JPH09234093A - 有機酸の製造方法 - Google Patents

有機酸の製造方法

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JPH09234093A
JPH09234093A JP4444496A JP4444496A JPH09234093A JP H09234093 A JPH09234093 A JP H09234093A JP 4444496 A JP4444496 A JP 4444496A JP 4444496 A JP4444496 A JP 4444496A JP H09234093 A JPH09234093 A JP H09234093A
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formula
acid
organic acid
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cells
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Yasuhisa Asano
泰久 浅野
Makoto Ueda
誠 上田
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機酸の製造方法の提供。 【解決手段】 一般式(I) 【化1】 (式中、Rは、置換基を有してもよいアルキル基、芳香
環又は複素環を表わし、また、nは、0又は1である。
但し、Rがアルキル基の場合、nは0である。)で表わ
されるアルドキシム化合物に、アルドキシムから有機酸
に変換する能力を有する微生物の菌体、及び/又は該菌
体処理物を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機酸の製造方法
に関する。詳しくは、本発明は、微生物の菌体、及び/
又は該菌体処理物による有機酸の製造方法に関する。有
機酸類は医薬及び農薬の中間原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】ニトリル化合物から酵素的に有機酸を作
る方法は、C.D.Mathew,T.Nagasaw
a,M.Kobayashi,H.Yamada(Ap
pl.Environ.Microbiol.,54,
1030(1988))等多く知られているが、製造の
原料となるニトリル化合物の合成が困難な場合もあり、
更に有効な有機酸の製造方法が求められていた。また、
高等植物由来の酵素によってインドール−3−アセトア
ルドキシムがインドール酢酸に変換されるという報告
(J.Helmlinger,T.Rausch,W.
Hilgenberg(Phytochemistry
26,3(1987))があるが、これは生化学的な
検討であって有機酸を工業的に作ることを目的としたも
のではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の化学合成による
有機酸類の製造方法は過酷な反応条件を必要とするため
その適用範囲には制限があった。本発明の課題は、更に
工業的に穏和な条件で有機酸を製造する方法を提供する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するべく鋭意検討した結果、アルドキシム化合物
から酸を生成しうる微生物を見出し、本発明を完成し
た。即ち、本発明は、一般式(I)
【0005】
【化3】
【0006】(式中、Rは、置換基を有してもよいアル
キル基、芳香環又は複素環を表わし、nは0又は1であ
る。但し、Rがアルキル基の場合、nは0である。)で
表わされるアルドキシム化合物に、アルドキシムから有
機酸に変換する能力を有する微生物の菌体、及び/又は
該菌体処理物を作用させることを特徴とする、一般式
(II)
【0007】
【化4】
【0008】(式中、R及びnは、式(I)と同義であ
る。)で表わされる有機酸の製造方法にある。以下、本
発明の方法について詳細に説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明においては、原料として式
(I)で表わされるアルドキシム類を用い、これに上記
特定の微生物の菌体又は該菌体処理物を作用させて、式
(II)で表わされる有機酸を製造する。 (原料及び生成物)式(I)で表わされるアルドキシム
類については、Rがアルキル基の場合、アルキル基の炭
素数には特に制限はないが、通常1〜5、好ましくは1
〜3である。アルキル基としては、直鎖状、分岐状又は
環状の何れでもよいが、直鎖状アルキル基としては、例
えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキ
シル基等が挙げられ、分岐状アルキル基としては、イソ
プロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、ter
t−ブチル基等が挙げられ、また、環状アルキル基とし
