JPH048036B1 - - Google Patents

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JPH048036B1
JPH048036B1 JP2584285A JP2584285A JPH048036B1 JP H048036 B1 JPH048036 B1 JP H048036B1 JP 2584285 A JP2584285 A JP 2584285A JP 2584285 A JP2584285 A JP 2584285A JP H048036 B1 JPH048036 B1 JP H048036B1
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acid
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microorganisms
manufacturing
microorganism
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Junzo Hasegawa
Masahiro Ogura
Hiroshi Kanema
Kyoshi Watanabe
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、微生物を利用した、2種の異なる官
能基を有し、医薬、農薬などの有用な合成中間体
であるL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸の製造法に
関し、更に詳しくはキヤンデイダ属あるいはデバ
リオマイセス属に属し、酪酸をL(+)−β−ヒド
ロキシ酪酸に変換する能力を有する微生物から誘
導された、L(+)−β−ヒドロキシ酪酸を単一炭
素源とする栄養培地に生育しないか、もしくは生
育の弱い変異株を、炭素数4、5の飽和脂肪酸、
あるいはα,β−不飽和脂肪酸またはアルコール
に作用させ、生成する炭素数4あるいは5のL
(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸を採取することを特
徴とするL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸の製造法
に関する。 (従来の技術と問題点) 炭素数4個のL(+)−β−ヒドロキシ酪酸の製
造法に関しては、アセト酢酸エチルをパン酵母に
よる不斉還元によりL(+)−β−ヒドロキシ酪酸
エチルとして得る方法等が知られているが(森
ら;日本化学会誌第9号、1315頁、1983年)、多
量の酵母を必要とし経済的な方法とは考え難い。
一方、炭素数5個のL(+)−β−ヒドロキシ吉草
酸の製法に関してはβ−ケト吉草酸エチルをパン
酵母還元によりD(−)−β−ヒドロキシ吉草酸エ
チルとして得る方法が知られているが〔フレータ
ーら、ヘルベテイカ キミカ アクタ(G,
Frater,Helvetica Chimica Acta)62巻、2829
頁、1973年〕、立体配置が逆である。 本発明者らは、先にキヤンデイダ・ルゴーザ
(Candida rugosa)IFO 1542により吉草酸から
L(+)−β−ヒドロキシ吉草酸を生産しうること
を見い出しているが(特公昭59−53838)、通常の
微生物は直鎖状のL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸
を極めて容易に代謝するために収率が極めて低
く、大量生産にはむかない。 そこで本発明者らは、安価で、かつ効率的なL
(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸の製造法を開発すべ
く研究の結果、サツカロマイコピシス属、エンド
マイセス属、あるいはピキヤ属に属し、酪酸をL
(+)−β−ヒドロキシ酪酸に変換する能力を有す
る微生物を変異改良し、L(+)−β−ヒドロキシ
酪酸を単一炭素源とする栄養培地に生育しない変
異株に誘導することにより、酪酸、クロトン酸あ
るいはn−ブチルアルコールからL(+)−β−ヒ
ドロキシ酪酸を、吉草酸、2−ペンテン酸あるい
はn−アミルアルコールからL(+)−β−ヒドロ
キシ吉草酸を高収率に生産しうることを見い出し
て、既に特許出願(特願昭59−44753)している
が、更に検討を重ねた結果、このような能力を有
する変異株として、キヤンデイダ属、あるいはデ
バリオミセス属に属する微生物の変異株を見出
