JPH05995B2 - - Google Patents

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JPH05995B2
JPH05995B2 JP58134139A JP13413983A JPH05995B2 JP H05995 B2 JPH05995 B2 JP H05995B2 JP 58134139 A JP58134139 A JP 58134139A JP 13413983 A JP13413983 A JP 13413983A JP H05995 B2 JPH05995 B2 JP H05995B2
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JP
Japan
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aldehydes
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reaction
represented
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JP58134139A
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JPS6027393A (ja
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Chikahiro Sakasawa
Nobuo Kato
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、カルボン酸類及び/又はアルコール
類の製造法に関する。 本発明者らはアルデヒド類を基質とする微生物
反応に関する研究の一環として、異種アルデヒド
のクロス不均化反応によるカルボン酸類及び/又
はアルコール類を得る方法を見出し、本発明に到
達した。 すなわち、本発明の要旨は、 一般式(): RCHO () (式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニ
ル基又はアシル基をあらわす。) で示されるアルデヒド類と一般式(): R′CHO () (式中、R′は水素原子、アルキル基、アルケ
ニル基又はアシル基をあらわし、RとR′は相異
なる。) で示されるアルデヒド類とを、アルデヒドデイス
ミユーターゼの存在下に反応させて、一般式
(): RCOOH () (式中、Rは一般式()におけると同義) で示されるカルボン酸類及び/又は一般式
(): R′CH2OH () (式中、R′は一般式()におけると同義) で示されるアルコール類を得ることを特徴とする
カルボン酸類及び/又はアルコール類の製造法に
存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 まず、本発明方法において用いられるアルデヒ
ドデイスミユーターゼ(アルデヒド不均化酵素)
は、補酵素の添加なしにアルデヒド類の酸化還元
を同時に行なう酵素であり、たとえばシユードモ
ナスプチダF61(Pseudomonas PutidaF61
(FERM P−No.7165)から得られる。 このシユードモナスプチダF61の菌学的性質を
以下に示す。 第一次鑑別 (オキソイド CM3培地(30℃)で生育させ
た形態と生理観察) 形 態 桿菌 グラム − 芽 胞 − 運動性 + コロニーの形態淡黄色、円形、不透明、全円、
光沢あり、低凹型、24時間に直 径0.5mm 生育温度(℃) 5 + 37 + 41 − 45 − カタラーゼ + オキシダーゼ + O−Fテスト 0 一次鑑別による同定:グラム陰性、酸化により
糖を分解。 第二次鑑別 ピオシアニン − 螢光 + DL−アルギニン + ベタイン + グルコース + 乳酸塩 + 酢酸塩 + ペニシリンG − ストレプトマイシン クロラムフエニコール − テトラサイクリン ノボビオシン − ポリミキシンB 0/129 − レバン − 生育因子要求性 − グルコースからのガス生成 − グリコースからの酸生成 + ONPG − アルギニンジヒドロゲナーゼ + リジンデカルボキシラーゼ − オルニチンデカルボキシラーゼ − 硝酸塩から亜硝酸塩への還元 − 硝酸塩から窒素ガスへの還元 − デオキシリボヌクレエース − ゼラチン含有高層培養(20℃) − ゼラチン含有平地培養 − カゼイン加水分解 − 澱粉加水分解 − 卵黄反応 − リパーゼ活性 − NH3 + インドール − H2S − “トウイーン(Tween)80”加水分解 − 以上により、本菌株は、シユードモナスプチダ
と同定された。なお、同定に際しては、)バー
ジーズ マニユアル オブ デイターミネイテイ
ブ バクテリオロジー(Bergey′s Manual of
Determinative Bacteriology),8th edition
(1974)及び)コーワン(Cowan)らのマニユ
アル フオア ジ アイデンテイフイケーシヨン
