JPH0424992B2 - - Google Patents

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JPH0424992B2
JPH0424992B2 JP16886684A JP16886684A JPH0424992B2 JP H0424992 B2 JPH0424992 B2 JP H0424992B2 JP 16886684 A JP16886684 A JP 16886684A JP 16886684 A JP16886684 A JP 16886684A JP H0424992 B2 JPH0424992 B2 JP H0424992B2
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JP
Japan
Prior art keywords
valine
isopropylhydantoin
carbamoyl
reaction
producing
Prior art date
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JP16886684A
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Japanese (ja)
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JPS6147194A (en
Inventor
Masao Shimada
Yoshuki Asai
Kenichi Ishiwatari
Shinichiro Tawaki
Teruyoshi Nakamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(発明の目的) 産業上の利用分野 本発明は、N−カルボモイル−D−バリンまた
はD−バリンの製造法に関する。更に詳しくは、
微生物の作用により、L−またはDL−イソプロ
ピルヒダントインを基質にして、N−カルバモイ
ル−D−バリンまたはD−バリンを製造する方法
に関する。 而して、その目的をするところは、農薬等の原
料として工業的に重要な物質であるD−バリンを
安価に製造することにある。 N−カルボモイル−D−バリンは、それ自体で
は大きな工業的用途はないが、化学的または酵素
的に容易にD−バリンに変換出来るので、D−バ
リンの製造原料としての用途がある。 従来の技術 従来、微生物の作用で、D−イソプロピルヒダ
ントインからN−カルバモイル−D−バリンまた
はD−バリンを製造する方法は既に知られてい
る。 しかし、微生物の作用で、L−イソプロピルヒ
ダントインからN−カルバモイル−D−バリンお
よび/またはD−バリンを製造する方法は知られ
ていない。 イソプロピルヒダントインは水溶液中でわずか
にラセミ化することが知られている。従つて、L
−イソプロピルヒダントインを原料として使用し
ても、微生物の作用で、わずかにN−カルバモイ
ル−D−バリンまたはD−バリンを生成させるこ
とができないではない。しかし、その生成速度は
非常に遅く実用的な方法とはとうてい言い難い。 発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、この点につき鋭意研究を実施し
た結果、イソプロピルヒダントインをラセミ化す
る能力を有し、且つ、D−イソプロピルヒダント
インからN−カルバモイル−D−バリンまたはD
−バリンを生成する能力を有する微生物を発見
し、これに基いて本発明を完成した。 本発明の方法によれば、化学合成法で製造され
たDL−イソプロピルヒダントインを原料にして
高収率でD−バリンを製造することができるの
で、産業上極めて有利なD−バリンの製造法とな
る。 発明の構成 本発明に使用する微生物としては、キヤンデイ
ダ属に属する微生物、例えば、キヤンデイダ・フ
イリラ(Candidaphilyla)MT−40361(微工研菌
寄 第7763号)、キヤデイダ・ビナリア
(Candidavinaria)MT−40362(微工研菌寄 第
7764号)などであり、D−バリン合成反応にこれ
らの微生物を使用するときは、これらの微生物の
培養液、または培養菌体、またはこの菌体を破砕
して得られる無細胞抽出液、または菌体を固定化
して得られる固定化物などを用いることができ
る。 上記微生物の培養は、通常は振盪培養あるいは
通気・撹拌深部培養などの好気的条件下で行な
う。培養温度は10〜35℃、好ましくは25〜35℃で
あり、培養PHは3〜8、好ましくは4.5〜6.5であ
る。 培地に使用する炭素源および窒素源は、使用菌
の利用可能なものならば何れの種類を用いてもよ
い。即ち、炭素源としては、グルコース、ガラク
トース、澱粉加水分解液、糖蜜などの炭水化物、
更にグリセロール、クエン酸、エタノールなども
使用できる。窒素源としては、アンモニア、硫酸
アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニ
ウム、酢酸アンモニウムなどの各種の無機および
有機アンモニウム塩類、または肉エキス、酵母エ
キス、麦芽エキス、コーン・スチープ・リカー、
カゼイン加水分解物、フイツシユミールなどの天
然有機窒素源も使用可能である。天然有機窒素源
の多くの場合は、窒素源であるとともに炭素源に
もなり得る。無機物として燐酸一水素カリウム、
燐酸二水素カリウム、塩化カリウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄なども必要
に応じて使用すると好都合である。 更にイソプロピルヒダントインまたはN−カル
バモイルバリン0.5〜10g/、好ましくは1〜
5g/の濃度で培地に添加しておくと菌体中の
本反応に関与する酵素の活性が高められる。 反応に使用する基質であるL−またはDL−イ
ソプロピルヒダントインの濃度に特に制限はない
が通常1〜4%の濃度が用いられ、反応温度は10
〜50℃、好ましくは25〜40℃、反応PHは3〜10、
好ましくは6〜9である。 反応液中からのN−カルバモイル−D−バリン
またはD−バリンの単離は、濃縮、中和、イオン
交換樹脂処理などの公知の方法により行なうこと
ができる。 次に実施例により本発明を更に詳明するが、本
発明はこれらの例のみに限定されるものではな
い。 実施例 1 キヤンデイダ・フイリラMT−40361を500ml容
坂口フラスコ中の100mlの培地(組成は第1表に
示す)に接種し、30℃で48時間振盪培養を行なつ
た。培養終了後、遠心集菌し、100mlの生理食塩
水を加えた後再び遠心集菌し、この菌体を0.9%
食塩水50mlに懸濁して菌体懸濁液とした。この菌
体懸濁液1mlと2%のL−イソプロピルヒダント
イン溶液(第2表に示した種類の0.2M濃度の緩
衝液にとかしてある)1mlを混合した後、30℃、
17時間撹拌しながら反応させた。 反応終了後D−バリンを液体クロマトグラフイ
ーで定量した。一方、上記反応条件下で菌体懸濁
液を加えない場合のL−イソプロピルヒダントイ
ンのラセミ化率を施光度を測定することによつて
求めた。得られた結果を第2表に示した。
(Object of the invention) Industrial application field The present invention relates to a method for producing N-carbomoyl-D-valine or D-valine. For more details,
The present invention relates to a method for producing N-carbamoyl-D-valine or D-valine using L- or DL-isopropylhydantoin as a substrate through the action of microorganisms. The purpose is to produce D-valine, which is an industrially important substance as a raw material for agricultural chemicals, at a low cost. Although N-carbomoyl-D-valine itself has no major industrial uses, it can be easily converted into D-valine chemically or enzymatically, so it can be used as a raw material for producing D-valine. BACKGROUND ART Conventionally, a method for producing N-carbamoyl-D-valine or D-valine from D-isopropylhydantoin by the action of microorganisms is already known. However, there is no known method for producing N-carbamoyl-D-valine and/or D-valine from L-isopropylhydantoin using the action of microorganisms. Isopropylhydantoin is known to slightly racemize in aqueous solution. Therefore, L
- Even if isopropylhydantoin is used as a raw material, it is possible to produce a small amount of N-carbamoyl-D-valine or D-valine through the action of microorganisms. However, the production speed is very slow and it is difficult to call this a practical method. Problems to be Solved by the Invention As a result of intensive research on this point, the present inventors have found that they have the ability to racemize isopropylhydantoin, and that D-isopropylhydantoin can be converted to N-carbamoyl-D-valine or D