し、本発明を完成した。 (問題点を解決するための手段) 本発明を実施するに当り、変異株取得のために
用いられる親株として、キヤンデイダ・パラルゴ
ーザ(Candida pararugosa)IFO 0966、デバリ
オマイセス・ハンセンニ(Debaryomyces
hansenii)IFO 0032等があるが、酪酸をL(+)
−β−ヒドロキシ酪酸に、吉草酸をL(+)−β−
ヒドロキシ吉草酸に変換する能力を有する微生物
であればいずれも用いることができる。 微生物と基質とを作用させL(+)−β−ヒドロ
キシ脂肪酸に変換させる方法としては、微生物を
栄養培地で培養し、得られた培養液に、あるいは
培養液から微生物を分離して菌体懸濁液を調製
し、それに基質を反応させる方法、あるいは基質
を添加した培地で微生物を培養することにより微
生物と基質を反応させる方法等がある。また分離
菌体は水不溶性ポリマー等で固定化した状態でも
使用しうる。 微生物と基質との接触反応時に該微生物が利用
しうるエネルギー源を補給することによりL(+)
−β−ヒドロキシ脂肪酸の生産性は向上する。こ
の際に好ましいエネルギー源としてはグルコー
ス、グリセロール等がある。 通常の微生物はL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸
の代謝速度が早いため、L(+)−β−ヒドロキシ
脂肪酸の蓄積量は極めて少なく、経済的に生産す
ることは困難である。そこで効率的に多量蓄積さ
せるには、L(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸の代謝
速度が遅いか、もしくは代謝しない変異株、換言
すればL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸を単一炭素
源とする栄養培地に生育しないか、もしくは生育
の弱い変異株を使用することが有利である。 この様な変異株を得るには人工変異あるいは自
然変異を利用するが、効率的に行なうには通常人
工変異が用いられる。人工変異方法としては、X
線照射、紫外線照射、γ線処理、およびN−メチ
ル−N−ニトロ−N′−ニトロソグアニジン
(NTG)などの変異誘起剤による処理が用いられ
る。具体的な例として本発明者らがL(+)−β−
ヒドロキシ脂肪酸を代謝しない変異株を得るため
に行つたNTGによる変異方法の1例について示
すと、次のとおりである。ただし、目的とする変
異株が得られれば良いのであつて、この方法に限
定されるものではない。 保存用スラント(キヤンデイダ・パルゴーザ
IFO 0966)から1白金耳をグルコース40g、
(NH4)2HPO413g、KH2PO47g、MgSO4
7H2O0.8g、ZnSO4・7H2O60mg、FeSO4
7H2O90mg、CuSO4・5H2O5mg、MnSO4
4H2O10mg、NaCl0.1g、ビオチン1mg、チアミン
−HCl2mg、水1、PH7.2の組成から成るS培地
30mlを500ml容フラスコに入れ接種し、30℃、20
時間振とう培養した。その培養液1.5mlを0.5Mリ
ン酸緩衝液(PH7.0)で洗浄後、0.5mg/mlNTG溶
液3mlに懸濁し、4℃、60分間放置した。その
後、同じ緩衝液で3回洗浄し、次の組成からなる
固形平板培地C培地(グルコース20g、イースト
エキス5g、肉エキス10g、ベプトン10g、寒天
20g、水1、PH7.0)に塗布し、コロニーを出現
させた。このコロニーをS培地のグルコースの代
りに酪酸10g、寒天20gを加えたPH7.0のB培地に
レプリカし、30℃で2日間培養した。このB培地
上で生育不良の菌(酪酸非資化性株)を選んだ。
この様にして得た酪酸非資化性株をS培地に植
え、30℃、48時間培養し、L(+)−β−ヒドロキ
シ酪酸の生産をガスクロマトグラフイー法〔長谷
川ら;ジヤーナル・オブ・フアーメンテイシヨ
ン・テクノロジー(J.Ferm.Tech.)誌59巻、257
頁、1981年〕で分析し、L(+)−β−ヒドロキシ
酪酸生産株を選んだ。この様にして選んだ変異株
はL(+)−β−ヒドロキシ酪酸を単一炭素源とす
る栄養培地(例えばS培地のグルコースの代りに
L(+)−β−ヒドロキシ酪酸を添加した培地)で
の生育が著しく低下しており、本発明に使用でき
る。他の属の微生物の変異も同様な手法を用いて
行なう事ができ、本発明を実施するために上記方
法で得た変異株の例として、キヤンデイダ・パラ
ルゴーザ(Candida pararugosa)KT 84015、