オブ メデイカル バクテリア(Manual for
the Identification of Medical Bacteria)
(1974)が参照された。 この微生物の培養に必要な栄養物としては、と
くに限られるものではなく、通常微生物の培養に
用いられるものが利用される。たとえば、炭素源
としては、グルコース、シユクロース、フラクト
ース、グリセロール、ソルビトール、糖蜜、澱粉
加水分解物等の糖質、酢酸、フマル酸等の有機
酸、等が利用される。窒素源としては、硝酸塩
類、アンモニウム塩類、コーンステイープリカ
ー、酵母エキス、肉エキス、酵母粉末、大豆加水
分解液、綿実粉、ポリペプトン、ペントン等が挙
げられる。無機塩としては、リン酸カリウム、リ
ン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリ
ウム等が利用できる。 培養温度は、20〜40℃、特に25〜37℃が好適で
ある。培養は、通常16〜72時間程度、好気的に行
なわれる。 このようにして得られるアルデヒドデイスミユ
ーターゼは、主として微生物の菌体内に存在して
おり、培養物より採取した菌体自体を使用するこ
ともできるし、さらに超音波処理、硫安分別、イ
オン交換クロマトグラフイー、ゲル過等の公知
の方法によつて分離精製して使用することもでき
る。 すなわち、培養後得られた菌体を遠心分離によ
つて集めた後、超音波処理、ホモゲナイザー、ガ
ラスビーズによる磨砕等の機械的手段又は細胞壁
溶解酵素等による化学的手段により細胞を破砕し
た後、遠心分離により上清を得る。つぎに、この
上清を硫安分別、“DEAE−セフアセル”等のイ
オン交換クロマトグラフイー、ハイドロキシアパ
タイト等による吸着クロマトグラフイー、“セフ
アクリル”、“セフアデツクス”等によるゲルクロ
マトグラフイー等、フエニル−クロルセフアロー
ス等による疎水クロマトグラフイー等の組み合わ
せで精製される。 この精製酵素の性質は次のとおりである。 分子量:2.2×105(ゲルろ過) (5.5×104のサブユニツト4個) 等電点:PH4.8 至適PH:8.0 至適温度:40℃ HgCl2、PCMB(p−クロロマーキユリーベ
ンゾエート)、ヨウ化酢酸、Zn、Cu、Feで阻
害される。 本発明方法においては、一般式()及び
()で示されるアルデヒド類を上記アルデヒド
デイスミユーターゼの存在下に反応させる。 一般式()及び()におけるR及びR′は、
互いに異なり、水素原子ならびに直鎖または分枝
したアルキル基、アルケニル基およびアシル基か
ら選ばれるが、好ましくは、水素原子、炭素数1
〜4のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基
および炭素数2〜6のアシル基から選ばれる。ま
た、一般式()及び()で示される二種のア
ルデヒド類の少なくとも一方が、水中での水和度
が高いもの、たとえば、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒドまたはメチルグリオキザールであれ
ば、さらに好適である。アルデヒド類の量比は、
通常等モル程度であるが、ホルムアルデヒドを用
いる場合には、他方のアルデヒドを若干過剰量用
いることが好ましい。 反応は、通常PH5.5〜9.5、好ましくPH7〜9
で、通常使用される緩衝液、たとえばリン酸カリ
ウム等、中で行なわれる。 アルデヒドデイスミユーターゼは、精製物に限
らず、菌体(固定化菌体も用いうる)、抽出液、
粗精製物いずれの形でも用いられるが、反応温度
は通常10〜45℃、好ましくは30〜40℃である。反
応時間は、デイスミユーターゼの使用量(通常
0.01〜10ユニツト程度)、基質の濃度および種類
ならびに反応温度によつて異なるが、10分〜100
時間、通常30分〜48時間程度から選ばれる。基質
であるアルデヒド類の濃度は、通常1mM〜数M
から選ばれる。 反応が終了すると、基質アルデヒド類のクロス
不均化反応により、対応するカルボン酸類
RCOOH及びアルコール類(R′CH2OH(さらに、
異種アルデヒドの量比等によつては、若干の
RCH2OHも)が得られる。 本発明方法による反応は、次式で表わされる。 RCHO+H2O+EX→RCOOH+EX−H2 R′CHO+EX−H2→R′CH2OH+EX (Eはデイスミユーターゼ、Xは補欠分子) このようにして得られた生成物は常法にしたが
つて、たとえばイオン交換樹脂処理、等によつて
単離される。 本発明方法によれば、酸化還元反応に補酵素の
添加を必要とせず、異種アルデヒドのクロス不均
化反応により、カルボン酸類及び/又はアルコー
ル類を得ることができ、たとえば充填方式により
固定化菌体を用いたバイオリアクターに好適であ
る。 以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明
する。 参考例 1 シユードモナスプチダF61を、1当たりペプ
トン10g、肉エキス5g、K2HPO41g、NaCl
5g及びホルムアルデヒド1g(PH7.0)の組成
よりなる培地1を2フラスコに28本接種し、
