1 železo vo forme rozpustných solí v koncentrácii 1.10“6 až 2.10~3 % a horčík vo forme rozpustných solí v koncentrácii Mg odpovedajúcej 0,001 až 0,05 %. Vynález sa týka kultivácie najmä buniek obsahujúcich rekombinované plazmidy, nesúce gén pre PAG. Tieto rekombinantné kmene produkujú väčšinou PAG aj bez prídavku fenyloctovej kyseliny pri súčasne zníženej represii syntézy PAG zdrojmi uhlíka (napr. glukóza, sacharóza, glycerol). Tieto vlastnosti zvýhodňuje predmetný vynález vhodne regulovanou kultiváciou na dosiahnutie maximálnej produkcie PAG. Spôsob submerznej kultivácie spočíva v použití syntetických, chemicky definovaných pôd, obsahujúcich utilizovateľný zdroj uhlíka, s výhodou sacharid, a anorganický zdroj dusíka, pričom sa obidva počas kultivácie, vzhľadom na eventuálnu a čiastočnú represiu, dávkujú, aby sa dosiahla vysoká koncentrácia buniek s vysokou aktivitou PAG. Vzhl’adom na to, že počas utilizácie zdroja uhlíka vznikajú organické kyseliny (napr. octová kyselina), ktoré znižujú pH pod optimálnu hodnotu a tým negatívne ovplyvňujú rast, je žiadúca súčasná regulácia pH. Vzhl’adom na to, že skorá regulácia pH môže negatívne ovplyvniť produkciu enzýmu, je výhodnejšie zvýšiť štartovacie pH média alebo pridať CaCOa, ktorý zvyšuje pufrovaciu kapacitu média. Pre produkciu PAG je dôležitá tiež vhodná koncentrácia Mg2+ iónov a nízka koncentrácia Fe2+ resp. Fe3+ iónov. Je výhodné dávkovať zdroj dusíka vo forme hydroxidu amónneho, čím sa súčasne udržuje optimálne pH a potrebná hladina dusíka. Celý kultivačný proces je možné kombinovať sledovaním parciálneho tlaku kyslíka (pOž) vyregulovaného tak, že rýchly a náhly nárast p02 signalizuje zastavenie rastu bunkovej kultúry z nedostatku zdroja uhlíka prípadne dusíka. Po pridaní ďalšej dávky potrebného zdroja a jeho pokračujúcej utilizácii p02 opäť poklesne. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť vysokú koncentráciu buniek s vysokou aktivitou PAG (t.zn. vysokú celkovú a špecifickú aktivitu PAG) a teda značne zvýšiť výťažnosť enzýmu a získať kvalitný bunkový materiál.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for submerged cultivation of G-penicillin amidase (PAG) producing cells in a mineral nutrient medium containing an fermentable carbohydrate as a source of assimilable carbon and an inorganic salt and mineral nutrient salts as a nitrogen source. , in particular Escherichia coli containing recombinant plasmids, adds the fermentable carbohydrate at doses corresponding to a concentration of 0.01 to 3.0%, or continuously depending on the carbohydrate consumption, while adjusting the pH in the range of 6.0 to 7.5, with preferably 6.4 to 7.0, by addition of alkali, at an elevated pH of 7.3 to 8.0 at the beginning of the cultivation. The nutrient medium may advantageously contain calcium in the form of a soluble salt, at a concentration of Ca 2.10 " with up to 0.1% and / or in the form of CaCO 3 at a concentration of 0.05 to 1 iron as soluble salts in a concentration of 1.10" 6 to 2.10 -3 % and magnesium in the form of soluble salts at a concentration of Mg corresponding to 0.001 to 0.05%. In particular, the invention relates to the cultivation of cells containing recombinant plasmids carrying the PAG gene. These recombinant strains usually produce PAG even without the addition of phenylacetic acid, while reducing the repression of PAG synthesis by carbon sources (e.g. glucose, sucrose, glycerol). These properties favor the present invention by suitably controlled cultivation to achieve maximum PAG production. The method of submerged cultivation involves the use of synthetic, chemically defined soils containing a utilizable carbon source, preferably a carbohydrate, and an inorganic nitrogen source, both dosed during cultivation, due to eventual and partial repression, to achieve high cell concentration with high activity PAG. Since organic acids (e.g. acetic acid) are formed during utilization of the carbon source, which lower the pH below the optimum value and thereby negatively affect growth, simultaneous pH control is desirable. Since early pH regulation may adversely affect enzyme production, it is preferable to increase the starting pH of the medium or to add CaCO 3, which increases the buffering capacity of the medium. An appropriate concentration of Mg 2+ ions and a low concentration of Fe 2+ resp. Fe 3+ ions. It is advantageous to feed the nitrogen source in the form of ammonium hydroxide, thereby simultaneously maintaining an optimal pH and the necessary nitrogen level. The whole culture process can be combined by monitoring the oxygen partial pressure (pO2) regulated so that a rapid and sudden increase in pO2 signals the arrest of cell culture growth from a lack of carbon or nitrogen source. After adding the next dose of the necessary source and its continued utilization, the p02 will decrease again. In this way, it is possible to achieve a high concentration of cells with a high PAG activity (i.e., a high total and specific PAG activity) and thus greatly increase the yield of the enzyme and obtain a quality cellular material.