ては、シクロプロピル基、シクロブチル基等が挙げられ
る。そして、対応するアルドキシム類の具体例として
は、例えばアセトアルドキシム、プロピオンアルドキシ
ム、n−ブチルアルドキシム、イソブチルアルドキシ
ム、n−バレルアルドキシム、イソバレルアルドキシ
ム、カプロンアルドキシム等が挙げられる。
【0010】また、置換基を有してもよい芳香環の例と
しては、フェニル、トリル、ヒドロキシフェニル、メト
キシフェニル、クロロフェニル、ブロモフェニル、フル
オロフェニル、ニトロフェニル等が挙げられ、対応する
アルドキシム類の具体例としては、例えばベンズアルド
キシム、トルアルドキシム、サリチルアルドキシム、メ
トキシベンズアルドキシム、クロロベンズアルドキシ
ム、ブロモベンズアルドキシム、フルオロベンズアルド
キシム、ニトロベンズアルドキシム、フェニルアセトア
ルドキシム等が挙げられる。
【0011】更に、置換基を有してもよい複素環の例と
しては、例えばフルフリル基、ピリジル基、インドール
基等が挙げられ、対応するアルドキシム類の具体例とし
ては、例えば、2−フルフリルアルドキシム、インドー
ル−3−アルドキシム、ピリジン−3−アルドキシム等
が挙げられる。
【0012】なお、本発明により製造される有機酸は式
(II)で表わされる化合物であるが、その具体例として
は、前記アルドキシム類に対応する有機酸類であり、例
えば安息香酸、メチル安息香酸、サリチル安息香酸、メ
トキシ安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、フ
ルオロ安息香酸、ニトロ安息香酸、フェニル酢酸、2−
フルフリル酢酸、インドール−3−酢酸、ニコチン酸等
が挙げられる。
【0013】(微生物類)本発明においては、式(I)
で表わされるアルドキシム類のアルドキシム基を有機酸
に変換する能力を持つ微生物であれば、いずれの微生物
も使用し得る。特に好ましい微生物としては、ロドコッ
カス(Rhodococcus)属に属する微生物又は
バチルス(Bacillus)属に属する微生物が挙げ
られる。本発明において使用するロドコッカス(Rho
dococcus)属に属する微生物は、例えばロドコ
ッカス・エスピー(Rhodococcus sp)Y
H3−3が挙げられる。本発明において使用するバチル
ス(Bacillus)属に属する微生物は、例えばバ
チルス(Bacillus sp)OxB−1が挙げら
れる。ロドコッカス・エスピー(Rhodococcu
s sp)YH3−3及びバチルス(Bacillus
sp)OxB−1は、本発明者等により天然土壌から
分離された細菌であり、それぞれ工業技術院生命工学技
術研究所に生命工研菌寄第15478号(FERM P
−15478)及び生命工研菌寄第15477号(FE
RM P−15477)として寄託されている。ロドコ
ッカス・エスピー(Rhodococcus sp)Y
H3−3及びバチルス(Bacillus sp)Ox
B−1の菌学的性状は以下の通りである。
【0014】YH3−3株の同定結果 1.形態的性質 普通寒天培地上、30℃、培養5〜24時間後及び6日
後に顕微鏡観察を行った。YH3−3株は培養初期に細
胞が不均一に伸張し、一部には分枝した菌糸状の細胞も
観察された。その後時間の経過と共に細胞は分断(fr
agmentation)し、短桿状〜不均一な桿状に
なる。短桿状の細胞は二連〜短鎖状になり運動性を有し
ない。気菌糸、胞子及び胞子嚢は観察されなかった。
【0015】2.培養的性質 ISP〔インターナショナル・ストレプトマイセス・プ
ロジェクト(International Strep
tomyces Project)〕規定の培地上、3
0℃、10日間培養後のYH3−3株の性状を第1表に
示した。
【0016】
【表1】 第1表 ─────────────────────────────────── 培 地 項 目 YH3−3 ─────────────────────────────────── イースト・麦芽寒天 G 良好、平滑、うす橙色 (ISP No.2) AM 形成せず SP 産生せず オートミール寒天 G 極めて貧弱、平滑、うす橙色 (ISP No.3) AM 形成せず SP 産生せず スターチ・無機塩寒天 G 極めて貧弱、平滑、うす橙色 (ISP No.4) AM 形成せず SP 産生せず グリセロール・ G 貧弱、平滑、うす橙色 アスパラギン寒天 AM 形成せず (ISP No.5) SP 産生せず ─────────────────────────────────── G:生育、AM:気菌糸、SP:可溶性色素
【0017】3.生理学的性質 YH3−3株の生理学的性質を第2表に示した。
【0018】