デバリオマイセス・ハンセンニ(Debaryomyces
hansenii)KT 84016等がある。この変異株の性
質としては親株と殆んど差が認められないが、表
−1に示すとおりL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸
の資化性において著しい差が認められた。
【表】 ++++:生育良好、−:生育不良
なお、これらの変異株は、表−2に示すとお
り、工業技術院微生物工業研究所に下記の番号で
寄託してある。
【表】
【表】 本発明に使用する微生物培養用培地は、グルコ
ース、グリセロール等の炭素源、アンモニア、硫
安、ペプトン、カザミノ酸等の無機・有機の含窒
素化合物の窒素源、リン酸カリウム、硫酸マグネ
シウム等生育に必要な無機塩類、更にビオチン等
のビタミン類、その他必要に応じて通常の微生物
培養に用いられる種々の栄養源を適宜配合して用
いることができる。培養には殺菌した培地に菌を
接種し、20〜45℃の温度でPH6〜9に保ちつつ1
〜10日間通気撹拌、振とう培養等好気的に行な
う。培養初期に菌体生産があり、その後L(+)−
β−ヒドロキシ脂肪酸の生産が行なわれる。また
L(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸の生産時にエネル
ギー源としてグルコースまたはグリセロール等を
補給することにより、より効率的にL(+)−β−
ヒドロキシ脂肪酸の生産が行なわれる。基質は培
養初期から培地に加えても、菌体生育後に添加し
ても、いずれでも良い。 培養液あるいは菌体反応液から生成したL(+)
−β−ヒドロキシ脂肪酸を回収するには、通常の
β−ヒドロキシ脂肪酸の回収に用いる手段によつ
て行なうことができる。例えば菌体除去後、L
(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸含有液を濃縮後、硫
酸等でPH2.5以下にし、これよりエーテル、酢酸
エチル等で抽出し、溶剤を除去後、減圧蒸留する
ことによりL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸をうる
ことができる。L(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸は
余り安定な物質でないので、前記の溶剤抽出等で
得たL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸をメタノール
やエタノール等のアルコールに溶解し、硫酸等の
触媒存在下で加熱すれば容易にアルキルエステル
に変換しうる。このものを蒸留すれば高収率に高
純度のL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸エステルを
得ることができ、このエステル体は比較的安定で
ある。 (発明の効果) 本発明により光学活性L(+)−β−ヒドロキシ
酪酸およびL(+)−β−ヒドロキシ吉草酸を工業
的に有利に生産でき、医薬品等の有用な合成中間
体を供給できるようになつた。 (実施例) 以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。 実施例 1 グルコース40g、イーストエキス5g、
(NH42HPO413g、KH2PO47g、MgSO4
7H2O0.8g、ZnSO4・7H2O60mg、FeSO4
7H2O90mg、CuSO4・5H2O5mg、MnSO4
4H2O10mg、NaCl0.1g、酪酸10mlまたは吉草酸10
ml(1当り)の組成からなる培地をNaOHで
PH7.2となし、この3を5容ミニジヤーフア
ーメンターに入れ殺菌後、キヤンデイダ・パラル
ゴーザ(Candida pararugosa)IFO 0966あるい
はその変異株KT 84015、またはデバリオマイセ
ス・ハンセンニ(Debaryomyces hansenii)IFO
0032あるいはその変異株KT 84016を植え、通気
1vvm、撹拌500rpm、30℃で4日間培養した。培
養中PHは7.0に保ち、かつ毎日グルコースを60gず
つ添加した。培養終了後、生成したL(+)−β−
ヒドロキシ酪酸あるいはL(+)−β−ヒドロキシ
吉草酸を測定した結果、表−3の如くの蓄積が認
められた。
【表】
【表】 尚、基質無添加の場合、いずれの株においても
L(+)−β−ヒドロキシ酪酸あるいはL(+)−β
