JPH04360689A - 4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸の製造法 - Google Patents

4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸の製造法

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JPH04360689A
JPH04360689A JP16086191A JP16086191A JPH04360689A JP H04360689 A JPH04360689 A JP H04360689A JP 16086191 A JP16086191 A JP 16086191A JP 16086191 A JP16086191 A JP 16086191A JP H04360689 A JPH04360689 A JP H04360689A
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halo
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、4−ハロ−3−ヒドロ
キシ酪酸の製造法に関する。4−ハロ−3−ヒドロキシ
酪酸は、種々の医薬品や生理活性物質の合成原料、例え
ば、カルニチン、3,4−ジヒドロキシブタン酸などの
合成原料として有用であることが知られている。
【0002】
【従来の技術と問題点】4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸
を製造する方法としては、4−ハロ−3−ヒドロキシブ
チロニトリルを塩酸などの鉱酸を用いて加熱する方法な
どが知られているが、強酸性下で加熱するために副生物
の生成などによる収率の低下を伴うという問題点がある
。また、生物学的手法としては、ニトリル加水分解酵素
を有する微生物を用いる方法が知られている。例えば、
バチルス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウ
ム属、シュードモナス属、サイトファーガ属、アルカリ
ゲネス属などに属する微生物を用いる方法が挙げられる
(特開昭61−173789 号公報参照)。しかしな
がら、いずれの細菌の産生する酵素も活性が高いとはい
えず、工業的な製造法としては満足し得るものではない
【0003】
【発明の概要】そこで、本発明者らは、4−ハロ−3−
ヒドロキシ酪酸を工業的に製造する方法について鋭意検
討した結果、これまでに4−ハロ−3−ヒドロキシブチ
ロニトリルを4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸へと加水分
解する活性を有するという知見のない属に属する微生物
に高いニトリル加水分解活性を見い出し、本発明を完成
するに至った。
【0004】すなわち、本発明は、ア−スロバクター(
Arthrobacter)属、カセオバクター(Ca
seobacter) 属、ノカルディア(Nocar
dia)属、シュードノカルディア(Pseudo−n
ocardia) 属およびロドコッカス(Rhodo
coccus) 属のいずれかに属する微生物由来のニ
トリル加水分解酵素を4−ハロ−3−ヒドロキシブチロ
ニトリルに作用せしめて、4−ハロ−3−ヒドロキシ酪
酸を生成せしめることを特徴とする4−ハロ−3−ヒド
ロキシ酪酸の製造法である。
【0005】
【発明の具体的説明】本発明でいうニトリル加水分解酵
素は、国際的な酵素分類の命名記号によれば、加水分解
酵素のなかでニトリル結合に作用するもの(分類3.5
.5)に属する酵素であるニトリラーゼ、およびニトリ
ル結合に作用し対応するアミド化合物を生成するニトリ
ルヒドラターゼとアミド結合に作用し対応するカルボン
酸へと加水分解するアミダーゼとの二つの酵素の組合せ
が挙げられる。
【0006】本発明で使用するニトリル加水分解酵素を
有する微生物は、アースロバクター(Arthroba
cter)、カセオバクター(Caseobacter
) 属、ノカルディア(Nocardia)属、シュー
ドノカルディア(Pseudonocardia)属ま
たはロドコッカス(Rhodococcus)属に属す
る微生物である。
【0007】具体的には、アースロバクター  グロビ
フォルミス(Arthrobacter globif
orm−is IFO 12138) 、ノカルディア
  ポリクロモゲネス(Nocardia polyc
hromogenesIFM 19) 、シュードノカ
ルディア  ファスチディオーサ(Pseudonoc
ardia fasti−diosa ATCC 31
181) 、ロドコッカス  ロドクロウス(Rhod
ococcus rhodochrousATCC 1
9140およびATCC 33025) およびロドコ