- Discovered a microorganism that has the ability to produce valine, and completed the present invention based on this discovery. According to the method of the present invention, D-valine can be produced in high yield using DL-isopropylhydantoin produced by a chemical synthesis method as a raw material, so it is an industrially extremely advantageous method for producing D-valine. Become. Structure of the Invention The microorganisms used in the present invention include microorganisms belonging to the genus Candida, such as Candidaphillyla MT-40361 (Feikoken Bokuyori No. 7763), Candidavinaria MT-40362 ( Microtechnology Research Institute No.
7764), and when these microorganisms are used in the D-valine synthesis reaction, the culture solution of these microorganisms, the cultured cells, or the cell-free extract obtained by crushing the cells, or An immobilized product obtained by immobilizing bacterial cells can be used. The above-mentioned microorganisms are usually cultured under aerobic conditions such as shaking culture or submerged culture with aeration and stirring. The culture temperature is 10-35°C, preferably 25-35°C, and the culture pH is 3-8, preferably 4.5-6.5. As the carbon source and nitrogen source used in the culture medium, any type of carbon source and nitrogen source may be used as long as they are available to the bacteria used. That is, carbon sources include carbohydrates such as glucose, galactose, starch hydrolyzate, and molasses;
Furthermore, glycerol, citric acid, ethanol, etc. can also be used. Nitrogen sources include various inorganic and organic ammonium salts such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium chloride, ammonium acetate, or meat extract, yeast extract, malt extract, corn steep liquor,
Natural organic nitrogen sources such as casein hydrolyzate and fruit meal can also be used. Many natural organic nitrogen sources can be both nitrogen and carbon sources. Potassium monohydrogen phosphate as an inorganic substance,
Potassium dihydrogen phosphate, potassium chloride, sodium chloride, magnesium sulfate, ferrous sulfate, and the like may also be advantageously used as required. Furthermore, isopropylhydantoin or N-carbamoylvaline 0.5-10g/, preferably 1-10g/
When added to the culture medium at a concentration of 5 g/ml, the activity of enzymes involved in this reaction in the bacterial cells is increased. There is no particular limit to the concentration of L- or DL-isopropylhydantoin, which is the substrate used in the reaction, but a concentration of 1 to 4% is usually used, and the reaction temperature is 10%.
-50℃, preferably 25-40℃, reaction pH 3-10,
Preferably it is 6-9. Isolation of N-carbamoyl-D-valine or D-valine from the reaction solution can be performed by known methods such as concentration, neutralization, and treatment with an ion exchange resin. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 Candeida phyllilla MT-40361 was inoculated into 100 ml of medium (composition shown in Table 1) in a 500 ml Sakaguchi flask, and cultured with shaking at 30°C for 48 hours. After culturing, collect the bacteria by centrifugation, add 100ml of physiological saline, collect the bacteria again by centrifugation, and reduce the bacterial cells to 0.9%.
The cells were suspended in 50 ml of saline to obtain a cell suspension. After mixing 1 ml of this bacterial cell suspension with 1 ml of 2% L-isopropylhydantoin solution (dissolved in a 0.2 M concentration buffer of the type shown in Table 2), the mixture was heated at 30°C.
The reaction was allowed to proceed with stirring for 17 hours. After the reaction was completed, D-valine was quantified by liquid chromatography. On the other hand, under the above reaction conditions, the racemization rate of L-isopropylhydantoin was determined by measuring the degree of light exposure when no bacterial cell suspension was added. The results obtained are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 2 L−イソプロピルヒダントインの代りにDL−
イソプロピルヒダントインを用い、37℃で21時間
反応させた他は実施例1と同様に行なつた。 反応終了後、生成させたN−カルバモイル−D
−バリンおよびD−バリンの生成量を第3表に示
した。 尚、N−カルバモイル−D−バリンの光学純度
は100%であつた。
[Table] Example 2 DL- instead of L-isopropylhydantoin
The same procedure as in Example 1 was conducted except that isopropylhydantoin was used and the reaction was carried out at 37°C for 21 hours. After the reaction, the produced N-carbamoyl-D
-The amounts of valine and D-valine produced are shown in Table 3. The optical purity of N-carbamoyl-D-valine was 100%.