Spôsob kultivácie je možné použiť najmä pre kmenbe Escherichia coli obsahujúce rekombinované plazmidy, nesúce PAG gén, ako sú napr. kmene obsahujúce plazmidy podlá CS 278 516 a podľa CS (PV 1269-92). Tak isto je možné kultivačný postup použiť pre rôznych producentov PAG neobsahujúcich rekombinované plazmidy, najmä so zníženou katabolickou represiou voči použitému zdroju uhlíka a bez potreby induktora. S výhodou je možné použiť kmeň Escharichia coli CCM 4228, obsahujúci rekombinovaný plazmid pKA18. Opísaným spôsobom kultivácie je možné dosiahnuť bez prítomnosti fenyloctovej kyseliny značnú produkciu PAG, pričom je eliminované nebezpečenstvo občasných lýz (rozpadnutí) bunkovej populácie v prevádzkovom meradle farmaceutického priemyslu, ku ktorým dochádzalo pri indukcii PAG fenyloctovou kyselinou (pravdepodobne genetická súvislosť uvoľnenia profága pri intenzívnom prepise génov).The culture method is particularly useful for strains of Escherichia coli containing recombinant plasmids carrying a PAG gene, such as e.g. strains containing plasmids according to CS 278 516 and according to CS (PV 1269-92). Likewise, the culture process can be used for various PAG producers without recombinant plasmids, particularly with reduced catabolic repression against the carbon source used and without the need for an inducer. Preferably, a strain of Escharichia coli CCM 4228 containing the recombinant plasmid pKA18 can be used. With the described culture method, significant PAG production can be achieved in the absence of phenylacetic acid, eliminating the risk of intermittent lysis (disintegration) of the cell population in the pharmaceutical industry's scale of induction of PAG with phenylacetic acid (probably genetic association of prophage release with intensive gene transcription) .

Množstvo PAG bolo určované v bunkách, premytých 0,1 M fosfátovým tlmivým roztokom pH 8,0, meraním počiatočnej rýchlosti hydrolýzy penicilínu G v 0,05M fosfátovom tlmivom roztoku s pH 8,0 pri teplote 37 °C v oblasti kinetiky nultého radu. Produkt reakcie 6-APK bol stanovený spektrofotometricky s použitím p-dimetylaminobenzaldehydu (Balasingham a spol., Biochim. Biophys. Acta 276, 250-260, 1972). Jednou jednotkou je také množstvo enzýmu, ktoré odpovedá tvorbe jedného mikromolu 6-APK za minútu. Špecifická aktivita je definovaná ako U.g“1 suchej hmoty buniek.The amount of PAG was determined in cells washed with 0.1 M phosphate buffer pH 8.0 by measuring the initial rate of hydrolysis of penicillin G in 0.05 M phosphate buffer pH 8.0 at 37 ° C in the zero order kinetics. The product of the 6-APK reaction was determined spectrophotometrically using p-dimethylaminobenzaldehyde (Balasingham et al., Biochim. Biophys. Acta 276, 250-260, 1972). One unit is the amount of enzyme that corresponds to the formation of one micromole of 6-APK per minute. Specific activity is defined as Ug -1 dry cell mass.