【表2】 第2表 ─────────────────────────────────── YH3−3 ─────────────────────────────────── (1)生育温度範囲 5〜37℃ (2)ゼラチンの液化 − (3)スターチの加水分解 + (4)スキムミルクの凝固、ペプトン化 − (5)メラニン様色素の生成 − (6)炭素源の利用(プリドハム・ゴトリーブ寒天培地上で30℃、7日間 培養) ─────────────────────────────────── YH3−3株は炭素源無添加の対照培地でも若干の生育
が見られたため、対照を−とした相対的な資化性を第3
表に示した。
【0019】
【表3】 第3表 ──────────────────────────────── YH3−3 ──────────────────────────────── L−アラビノース − D−フラクトース + D−グルコース + イノシトール − D−マンニトール + ラフィノース ± L−ラムノース ± シュークロース + D−キシロース − ──────────────────────────────── +:利用する、±:弱く利用する、−:利用しない
【0020】4.化学分類学的性質 YH3−3株の化学分類学的性質を第4表に示した。
【0021】
【表4】 第4表 ────────────────────────────────── YH3−3 ────────────────────────────────── (1)細胞壁ペプチドグリカンの 二塩基アミノ酸 meso−ジアミノピメリン酸 (2)ミコール酸の有無 有り (3)菌体脂肪酸 C16:0 C16:1 10Me−C19:0 ──────────────────────────────────
【0022】5.分類学的考察 1)高次の分類 YH3−3株はうす橙色のコロニーを形成し、細胞形態
としては培養初期に不均一に伸張した菌糸状細胞から、
その後経時的に分断し短桿状になるロッド・コッカスサ
イクル(Rod−Coccus cycle)を示す。
また、細胞壁ペプチドグリカンの二塩基アミノ酸はme
so−ジアミノピメリン酸である。菌体脂肪酸は直鎖−
モノ不飽和型で10メチル−C19:0を含み、細胞壁
脂質成分であるミコール酸を有している。以上のような
特徴はバージェイズ マニュアルオブ システマティッ
ク バクテリオロジー〔〔Bergey′s Manu
al of Systematic Bacterio
logy〕第2巻、1472〜1481頁、1986
年〕に記載されているロドコッカス(Rhodococ
cus)属の特徴と良く一致したため、本菌株YH3−
3をロドコッカスエスピー(Rhodococcus
sp.)と同定した。
【0023】OxB−1株の同定結果 OxB−1株の各性質を第5表〜第7表に示した。 1.形態的性質
【0024】
【表5】 第5表 ───────────────────────────────── OxB−1 ───────────────────────────────── (1)細胞の形 長桿菌 (2)細胞の多形性 なし (3)運動性 あり、周鞭毛 (4)胞子の有無 あり、胞子による細胞の膨張はない ───────────────────────────────── 2.培養的性質
【0025】
【表6】 第6表 ─────────────────────────────────── OxB−1 ─────────────────────────────────── (1)肉汁寒天平板培養(30℃、7日間) コロニーの大きさ:直径2〜5mm コロニーの特徴 :クリーム色、半透明、 平滑、平状、全縁、 光沢あり (2)肉汁液体培養 表面に生育 (3)肉汁ゼラチン穿刺培養(20℃、30日間) 液化せず (4)リトマス・ミルク(30℃、7日間) 無変化 ─────────────────────────────────── 3.生理学的性質
【0026】
【表7】 第7表 ──────────────────────────────── OxB−1 ──────────────────────────────── (1)グラム染色 陽性 (2)硝酸塩及び亜硝酸塩の還元 + (3)脱窒反応 − (4)MRテスト − (5)VPテスト − (6)インドールの生成 − (7)硫化水素の生成 − (8)デンプンの加水分解 − (9)クエン酸の利用 Christensen培地 + shimmons培地 − (10)色素の生成 − (11)ウレアーゼ − (12)オキシターゼ + (13)カタラーゼ + (14)生育の範囲 :温度 15〜45℃ pH pH6〜9 (15)酸素に対する態度 好気性 (16)O−Fテスト 反応せず ────────────────────────────────
【0027】
【表8】 第7表(つづき) ──────────────────────────────── OxB−1 ──────────────────────────────── (17)糖類からの酸の生成 L−アラビノース − D−キシロース − D−グルコース − D−マンノース − D−ガラクトース − マルトース − シュークロース − ラクトース − トレハロース − D−ソルビトール − D−マンニトール − イノシトール − グリセリン − デンプン − (18)βガラクトシダーゼ + (19)DNase + (20)馬尿酸の加水分解 − (21)カゼインの加水分解 − (22)チロシン分解 + (23)ビタミン要求性 + (24)耐塩性 NaCl 5% + ────────────────────────────────
