SK279050B6 - Spôsob mikrobiologickej prípravy aromatickýchhydro - Google Patents

Spôsob mikrobiologickej prípravy aromatickýchhydro Download PDF

Info

Publication number
SK279050B6
SK279050B6 SK3581-92A SK358192A SK279050B6 SK 279050 B6 SK279050 B6 SK 279050B6 SK 358192 A SK358192 A SK 358192A SK 279050 B6 SK279050 B6 SK 279050B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
acid
dsm
microorganisms
nicotinic acid
soluble salts
Prior art date
Application number
SK3581-92A
Other languages
English (en)
Other versions
SK358192A3 (en
Inventor
Andreas Kiener
Markus Rohner
Klaus Heinzmann
Original Assignee
Lonza A.G.
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 Lonza A.G. filed Critical Lonza A.G.
Publication of SK358192A3 publication Critical patent/SK358192A3/sk
Publication of SK279050B6 publication Critical patent/SK279050B6/sk

Links

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
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/42—Hydroxy-carboxylic acids
    • 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
    • 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
    • C12R2001/05—Alcaligenes
    • 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
    • C12R2001/38—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
    • 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
    • Y10S435/829—Alcaligenes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

kde R znamená atóm vodíka alebo atóm halogénu a X znamená atóm dusíka alebo íunkciu CR', kde R' znamená atóm vodíka alebo atóm halogénu pomocou aeróbnej biomasy zužitkujúci kyselinu nikotínovú alebo jej rozpustné soli. Východiskovou látkou je zodpovedajúca heterocyklická karboxylová kyselina alebo jej rozpustné soli.
V nasledujúcom texte sa pod výrazom kyselina nikotínová rozumejú tiež jej rozpustné soli, obzvlášť jej vo vode rozpustné soli, ako napríklad nikotinát sodný ako alkalická soľ kyseliny nikotínovej.
Doterajší stav techniky
Uvedené hydroxyheterocyklidcé karboxylové kyseliny sú dôležitými medziproduktami pri výrobe farmaceutických prostriedkov. Napríklad kyselina 6-hydroxynikotínová je dôležitý medziprodukt pri výrobe kyseliny 5,6-dichlómikotínovej podľa patentu CH 664 754 a taje opäť východiskovým produktom pre farmaceutický účinné látky podľa Setcliffa a spol., J. of Chem. and Eng. Data, 1976, zv. 21, 62, str. 246.
Známe uskutočnenie mikrobiologického spôsobu hydroxylácie kyseliny nikotínovej na kyselinu 6-hydroxynikotínovú je opísané napríklad v európskom patentovom spise 152 948. Postupuje sa tak, že sa najprv pestujú mikroorganizmy s kyselinou nikotínovou v prítomnosti extraktu kvasníc. Potom sa pre vlastnú biotransformáciu volí koncentrácia kyseliny nikotínovej ako eduktu tak, aby sa odbúranie kyseliny nikotínovej zabrzdilo na stupni kyseliny 6-hydroxynikotínovej.
Nedostatok tohto postupu spočíva v tom, že sa mikroorganizmy zužitkujúce kyselinu nikotínovú pestujú v prítomnosti extraktu kvasníc. Týmto extraktom je potom znečistený bezbunkový fermentačný roztok po pestovaní prípadne po biotransformácii. To vedie k znečisteniu izolovanej kyseliny 6-hydroxynikotínovej.
Ďalším nedostatkom je to, že sa pri tomto postupe používajú jednotné biologicky čisté kultúry mikroorganizmov, ktoré sú náchylnejšie k infekciám najmä pri fermentáciách v prevádzkovom meradle.
Ďalej je známy mikrobiologický spôsob prípravy kyseliny 5-hydroxypyrazínkartioxylovej z kyseliny pyrazínkarboxylovej podľa európskej patentovej prihlášky č. 92110425.3.
Pri tomto postupe sa pestujú jednotné biologicky čisté kultúry mikrorganizmov s alkalickou soľou kyseliny nikotínovej pred vlastnou hydroxyláciou.
Nedostatkom tohto postupu je taktiež tá skutočnosť, že sa pri tomto postupe používajú jednotné kultúry mikroorganizmov, ktoré sú náchylnejšie k infekciám najmä pri fermentáciách v prevádzkovom meradle.
