JPH01312996A - L−フェニルアラニンの製造方法 - Google Patents

L−フェニルアラニンの製造方法

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JPH01312996A
JPH01312996A JP14601488A JP14601488A JPH01312996A JP H01312996 A JPH01312996 A JP H01312996A JP 14601488 A JP14601488 A JP 14601488A JP 14601488 A JP14601488 A JP 14601488A JP H01312996 A JPH01312996 A JP H01312996A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、し−フェニルアラニンの製造方法、詳しくは
、酵素及び/又は微生物を用いて酵素の作用により桂皮
酸エステルを原料としてL−フェニルアラニンを製造す
る方法に関する。
〔従来の技術〕
L−フェニルアラニンは、ヒトにとって重要な必須アミ
ノ酸のひとつであり、栄養上あるいは医療上重要な物質
であるばかりではなく、ジペプチド甘味料であるアスパ
ラチルフェニルアラニンメチルエステルの原料としても
需要が増している。
酵素の作用、即ち酵素及び/又は微生物を用いて、桂皮
酸とアンモニアもしくはアンモニア供与体とからL〜フ
ェニルアラニンを製造する方法は公知であり、例えば、
英国特許第1489468号明細書、特開昭53−96
388号公報、特開昭56−26197号公報、特開昭
61−192295号公報、特開昭61−19496号
公報及び特開昭61−170398号公報等に記載され
た方法があげられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、これらの従来の方法では、高価な桂皮酸
を使用するため、製造コストが高くなってしまうことや
、高濃度の桂皮酸が微生物の増殖や酵素の作用を型置す
るため、桂皮酸から効率的にL−2エニルアラニンを製
造することは困難である等の問題点があり、経済的且つ
高効率なL−フェニルアラニンの製造方法が望まれてい
た。
従って、本発明の目的は、経済的且つ高効率なし一フェ
ニルアラニンの製造方法を提供することにある。
〔!!題を解決するための手段) 本発明は、前記目的を、酵素の作用によりL−フェニル
アラニンを製造するに際し、原料として桂皮酸エステル
とアンモニア及び/又はアンモニア供与体とを使用する
ことを特徴とするし一フェニルアラニンの製造方法を提
供することにより達成したものである。
以下、本発明のL−フェニルアラニンの製造方法につい
て詳述する。
本発明で使用される桂皮酸エステルとしては、例えば、
桂皮酸エチル、桂皮酸プロピル、桂皮酸のグリセリンエ
ステル、桂皮酸のプロピレングリコールエステル等が挙
げられ、これらの中でも、反応効率、作業性及び経済性
等の観点から、桂皮酸とテルペンアルコールとのエステ
ルが好ましい。
桂皮酸エステルを構成することが好ましい上記テルペン
アルコールとしては、例えば、メントール(Menth
ol)、ネロール(Nerol)等のモノテルペンアル
コール、ファーネスオール(Farnesol)、エラ
デスモール(Eudesmol)等のセスキテルペンア
ルコール、レチノール(netinol)、ゲラニルゲ
ラニオール(Geranylgeraniol)等のジ
テルペンアルコール、シクロアルテノール(Cyclo
artenol)、エラフォルボール(Euphorb
ol)、 α−アミリン(cr−Am yrin)、β
−アミリン(β−Amyrin)、ゲラニオール(Ce
rmanico+)、/L/ベオール(Lupeol)
、ブチロスペルモール(Buむyrospermol)
等のトリテルペンアルコール等を挙げることができ、好
ましくはトリテルペンアルコール、更に好ましくは五環
式トリテルペンアルコール、特に好ましくはα−アミリ
ン、β−アミリン、ルペオール、ブチロスペルモールで
ある。
上記の桂皮酸テルペンアルコールエステルは、広く自然
界に分布しており、特に植物油脂中に多く存在している
0本発明では、これらの桂皮酸テルペンアルコールエス
テルが存在している植物油脂を利用することができ、例
えばシア脂を利用することができる。
桂皮酸テルペンアルコールエステルは、精製したもので
も、精製していないものでも好ましく使用することがで
きる0例えば、上記のシア脂中には約2fi1%の桂皮
酸テルペンアルコールエステルが含まれており、更にシ
ア脂の分別軟質油には約10重量%の桂皮酸テルペンア
ルコールエステルが含まれているので、これらのシア脂
及びシア脂の分別軟質油をそのまま使用することができ
る。
ソノ([h、桂皮酸テルペンアルコールエステルヲ含有
する原料であればどのようなものでも好ましく使用する
ことができるが、酵素の作用を阻害するような成分を含
有する場合はこれを除去して使用することが好ましいの
は言うまでもない。
また、本発明で使用されるアンモニア供与体としては、