【0028】4.分類学的考察 以上の結果、本菌は1)好気性のグラム+桿菌、2)運
動性を示す、3)芽胞を形成するなどの特徴から、バー
ジェイズ マニュアル オブ システマティック バク
テリオロジー〔〔Bergey′s Manual o
f Systematic Bacteriolog
y〕第2巻、1104〜1139頁、1986年〕に記
載されているバチルス(Bacillus)属に含まれ
ることが判明した。また、「医学細菌同定の手引き 第
3版、97頁、1993年」より、グルコースを始め多
くの糖類から酸を生成しないという特徴からバチルス
ブレビス(Bacillus brevis)、バチル
ス スフェリカス(Bacillus sphaeri
cus)及びバチルス バディウス(Bacillus
badius)に近縁と思われたが、芽胞による細胞
の膨張、ガラクトシダーゼ活性、馬尿酸の加水分解など
幾つかの性状について三種とも一致しなかった。従っ
て、本菌OxB−1株をバチルス エスピー(Baci
llus sp)と同定した。
【0029】また、上記微生物は、変異株、或いは細胞
融合若しくは遺伝子組換え法等の遺伝学的手法により誘
導される組換え株等のいずれの株であってもよい。本発
明の製造方法においては、上記微生物の一種或いは二種
以上が菌体及び/又は菌体処理物として用いられる。具
体的には、上記微生物を培養して得られた菌体をそのま
ま、或いは培養して得られた菌体を公知の手法で処理し
たもの、即ち、アセトン処理したもの、凍結乾燥処理し
たもの、菌体を物理的又は酵素的に破砕したもの等の菌
体処理物を用いることができる。また、これらの菌体又
は菌体処理物から式(I)で表わされるオキシム類のオ
キシム基に作用しこれを式(II)で表わされる有機酸へ
変換する能力を有する酵素画分を粗製物或いは精製物と
して取り出して用いることも可能である。更には、この
ようにして得られた菌体、菌体処理物、酵素画分等をポ
リアクリルアミドゲル、カラギーナンゲル等の担体に固
定化したもの等を用いることも可能である。そこで本明
細書において、「菌体及び/又は該菌体処理物」の用語
は、上述の菌体、菌体処理物、酵素画分、及びそれらの
固定化物全てを含有する概念として用いられる。
【0030】(製造方法)次に、本発明の製造方法につ
いて具体的に説明する。本発明の製造方法において微生
物は、通常、培養して用いられるが、この培養について
は定法通り行うことができる。本微生物の培養のために
用いられる培地には本微生物が資化しうる炭素源、窒素
源、及び無機イオン等が含まれる。炭素源としては、グ
ルコース等の炭水化物、グリセロール等のアルコール
類、有機酸その他が適宜使用される。窒素源としては、
NZアミン、トリプトース、酵母エキス、ポリペプトン
その他が適宜使用される。無機イオンとしては、リン酸
イオン、マグネシウムイオン、鉄イオン、マンガンイオ
ン、モリブデンイオンその他が必要に応じ適宜使用され
る。更に、イノシトール、パントテン酸、ニコチン酸ア
ミドその他のビタミン類を必要に応じ添加することは有
効である。培養は、好気的条件下に、pH約6〜8、温
度約20〜35℃の適当な範囲に制御しつつ15〜10
0時間行う。
【0031】式(I)で表わされるオキシム類に上記微
生物を作用させて有機酸を製造する方法として、本微生
物を培養し、得られた菌体懸濁液に式(I)で表わされ
るオキシム類を添加し反応させ有機酸を得る方法、培地
に式(I)で表わされるオキシル類を添加し培養と反応
を同時に行う方法、或いは培養終了後、式(I)で表わ
されるオキシム類を添加して更に反応を行う方法等を用
いることができる。反応温度は15〜40℃が好まし
く、pH5〜10の範囲である。式(I)で表わされる
オキシム類濃度は0.1〜10%の範囲が望ましく、必
要ならば式(I)で表わされるオキシム類は反応の間、
追補添加される。また、必要に応じて金属イオンを添加
することにより反応が促進される場合がある。培養及び
反応で得られた有機酸の採取方法としては溶媒抽出、ク
ロマトグラフィー等、通常の分離・精製方法により行う
ことができる。
【0032】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、その要旨を越えない限り本発明の技術分野
における通常の変更をすることができる。
【0033】実施例1 マロン酸二ナトリウム 5.0g/l、イーストエキス
0.5g/l、リン酸二カリウム 2.0g/l、N
aCl 1g/l、硫酸マグネシウム七水和物0.02
g/l、syn/anti−フェニルアセトアルドキシ
ム 1g/l、ビタミン混合液(表8) 10ml、微
量元素(表9) 10ml、リン酸アンモニウム 2.