ッカス  エリスロポリス(Rhodococ−cus
 erythropolis IFO 12538、I
FO 12539 およびIFO 12540)などが
例示される。これらの菌株は、各々アメリカン  タイ
プカルチャーコレクション(ATCC)、財団法人発酵
研究所(IFO) および千葉大学真核微生物研究セン
ター(IFM) から容易に入手することができる。
【0008】さらに、本発明者らが新たに土壌より分離
したアースロバクター sp. HR1、アースロバク
ター sp. HR4、カセオバクター sp. BC
23 およびロドコッカス sp.SK92などが挙げ
られる。これらの細菌は、それぞれ微工研条寄第332
3号(アースロバクター sp. HR1) 、微工研
菌寄第11302 号(アースロバクター sp. H
R4)、微工研菌寄第11261 号(カセオバクター
 sp. BC23)および微工研条寄第3324号(
ロドコッカス sp. SK92)として工業技術院微
生物工業技術研究所(微工研)に寄託されており、その
菌学的性質は以下のとおりである。
【0009】(1) HR1株 形態                      多
形性桿菌グラム染色性               
   +芽胞                   
       −オキシダーゼ           
       −カタラーゼ            
        +集落の周辺細胞の伸長      
  認めず嫌気下での生育             
   −細胞壁のジアミノ酸          リジ
ングリコリル試験          −(アセチル型
)細胞壁の糖組成 アラビノース                −ガラ
クトース                −キノン系
                    MK−9(
H2)rod−coccus cycle      
        +
【0010】(2) HR4株 形態                      多
形性桿菌グラム染色性               
   +芽胞                   
       −運動性              
          −オキシダーゼ        
          −カタラーゼ         
           +rod−coccus cy
cle              +集落の周辺細胞
の伸長        認めず嫌気下での生育    
            −細胞壁のジアミノ酸   
       リジングルコリル試験        
  −(アセチル型)細胞壁の糖組成 アラビノース                −ガラ
クトース                −キノン系
                    MK−9(
H2)
【0011】(3) BC23株 形態                      多
形性桿菌グラム染色性               
   +芽胞                   
       −運動性              
          −オキシダーゼ        
          −カタラーゼ         
           +rod−coccus cy
cle              +集落の周辺細胞
の伸長        認めず嫌気下での生育    
            −細胞壁のジアミノ酸   
meso−ジアミノピメリン酸グルコリル試験    
      −(アセチル型)細胞壁の糖組成 アラビノース                +ガラ
クトース                +キノン系
                    MK−8(
H2)
【0012】(4) SK92株 形態                      多
形性桿菌グラム染色性               
   +芽胞                   
       −運動性              
          −オキシダーゼ        
          −カタラーゼ         
           +rod−coccus cy
cle              +周辺細胞の伸長
              認めず嫌気下での生育 
               −細胞壁のジアミノ酸
     meso−ジアミノピメリン酸グルコリル試
験          +(グルコリル型)細胞壁の糖
組成 アラビノース                +ガラ
クトース                +キノン系
                    MK−8(
H2)
【0013】以上の菌学的性質をバージェーズ・
マニュアル・オブ・システマチック・バクテリオロジー
(Bergey’s manual of syste
matic bacteriology) Vol. 