Získanú suspenziu vysoko aktívnych buniek je možné použiť alebo vo forme separovanej bunkovej pasty alebo vo forme zahustenej suspenzie ako východiskový materiál na výrobu imobilizovaných celých buniek alebo ich častí po dezintegrácii alebo je možné pastu resp. zahustenú suspenziu použiť na izoláciu surového enzýmu a jeho následnú imobilizáciu a získať tak katalyzátory s vysokou aktivitou PAG a s vysokou účinnosťou pri štiepení G-penicilínu.The obtained highly active cell suspension can be used or in the form of a separate cell paste or in the form of a thickened suspension as a starting material for the production of immobilized whole cells or parts thereof after disintegration, or a paste resp. The thickened slurry can be used to isolate the crude enzyme and then immobilize it to obtain catalysts with high PAG activity and high G-penicillin cleavage efficiency.

Vynález je ďalej doložený príkladmi uskutočnenia, ktoré ho však neobmedzujú.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.

Príklady uskutočnenia......vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

Pripravila sa tuhá a tekutá živná pôda s nalsedujúcim zložením: 2 % glycerol, 0,4 % (NhUjsSCu, 1,36 % KH2PO4, 0,3 % NaOH, 0,001 % FeSOo.ľHzO, 0,005 % CaClz.óHzO, 0,2 % MgS04.7H20, pH 7,2-7,3; sterilizácia 30 minút pri 1,2 atm. V prípade tuhej živnej pôdy bolo toto médium doplnené 1,5 % agaru. K tekutej aj tuhej pôde sa v aseptických podmienkach pridal kanamycín v koncentrácii 35 ug.rnl-1.A solid and liquid broth with the following composition was prepared: 2% glycerol, 0.4% (NhU 2 SO 4, 1.36% KH 2 PO 4, 0.3% NaOH, 0.001% FeSO 3 · 1 H 2 O, 0.005% CaCl 2 · 6 H 2 O, 0.2% MgSO 4 .7H 2 O, pH 7.2-7.3, sterilization for 30 minutes at 1.2 atm In the case of solid broth, this medium was supplemented with 1.5% agar, to aseptic conditions kanamycin at a concentration of 35 µg.rnl -1 .

Na tuhú pôdu v Petriho miskách sa naočkoval kmeň z glycerolovej konzervy, skladovanej pri -20 °C a misky sa inkubovali pri 30 °C 48 hodín. Vyrasteným kmeňom sa slučkou zaočkovalo 100 ml tekutej pôdy v 500ml varnej banke a táto sa inkubovala na rotačnej trepačke (240 ot/min, výstredník 25 mm) 24 hodín pri 30 °C.The glycerol can strain stored at -20 ° C was inoculated on solid soil in Petri dishes and the plates were incubated at 30 ° C for 48 hours. The grown strain was inoculated with 100 ml of liquid soil in a 500 ml beaker and incubated on a rotary shaker (240 rpm, 25 mm eccentric) for 24 hours at 30 ° C.

V sklenenom fermentačnom tanku s objemom 5 litrov (vnútorný priemer 158 mm, výška 250 mm), vybavenom radiálnym miešadlom so šiestimi lopatkami s priemerom 70 mm, sa pripravili 2 litre pôdy so zložením: 2 % glycerol, 0,2 % (NH4)2S0<t, 1,36 % KH2PO4, 0,3 % NaOH, 0,5 CaCOs, 0,001 % FeS04.7H20, 0,005 % CaCl2.6H20, 0,2 % MgS04.7H20, 0,015 % silikónového odpeňovača SAG 471, pH 7,2-7,3; sterilizácia 40 minút pri 1,2 atm. Roztoky MgSO4, FeSO4, CaCl2 a CaCOs boli sterilizované zvlášť.In a 5 liter glass fermentation tank (158 mm ID, 250 mm height) equipped with a radial mixer with six 70 mm blades, 2 liters of soil were prepared with the following composition: 2% glycerol, 0.2% (NH4) 2SO <t, 1.36% KH 2 PO 4, 0.3% NaOH, 0.5 CaCO 3, 0.001% FeSO 4 .7H 2 O, 0.005% CaCl 2 .6H 2 O, 0.2% MgSO 4 .7H 2 O, 0.015% silicone defoamer SAG 471, pH 7.2-7.3; sterilization for 40 minutes at 1.2 atm. Solutions MgSO4, FeSO4, CaCl 2 and CaCO are sterilized separately.

