JPS6012994A - L−アラニン結晶の取得方法 - Google Patents

L−アラニン結晶の取得方法

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JPS6012994A
JPS6012994A JP12059483A JP12059483A JPS6012994A JP S6012994 A JPS6012994 A JP S6012994A JP 12059483 A JP12059483 A JP 12059483A JP 12059483 A JP12059483 A JP 12059483A JP S6012994 A JPS6012994 A JP S6012994A
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alanine
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Osamu Otsuki
大槻 理
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井筒 望
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Tanabe Seiyaku Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 本発明はL−アラニン結晶の取得方法に関し、更に詳し
くは酵素反応終了液からG6便な手段で高純度L−アラ
ニン結晶を取得する方法に関する。
L−7ラニンの工業的製法としては、フマル酸とTンモ
ニ了を出発原料として、アスパルターゼ活性を有する微
生物を用いてL−アスパラギン酸を製造した後、又は同
時にL−アスパラギン酸−β−デカルボキシラーゼ活性
を有する微生物を用いてL−アラニンを製造する方法が
知られており、この方法はL−アスパラギン酸の晶析分
離操作が省略できるなどの点から効率の良い方法といわ
れている。更に最近では上記酵素反応を固定化微生物を
用いて行なうと、微生物菌体の培養原料および種々のタ
ンパク質などの不純物が酵素反応終了液中に含まれてこ
ず、そのため該酵素反応終了液から効率よくL−アラニ
ンが得られることが知られている。この様に固定化微生
物を用いるL−アラニンの製法は優れた方法であるが、
上記アスパルターゼ活性を有する微生物及びL−7スバ
ラギン酸−β−デカルボキシラーゼ活性を有する微生物
はフマラーゼ活性も同時に有しているためこれらを用い
る酵素反応においては、フマル酸からL−リンゴ酸への
転換反応も同時に起こる。又。
フマル酸からし一アスパラギン酸を製造する反応には反
応平衡があり、出発原料のフマル酸が残存することにな
る。更にはL−アスパラギン酸からL−アラニンを製造
する反応においてもL−アスパラギン酸を100<反応
させることはできず。
L−アスパラギン酸が残存し、しかも該反応においては
二酸化炭素が副生じ、これが原料のアンモニアと反応し
炭酸アンモニウムが生成する。すなわち、前記の固定化
微生物を用いるL−アラニンの製造方法においても、該
酵素反応終了液中には目的物り一γラニンの池に、フマ
ル酸、L−リンゴ酸、L−アスパラギン酸、炭酸アンモ
ニウムなどの夾雑物質か含まれている。このため従来・
該酵素反応終了液から高純度のL−アラニン結晶を得る
方法としては、酵素反応終了液をイオン交換樹脂で処理
し、1・−アラニン相当区分を分画した後、濃縮・晶析
を行なうか、あるいは−巨粗L−Tラニン結晶として分
離した後、再結晶を行なうなどの煩雑な精製分離操作を
必要としており、工業的には必ずしも満足しつるもので
はなかった。
本発明者らは上記課題に関し鋭意研究した結果酵素反応
終了液からL−アラニン結晶を取得するに際し、あらか
じめ該酵素反応終了液中にアルカリ金属を存在させるこ
とにより、簡便な操作でL−アラニン高純度結晶を高収
率で取得できることを見い出し本発明を完成した。すな
わち1本発明は、フマル酸とアンモニアを基質として、
固定化されたアスパルターゼ活性を有する微生物もしく
はその処理物および固定化されたL−アスパラギン酸−