例えば、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸ア
ンモニウム、硝酸アンモニウム等の各種アンモニウム塩
等を挙げることができ、また微生物の培養とL−フェニ
ルアラニンの製造を同時に行う場合は、ペプトン、肉エ
キス、酵母エキス等、微生物の培養に窒素源として通常
使用されるもの等も挙げることができる。
本発明における酵素の作用とは、フェニルアラニンアン
モニアリアーゼ活性及びエステラーゼ活性による作用で
ある。
即ち、本発明においては、フェニルアラニンアンモニア
リアーゼ酵素及びエステラーゼ酵素を生産する1種以上
の微生物を培養した培地、若しくは上記微生物を培養中
の培地、若しくは上記微生物を培養前の培地に、桂皮酸
エステルとアンモニア及び/又はアンモニア供与体とを
添加して微生物を培養するか、或いは、桂皮酸エステル
を除いた培地でフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵
素及びエステラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を
培養後集菌し、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又は
アンモニア供与体とを含有する適当な培地で微生物菌体
の培養を継続するか、或いは、フェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼ酵素及ヒエステラーゼ酵素を生産する1種
以上の微生物を培養した培養液若しくはこの培養液から
集菌した微生物菌体若しくはこの微生物菌体処理物、又
はフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及ヒエステ
ラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物から分Mさhた
フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラ
ーゼ酵素を、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はア
ンモニア供与体とに作用させればよい。
本発明においては、フェニルアラニンアンモニアリアー
ゼ酵素及びエステラーゼ酵素が必要であって、必ずしも
これらの2つの酵素を同時に生産する微生物を使用する
必要はなく、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素
だけを生産する微生物若しくは該酵素を主に生産する微
生物と、エステラーゼ酵素だけを生産する微生物若しく
は該酵素を主に生産する微生物とを併用しても良く、或
いはこれらの微生物を培養した培養液若しくはこの培養
液から集菌した微生物菌体若しくはこの微生物菌体処理
物を使用しても良い。又、酵素を作用させる場合も、必
ずしも同時に生産されたフェニルアラニンアンモニアリ
アーゼ酵素及ヒエステラーゼ酵素である必要はなく、そ
れぞれ別々に生産された酵素を使用しても何ら差支え無
い。
又、これらの微生物、微生物を培養した培養液、培養液
から集菌した微生物菌体、微生物菌体処理物、及び酵素
を2種以上併用して使用しても良い。
上記微生物としては、フェニルアラニンアンモニアリア
ーゼ酵素及び/又はエステラーゼ酵素を生産する1種以
上の微生物であれば特に制限なく使用でき(但し、フェ
ニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素だけを或いは主に
生産する微生物と、エステラーゼ酵素だけを或いは主に
生産する微生物とは併用して使用する)、例えば、フェ
ニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラーゼ
酵素を生産する微生物としては、アスペルギルス(八5
PEIIGILLUS)兄、タラトスボリウム(CLA
DO3PORIUM)fi、 ] フIJ ヌス(CO
PRINUS)属、エントマイセ、11. (IENO
OMVCUS)属、ユ゛−ロチウム(EUI?OTIt
1M)属、フサリウムCFUSAI?lUM)届、ゲオ
トリカム(G艮OTRIC11t1M)属、グロメレラ
(GLOMEI?ELLA)属、ゴナトポトリウム(G
ONATO[lOT!?YU11)属、ヘヘa −7(
IIEBELOM^)属、ヒイアロデンドロン(HYA
LOD[!NDRON)属、リオフィルム(IJOPI
IYLLIIM)属、モニリエア(肋旧LIELLA)
属、ベリキj−ラリ7’ (PELL ICULARr
A) Ii、フtリオタ(P11OL10T八)属、ロ
ドトルう(RIIODOTORtlL八)属、ロドスボ
リティウム(RHODO5PORHJIUM)属、サツ
カロマイコブシス(SACCIIAROMYCOPSI
S)属、スポロボロマイセス(SPOROBOLOMV
C[!S)属、シンセファラストラム属(SYNCHP
II^LASTRUM)等が挙げられる。
