JPH0342879B2 - - Google Patents

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JPH0342879B2
JPH0342879B2 JP17090683A JP17090683A JPH0342879B2 JP H0342879 B2 JPH0342879 B2 JP H0342879B2 JP 17090683 A JP17090683 A JP 17090683A JP 17090683 A JP17090683 A JP 17090683A JP H0342879 B2 JPH0342879 B2 JP H0342879B2
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serine
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はL−セリンの製造法に関する。 L−セリンは医薬品、食品または化学品原料と
して有用な物質である。 従来、アルカリゲネス・フアエカリスに属する
細菌から抽出した酵素標品が、β−ヒドロキシア
スパラギン酸から微量のL−セリンを生成するこ
とが知られている〔J.of Biological Chemistry,
Vol244.P353−358(1969)〕。 常に、新らたなL−セリンの製造法が求められ
ている。 本発明者は、β−ヒドロキシアスパラギン酸か
ら効率良くL−セリンを製造する方法について
種々検討した結果、β−ヒドロキシアスパラギン
酸をL−セリンに変換する能力を有する微生物の
培養物、菌体もしくは菌体処理物をβ−ヒドロキ
シアスパラギン酸に作用せしめることにより効率
よく、L−セリンが製造されることを見い出し
た。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明に用いられる微生物としては、アクロモ
バクター属、アエロモナス属、バチルス属、ブレ
ビバクテリウム属、チトロバクター属、コリネバ
クテリウム属、エルビニア属、シユードモナス属
またはビブリオ属に属し、β−ヒドロキシアスパ
ラギン酸をL−セリンに変換する能力を有する微
生物であればいずれでも使用される。その具体例
としては、 アクロモバクター・サイクロクラスタス
ATCC21921,アエロモナス・プンクタータ
ATCC11163,バチルス・ズブチリスIFO3022,
ブレビバクテリウム・イマリオフイリウム
ATCC14068,ブレビバクテリウム・ステロリク
ムATCC21387,チトロバクター・フロインデイ
ATCC6750,コリネバクテリウム・グルタミクム
FERM−P3295,エルビニア・ヘルビコラ
ATCC21434,シユードモナス・シユードアルカ
リゲネスATCC17440,シユードモナス・クロロ
ラフイスATCC9446,ビブリオ・チロシナチクス
ATCC19378,があげられる。 β−ヒドロキシアスパラギン酸に、これらの微
生物またはその処理物を作用せしめる方法として
は、これらの微生物をβ−ヒドロキシアスパラギ
ン酸を含有する発酵培地で培養してもよいし、ま
たこれらの微生物の菌体または菌体処理物を水溶
液中でβ−ヒドロキシアスパラギン酸と接触せし
めてもよい。 上記のうち、発酵液中でL−セリンを生成せし
める方法としては、β−ヒドロキシアスパラギン
酸を培養頭初から培地に添加してもよいし、培養
途中でこれを一括または分割添加してもよい。 これらの微生物の培養のために用いる培地とし
ては、通常の炭素源、窒素源、無機イオン類を含
有する培地が用いられる。さらに、必要により培
地にビタミン、アミノ酸(アラニン、アスパラギ
ン酸、グルタミン酸等)、核酸関連物質、および
これらを含有する物質が添加される。使用菌が栄
養要求を示す場合には、要求物質が適量添加され
る。 炭素源としてはグルコース、シユークロース、
フラクトース、マンノース、糖蜜、澱粉、澱粉加
水分解物、酢酸、プロピオン酸、ギ酸、メタノー
ル、エタノール等、使用菌の資化しうるものなら
ば単独あるいは混合して使用できる。 窒素源としては、アンモニアガス、アンモニア
水、尿素、各種アンモニア塩、各種硝酸塩、アミ
ノ酸類(アラニン、アスパラギン酸、グルタミン
酸、グルタミン、プロリン、メチオニン、グリシ
ン、リジン等)が用いられる。 無機イオンとしては、マグネシウム、カリウ
ム、鉄、マンガン、亜鉛、ニツケル、コバルト等
の塩類、燐酸、硫酸、硝酸の塩類が使用できる。 培養は好気的条件下で行われる。培養温度は20
〜40℃に、培養液のPHは4〜10に調整して培養さ
れる。培養5〜70時間でβ−ヒドロキシアスパラ
ギン酸がL−セリンに変換される。 又、微生物菌体またはその処理物を酵素源とし
て水溶液中でβ−ヒドロキシアスパラギン酸に接
触せしめる方法の場合には、β−ヒドロキシアス
パラギン酸と菌体または菌体処理物を含む反応液
を10〜70℃の温度範囲に調節しつつ、静置または
攪拌して反応させる。この際、菌体としては菌体
を含む培養液そのままを用いてもよい。菌体処理
物としては、菌体の機械的摩砕処理物、超音波処
理物、凍結乾燥処理物、アセトンその他の溶媒処
理菌体、酸素処理菌体、凍結乾燥菌体、界面活性
剤処理菌体、菌体の蛋白分画、菌体及び菌体抽出
物の固定化物等が用いられる。 β−ヒドロキシアスパラギン酸をL−セリンに
交換する活性の高い菌体を得るために、培地にβ
−ヒドロキシアスパラギン酸、アスパラギン酸、
フマール酸、リンゴ酸等が添加されることが多
い。培地の基本組成・培養方法は上述のような通
常の方法が採用される。 β−ヒドロキシアスパラギン酸をL−セリンに
変換せしめる反応の反応液には、必要に応じて抗
酸化剤、界面活性剤、補酵素類、溶媒類、アミン
類が添加される場合がある。 また、原料であるβ−ヒドロキシアスパラギン
酸としては、L−エリスロ(erythro)体、L−
スレオ(threo)体、D−エリスロ体、D−スレ
オ体の4種類の立体異性体が考えられるが、使用
菌によつて単独あるいは混合して使用できる。 培養あるいは反応5〜100時間後、反応液中に
多量のL−セリンが生成する。このようにして得
られたL−セリンを培養液あるいは反応液から採
取する方法としては、イオン交換樹脂を用いる方
法等公知の手法が使用される。 実施例 1 フマール酸アンモニウム0.25g/dl、フマール
酸ナトリウム0.5g/dl、ペプトン1.8g/dl、コ
ーン・スチープ・リカー1g/dl、KH2PO40.05
g/dl、MgSO4・7H2O 0.01g/dl、L−アス
パラギン酸0.1g/dl(PH7.0)の組成からなる培
地40mlを含む300ml容三角フラスコに、ブイヨン
寒天培地で生育したバチルス・プルミス
ATCC14884の菌体を1白金耳宛接触し、30℃で、