β−デカルボキシラーゼ活性を有する微生物もしくはそ
の処理物を用いて酵素反応させて得られる酵素反応終了
液からL−アラニン結晶を取得するに際し、あらかじめ
該酵素反応終了液中にアルカリ金属を存在させておくこ
とを特徴とするL−アラニン結晶の取得方法で64゜ 本発明に用いる酵素反応終了液は公知の方法により製造
することができる9例えば9アスパルターゼ活性を有す
る微生物菌体もしくはその処理物およびL−アスパラギ
ン酸−β−デカルボキシラ゛−ゼ活性を有する微生物菌
体もしくはその処理物をそれぞれ公知の方法(例えばカ
ラギーナンゲル包括法・ポリアクリルアミドゲル包括法
など]で固定化して得られた固定化物を用いて酵素反応
させることにより容易に製造することができる。アスパ
ルターゼ活性を有する微生物としては該活性を有するも
のであればいずれも用いることができ例えばニジエリシ
ア・コリ(ATC(ニー11303)を、又L−アスパ
ラギン酸−β−デカルボキシラーゼ活性を有する微生物
としては該活性を有するものであればいずnも用いるこ
とができ例えばシュードモナス・ダクネー(I AM−
1152]を好適に用いることができる。上記の如き酵
素反応終了液中に存在させるアルカリ金属としては、例
えばナトリウム、カリウムの如きアルカリ金属が好適に
挙げられ、それらは例えば水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムの如き水酸化アルカリ金属、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウムの如きアルカリ金属炭酸塩あるいは炭酸水素
ナトリウム・炭酸水素カリウムの如きアルカリ金属炭酸
水素塩として供給するのが好頂しい。これらアルカリ金
属化合物は9通常酵素反応終了液中へ添加するのが良い
が、基質調製時あるいはL−アスパラギン酸への転換酵
素反応終了時に添加してもよい。また。
基質調製時に添加する場合はフマル酸ナトリウム、フマ
ル酸カリウムの如きフマル酸アルカリ金属塩の形で、L
−アスパラギン酸への転換酵素反応終了時に添加する場
合は、L−アスパラギン酸ナトリウム、L−アスパラギ
ン酸カリウムの如AL−アスパラギン酸アルカリ金属塩
の形で供給することもできる。該アルカリ金属の添加は
は酵素反応終了液中に共存する夾雑物のうちの酸類(す
なわち、フマル酸、L−リンゴ酸、L−アスパラギン酸
)の総量に対して0.5当量以上、好ましくは1〜1.
5当量であるのが好ましい。
アルカリ金属を存在させた酵素反射終了液からL−アラ
ニン結晶を取得するに当っては9例えば該溶液を活性炭
処理したのち濃縮し1次いでL−アラニン結晶を晶析さ
せることにより行うことができる。
活性炭処理は、酵素反応終了液中に含まれる固体粒子や
微生物菌体に由来する発熱性物yHパイロジエン】を除
去するものであり・この操作を効率ヨ(行なうためには
、加温下(約り0℃〜約60℃)で行なうのが好ましい
。処理時間は約10〜20分間で充分である。この活性
炭処理は、L−γラニンmWに直接実施してもよいが、
最初にL−アラニン溶液をある程度濃縮した後に行って
もよい。
濃縮操作は酵素反応終了1僕中に含まれるアンモニアの
除去を目的とするものであり、該濃縮操作はL−アラニ
ンのセラミ化や汁解を避けるため比較的低温(約80℃
以下、好ましくは約60℃以下)で減圧状態で行うのが
好ましい。尚1本発明方法によJtはこの濃縮操作にお
いては、溶液がアルカリ性となっており溶液中に含有さ
れているアンモニウムイオン(NHJ−3は溶存アンモ
ニア(NEIg )の形に変換されている1こめ濃縮に
よるアンモニアの除去が効率良く行えるという副次的効
果もある。
上記の如き各操作を付した酵素反応終了1便からL−ア
ラニン結晶を晶析させるには・該溶液を更に濃縮するか
、あるいは冷却するか又はメタノール、エタノールの如
き水性溶媒を添加するなどにより容易【こ実施できる。
これらの操作は、アミノ酸の晶析に向常用いられる方法
によっC行なうことができる。尚、晶析操作時の液性は
、目的物の収率に影響を与えるため、必要ならば晶析系
の散性をpH5,0〜9.O1好ましくは6.0〜8.