Podstata vynálezu
Úlohou predloženého vynálezu je odstrániť uvedené nevýhody a dať k dispozícii jednoduchý a ekologický mikrobiologický spôsob prípravy hydroxyheterocyklických karboxylových kyselín vzorca (I).
Táto úloha sa rieši pomocou nového spôsobu podľa patentového nároku 1. Podľa vynálezu sa postupuje tak, že sa a) aeróbna biomasa zužitkujúca kyselinu nikotínovú pestuje s kyselinou nikotínovou a minerálnou kyselinou v molámom pomere kyseliny nikotínovej k minerálnej kyseline od 1 do 8, pričom sa počas celej fázy pestovania udržiava tento pomer, a potom sa b) pomocou tejto biomasy uskutoční hydroxylácia zodpovedajúca heterocyklickej karbioxylovej kyseline vzorca (II)
kde R a X majú uvedený význam alebo ich rozpustné soli, za vzniku požadovaného hydroxylovaného konečného produktu.
Pod výrazom „pestovať aeróbnu biomasu zužitkujúcu kyselinu nikotínovú alebo jej soli“ sa rozumie toto: Ak sa pestuje biomasa napríklad z kalu čistiacich zariadení ako inokulum s opísaným molárnym pomerom kyselina nikotínová-minerálna kyselina za aeróbnych podmienok, získa sa aeróbna biomasa zužitkujúca kyselinu nikotínovú. Získa sa teda biomasa, ktorá rastie s kyselinou nikotínovou ako jediným zdrojom uhlíka, dusíka a energie v prítomnosti kyslíka.
Ako inokulum je možné použiť tiež vzorky pôd z rôznych zemí, ako napríklad pôda z mestského parku v Santander (Španielsko) alebo pôda z vinice vo Visperterminen pri Vispe (Švajčiarsko).
Na rozdiel od už opísaných postupov sa pri spôsobe podľa vynálezu nepoužívajú jednotné biologicky čisté kultúry mikroorganizmov, ale sa používa biomasa zložená zo zmesových kultúr.
Molámy pomer kyseliny nikotínovej k minerálnej kyseline, t. j. pridanie zmesi zloženej z kyseliny nikotínovej a minerálnej kyseliny k bunečnej suspenzii sa uskutoční tak, že sa počas celej fázy pestovania udržiava molámy pomer kyseliny nikotínovej k minerálenej kyseline od 1 do 8.
Ako minerálne kyseliny sa môžu použiť napríklad kyselina sírová, kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná alebo kyselina fosforečná, výhodne sa používa kyselina sírová.
S istým cieľom sa pridáva zmes v priebehu pestovania biomasy (stupeň a) tak, že sa udržuje molámy pomer kyseliny nikotínovej ku kyseline sírovej od 3 do 5. To znamená, že sa na pestovanie s istým cieľom použije na jeden mol kyseliny sírovej 3 až 5 molov kyseliny nikotínovej. Výhodne sa na pestovanie použije 4 až 5 molov kyseliny nikotínovej na jeden mol kyseliny sírovej.
Zvyčajne sa uskutočňuje pestovanie aeróbnej biomasy zužitkujúcej kyselinu nikotínovú v médiu obsahujúcom minerálne soli, výhodne v médiu obsahujúcom minerálne soli, ktorého zloženie je uvedené v tabuľke 1.
Biomasa sa s istým cieľom pestuje pri hodnote pH od 5 do 9, výhodne od 6 do 8.
Teplota v priebehu pestovania biomasy je cielene medzi 15 a 50 °C, výhodne medzi 25 a 40 °C.
Zvyčajne sa biomasa pestuje od 0,5 do 3 dní.
S istým cieľom sa za týchto podmienok vo fáze pestovania izolujú mikroorganizmy druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7205 alebo druhu Pseudomonas acidavorans DSM 7203, alebo druhu Alcaligenes faecalis DSM 7204 alebo mikroorganizmy s označením DSM 7202 alebo ich zmesi.
Mikroorganizmy DSM 7205, DSM 7203, DSM 7204 a DSM 7202 boli 13. augusta 1992 uložené do Nemeckej zbierky mikroorganizmov a bunkových kultúr GmbH, Mascheroderweg lb, D-3300 Braunschweig, v zhode s budapeštianskym dohovorom.