ml inokula z banky, pripraveného spôsobom ako je vyššie uvedené, sa aseptický prilialo do sterilnej živnej pôdy vo fermentačnom tanku a vykonala sa kultivácia pri teplote 25 °C, pri prevzdušnení 1 objem vzduchu na objem živnej pôdy pri frekvencii miešania 400 ot/min. Počas kultivácie sa postupne zvyšovala rýchlosť miešania až na 600 ot/min a odoberali sa vzorky na stanovenie optickej denzity kultúry, amoniakálneho dusíka, suchej hmoty buniek a aktivity PAG. V troch dávkach sa počas kultivácie pridalo celkom 0,4 % (NH4)2SO4. Kultivácia prebiehala 17 hodín. Hodnota pH kultúry na konci fermentácie bola 6,0. V jednom litri kultivačnej kvapaliny sa dosiahla produkcia PAG 4 700 U a nárast buniek 8,3 g suchej hmoty. Špecifická aktivita bola 560 U.g-1 suchej hmoty buniek.ml of inoculum from a flask prepared as described above was aseptically poured into sterile broth in a fermentation tank and cultured at 25 ° C, aerating 1 volume of air per broth volume at a stirring frequency of 400 rpm. During the cultivation, the stirring speed was gradually increased up to 600 rpm and samples were taken to determine the optical density of the culture, ammoniacal nitrogen, dry cell mass and PAG activity. A total of 0.4% (NH 4) 2 SO 4 was added in three portions during the culture. Cultivation was carried out for 17 hours. The pH of the culture at the end of the fermentation was 6.0. PAG production of 4700 U and cell growth of 8.3 g dry matter were achieved per liter of culture liquid. The specific activity was 560 µg -1 dry cell mass.

Príklad 2Example 2

Pripravila sa kultúra na tuhom agare a 10 buniek inokula Escherichia coli CCM 4228 (pKA19), ako je uvedené v príklade 1, s tým rozdielom, že tekutá pôda pre inokulum bola obohatená predzrážaným kukuričným extraktom ( 250 ml.ľ1 živnej pôdy). Predzrážaný kukuričný výluh sa pripravil nasledovne:Prepared culture on solid agar and the inocula 10 cells of Escherichia coli CCM 4228 (pKA19), as described in Example 1, except that the liquid medium for the inoculum was enriched reprecipitation corn steep liquor (1 250 ml.l culture medium). The precipated corn liquor was prepared as follows:

g kukuričného extraktu (60 % suchej hmoty) sa suspendovalo do demineralizovanej vody, pH sa upravilo 40% roztokom NaOH na 7,6, roztok sa doplnil vodou na 1 liter a zohrieval 15 minút pri 100 °C. Vzniknuté zrazeniny sa odstránili filtráciou.g of corn extract (60% dry matter) was suspended in demineralised water, the pH was adjusted to 7.6 with 40% NaOH, the solution was made up to 1 liter with water and heated at 100 ° C for 15 minutes. The resulting precipitates were removed by filtration.

V nerezovom tanku s objemom 75 litrov (priemer 348 mm, výška 810 mm), vybavenom štyrmi zarážkami, tromi radiálnymi miešadlami so šiestimi lopatkami s priemerom 122 mm, umiestnenými na 1 hriadeli (vzdialenosť miešadiel od seba 170 mm, spodného miešadla odo dna 160 mm) a aeračným vencom s priemerom 158 mm, vzdialeným 40 mm odo dna, sa pripravilo 50 1 živnej pôdy s nasledujúcim zložením: 1 % glycerol, 0,4 % (NM2SO4, 1,36 % KH2PO4, 0,3 % NaOH, 0,5 CaCOs, 0,001 % FeSO4.7H2O, 0,003 % CaClz.óHzO, 0,2 % MgSO<* „ 7H2O, 0,015 % silikónového odpeňovača SAG 471. Po sterilizácii (40 min, 1,2 atm) sa aseptický pridali roztoky MgSO<», FeSOo, CaCl2 a CaCOa (sterilizácia zvlášť) a pH sa v aseptických podmienkach upravilo 40% NaOH na hodnotu 7,6.In a 75 liter stainless steel tank (diameter 348 mm, height 810 mm) equipped with four stops, three radial mixers with six blades of 122 mm diameter, placed on one shaft (stirrer spacing 170 mm, bottom stirrer from bottom 160 mm) ) and aeration rims with a diameter of 158 mm, 40 mm from the bottom, were prepared with 50 L of nutrient broth with the following composition: 1% glycerol, 0.4% (NM2SO4, 1.36% KH2PO4, 0.3% NaOH, 0, 5 CaCO 3, 0.001% FeSO 4 .7H 2 O, 0.003% CaCl 2 · 6 H 2 O, 0.2% MgSO 4 · 7H 2 O, 0.015% silicone defoamer SAG 471. After sterilization (40 min, 1.2 atm), MgSO solutions were added aseptically. , FeSO 4, CaCl 2 and CaCO 2 (sterilization separately) and the pH was adjusted to 7.6 with a 40% NaOH under aseptic conditions.