2 (1986)に従って検索すると、HR1 および
HR4 株はアースロバクター属に、BC23株はカセ
オバクター属に、およびSK92株はロドコッカス属に
属する細菌として、それぞれ同定された。
【0014】本発明で使用するニトリル加水分解酵素を
産生する微生物を培養するための培地組成としては、通
常これらの微生物が生育し得るものならば何でも使用す
ることができる。例えば、炭素源としてグルコース、フ
ラクトース、シュークロース、マルトースなどの糖類、
酢酸、クエン酸などの有機酸類、エタノール、グリセロ
ールなどのアルコール類など、窒素源としてペプトン、
肉エキス、酵母エキス、タンパク質加水分解物、アミノ
酸類などの天然窒素源の他に各種無機、有機酸アンモニ
ウム塩などが使用でき、このほか無機塩、微量金属塩、
ビタミンなどが必要に応じて適宜使用される。この際、
より高い酵素活性を誘導させるために、4−クロロ−3
−ヒドロキシブチロニトリル、プロピオニトリル、イソ
ブチロニトリル、ベンジルシアニドなどの各種ニトリル
化合物、4−クロロ−3−ヒドロキシブチルアミド、プ
ロピオンアミド、イソブチルアミドなどの各種アミド化
合物などを培地に添加することも極めて有用である。上
記微生物の培養は常法によればよく、例えば pH 4
〜10、温度10〜45℃の範囲にて好気的に10〜1
80 時間培養する。培養は液体培養、固体培養のいず
れによっても行うことができる。
【0015】4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリル
に酵素を作用させて4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸を得
る方法としては、上記のようにして得た微生物の培養液
あるいは遠心分離などにより得た菌体の懸濁液に基質を
添加する方法、菌体処理物(例えば菌体破砕物、菌体抽
出物等)あるいは常法により固定化した菌体または菌体
処理物などの懸濁液に基質を添加する方法、微生物の培
養時に基質を培養液に添加して培養と同時に反応を行う
方法などがある。反応液中の基質濃度は、特に限定する
ものではないが、 0.1〜10(W/V) %程度が
好ましく、基質は反応液に一括して加えるか、あるいは
分割添加することができる。反応温度は5〜50℃、反
応pHは4〜10の範囲で行うことが望ましい。反応時
間は基質濃度、菌体濃度あるいはそのほかの反応条件に
よって変わるが、通常1〜120 時間で終了するよう
に条件を設定することが好ましい。また、反応が進行す
ると反応液中に4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸と共にア
ンモニアが生成してくるので、反応液からこれら生成物
を除くことにより反応を加速することができる。
【0016】かくして反応液中に生成蓄積した4−ハロ
−3−ヒドロキシ酪酸は、公知の方法を用いて採取およ
び精製することができる。例えば、反応液から遠心分離
などの方法を用いて菌体を除いた後、イオン交換樹脂の
カラムにかけ溶出、濃縮することにより4−ハロ−3−
ヒドロキシ酪酸を回収する。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 (1) 培養 i) 培地A使用 下記組成の培地Aを5mlづつ試験管に分注し、 12
0℃で15分間殺菌後、イソブチロニトリルおよびイソ
ブチルアミドの各々5(W/V)%の水溶液をメンブレ
ンフィルタ−にて除菌し 100μl づつ添加した。 この培地に表−1に示す菌株を接種し、30℃にて72
時間振盪培養を行った。
【0018】
【0019】ii) 培地B使用 下記培地を 120℃で15分間殺菌後、 0.05(
W/V)%となるようにプロピオニトリルを添加し、内
径95mmのプレートに無菌的に注ぎ寒天培地を作成し
た。この培地に表−1に示す菌株を接種し30℃にて7
2時間静置培養を行った。
【0020】
【0021】(2) 反応 上記の方法により培養して得た菌体を遠心分離により集
菌し、50mMリン酸緩衝液(pH 7.2) 1.5
mlにて洗浄後、1(W/V)%の4−クロロ−3−ヒ
ドロキシブチロニトリルを含む50mMリン酸緩衝液(
pH 7.2)1mlを添加し20℃で24時間反応さ
せた。反応液中の4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸は、
ガスクロ工業(株)製の ODSカラム(Inerts
il ODS−2)を用いたHPLCにて分析した。結
果を表−1に示す。
【0022】
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ア−スロバクター(Arthroba
    cter)属、カセオバクター(Caseob−act
    er)属、ノカルディア(Nocardia)属、シュ
    ードノカルディア(Pseudonocardia)属
    およびロドコッカス(Rhodococcus) 属の
    いずれかに属する微生物由来のニトリル加水分解酵素を
    4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルに作用せしめ
    て、4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸を生成せしめること
    を特徴とする4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸の製造法。
JP16086191A 1991-06-06 1991-06-06 4−ハロ−3−ヒドロキシ酪酸の製造法 Expired - Lifetime JP2983695B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003038194A (ja) * 2001-07-26 2003-02-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003038194A (ja) * 2001-07-26 2003-02-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法

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