Tieto mikroorganizmy nie sú ešte známe z literatúry a sú preto tiež súčasťou vynálezu. Mikroorganizmus s označením DSM 7202 nebol ešte taxonomicky identifikovaný a nebol zaradený k rodu.
Taxonomicky opis mikroorganizmov Pseudomonas acidovorans DSM 7205, DSM 7203 a Alcaligenes faecalis DSM 7204 je uvedený v nasledujúcom texte.
Taxonomický opis mikroorganizmu Pseudomonas acidovorans DSM 7205
Vlastnosti kmeňa bunková forma tyčinky šírka pm 0,8-0.9 dĺžka pm 1,5-9,0 pohyblivosť+ bičíkom polárne1
Gram-reakda lýza 3%-nýmKOH+ aminopeptidáza (Cemy)+ spóry oxidáza+ kataláza-t rast anaeróbny
34/41 ’C+/pH 5,7
Mao-Conkey-agar+
SS-agar+ cetrimid-agar+ testosterón pigmenty nedifundujúce difundujúce fluoreskujúce pyokyanin kyselina z (OF-test) glukózy aeróbne ?
glukózy anaeróbne glukózy alkalický + plyn z glukózy kyselina z
glukózy -
fruktózy +
xylózy
adonitu
L-arabinózy
celobiózy
dulcitu
glycerínu <-
m-inozitu
laktózy
maltózy
rafinózy
L-ramnózy
salidnu
D-sorbitu
sacharózy
trehalózy
etanolu 4*
dulcitu
ONPG/PNPG
ADH
VP -
indol -
NO2 z NO3
fenylalanindesamináza W
levan zo sacharózy -
ledtináza -
ureáza -
hydrolýza
škrobu -
želatíny -
kazeínu W
DNA -
Tweenu 80 +
eskulinu -
PHB -
odbúranie tyrozinu +
využitie substrátu
acetát +
adipát +
kaprát +
citrát +
glykolát +
levulinát +
malát + pigmenty
malonát + nedifundi^úce -
fenyl acetát + difundujuce -
L-arabinóza - fluoreskujúce -
fruktóza + pyokyanin -
glukóza - kyselina z (OF-test)
manóza - glukózy aeróbne ?
maltóza glukózy anaeróbne -
D-xylóza - glukózy alkalický +
mannitol + plyn z glukózy
glukonát +
2-ketoglukonát + kyselina z
N-acetyiglukozamín - glukózy -
L-serin - fruktózy xylózy +
quinát + adonitu
D,L-tryptofa'n + t-arabinózy
L-tarträt + celobiózy
acetamid + dulcitu
a-aminobutyrát + glycerínu m-inozitu + +
etanol w laktózy -
maltózy -
rafinózy -
Taxonomický opis mikroorganizmu Pseudonomas acidovo- L-ramnózy -
rans DSM 7203 salicínu -
Vlastnosti kmeňa bunková forma tyčinky D-sorbitu -
šírka pm 0,8-1,0 sacharózy -
dĺžka pm 2.&6.0 trehalózy -
etanolu -?
pohyblivosť + dulcitu -
bičíkom potár-1 ONPG/PNPG
Gram-reakcie -
lýza 3 %-ným KOH + ADH
aminopeptidáza (Cemy) +
spóry - VP -
oxidáza + indol -
kataláza + NO2 z NO3 +
rast
anaeróbny - fenylalanindesamináza w
37/41 ’C +/-
pH 5,7 - levan zo sacharózy -
Mac-Conkey-agar +
SS-agar + lecitináza
cetrimid-agar
testosterón -
SK 279050 Β6
ureáza
hydrolýza
škrobu -
želatíny -
kazeínu +
DNA -
Tweenu80 +
eskulínu -
PHB -
odbúranie tyrozínu +
využitie substrátu
acetát +
adipát +
kaprál +
citrát +
glykolát +
levulinát +
malát +
malonát +
fenylacetát +
L-arabinóza -
fruktóza +
glukóza -
manóza -
maltóza -
D-xylóza -
mannitol
glukonát +
2-ketoglukonát +
N-acetylglukozami'n -
L-serin -
quinát +
D,L-tryptofan +
L-tartrát +
acetamid +
a-aminobutyrát w
etanol
Taxonomický opis mikroorganizmu Alcaligenes faecalis
DSM 7204
Vlastnosti kmeňa bunková forma šírka pm dĺžka pm tyčinky
0,6-0,8
1,0-2,0 pohyblivosť bičíkom peritrich.