Ďalej boli pripravené sterilné zásobné roztoky: 2,8 litra 50% (hmot/obj) glycerolu (sterilizácia 2x30 min, 1,2 atm) a 1 liter čpavkovej vody, riedenej 1:1.In addition, sterile stock solutions were prepared: 2.8 liters of 50% (w / v) glycerol (sterilization 2x30 min, 1.2 atm) and 1 liter of 1: 1 ammonia water.

Po ochladení pôdy sa vykonalo očkovanie sterilnej živnej pôdy 1 litrom inokula, ktoré sa získalo zliatím obsahu 10 baniek v aseptických podmienkach. Kultivácia prebiehala pri teplote 25 °C. Počiatočné prevzdušnenie bolo 0,3 objemu vzduchu na objem živnej pôdy pri frekvencii miešania 400 ot/min. Počas kultivácie sa meralo pH, parciálny tlak kyslíka (PO2) a odoberali sa vzorky na stanovenie optickej denzity, aminiakálneho dusíka, suchej hmoty buniek a aktivity PAG. Pri poklese p02 k nulovej hodnote (cca od 10. hodiny kultivácie) sa frekvencia miešania postupne zvyšovala. Od 17. hodiny kultivácie sa dávkovali prídavky glycerolu, odpovedajúce koncentrácii v živnej pôde 0,15 %. Pri poklese pH na hodnotu 6,6 sa začalo s reguláciou pH dávkovaním čpavkovej vody v rozsahu pH 6,3 až 6,6. Kultivácia prebiehala 21 hodín.After cooling of the soil, inoculation of sterile broth with 1 liter of inoculum was obtained, which was obtained by pouring the contents of 10 flasks under aseptic conditions. The cultivation was carried out at 25 ° C. The initial aeration was 0.3 volumes of air per volume of culture medium at a stirring frequency of 400 rpm. During cultivation, pH, oxygen partial pressure (PO2) was measured and samples were taken to determine optical density, aminiacal nitrogen, dry cell mass, and PAG activity. As the pO2 decreased to zero (from about 10 hours of culture), the stirring frequency gradually increased. Since 17 hours of culture, glycerol additions corresponding to 0.15% of the culture medium were dosed. When the pH dropped to 6.6, pH control was started by the addition of ammonia water in the pH range of 6.3 to 6.6. Cultivation was carried out for 21 hours.

V jednom litri kultivačnej kvapaliny sa dosiahla produkcia PAG 5 050 U pri náraste 7,2 g suchej hmoty buniek. Špecifická aktivita bola 701 U.g~ 1 suchej hmoty buniek.In one liter of culture liquid, PAG 5050 U production was achieved with an increase of 7.2 g dry cell mass. The specific activity was 701 µg -1 of cell dry matter.

Príklad 3Example 3

Pripravila sa kultúra kmeňa Escherichia coli CCM 4228 (pKA18) na šikmom agare spôsobom, ako je uvedený v príklade 1. Ďalej sa pripravilo 10 baniek inokula spôsobom, ako je uvedený v príklade 2, s tým rozdielom, že pôda obsahovala namiesto glycerolu 1 % sacharózy.A culture of Escherichia coli strain CCM 4228 (pKA18) on a slant agar was prepared as described in Example 1. 10 inoculum flasks were prepared as described in Example 2, except that the soil contained 1% sucrose instead of glycerol. .