210rpmの振盪条件下で振盪培養を24時間行つた。 得られた菌体を遠心分離して、さらに0.9%
NaCl溶液で2回遠沈洗滌した後、これに50mM
のトリス(ヒドロキシメチル)メチル−2−アミ
ノエタンスルホン酸緩衝液(PH6.3)と1%のDL
−スレオ−ヒドロキシアパラギン酸を含む反応後
10mlを添加して、上記と同様に20時間振盪した。 反応液中には平均1.6mg/mlのL−セリンが生
成した。 反応終了後、反応液1を集めて遠心分離によ
つて菌体を除去し、上澄液をダウエツクス50
(H+)型樹脂に通塔した。水洗後、1.5Mアンモ
ニウム水によりL−セリンを溶出させ、溶出液を
減圧濃縮した。濃縮後に冷アルコールを加えてL
−セリンを沈澱させた結果、L−セリンの粗結晶
0.62gを得た。 実施例 2 使用菌として、第1表に示す種々の微生物を用
い、菌の生育を、培地4mlを含む試験管を用い、
反応液量を1mlとした他は実子例1と同様に行つ
た結果、第1表に示すL−セリンが生成された。 なお、L−セリンの確認はn−ブタノール:酢
酸:水=5:2:2V/V、n−ブタノール:ア
セトン:ジエチルアミン:水=180:50:20:
20V/V、エタノール:アモニア:H2O=18:
1:1V/Vの溶媒系を用いる薄層クロマトグラ
フイーおよびアミノ酸自動分析機で、L−セリン
の定量はコリネバクテリウム・グルタミクムのセ
リン要求性変異株を用いるバイオアツセイ法で実
施した。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing L-serine. L-serine is a substance useful as a raw material for pharmaceuticals, foods, or chemicals. It has been known that enzyme preparations extracted from bacteria belonging to Alcaligenes faecalis produce trace amounts of L-serine from β-hydroxyaspartic acid [J. of Biological Chemistry,
Vol244.P353-358 (1969)]. There is always a need for new methods for producing L-serine. As a result of various studies on methods for efficiently producing L-serine from β-hydroxyaspartic acid, the present inventors found that a culture, bacterial cells, or bacteria of a microorganism that has the ability to convert β-hydroxyaspartic acid to L-serine was developed. It has been discovered that L-serine can be efficiently produced by allowing a body-treated product to act on β-hydroxyaspartic acid. The present invention will be explained in detail below. The microorganisms used in the present invention belong to the genus Achromobacter, Aeromonas, Bacillus, Brevibacterium, Titrobacter, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas, or Vibrio, and contain β-hydroxyaspartic acid. Any microorganism that has the ability to convert L-serine can be used. A specific example is Achromobacter Cycloclastus
ATCC21921, Aeromonas punctata
ATCC11163, Bacillus subtilis IFO3022,
Brevibacterium imariophylium
ATCC14068, Brevibacterium sterolicum ATCC21387, Titrobacter freundei
ATCC6750, Corynebacterium glutamicum
FERM−P3295, Erwinia herbicola
ATCC21434, Pseudomonas pseudoalcaligenes ATCC17440, Pseudomonas chlorolahuis ATCC9446, Vibrio tyrosinaticus
ATCC19378 is mentioned. As a method for allowing these microorganisms or their processed products to act on β-hydroxyaspartic acid, these microorganisms may be cultured in a fermentation medium containing β-hydroxyaspartic acid, or the bacterial cells of these microorganisms may be cultured in a fermentation medium containing β-hydroxyaspartic acid. Alternatively, the treated bacterial cells may be brought into contact with β-hydroxyaspartic acid in an aqueous solution. Among the above methods, β-hydroxyaspartic acid may be added to the medium from the beginning of the culture head, or it may be added all at once or in portions during the culture to produce L-serine in the fermentation liquid. . As a medium used for culturing these microorganisms, a medium containing a usual carbon source, nitrogen source, and inorganic ions is used. Furthermore, if necessary, vitamins, amino acids (alanine, aspartic acid, glutamic acid, etc.), nucleic acid-related substances, and substances containing these are added to the medium. If the bacteria used exhibit nutritional requirements, an appropriate amount of the required substance is added. Carbon sources include glucose, sucrose,