Gram-reakcie lýza 3 %-ným KOH aminopeptidáza (Cemy) oxidáza kalaláza rast anaeróbny 37/41 *C PH 5,7 Mac-Conkey-agar SS-agar cetrimid-agar pigmenty nedifundujúce difundujúce fluoreskujúce pyokyanin kyselina z (OF-test) glukózy aeróbne glukózy anaeróbne glukózy alkalický plyn z glukózy kyselina z
D-glukózy D-fruktózy D-xylózy
ONPG/PNPG
ADH
VP indol
NO2zNO3 denitrifikácia fenylalanindesamináza levan zo sacharózy lecitináza ureáza hydrolýza škrobu želatíny kazeínu
DNA TweenuÔO eskulínu odbúranie tyrozínu+ využitie substrátu acetát+ adipát kaprát+ citrát+ gtykolát+ levulinát
D-matát+ matonát+ fenylacetát+
L-arabinóza
D-fruktóza
D-glukóza
D-manóza maltóza
D-xylóza mannit glukonát
2-ketoglukonái +
N-acetylglukozamín
L-serín
V nasledujúcom texte sa pod pojmom heterocyklická karboxylová kyselina (substrát) na hydroxyláciu rozumejú tiež jej soli, ako napríklad jej vo vode rozpustné alkalické soli.
Po pestovaní sa môže biomasa pred vlastnou biotransformáciou (hydroxyláciu) buď oddeliť v odbore bežným spôsobom, alebo sa heterocyklická karboxylová kyselina (všeobecný vzorec (II)) určená na hydroxyláciu pridá priamo k napestovanej biomase.
Vlastná hydroxylácia heterocyklickej karboxylovej kyseliny (substrátu) sa uskutočňuje v odbore bežným spôsobom s nerastúcimi bunkami.
Výhodne sa vlastná hydroxylácia heterocyklickej karboxylovej kyseliny uskutoční s mikroorganizmami izolovanými z bunkovej biomasy v rastovej fáze, a to druhom Pseudomonas acidovorans DSM 7205, druhom Pseudomonas acidovorans DSM 7203, druhom Alcaligenes faecalis DSM 7204 alebo s mikroorganizmami s označením DSM 7202 alebo s ich zmesami.
Ako substrát sa môžu použiť napríklad kyselina nikotínová, pyrazinkarboxylová alebo ich halogenované deriváty. Ako halogenované deriváty kyseliny nikotínovej alebo kyseliny pyrazínkarboxylovej sa môžu použiť napríklad kyselina 5-chlómikotínová, 6-chlórpyrazínkarboxylová. Výhodne sa hydroxyluje kyselina nikotínová na kyselinu 6-hydroxynikotínovú alebo kyselina pyrazinkarboxylová na kyselinu 5-hydroxypyrazínkarboxylovú.
Substrát sa môže na biotransformáciu pridávať kontinuálne alebo diskontinuálne. S istým cieľom sa substrát pridáva tak, aby množstvo substrátu vo fermentore nepresiahlo 20 % hmotnostných, výhodne 15 % hmotnostných.
Ako médium sa môžu použiť médiá bežné v odbore, výhodne buď médium obsahujúce minerálne soli uvedené v tabuľke 1, alebo A-N-médium opísané v tabuľke 2.
Zvyčajne sa biotransformácia uskutočňuje s bunkami, ktoré majú optickú hustotu pri 550 nm (OD55o) alebo pri 650 nm (OD650) od 5 do 100.
S istým cieľom sa biotransformácia uskutočňuje pri hodnote pH od 5 do 9, výhodne od 6,5 do 7,5 a pri teplote účelne od 15 do 50 °C, výhodne od 25 do 35 °C.