V nerezovom tanku s objemom 75 litrov, s rovnakým vybavením ako v príklade 2, sa pripravilo 50 litrov pôdy s rovnakým zložením ako pri príprave inokula (t.zn. zdroj uhlíka 1 % tento účel sa vopred kukuričného extraktu Po ochladení pôdy sa očkovanie živnej pôdy sacharóza), avšak bez kanamycínu. Na pripravilo 12,5 litra predzrážaného spôsobom, ako je opísaný v príklade 2. v aseptických podmienkach uskutočnilo litrom inokula, získaným zliatím obsahu 10 baniek v aseptických podmienkach. Kultivácia v očkovacom tanku prebiehala v podmienkach prevzdušňovania 0,3 objemu vzduchu na objem pôdy pri frekvencii miešania 300 ot/min a teplote 28 °C. Počas kultivácie sa sledoval rast kultúry meraním optickej denzity. Pri prechode do stacionárnej fázy kultúry (17. hodina kultivácie) sa kultúra, ktorá vyrástla v očkovacom tanku, použila na očkovanie produkčného tanku.In a 75-liter stainless steel tank, with the same equipment as in Example 2, 50 liters of soil were prepared with the same composition as in the inoculum preparation (i.e. carbon source 1% for this purpose with corn extract). sucrose) but without kanamycin. To prepare 12.5 liters pre-precipitated as described in Example 2. under aseptic conditions, carried out a liter of inoculum obtained by pouring the contents of 10 flasks under aseptic conditions. Cultivation in the seed tank was carried out under aeration conditions of 0.3 volume of air per volume of soil at a stirring frequency of 300 rpm and a temperature of 28 ° C. During culture, the growth of the culture was monitored by measuring the optical density. At the transition to the stationary phase of the culture (5 pm culture), the culture grown in the seed tank was used to inoculate the production tank.

Do 300 litrového nerezového tanku (priemer 490 mm, výška 1460 mm), vybaveného 4 zarážkami, tromi radiálnymi miešadlami so šiestimi lopatkami s priemerom 190 mm, umiestnenými na 1 (vzdialenosť miešadiel od seba 250 mm, spodného dna 85 mm) a aeračným vencom, vzdialeným 50 mm pripravilo 180 1 pôdy s nasledujúcim zložením: 1 sacharóza, 0,4 % (NH-OzSCU, 1,36 % KH2PO4, 0,4 % NaOH, 0,1 hriadeli miešadla odo odo dna, saIn a 300 liter stainless steel tank (diameter 490 mm, height 1460 mm) equipped with 4 stops, three radial stirrers with six 190 mm diameter vanes, placed on 1 (250 mm spacing, 85 mm bottom bottom) and aeration rim, a distance of 50 mm prepared 180 l of soil with the following composition: 1 sucrose, 0.4% (NH-OzSCU, 1.36% KH2PO4, 0.4% NaOH, 0.1 stirrer shafts from below,

CaClz.6H2O, 0,2 % teplote 25 °C kyslíka (pO2)CaCl2.6H2O, 0.2% temperature 25 ° C oxygen (pO2)

CaCOa, 0,001 % FeS04.7H20, 0,003CaCO 3, 0.001% FeSO 4 .7H 2 O, 0.003

MgS04.7H20, 0,015 % silikónového odpeňovača SAG 471, pH 7,6 až 7,8, sterilizácia 40 minút, 1,2 atm. Ďalej sa pripravili sterilné zásobné roztoky: 15 1 50% roztoku sacharózy, 0,25MgSO 4 .7H 2 O, 0.015% SAG 471 silicone defoamer, pH 7.6 to 7.8, sterilization for 40 minutes, 1.2 atm. In addition, sterile stock solutions were prepared: 15 L of a 50% sucrose solution, 0.25

15% roztoku NH4C1, 6 1 čpavkovej vody (riedenej 1:1).15% NH 4 Cl solution, 6 L of ammonia water (diluted 1: 1).

Po ochladení pôdy sa v aseptických podmienkach uskutočnilo očkovanie 4 litrami kultúry z inokulačného tanku. Začiatočné prevzdušnenie bolo 0,33 objemu vzduchu na objem živnej pôdy pri frekvencii miešania 150 ot/min. Kultivácia prebiehala pri Počas kultivácie sa meralo pH, parcilány tlak a odoberali sa vzorky na stanovenie optickej denzity, amoniakálneho dusíka, suchej hmoty buniek a aktivity PAG. V 17, hodine kultivácie sa pridal NH-oCl v koncentrácii, odpovedajúcej 0,02 % v živnej pôde a začalo sa s dávkovaním sterilného roztoku sacharózy zo zásobnej fl’aše v prípade náhlaho nárastu pC>2, pričom dávky odpovedali konečnej koncentrácii sacharózy v živnej pôde 0,15 %. Od 19. hodiny kultivácie sa regulovalo pH v rozmedzí 6,4 až 6,6. Kultivácia prebie8 hala 34 hodín.After cooling the soil, aseptic conditions were inoculated with 4 liters of culture from an inoculation tank. The initial aeration was 0.33 volume of air per volume of nutrient medium at a stirring frequency of 150 rpm. Cultivation was carried out at pH. During the cultivation, pH, parcillants were measured and samples were taken for determination of optical density, ammoniacal nitrogen, dry cell mass and PAG activity. At 17 hours of culture, NH-oCl was added at a concentration corresponding to 0.02% in the broth, and dosing of sterile sucrose solution from the storage bottle was started in the event of a sudden increase in pC> 2, with doses corresponding to the final sucrose concentration in the nutrient. soil 0.15%. From 19 hours of culture, the pH was regulated in the range of 6.4 to 6.6. The cultivation takes place 34 hours.