又、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素だけを生
産する微生物或いは該酵素を主に生産する微生物として
は、例えば、アスペルギルス(ASPEl?GrLL[
IS)属、クラドスポリウム(CLA00SPO1?I
[IiI)属、コプリヌス(COPRINUS)属、エ
ンドマイセス(ENDOMYCI!S)属、ユーロチウ
ム(EUROTIUM)属、フサリウム(PUSARI
UM)属、ゲオトリカム(GEOTRICHUM)属、
グロメレラ(GLOMERf!LLA)属、ゴナトポト
リウム(GONATOBOTRYU?I)属、ヘベロー
マ(1111!B[!LOM^)属、ヒイアロデンドロ
ン(HYALOD[!NDRON)属、リオフィルム(
LYOPIIYLLUM)WF2、−[: 二IJ 、
11ニア (MONILIE[、[、A)属、ペリキュ
ラリア(PRLLICULARIA)属、フォリオタ(
P11OLIOT八)属、ロドトルラ(RIIODOT
ORULA)属、ロドスポリティウム(R110DOS
I+ORIDILIM)i、サツカロマイコブシス(S
ACCHAI?OMYCOPSIS) l[、スポロボ
ロマイセス(SPOROBOLOMYCES) 171
、シンセファラストラム(SYIiCEr’llA[、
ASTI?t1M) II等が挙げられ、エステラーゼ
酵素だけを生産する微生物或いは該酵素を主に生産する
微生物としては、例えば、シュードモナス(Pseud
omonas)属、セラチア(Serratia)属等
が挙げられる。
本発明における桂皮酸エステルの添加量は、使用する微
生物の種類によって異なるが、フェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼ酵素及びエステラーゼ酵素を生産する1種
以上の微生物を培養した培地、若しくは上記微生物を培
養中の培地、若しくは上記微生物を培養前の培地に、桂
皮酸エステルとアンモニア及び/又はアンモニア供与体
とを添加する場合、培地に対し好ましくはo、oi重量
%〜400重量%、より好ましくは0.1重量%〜50
重看%である。
フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラ
ーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培養した培養液
若しくはこの培養液から集菌した微生物菌体若しくはこ
の微生物菌体処理物、又は上記微生物から分離されたフ
ェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラー
ゼ酵素を、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアン
モニア供与体とに作用させる場合は、これら微生物を培
養した培養液若しくはこの培養液から集菌した微生物菌
体若しくはこの微生物菌体処理物、又は上記微生物から
分離されたフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及
びエステラーゼ酵素を製造するために使用した培地に対
し、桂皮酸エステルを好ましくはo、otmI−%〜4
00重量%、より好ましくは0.1重量%〜50重量%
添加すると良い。
但し、ここで桂皮酸エステルの好ましい添加量を規定す
るための基準とした培地の量は、使用する微生物を生産
するのに必要かつ十分な量である。
桂皮酸エステルの添加量が上記範囲以下であると、L−
フェニルアラニンの生成量が少なく、製造効率が低下す
る傾向にある。また、上記範囲以上であると、酵素反応
の効率が悪化し、やはり製造効率が低下する傾向にある
桂皮酸エステルと共に添加するアンモニア及び/又はア
ンモニア供与体の添加量は、桂皮酸エステルの桂皮酸と
してのモル数に対して、アンモニア及び/又はアンモニ
ア供与体のアンモニアとしてのモル数が好ましくは3〜
lOO倍、より好ましくは5〜80倍となる量である。
フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラ
ーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培養するために
使用する培地としては、特に制限されず、炭化水素、窒
素、無機塩類、有機微量要素等を含む通常の栄養培地が
使用できる。
上記培地の炭素源としては、グルコース、シュークロー
ス等の炭水化物、植物油脂、酢酸等の有機酸等が挙げら
れ、窒素源としては、アンモニア、酢酸アンモニウム、
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウ
ム等の各種アンモニウム塩や、ペプトン、肉エキス、酵
母エキス等があげられる。
又、上記培地は、必要に応じ、無機イオンとして各種リ
ン酸塩、硫酸塩、塩化物等を、またビタミン類等の有機
微量要素を添加することができる。
上記微生物の数を増加させるための培養、換言するとフ
ェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラー
ゼ酵素を生産するための培養は、常法により行えばよく
、例えば、好気条件下にpH2〜11及び温度を15°
Cから40゛Cの適当な範囲で1日から10日間行えば
良い。
但し、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアンモニ
ア供与体とに上記酵素が作用する時は、pH6〜11及
び温度を20°Cから40°Cの適当な範囲で反応を行
うことが好ましい。
即チ、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及び/
又はエステラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培
養前の培地に桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はア
ンモニア供与体とを添加して微生物を培養する場合は、
培養の中期からはpHが6を下回らないようにすること
が好ましい。
又、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及び/又
はエステラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培養
した培地、若しくは上記微生物を培養中の培地に、桂皮
酸エステルとアンモニア及び/又はアンモニア供与体と
を添加する場合、或いは、桂皮酸エステルを除いた培地
でフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及び/又は
エステラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培養後
集菌し、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアンモ
ニア供与体とを含有する適当な培地で培養を継続する場
合、或いはフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及
び/又はエステラーゼ酵素を生産する1種以上の微生物
を培養した培養液若しくはこの培養液から集菌した微生
物菌体若しくはこの微生物菌体処理物、又は上記微生物
から分離されたフェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵
素及びエステラーゼ酵素を、桂皮酸エステルとアンモニ
ア及び/又はアンモニア供与体とに作用させる場合は、
フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラ
ーゼ酵素を桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアン
モニア供与体とに接触させた後はpHが6を下回らない
ようにすることが好ましい。
フェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラ
ーゼ酵素を生産する1種以上の微生物を培養した培養液
若しくはこの培養液から集菌した微生物菌体若しくはこ
の微生物菌体処理物、又は上記微生物から分離されたフ
ェニルアラニンアンモニアリアーゼ酵素及びエステラー
ゼ酵素を、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアン
モニア供与体とに作用させる場合の反応液は、特に限定
されず、桂皮酸エステルとアンモニア及び/又はアンモ
ニア供与体とが前記量添加されていれば良く、又反応条
件は好ましくはpH6〜11及び温度20゛C〜40°
Cであれば良い。
培養液中若しくは反応液中に蓄積したし一フェニルアラ
ニンの分離精製は、通常のイオン交換樹脂法や、その他
公知の方法を通常のイオン交換樹脂法と組み合わせて行
うことができる。
(実施例) 以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
尚、下記実施例におけるし一フェニルアラニンの定量は
、薄層クロマトグラフィーによるニンヒドリン発色位置
、及び高速液体クロマトグラフィー(カラム:Fine
pak  Sil  C1B、移動層:水600mff
1/メタノール400d/リン110.5d/l−ペン
タンスルホン酸ナトリウム50mg)により行った。
実施例 l 下記微生物■〜■それぞれを下記組成の培地5(1+j
t(pH6)のはいった500威容三角フラスコに、−
白金耳植菌し、25°Cにて5日間、回転培養した。
培地組成 ペプトン           1.0  重量%酵母
エキス          1.0  重量%に、Po
、           0.2  重量%M g S
 Oa・7H,OO,05重量%シア軟部油(桂皮酸テ
ルペン アルコールエステル約10重 量%含有)1.0  重量% 残    部             水*培地中の
、桂皮酸としてのモル数とアンモニアとしてのモル数の
比は、l:37であった。
培養微生物 ■タラトスボリウム コロカシェ (Cladosporium colocasiae)