Po obvyklom reakčnom čase od 5 do 24 hod. sa môže hydroxylovaná heterocyklická karboxylová kyselina všeobecného vzorca (I) izolovať v odbore obvyklými metódami, napríklad okyselením bezbunkového fermentačného roztoku alebo vyzrážaním vo forme ťažko rozpustných soli. Výhodne sa ako hydroxylovaná heterocyklická karboxylová kyselina izoluje kyselina 6-hydroxynikotínová alebo 5-hydroxypyrazínkarboxylová.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1 (a) Pestovanie biomasy
Fermentácia sa uskutočňuje v nesterilnom médiu obsahujúcom minerálne soli (tabuľka 1) s 1 g kyseliny nikotínovej na 1 liter, vo fermentore pracovného objemu 15 1 pri pH 7,0, pri teplote 30 °C a pri rýchlosti vetrania medzi 5 až 20 1/min. Na reguláciu pH sa pridáva k médiu len kyselina vo forme vodnej suspenzie zloženej z 307 g kyseliny nikotínovej (2,5 mol) a 49 g (0,5 mol) H2SO4 a 1 1 vody z nádoby s miešadlom, ktorá je upevnená na veku fermentora, cez pneumaticky riadený guličkový ventil. Fermentor sa naočkuje 500 ml kalu z čistiaceho zariadenia odpadných vôd, Visp. Švajčiarsko (tabuľka 2). Po 36 hod. sa fermentor vyprádzni až na 1 la naplní sa čerstvým médiom. Po ďalších 24 hod., 48 hod. a 72 hod. sa tento postup opakuje.
(b) hydroxylácia (príprava kyseliny 6-hydroxynikotínovej)
Vo chvíli, kedy optická hustota pri 550 nm dosiahne hodnotu medzi 5 až 20, premiestni sa biomasa do kyvety, aby bolo možné spektrofotometricky merať špecifickú rýchlosť tvorby kyseliny 6-hydroxynikotínovej. Biomasa sa najprv s týmto cieľom premyje 0,9 % (hmotn./obj.) roztokom NaCl. Potom sa 10 μΐ tejto bunkovej suspenzie pridá do predhriatej kyvety Quarz (1 cm svetelnej dráhy) na 30 °C, ktorá obsahuje 2990 μΐ roztoku zloženého zo 6,5 g kyseliny nikotínovej/1 a 10,1 g K2HPO4/1 a 4,0 g KH2PO4/1, pH 7,0. Potom sa meria absorpcia kyvety pri 550 nm a potom sa vypočíta z rovnakej kyvety lineárny prírastok absorpcie pri 295 nm za minútu.
Špecifická aktivita (II) sa určí podľa nasledujúceho vzorca:
θθΙϊοηΜ mm
Fermentácie sa zopakujú so vzorkou kalu z čistiaceho zariadenia Zermatt, so vzorkami pôdy z Visperterminen a vzorkami pôdy z Lac de Joux, Švajčiarsko a so vzorkou pôdy zo Santander, Španielsko (tabuľka 2).
Príklad 2
Príprava kyseliny 5-hydroxypyrazínakrboxylovej
Biomasy z fermentácií 4, 5 a 6 (tabuľka 2) sa odstredia a premyjú sa jedenkrát v 0,9 % (hmotn./obj.) roztoku NaCl. Potom sa bunky resuspendujú v litri roztoku, ktorý obsahuje 0,5 mol (70 g) amónnej soli kyseliny pyrazínkarboxylovej, pH 7,0. Optická hustota pri 650 nm potom je 20. Po 16 hod. inkubácii za aeróbnych podmienok pri pH 7,0 a teploty 30 °C sa s pomocou UV-spektroskopie stanoví kvantitatívna premena kyseliny pyrazínkarboxylovej na kyselinu 5-hydroxypyrazínkarboxylovú. Vytvorená kyselina 5-hydroxypyrazínakrboxylová nie je mikroorganizmai odbúravaná.
Pri kontrolnom pokuse sa pestuje podľa uvedeného postupu mikroorganizmu Pseudomonas acidovorans D3 (DSM 4746), ktorý je obzvlášť vhodný na priemyselnú výrobu kyseliny 5-hydroxypyrazínkarboxylovej. Ten sa použije na reakciu podľa postupu opísaného v európskej patentovej prihláške 92110425.3. Výsledky sú súhrnne uvedené v tabuľke 2.
Miesto nálezu.
(1) kal z čistiaceho zariadenia firmy ĽONZA vo Vísp/Šv0äarako (2) ptóa z brehu Lac de Joux, Le Sarttier/Švajčiarsko (3) kal z čistiaceho zariadenia v ZermetVŠv^&areko (4) pôda z vinie· vo Viepertenninen pri Visp/Švajčisrsko (5) pôda z mestského perku vo Santander v Španielsku
Príklady 3-6
Z biomasy pestovanej podľa príkladu la) je možné izolovať nasledujúce mikroorganizmy: Pseudomonas acidovorans DSM 7205 Pseudomonas acidovorans DSM 7203 Alcaligenes faecalis DSM 7204 Mikroorganizmy s označením DSM 7202.