V jednom litri kultivačnej kvapaliny sa dosiahla produkcia PAG 14 050 U a nárast 15 g suchej hmoty buniek. Špecifická aktivita bola 937 U. g“ 1 suchej hmoty buniek.In one liter of culture liquid, PAG 14,050 U production and 15 g dry cell mass were achieved. The specific activity was 937 U. g -1 dry cell mass.

Príklad 4Example 4

Kultivácia Escherichia coli CCM 4228 (pKA18) sa uskutočnila rovnakým spôsobom ako v príklade 3, s tým rozdielom, že sacharóza bola dávkovaná nepretržite v mikrodávkach, automaticky riadených podlá zmien pO2 (dávkovanie pri p02 nad 7 %). Kultivácia prebiehala 42 hodín. V jednom litri kultivačnej kvapaliny sa dosiahla produkcia PAG 21 800 U a nárast 22,4 g suchej hmoty buniek. Špecifická aktivita bola 973 U.g~1 suchej hmoty buniek.Cultivation of Escherichia coli CCM 4228 (pKA18) was performed in the same manner as in Example 3, except that sucrose was dosed continuously in micro-batches, automatically controlled according to pO2 changes (dosing at pO 2 above 7%). Cultivation was carried out for 42 hours. In one liter of culture liquid, PAG 21,800 U production and 22.4 g dry cell mass were achieved. The specific activity was 973 µg -1 of dry cell mass.

Priemyselná......využiteľnosťIndustrial applicability ......

Spôsob fermentácie podlá vynálezu je možné využiť na prípravu medziproduktov pri výrobe antibiotík, tzv. polosyntetických penicilínov resp. cefalosporínov.The fermentation process according to the invention can be used to prepare intermediates in the production of antibiotics, so-called &quot; semi-synthetic penicillins, respectively. cephalosporins.

Claims (3)

1. Spôsob submerznej kultivácie buniek, produkujúcich G-penicilín amidázu, v minerálnej živnej pôde, obsahujúcej ako zdroj asimilovatel’ného uhlíka skvasitelný sacharid a ako zdroj dusíka anorganickú sol a minerálne živné soli, saA method of submerged cultivation of G-penicillin amidase producing cells in a mineral nutrient medium containing an fermentable carbohydrate as an assimilable carbon source and an inorganic salt and a mineral nutrient source as a nitrogen source. 6,0 do 7,5, s zvýšenom pH tým, že počas kultivácie Escherichia coli obsahujúceho pridáva skvasí teľ n ý sacharid koncentrácii 0,01 až 3 %, alebo spotreby sacharidu, pri súčasvýhodou 6,4 až 7,3 až 8,0 na vyznačujúci sa kmeňa mikroorganizmu, najmä rekombinované plazmidy, v dávkach odpovedajúcich kontinuálne v závislosti od nej úprave pH v rozmedzí od 7,0, prídavkom alkálií, pri začiatku kultivácie.6.0 to 7.5, with an increased pH by adding a fermentable carbohydrate at a concentration of 0.01 to 3%, or a carbohydrate consumption, during the cultivation of Escherichia coli containing, with a concomitant 6.4 to 7.3 to 8.0 characterized by a strain of the microorganism, in particular recombinant plasmids, at dosages correspondingly to a pH adjustment in the range of 7.0 by adding alkali at the start of the cultivation. 2. Spôsob pod! nároku 1, vyznačujúci sa tým, že súčasne sa dávkuje anorganický zdroj dusíka v množstve odpovedajúcom koncentrácii 0,01 až 3 % v médiu, pričom sa ako zdroj dusíka s výhodou používa hydroxid amónny, ktorý súčasne slúži na reguláciu pH v uvedenom rozmedzí.2. Method below! Claim 1, characterized in that the inorganic nitrogen source is simultaneously metered in an amount corresponding to a concentration of 0.01 to 3% in the medium, the ammonium hydroxide being preferably used as the nitrogen source, which simultaneously serves to control the pH in said range. 3. Spôsob podlá nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že živné médium obsahuje vápnik vo forme rozpustnej soli, v koncentrácii Ca 2.10~s až 0,1 % a/alebo vo forme CaC03 v koncentrácii 0,05 až 1 %, železo vo forme rozpustných solí v koncentrácii 1.10“6 až 2.10“3 % a horčík vo forme rozpustných solí v koncentrácii Mg odpovedajúcej 0,001 až 0,05 %.3. The method according to claims 2, characterized in that the nutrient medium contains calcium in the form of soluble salts in a concentration of Ca ~ 2.10 to 0.1%, and / or in the form of CaC03 at a concentration of 0.05 to 1%, the iron in the form of soluble salts in a concentration of 1.10 " 6 to 2.10" 3 % and magnesium in the form of soluble salts in a concentration of Mg corresponding to 0.001 to 0.05%.
SK1457-94A 1994-07-04 1994-11-30 Method of a submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase SK279771B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ941616A CZ282712B6 (en) 1994-07-04 1994-07-04 Process of submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK145794A3 true SK145794A3 (en) 1996-08-07
SK279771B6 SK279771B6 (en) 1999-03-12