30℃、48時間振盪培養する。培養液28より得ら
れた菌体200gを10mMリン酸カリウム緩衝液
(PH7.0)1に懸濁したのち、超音波処理(19K
Hz、30分)する。ついで遠心分離(16000×g、
30分)し、菌体抽出液を得る。上清25gに、水
500mlに溶解したプロタミン硫酸塩を撹拌下に滴
下して加える。30分間撹拌し、溶液を遠心分離
(83000×g、30分間)する。得られた上清溶液
(1500ml)にPH7.0で、固形硫安を60%飽和になる
ように添加し、生じる沈澱を遠心分離により除去
する。硫安を90%飽和まで上清溶液に添加する。
遠心分離により集められた沈澱を10mMリン酸カ
リウム緩衝液(PH7.0)200mlに溶解する。 酵素溶液(220ml)に、固体NaCl(4M)を加
え、混合物を“フエニル−セフアロース”カラム
(4×50cm)(4M NaClを含むリン酸カリウム緩
衝液10mMで平衡化)に導入する。緩衝液でカラ
ムを洗浄後、NaCl濃度減少−エチレングリコー
ル濃度増加(最終濃度0、50%。全容量6)の
勾配で溶出させる(流速:19cm/時間)。活性区
分を集め、10mMリン酸カリウム緩衝液(PH7.0)
で透析する。 透析した溶液を限外ろ過により100mlまで濃縮
し、10mMリン酸カリウム緩衝液(PH7.0)を用
いて“DEAE−セフアセル”カラム(2.5×45cm)
に導入する。カラムは平衡緩衝液2.5で洗浄さ
れ、ついで100mM NaClを含む緩衝液2で洗
浄される。酵素は、NaCl増加(100→300mM、
2.5)による直線勾配(流速10cm/時間)法に
より溶出される。活性成分を集め、10mMリン酸
カリウム緩衝液により透析する。 酵素溶液50mlをハイドロキシアパタイトカラム
(2.5×21cm)(上記緩衝液で予め平衡化)に導入
する。リン酸カリウム緩衝液濃度を10、50、100
及び200mMに増加させて段階的に溶出を行なう
(流速:8cm/時間)。酵素活性は200mMリン酸
カリウム緩衝液(PH7.0)で溶出されるフラクシ
ヨンにあらわれる。これらのフラクシヨンを集め
10mMりん酸カリウム緩衝液(PH7.0)で透析し、
限外ろ過で濃縮し、18ml(3470ユニツト)の精製
酵素を得た。この精製酵素溶液は5℃で保管され
る。 (活性の測定) アルデヒドデイスミユーターゼ活性は、20mM
アルデヒド、100mM KCl及び酵素(最終容量10
ml)を含む標準反応混合物を用い、PHスタツトで
測定する。 反応はN2雰囲気下に撹拌しながら30℃で行な
い、酸の生成を10mM NaOHでPH7に保ちつつ、
滴定する。活性1ユニツトは、1分間に1μmolの
酸を生成する酵素活性として定義される。 実施例 1 第1表に示す2種のアルデヒド類を参考例1で
得られたデイスミユーターゼ5ユニツト/3ml及
びKCl300μmol/3mlの存在下に30℃で20分間反
応させ(PH8.0)を生成した酸の量を10mM
NaOHの滴定量より測定し、アルコールの生成
量をガスクロマトグラフイーにより決定した。
【表】 実施例 2 アルデヒド(RCHO)としてHCHO 10mM及
び表2に示すR′CHO 20mMを用いて、参考例1
で得られたデイスミユーターゼ0.5ユニツト/ml
の存在下に、30℃、30分間反応を行なつた(PH
8.0)。アルコールの生成量を表2に示す(ギ酸
は、アルコールの量とほぼ等モル量が成功した)。
【表】 実施例 3 参考例1において、培養液より得られた菌体を
遠心分離して取得した菌体を0.9%NaCl溶液で洗
浄し、常法で乾燥して乾燥菌体を得る。この菌体
1mg/mlを用いて、ホルムアルデヒド10mMとア
セトアルデヒド10mMを基質として0.05Mリン酸
カリウム緩衝液中で反応させ、ギ酸9.5mM及び
メタノール9.5mMを得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式(): RCHO () (式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニ
    ル基又はアシル基をあらわす。) で示されるアルデヒド類と一般式(): R′CHO () (式中、R′は水素原子、アルキル基、アルケ
    ニル基又はアシル基をあらわし、RとR′は相異
    なる。) で示されるアルデヒド類とを、アルデヒドデイス
    ミユーターゼの存在下に反応させて、一般式
    (): RCOOH () (式中、Rは一般式()におけると同義) で示されるカルボン酸類及び/又は一般式
    (): R′CH2OH () (式中、R′は一般式()におけると同義) で示されるアルコール類を得ることを特徴とする
    カルボン酸類及び/又はアルコール類の製造法。
JP58134139A 1983-07-22 1983-07-22 カルボン酸類及び/又はアルコ−ル類の製造法 Granted JPS6027393A (ja)

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