0g/l(pH8.0)の組成からなる液体培地400
mlに、ロドコッカス・エスピー(Rhodococc
us sp)YH3−3を接種し、30℃で24時間好
気的に培養した。得た培養液を遠心分離し、菌体を集め
50mM塩化カリウム水溶液で洗浄した。これに10m
M syn/anti−フェニルアセトアルドキシムを
含100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)を加
え、全量を40mlとし30℃で好気条件下で2時間反
応させた。反応終了時のフェニル酢酸生成蓄積量は10
mMであった。 実施例2 マロン酸二ナトリウム 5.0g/l、イーストエキス
0.5g/l、リン酸二カリウム 2.0g/l、N
aCl 1g/l、硫酸マグネシウム七水和物0.02
g/l、フェニルアセトアルドキシム 1g/l、ビタ
ミン混合液(表8) 10ml、微量元素(表9) 1
0ml、リン酸アンモニウム 2.0g/l(pH8.
0)の組成からなる液体培地400mlに、バチルス
(Bacillus sp)OxB−1を接種し、30
℃で24時間好気的に培養した。得た培養液を遠心分離
し、菌体を集め50mM塩化カリウム水溶液で洗浄し
た。これに10mM syn/anti−フェニルアセ
トアルドキシムを含む100mMリン酸カリウム緩衝液
(pH7.0)を加え、全量を40mlとし30℃で好
気条件下で反応させた。反応途中にsyn/anti−
フェニルアセトアルドキシムを逐次添加し最終添加量を
250mMとした。反応終了時のフェニル酢酸生成蓄積
量は230mMであった。
【0034】
【表9】 第8表 ─────────────────────────────── ビタミン混合液原液 ─────────────────────────────── ビオチン 20μg チアミン塩酸 4mg パントテン酸カルシウム 4mg イノシトール 20mg ピリドキシン塩酸 4mg ニコチン酸 4mg パラアミノ安息香酸 2mg リボフラビン 2mg 葉酸 100μg 蒸留水 1000ml ───────────────────────────────
【0035】
【表10】 第9表 ─────────────────────────────── 微量元素原液 ──────────────────────────────── Titrplex 0.5g H3 BO4 0.03g FeSO4 ・7H2 O 0.2g CoCl2 ・6H2 O 0.02g ZnSO4 ・7H2 O 0.01g CuCl2 ・2H2 O 0.001g MnCl2 ・4H2 O 0.003g NiCl2 ・6H2 O 0.002g Na2 MoO4 ・2H2 O 0.003g 蒸留水 1000ml ────────────────────────────────
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、有機酸を微生物を利用
して、オキシム誘導体から簡便に製造することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:07) (C12N 1/20 C12R 1:01) (C12N 1/20 C12R 1:07)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、Rは、置換基を有してもよいアルキル基、芳香
    環又は複素環を表わし、また、nは、0又は1である。
    但し、Rがアルキル基の場合、nは0である。)で表わ
    されるアルドキシム化合物に、アルドキシムから有機酸
    に変換する能力を有する微生物の菌体、及び/又は該菌
    体処理物を作用させることを特徴とする、一般式(II) 【化2】 (式中、R及びnは、式(I)と同義である。)で表わ
    される有機酸の製造方法。
  2. 【請求項2】 微生物がロドコッカス属或いはバチルス
    属に属する微生物である請求項1に記載の有機酸製造方
    法。
JP4444496A 1996-03-01 1996-03-01 有機酸の製造方法 Withdrawn JPH09234093A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422883B1 (ko) * 2001-03-26 2004-03-12 학교법인고려중앙학원 항균물질 페닐아세틱 에시드 및 소디움 페닐아세테이트을유효성분으로 하는 고추역병 방제용 살균제 조성물

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KR100422883B1 (ko) * 2001-03-26 2004-03-12 학교법인고려중앙학원 항균물질 페닐아세틱 에시드 및 소디움 페닐아세테이트을유효성분으로 하는 고추역병 방제용 살균제 조성물

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