    IFO6698■ユーロチウム シエバリアリ ([urotium chevalieri)    
  IFO4090■ゴナトポトリウム アビキュラタ
ム (Gonatobotryum  apiculaLu
m)      rho  9098■ベリキユラリア
 フィラメントサ (Pellicularia filamentosa
)   IFO6254■口ドスポリティウム トルロ
イデス (Rhodosporjdiu+m Loruloid
es)   IFO0559■ロドトルラ テキセンシ
ス (Rhodotorula texensis)   
   IFO0932■サツカロマイコブシス フィビ
エリゲラ(Sacc)+aromycopsis fi
buligera)  IFO0107■スポロボロマ
イセス ロゼウス (Sporobolomyces roseus)  
   IFO1040上述の如くして得られた培養液に
は、それぞれ下表に示す量のし一フェニルアラニンが蓄
積していた。
*+Fo:財団法人醗酵研究所保存菌株実施例 2 0ドスボリデイウム トルロイデス(Rh o dos
poridium  toruloides。
IFO−0559)を下記組成の培地50Ir1(pI
]6)のはいった5 00 ml容三角フラスコに、−
白金耳植菌し、25°Cにて7日間、回転培養した。
培地組成 グルコース          1.0  重量%ペプ
トン           0.3  重量%NH,C
I           0.3  重量%KH,P0
.          0.05重量%に、HPo、 
         0.2  重量%M g S Oa
  ・7H,OO,05重量%シア軟部油(桂皮酸テル
ペン アルコールエステル約10重 量%含有)          1o、o重量%残  
  部             水*培地中の、桂皮
酸としてのモル数とアンモニアとしてのモル数の比は、
1:6であった。
上述の如くして得られた培養液には、2.5tagl−
のし−フェニルアラニンが蓄積していた。
実施例 3 タラトスボリウム コロカシェ(Cl a d o s
porium  colocasiaeS TFO−(
i69B)を下記組成の培地50d(pH6)のはいっ
た500d容三角フラスコに、−白金耳植菌し、25°
Cにて7日間、回転培養した。
焙養後、2.3.4.5及び6日目に、粗精製桂皮酸テ
ルペンアルコールエステル(下記組成の培地に使用した
ものと同じもの)5gをp H10゜5に調整したアン
モニア水3 railと共に合計5回添加した。
培地組成 グルコース          1.OfI量%ペプト
ン           0.3  重量%NH,CI
           0.3  重量%KH□PO’
、          0.05重量%に、IPO,0
,2重量% M g S O4・7H,OO,05重量%シア軟部油
から製造した粗精 製桂皮酸エステル(桂皮酸エ ステルとして、約60重量%)10.0重量%残   
 部             水*培地中の、桂皮酸
としてのモル数とアンモニアとしてのモル数の比は、1
:6であった。
上述の如くして得られた培養液には、2(1+g/dの
L−フェニルアラニンが蓄積していた。
実施例 4 タラトスボリウム コロカシェ (C1a d 。
sporium  colocasiae、IFO−6
698)を下記組成の培地50d(pH6)のはいった
5 00 at容三角フラスコに、−白金耳植菌し、2
5°Cにて5日間、回転培養した。
培地組成 グルコース           1.0  重量%ペ
プトン           0.3  重量%NH,
CI           0.3  重量%KH,P
O40,05重量% に、HPo、          0.2  重量%M
 g S Oa  ・7H,OO,05重量%L−フェ
ニルアラニン     0.02重1%残    部 
            水得られた培養液より菌体を
濾過により採取し、0、OIM−KH,PO,液100
1dで洗浄シタ。
28%アンモニア水4dを塩酸でp 11を10.5に
調整後、水で50m1にフィルアップしたものに、実施
例3で用いた粗精製桂皮酸エステルと同じものを1.0
g及び前記濾過菌体を加え、24時間、30°Cに保持
、反応した。反応液には、3 mg / mlのし一フ
ェニルアラニンがM積していた。
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば、高価且つ酵素の作用を阻害し易
い桂皮酸を使用することなく、安価に且つ高効率でL−
フェニルアラニンを製造できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酵素の作用によりL−フェニルアラニンを製造するに際
    し、原料として桂皮酸エステルとアンモニア及び/又は
    アンモニア供与体とを使用することを特徴とするL−フ
    ェニルアラニンの製造方法。
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