0に調整して晶析するのが好ましい。pH14整には、
塩酸。
酪酸、硫酸などを使用することができる。
上記の如き本発明方法によれば、フマル酸、L −リン
ゴ酸・L−アスパラギン酸などの夾雑物を3まず・また
パイロジエンの?昆入もJ忍めら21ない極めて高純度
のL−アラニン結晶を、再結晶操作やイオン交攪樹脂処
哩などの煩雑a操作を行なうことなく、非常に簡便な操
作で収・を良く得ることができる。尚1本発明方法で得
られるし一アラニン結晶は前述の如く夾雑物やパイロジ
エンを含んでいないのでそのまま医療用(例え+1’輸
液川原末)として使用できる。
従って本発明方法はL−アラニン高純度結晶の工業的製
法として優れた方法である。
以Fに実施例を挙げて更に本発明の詳細な説明する。
実施例 1 後述の参考例2で得られるL−アラニン溶液(L−アラ
ニン1.4モル、フマル酸28ミリモル。
L−リンゴ酸52ミリモル、L−□アスパラギン酸1、
−t−ミリモルおよび炭酸アンモニウムを食付)11に
、水酸化カリウム170ミリモルおよび活性炭「雪AJ
(藤沢薬品工業株式会社製の活性炭)2gを添加し、6
0℃で20分間加熱した後・活性炭を分離する。p液を
減圧ン遷(iii L 、液1を約180−とした1麦
、15℃に冷却する(該冷却欣の結晶114.9!i’
を得る。収率92.1幅〔αJ甘 〜ト l 4,8°
 (C=lQ 、 6N−Hei )7マル71(庄1
〕;検出されず L −+7ンゴ酸(注Iに検出さnず L−アスパラギン酸(注2);検出されず発熱性物質(
注3〕;認めif’(0,05°、0.100゜0.1
5°) アンモニウム含暇(注4 ) ; 9 PPm注1:細
管式等速電気泳動分析〃;(馬車製1p−2A型)によ
り分析。検出限界0.01% 注2:高速液体クロマトグラフにより分析。検出限界0
005幅 注3:家兎法によりL−アラニン5幅溶履を1o rv
(yの条件で実施。II3の条件は「日本薬局方第10
版」に準拠した。
注4=インドフェノール法により分析。
実施例 2 後述の参考例2で醇られる■・−アラニン18a[L−
アラニン1.41モル、フマル酸29ミリモル、 ]、
、 + 11ンゴ酸53ミリモル、L−アスパラギン酸
2ミリモルおよび炭酸アンモニウム含有)11に水酸化
カリウム0.2モルを加え、以下実施列1と同条件で゛
活性炭処理および減圧濃縮を行ない。
全量約200rnlとしだ後、15℃に冷却する(該冷
却Q (7) pal 9.6)。次ic a4 酸テ
溶1ft ノpHを7.6に調節し川に約1時11」静
1ρ4−る。析出結晶を戸数し少量の含水メタノールで
洗浄後乾燥することによりL−γラニンP’+’:晶1
13.7’を得る。収率9() 5 μ 〔αJπ〜i刊4.8°(C= 10 、611−HC
I )フマル酸;検出されず L−リンゴ1役;険出されず L−アスパラギンAl ; M出さnず発熱性物rx 
; :yめず(1)、20’、 0.15°、 0.1
0°)アンモニウム含へt;llppm 実施例 3 2k tl m rlfとして10−3Mの塩化マグネ
シウムおよび0.08Mのフマル酸ジカリウムを含む1
.25Mフマル酸アンモニウム水溶tFtを用い後述の
参考例2−(31と同様にして酵素反応を行ない―L−
アラニアM+1ffi(L−yラニン1.26モル/1
1フマル酸13.5ミリ七ル/1 、 L−リンゴ酸4
9.4ミリモル/l 、 L−アスパラギン1491.
5ミリモル/lおよび0分間加熱した後活性炭を分離す
る。r欣を減圧濃縮し全量を約280−とした後15℃
に冷却する(該冷却液のpH:9.0)。析出結晶を戸
数し。
少量の含水メタノールで洗浄後乾燥することにより、L
−アラニン結晶228.7Fを得る。収率92.4鴫 〔α翔+14,8°(C= 10 、68−HCI )
フマル酸;検出されず L−リンゴ酸;検出されず L−アスパラギン酸;検出されず 発熱性物質;認めず(0,10°、 0.20’・0.
00°]アンモニウム含量; l Oppm 参考例 1 アルカリ金属を使用しない例で、得られる目的物の純度
が大きく影響されることを示す。
実施例1で使用したものと同様のL−アラニン溶液1/
に活性炭「雪AJ2Mを添加し、60℃で20分間加熱
した後活性炭を分離する。fl便を減圧濃縮し全量を約
200−とじた後15℃に冷却する(該冷却液のpH:
5.6)。析出結晶をσj取し少量の含水メタノールで
洗浄後乾燥することによ4.L−アラニン結晶110.