Family

ID=5463549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1457-94A SK279771B6 (en) 1994-07-04 1994-11-30 Method of a submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ282712B6 (en)
SK (1) SK279771B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ282712B6 (en) 1997-09-17
CZ161694A3 (en) 1996-01-17
SK279771B6 (en) 1999-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tisnadjaja et al. Citric acid production in a bubble-column reactor using cells of the yeast Candida guilliermondii immobilized by adsorption onto sawdust
Torres et al. Enhanced production of penicillin V acylase from Streptomyces lavendulae
KR101116451B1 (en) Method for culturing the nitrile hydratase-producing strain rodococcus rhodochrous m33
US4248967A (en) Enzymic complexes adapted to convert racemic hydantoins into optically active aminoacids, and their applications
Yoon et al. Phosphate effects in the fermentation of α-amylase by Bacillus amyloliquefaciens
SK145794A3 (en) Method of submerged cultivation of cells producing g-penicillin amidase
CN117586999A (en) New semi-continuous fermentation high-yield enzyme process
RU2729410C1 (en) Industrial method for microbiological synthesis of penicillin g acylase escherichia coli enzyme
Barberis et al. Dissolved oxygen concentration-controlled feeding of substrate into Kluyveromyces fragilis culture
CN110713967B (en) Escherichia coli with improved levodopa conversion and synthesis efficiency and application thereof
US5382517A (en) Process for the preparation of L-serine by an enzymatic method
US3787288A (en) Method for preparing alpha-aminobenzylpenicillin
RU2186850C2 (en) Method of citric acid producing
IE893773L (en) Biocatalysts and processes for the manufacture thereof
Kujan et al. D-Amino-acid oxidase—an improved production of the enzyme by the yeast Trigonopsis variabilis in a laboratory fermentor
CZ284178B6 (en) Process of individual submersible cultivation of cells exhibiting acylase activity of 7 {beta}-(4-carboxybutanamido)cephalosporanic acid
KR900007000B1 (en) Novel candida utilis and process for production of protein
CN118792280A (en) Lipase mutant and application thereof in single-cell protein synthesis
CS250495B1 (en) Method of yeast submerged cultivation for phenoxymethylpenicilin&#39;s enzymatic transformation into 6-aminopenicillic acid
CS262502B1 (en) Process for the submersion cultivation of bacteria type pseudomonas producing hydrolase 7 beta-/4-carboxybutanamido /cephalosporic acid
RU2420581C1 (en) Method of producing biocatalyst exhibiting cephalosporin acid synthesis activity
JPS6349091A (en) Production of tryptophan
JPH03183488A (en) Production of organic acid by fermentation method
CZ282791B6 (en) Method of submersible cultivation of cryptococcus sp. ccy 17-22-1 with a high content of intracellular v-penicillin amidase
Zeman et al. Cell aggregates of Escherichia coli with benzylpenicillin amidase activity