Tieto mikroorganizmy sa pestujú za opísaných podmienok a použijú sa na hydroxyláciu kyseliny nikotínovej na kyselinu 6-hydroxynikotínovú. Výsledky sú súhrnne uvedené v tabuľke 3.
Mikroorganizmy sa pestujú v 7 litrovom fermentore, ktorý obsahuje 5 l A-N-média (tabuľka 4) s 2 g nikotinátu sodného na liter pri teplote 30 °c a pH 7,0. Na reguláciu pH sa použije 5 N NaOH a 8,5 % (obj./obj.) H3PO4. Po 18 hod. raste sa k fermentačnému roztoku pridajú dodatočne 2 g nikotinátu sodného na liter. V okamihu, kedy sú bunky v exponenciálnej rastovej fáze, fermentácia sa preruší a mikroorganizmy sa centrifugáciou oddelia od média. Potom sa bunky resuspendujú v 500 ml roztoku, ktorý obsahuje 0,27 mol (40 g) nikotinátu sodného, pH 7,0. Hodnota optickej hustoty je potom 20. Hydroxylácia kyseliny nikotínovej na 6-hydroxynikotínovú sa sleduje spektrofotometricky (tabuľka 3).
Tabuľka 1
Zloženie média obsahujúceho minerálne soli
MgCI2.6H20
CaCI2
Nä2S04
K3PO4.2H2O
0,8 gfl
0,15 9ÍI
0,25 gfl
0,7 gfl
Na3P04.12H20 2,4 gfl
SLF 1,0 g/l
FeEDTA 15,0 0Λ
Zloženie stopových prvkov (SLF) v médiu obsahujúcom minerálne soli
KOH 15,0 9η
EDTANas . 2 H2O 100,0 θ'»
ZrtSO4.7 Η2Ο 9.0 gfl
MnCl2 -4 Η2θ 4.0 9Π
H3BO3 2.7 gri
CoCl2 6 Η2θ 1.8 οΛ
CuCl2 2 H2© 1.5 gA
NiCI2.6H2O 0,18 gfl
NajMOO^ 2 H2O 0,2 9Λ
Zložení· EDTA:
EDTA Naz . 2 HZO 5,0 gri
FeSO^ 7 H2O 2,0
(pH roztoku sa upraví ria hodnotu 7,0)
Tabuľka 2
Inokuhxn OD550 pred meraním aktivity Spec. aktivita (*295- 00550-1)
(1) ARA LONZA 5.3 35.5
(2) Lacda Joux 14 20
P) ARA Zermatt 9.6 26
(4) vinice Visperterminen 12 44
(5) pôda Španielsko 10 32
(6> kontrola: Pseudomonas acidovoren» 3.5 8 35,1) dva 39 ) stanovenia
Tabuľka 3
Príklady Cas potrebný pre hydroxyláciu 0,27 mol kyáetrny nikotínovej v 500 ml izolované množstvo kyseliny 6-hydroxynikótínovej po oky sotení bezbunkevého roztoku Výťažky y % vzťaženéna kyselinu nikotínovú
príklad 3. DSM 7202 22 bod. 15,7 g (0,11 mol) 41 %
príklad 4: DSM 7203 9 hod. 30,1 g [0,22 mol) 80%
príklad S: DSM 7204 10 hod. 28,1 p (0,2 mol) 73%
príklade: DSM 7205 5 hod. 32,0 g (0,23 mol) 85%
Tabuľka 4: A-N-médium
Zloženie: Koncentrácia (mo/ll
Na2HP04 2000
KH2PO4 1OOO
NaCl 3000
MgCI2 · B H2O 400
CaCl2.2 H2O 14,5
FeC13 6 H2O 0.8
Pyrióoxalhydrochtond 10.10-3
riboHavín 5.10-3
aniid kyseliny nikotínovej 5.10-3
tiamínhydrochkxld 2.10-3
bictin 2.10-3
kyselina parrtotehová 5 10-3
p-amínobenzcát 510-3
kyselina listová 210-3
vitarntn 0j2 5 IQ*3
ZnSO4 . 7 H2O 100.10*3
MnCI2.4 H2O 90.10*3
H3BO3 300.10-3
C0CÍ2 β H2O 200 10-3
CuCI2.2 H2O 1D.10-3
NíCI2 e h2o 20.10-3
Na2MoO4 2 H2O 30.10-3
EDTANa2,2 HzO 5.10-3
FeSO4.7 H2O 2.10-3
(pH roztoku sa uprav! na hodnotu 7,0)

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob mikrobiologickej prípravy hydroxyheterocyklických karboxylových kyslín všeobecného vzorca (I)
    7205 a/alebo druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7203 a/alebo druhu Alcaligenes faecalis DSM 7204 a/alebo mikroorganizmov s označením DSM 7202, ktoré zužitkovávajú kyselinu nikotínovú alebo jej rozpustné soli.