6gを得る。収率88.7% 〔0片 +14.7°(に = T fl 、 6N−
8013フマル酸i0.04喘 L−リンゴ酸;0.02弘 L−アスパラギン酸;0.013% アンモニウム含縫; l 64 ppl+1本品は9本
発明方法により得られる結晶に比べ、夾雑物の混入があ
り、シypもアンモニウム含量は約10倍以上晶い。
参考例 2 (固定化菌体を用いるL−アラニンの製造〕11) ア
スパルターゼ活性を有する固定化菌体の調製 コーンスチーブリ力−2%、ミースト2%、フマル酸i
、i4%、フマル酸ジ了ンモニウム0.5%、第一リン
酸カリウム0.2%および硫酸マグネシウム0.05%
を含む培地(ρ117.03 I 00−を500tn
t容坂l」フラスコに入n、これにニジエリシア・コリ
(ATCC313Q3 )を植菌する。30℃で16時
間振とう培養した後、遠心分離することによりニジエリ
シア・コリm体2311<湿重量)を得る。
別ニケニューゲルWG(コペンハーゲンペクチンファク
トリー社製のカラギーナン)Fiyを45℃の温水12
9−に溶解しカラギーナン水溶液を調製し・この溶液に
上記で得たニジエリシア・コリ菌体237を生理食塩水
23−にけん濁したものを40″C【こて添加混合する
。混合液を4℃に冷キン酸10ミリモルおよび塩化カリ
ウム2%を含む水溶液40〇−中に浸漬し37℃で24
時間放置する。生成ゲルを分離し2%塩化カリウム水溶
液で洗浄することにより固定化ニジエリシア・コリ菌体
180Si(浸11を得る。
(2)L −アスパラギン酸−β−デカルボキシラーゼ
活性を有する固定化菌体の調製 グルタミン酸ナトリウム3.2<、 ミースト0.5<
、?I!−リン酸カリウム0.05%$(よび硫酸マグ
ネシウム0.OJ%を含む培地(pl+7.33を5(
)〇−容坂口フラスコに1本当り120dつつ10本に
入れ、これにシュードモナス・ダク不一(IAM1]5
2.lを植菌する。30℃で24時時間上う培養した後
、遠心分離することによりシュードモナス・グクネー菌
体201(湿改l猜)を得る。
別にノ?ニューゲルWG4.03S’を50℃の温水8
5nlに溶解しカラギーナン水溶液を調製し、この溶液
に上記で得たシュー トモナス・ダクネー菌体207を
生理食IIA水20−にけん濁したものを45℃にて添
加混合する。混合液を4℃に冷却し30か放置し生成す
るゲルを1辺が約3露の立方体に成型することにより固
定化シュードモナス・グクネー菌体1305’(4虫り
りを得る。
(3)酵素反応 (1)で得1こ固疋化菌体40ノを外とう管材カラム(
内径1.6 Cl11.長さ19cm)に充填する。こ
れにL−アスパラギン酸結晶を添加することによりpH
6〜6−51C調裂し、該溶液に114Mのピリドキサ
ールリン1糞を添加する。この溶液を(2)で得た固定
って20 m1Atrの流速で導通する。流出液を集め
るコトによりL−了う二ン含有酵素反応終丁欲を得る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フマル酸と了ンモニTを基實として、固定化されたアス
    パルターゼ活性を有する微生物もしくはその処理物およ
    び固定化されたL−アスパラギン酸−β−デカルボキシ
    ラーゼ活性を有する微生物もしくはその処理物を用いて
    酵素反応させて得られる酵素反応終了液からL−アラニ
    ン結晶を取得するに際し、あらf))しめ該酵素反応終
    了液中にアルカリ金属を序在させておくことを特徴とす
    るL−アラニン結晶の取得方法。
JP12059483A 1983-07-01 1983-07-01 L−アラニン結晶の取得方法 Granted JPS6012994A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5327792A (en) * 1976-08-25 1978-03-15 Hitachi Ltd Fuel and control rod supporter
JPS568691A (en) * 1979-07-03 1981-01-29 Denki Kagaku Kogyo Kk Method and apparatus for continuous production of l-alanine
JPS5783289A (en) * 1980-09-17 1982-05-25 Grace W R & Co Preparation of l-alanine by using fixed microorganism

Patent Citations (3)

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