【表】 実施例 3 キヤンデイダ・フイリラMT−40361の代りに
キヤンデイダ・ビナリアMT−40362を用いた他
は実施例1と同様の操作を実施した。得られた結
果を第4表に示した。
[Table] Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that Candeida Vinaria MT-40362 was used instead of Candeida Firilla MT-40361. The results obtained are shown in Table 4.

【表】 実施例 4 キヤンデイダ・フイリラMT−40361の代りに
キヤンデイダ・ビナリアMT−40362を用いた他
は実施例2と同様の操作を行なつた。得られた結
果を第5表に示した。 尚、N−カルバモイル−D−バリンの光学純度
は100%であつた。
[Table] Example 4 The same operation as in Example 2 was performed except that Candeida Vinaria MT-40362 was used in place of Candeida Firilla MT-40361. The results obtained are shown in Table 5. The optical purity of N-carbamoyl-D-valine was 100%.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 キヤンデイダ属に属し、イソプロヒルヒダン
トインをラセミ化する能力を有し、且つ、D−イ
ソプロピルヒダントインからN−カルバモイル−
D−バリンまたはD−バリンを生成する能力を有
する微生物の培養液、培養菌体、または培養菌の
処理物をL−またはDL−イソプロピルヒダント
インに接触させることを特徴とするN−カルバモ
イル−D−バリンまたはD−バリンの製造法。
1 Belongs to the genus Candeida, has the ability to racemize isopropylhydantoin, and converts D-isopropylhydantoin to N-carbamoyl-
N-carbamoyl-D-, which is characterized by contacting D-valine or a culture solution of a microorganism capable of producing D-valine, cultured cells, or a treated product of a cultured microorganism with L- or DL-isopropylhydantoin. Method for producing valine or D-valine.
JP16886684A 1984-08-14 1984-08-14 Preparation of n-carbamoyl-d-valine or d-valine Granted JPS6147194A (en)

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CN103667088B (en) * 2013-12-12 2016-01-13 大连工业大学 A kind of candida and a method for microbial metabolism to prepare D-valine

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