Fructose, mannose, molasses, starch, starch hydrolyzate, acetic acid, propionic acid, formic acid, methanol, ethanol, etc., which can be assimilated by the bacteria used, can be used alone or in combination. As the nitrogen source, ammonia gas, aqueous ammonia, urea, various ammonia salts, various nitrates, and amino acids (alanine, aspartic acid, glutamic acid, glutamine, proline, methionine, glycine, lysine, etc.) are used. As the inorganic ion, salts of magnesium, potassium, iron, manganese, zinc, nickel, cobalt, etc., and salts of phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid can be used. Cultivation is carried out under aerobic conditions. The culture temperature is 20
The culture is carried out at ~40°C and the pH of the culture medium is adjusted to 4-10. β-hydroxyaspartic acid is converted to L-serine after 5 to 70 hours of culture. In addition, in the case of a method in which microbial cells or a treated product thereof is brought into contact with β-hydroxyaspartic acid in an aqueous solution as an enzyme source, a reaction solution containing β-hydroxyaspartic acid and bacterial cells or a treated product of bacterial cells is mixed for 10 to 10 minutes. Allow to react by standing or stirring while adjusting the temperature within the 70°C range. At this time, as the bacterial cells, a culture solution containing the bacterial cells may be used as is. Examples of processed bacterial cells include mechanically ground bacterial cells, ultrasonicated bacterial cells, freeze-dried bacterial cells, acetone and other solvent-treated bacterial cells, oxygen-treated bacterial cells, freeze-dried bacterial cells, and surfactant-treated bacterial cells. For example, immobilized products of microbial cells, protein fractions of microbial cells, microbial cells and bacterial cell extracts, etc. are used. In order to obtain bacterial cells with high activity of exchanging β-hydroxyaspartic acid to L-serine, β
-hydroxyaspartic acid, aspartic acid,
Fumaric acid, malic acid, etc. are often added. As for the basic composition of the medium and the culture method, the usual methods described above are employed. Antioxidants, surfactants, coenzymes, solvents, and amines may be added to the reaction solution for converting β-hydroxyaspartic acid to L-serine as necessary. In addition, as the raw material β-hydroxyaspartic acid, L-erythro form, L-