    Koniec dokumentu kde Rj znamená atóm vodíka alebo halogénu a X znamená atóm dusíka alebo funkciu CR2, kde R2 znamená atóm vodíka alebo halogénu, vyznačujúci sa t ý m , že sa ajaeróbna biomasa zužitkujúca kyselinu nikotínovú alebo jej rozpustné soli obsahujúca mikroorganizmy rodu Pseudomonas a/alebo rodu Alcaligenes a/alebo mikroorganizmy s označením DSM 7202, sa pestuje s kyselinou nikotínovou alebo jej rozpustnými soľami a s minerálnou kyselinou v molámom pomere kyseliny nikotínovej alebo jej rozpustných solí k minerálnej kyseline od 1 do 8, pričom sa tento pomer udržiava počas celej fázy pestovania, a potom sa
    b) uskutoční hydroxylácia zodpovedajúcej heterocyklickej karboxylovej kyseliny všeobecného vzorca (II) 'N' kde R| a X majú uvedený význam alebo ich rozpustných solí s touto biomasou.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa v stupni a) ako minerálna kyselina použije kyselina sírová v molámom pomere kyseliny nikotínovej alebo jej rozpustných solí ku kyseline sírovej od 3 do
    5.
  3. 3. Spôsob podľa nároku la 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa v rastovej fáze v stupni a) izolujú mikroorganizmy druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7205 a/alebo druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7203 a/alebo Alcaligenes faecalis DSM 7204 a/alebo mikroorganizmy s označením DSM 7202 a potom sa v stupni b) uskutoční hydroxylácia s týmito mikroorganizmami.
  4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, v y značujúci sa tým, že sa v stupni b) ako heterocyklická karboxylová kyselina hydroxyluje kyselina nikotínová alebo jej rozpustné soli na kyselinu 6-hydroxynikotínovú.
  5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyzná f u j ú c i sa tým, že sa v stupni b) ako heterocyklická karboxylová kyselina hydroxyluje kyselina pyrazínkarboxylová alebo jej rozpustné soli na kyselinu 5-hydroxypyrazínkarboxylo vú.
  6. 6. Spôsob podľa apsoň jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že sa pestovanie v stupni a) a hydroxylácia v stupni b) uskutočňuje pri teplote od 15 do 50 °C a pri pH od 5 do 9.
  7. 7. Mikroorganizmy druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7205, druhu Pseudomonas acidovorans DSM 7203, druhu Alcaligenes faecalis DSM 7204 a mikroorganizmy s označením DSM 7202, ktoré zužitkovávajú kyselinu nikotínovú alebo jej rozpustné soli.