−ヒドロキシ吉草酸の蓄積は認められなかつた。 上記培養条件で得た培養液を除菌後、上清液を
減圧下50mlまで濃縮し、次に硫酸でPH2.0とした。
これを酢酸エチル700mlで3回抽出し、溶剤除去
後、各々L(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸を黄色油
状で得た。これを減圧蒸留により精製し、表−4
の如く無色油状のL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸
を得た。これらはNMR、ガスクロ分析、および
メチルエステルにしたのちの比旋光度測定によ
り、酪酸からはL(+)−β−ヒドロキシ酪酸、吉
草酸からはL(+)−β−ヒドロキシ吉草酸が得ら
れることが確認された。
【表】 実施例 2 実施例1に示した培地から脂肪酸を除去した培
地3を5容ミニジヤーフアメンターに入れ殺
菌後、キヤンデイダ・パラルゴーザKT 84015あ
るいはデバリオマイセス・ハンセンニKT 84016
を植菌し、通気1vvm、撹拌500rpm、30℃で24時
間培養した。 この培養液各々に、クロトン酸、n−ブチルア
ルコール、2−ペンテン酸あるいはn−アミルア
ルコールを15gずつ添加し、PHを7.0に保ちつつグ
ルコースを毎日60gずつ添加し、更に3日間反応
させた。反応終了後、生成したL(+)−β−ヒド
ロキシ脂肪酸をガスクロマトグラフイーで測定し
た結果、表−5の如くの各L(+)−β−ヒドロキ
シ脂肪酸の蓄積が認められた。
【表】 実施例 3 実施例1と同様にキヤンデイダ・パラルゴーザ
KT 84015あるいはデバリオマイセス・ハンセン
ニ KT 84016を培養し、培養開始後、24、48、
72時間目にグルコース60gまたはグリセロール
60gずつ添加し、かつPHを7.0に保ちつつ96時間培
養した。培養終了後の培養液中のL(+)−β−ヒ
ドロキシ脂肪酸の生成量は表−6の如くであつ
た。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 キヤンデイダ(Candida)属またはデバリオ
    マイセス(Debaryomyces)属に属し、酪酸をL
    (+)−β−ヒドロキシ酪酸に変換する能力を有す
    る微生物から誘導された、L(+)−β−ヒドロキ
    シ酪酸を単一炭素源とする栄養培地に生育しない
    か、もしくは生育の弱い変異株を炭素数4あるい
    は5の飽和脂肪酸、α,β−不飽和脂肪酸または
    アルコールに作用させ、生成する炭素数4あるい
    は5のL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸を採取する
    ことを特徴とするL(+)−β−ヒドロキシ脂肪酸
    の製造法。 2 微生物が、キヤンデイダ・パラルゴーザ
    (Candida pararugosa)あるいはデバリオマイ
    セス・ハンセンニ(Debaryomyces hansenii)
    から誘導された変異株である特許請求の範囲第1
    項記載の製造法。 3 基質として用いる飽和脂肪酸が酪酸あるいは
    吉草酸、α,β−不飽和脂肪酸がクロトン酸ある
    いは2−ペンテン酸、アルコールがn−ブチルア
    ルコールあるいはn−アミルアルコールであり、
    製造目的物がそれぞれ対応するL(+)−β−ヒド
    ロキシ酪酸、あるいはL(+)−β−ヒドロキシ吉
    草酸である特許請求の範囲第1項あるいは第2項
    記載の製造法。 4 微生物を栄養培地で培養し、得た培養液に基
    質を作用させる特許請求の範囲第1項、第2項あ
    るいは第3項記載の製造法。 5 基質を添加した培地で培養し、基質と微生物
    を作用させる特許請求の範囲第1項、第2項ある
    いは第3項記載の製造法。 6 微生物を栄養培地で培養し、得られた培養液
    から微生物菌体を分離して菌体懸濁液を調製し、
    それに基質を作用させる特許請求の範囲第1項、
    第2項あるいは第3項記載の製造法。 7 微生物と基質を作用させる際に、該微生物が
    利用しうるエネルギー源を補給する特許請求の範
    囲第1項乃至第6項の何れかの項記載の製造法。 8 微生物が利用しうるエネルギー源がグルコー
    スまたはグリセロールである特許請求の範囲第7
    項記載の製造法。
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