There are four possible stereoisomers: threo, D-erythro, and D-threo, and they can be used alone or in combination depending on the bacteria used. After 5 to 100 hours of culture or reaction, a large amount of L-serine is produced in the reaction solution. As a method for collecting L-serine thus obtained from the culture solution or reaction solution, known methods such as a method using an ion exchange resin are used. Example 1 Ammonium fumarate 0.25 g/dl, sodium fumarate 0.5 g/dl, peptone 1.8 g/dl, corn steep liquor 1 g/dl, KH 2 PO 4 0.05
Bacillus grown on bouillon agar medium was placed in a 300 ml Erlenmeyer flask containing 40 ml of a medium with the following compositions: g/dl, MgSO 4 7H 2 O 0.01 g/dl, and L-aspartic acid 0.1 g/dl (PH 7.0). Plumis
Contact one platinum loop of ATCC14884 bacterial cells and heat at 30°C.
Shaking culture was performed for 24 hours under shaking conditions of 210 rpm. The obtained bacterial cells were centrifuged and an additional 0.9%
After centrifugation washing twice with NaCl solution, add 50mM
Tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer (PH6.3) and 1% DL
- after reaction involving threo-hydroxyapartic acid
10 ml was added and shaken for 20 hours in the same manner as above. An average of 1.6 mg/ml of L-serine was produced in the reaction solution. After the reaction is complete, reaction solution 1 is collected, the bacterial cells are removed by centrifugation, and the supernatant is filtered using Dowex 50.
(H + ) type resin was passed through the column. After washing with water, L-serine was eluted with 1.5M ammonium water, and the eluate was concentrated under reduced pressure. After concentration, add cold alcohol and
- As a result of serine precipitation, crude crystals of L-serine
0.62g was obtained. Example 2 Various microorganisms shown in Table 1 were used as bacteria, and the growth of the bacteria was measured using a test tube containing 4 ml of culture medium.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of reaction liquid was changed to 1 ml. As a result, L-serine shown in Table 1 was produced. In addition, confirmation of L-serine is n-butanol:acetic acid:water=5:2:2V/V, n-butanol:acetone:diethylamine:water=180:50:20:
20V/V, ethanol: ammonia: H 2 O = 18:
Quantification of L-serine was carried out by a bioassay method using a serine-auxotrophic mutant of Corynebacterium glutamicum using thin layer chromatography using a 1:1 V/V solvent system and an automatic amino acid analyzer. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アクロモバクター属、アエロモナス属、バチ
ルス属、ブレビバクテリウム属、チトロバクター
属、コリネバクテリウム属、エルビニア属、シユ
ードモナス属またはビブリオ属に属し、β−ヒド
ロキシアスパラギン酸をL−セリンに変換する能
力を有する微生物の培養物、菌体もしくは菌体処
理物をβ−ヒドロキシアスパラギン酸に作用せし
めてL−セリンを生成させ、これを採取すること
を特徴とするL−セリンの製造法。
1 Belongs to the genus Achromobacter, Aeromonas, Bacillus, Brevibacterium, Titrobacter, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas or Vibrio and has the ability to convert β-hydroxyaspartic acid to L-serine. 1. A method for producing L-serine, which comprises reacting a culture, cells, or treated product of a microorganism with β-hydroxyaspartic acid to produce L-serine, and collecting the L-serine.
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