  8. 8. Spôsob prípravy kyseliny 6-hydroxynikotínovej hydroxyláciou kyseliny nikotínovej, vyznačujúci sa t ý m , že sa hydoxylácia uskutočňuje pomocou mikroorganizmov druhu Pseudomonas acidovorans DSM
SK3581-92A 1991-12-05 1992-12-04 Spôsob mikrobiologickej prípravy aromatickýchhydro SK279050B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH357291 1991-12-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK358192A3 SK358192A3 (en) 1995-11-08
SK279050B6 true SK279050B6 (sk) 1998-06-03

Family

ID=4258887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK3581-92A SK279050B6 (sk) 1991-12-05 1992-12-04 Spôsob mikrobiologickej prípravy aromatickýchhydro

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5516661A (sk)
EP (1) EP0556465B1 (sk)
JP (1) JP3153365B2 (sk)
KR (1) KR100279227B1 (sk)
AT (1) ATE163678T1 (sk)
CA (1) CA2084456A1 (sk)
CZ (1) CZ279304B6 (sk)
DE (1) DE59209218D1 (sk)
ES (1) ES2115635T3 (sk)
HU (2) HU217419B (sk)
MX (1) MX9206934A (sk)
NO (1) NO924703L (sk)
SK (1) SK279050B6 (sk)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI922125A (fi) * 1991-06-21 1992-12-22 Lonza Ag Mikrobidogiskt foerfarande foer framstaellning av 5-hydroxipyrazinkarboxylsyra
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
US5760236A (en) * 1994-11-25 1998-06-02 Lonza, Ltd. Di and trisubstituted pyridines
US5763232A (en) * 1996-02-15 1998-06-09 Mitsubishi Chemical Corporation Method for producing 3-hydroxy nitrogen-containing six-membered cylic compound
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 (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH658866A5 (de) * 1984-02-21 1986-12-15 Lonza Ag Verfahren zur herstellung von 6-hydroxynikotinsaeure.
CH658867A5 (de) * 1984-02-22 1986-12-15 Lonza Ag Verfahren zur herstellung von 6-hydroxynikotinsaeure.
CH664754A5 (en) * 1985-06-25 1988-03-31 Lonza Ag 5,6-di:chloro-nicotinic acid prodn. - by reacting 6-hydroxy-nicotinic acid with acid chloride, reacting prod. with chlorine, then with acid chloride and hydrolysing prod
IN170700B (sk) * 1989-12-20 1992-05-02 Lonza Ag
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
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
JPH05276967A (ja) * 1992-03-31 1993-10-26 Mitsubishi Kasei Corp ６−ヒドロキシ含窒素６員環化合物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX9206934A (es) 1993-07-01
US5516661A (en) 1996-05-14
CZ358192A3 (en) 1993-06-16
HUT65672A (en) 1994-07-28
NO924703L (no) 1993-06-07
ES2115635T3 (es) 1998-07-01
KR930013123A (ko) 1993-07-21
JPH05328987A (ja) 1993-12-14
SK358192A3 (en) 1995-11-08
HU217419B (hu) 2000-01-28
NO924703D0 (no) 1992-12-04
ATE163678T1 (de) 1998-03-15
EP0556465A3 (en) 1994-07-06
KR100279227B1 (ko) 2001-01-15
CZ279304B6 (cs) 1995-04-12
JP3153365B2 (ja) 2001-04-09
EP0556465A2 (de) 1993-08-25
CA2084456A1 (en) 1993-06-06
DE59209218D1 (de) 1998-04-09
EP0556465B1 (de) 1998-03-04
HU9203843D0 (en) 1993-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4624920A (en) Process for the preparation of dicarboxylic acid using microorganism
CA1168999A (en) Method for preparing 2,5-diketo-d-gluconic acid
SK279050B6 (sk) Spôsob mikrobiologickej prípravy aromatickýchhydro
US5182197A (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid
US5306630A (en) Microbiological process for hydroxylation of nitrogen-heterocyclic-carboxylic acids
US5273893A (en) Microbiological process for the production of hydroxypyrazinecarboxylic acid
US5270203A (en) Biologically pure culture of Alcaligenes faecalis DSM 6335
CA2063225C (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid
JP3810860B2 (ja) アルカリゲネス属の微生物を利用してヘテロ芳香族カルボン酸を製造する微生物学的方法
CA2077133A1 (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxypyrazinecarboxylic acid
US5238830A (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid
CA2062667C (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxynicotinic acid
US5364939A (en) Process for the production of carboxylic acid chlorides of aromatic nitrogen heterocycles
JP3789234B2 (ja) ６−ヒドロキシピコリン酸の製造方法
US5268294A (en) Alcaligenes faecalis strains useful for the microbiological process for the production of 6-hydroxypicolinic acid
HU220465B1 (hu) Mikrobiológiai eljárás 6-hidroxi-nikotinsav előállítására
CA2095166A1 (en) Microbiological process for the production of malonyl-7-aminocephalosporanic acid derivatives
JPS6349088A (ja) 微生物によるピロガロ−ル、ピロカテコ−ルもしくはそれらの誘導体の製造方法