JPS63207399A - D−α−アミノ酸の製造方法 - Google Patents

D−α−アミノ酸の製造方法

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JPS63207399A
JPS63207399A JP3912887A JP3912887A JPS63207399A JP S63207399 A JPS63207399 A JP S63207399A JP 3912887 A JP3912887 A JP 3912887A JP 3912887 A JP3912887 A JP 3912887A JP S63207399 A JPS63207399 A JP S63207399A
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substituted
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amino acid
continuously
bacterial cells
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JP3912887A
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English (en)
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Shinichirou Tawaki
新一郎 田脇
Mamoru Takeichi
竹市 守
Hitoshi Tarukawa
樽川 仁
Toshikazu Aikawa
敏和 相川
Hidekazu Muranaka
村中 英一
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (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】 (産業上の利用分野) 本発明は5−置換ヒダントイン類をD−α−アミノ酸に
変換する能力を有するハンセニュラ(Hansenul
a)属に属する微生物を用いることにより゛D−α−ア
ミノ酸を極めて高収率かつ連続的に製造する方法に関す
るものである。
(従果の技術とその問題点) D−α−アミノ酸の製造方法の一つとして対応する5−
置換ヒダントインを化学的に氷解して、DL−アミノ酸
を製造し、これを光学分割してD−α−アミノ酸とする
方法が知られている。しかし、この方法は特に光学分割
の工程が煩雑であり、その収率も高くない。また、5−
置換ヒダントインに微生物の培養液、菌体、菌体処理物
または菌体から抽出した酵素を作用させて光学活性を有
するD−N−カルバミル−α−アミノ酸を生成させた後
、亜硝酸ソーダ液によりD−α−アミノ酸とする方法が
しられているが、しかし、この方法も反応工程および精
製工程が煩雑である。また、更に5−置換ヒダントイン
にある種の微生物−m−例えばシュードモナス(Pse
udomonas) 、モラキセラ(Moraxell
a) 、バラコツカス(ParacoccuS)、アー
スロバフタ−(八rthrobacter)、アルカリ
ジェネス(Alcaligenes)、フラボバクテリ
ウム(Flavobacterium)−−−−の培養
液、菌体、菌体処理物を作用させて直接にD−α−アミ
ノ酸とする方法も知られているが収率は高くない。
本発明者らは、この様な従来の製造方法に対し、より効
率のよい方法を見い出すべく研究した結果、ハンセニュ
ラ(Hansenula)属の微生物を用いて5−置換
ヒダントインをD−α−アミノ酸に変換させることを見
い出し、これを先に提供した。工業的に実施する場合に
は、酵素源である菌体等の使用量をできるだけ減少させ
るとか、反応速度の増大、酵素の安定性向上、あるいは
酵素または菌体を連続的に使用し、より経済性を高める
事が望ましい。その−例として、ホローファイバーを菌
体の分離に利用して反復回分培養によるエタノール生産
(J、 Fermen t、 Techol、 、 6
2.41 、1984)や限外ろ過膜を利用したプロテ
アーゼによる大豆タンパク質の連続加水分解(Biot
echnol 、 Bioeng、 + 23+ 22
57+1981)等の報告があるが、ハンセニュラ属を
用いてD−α−アミノ酸を製造する上で、限外ろ過膜を
利用して連続的に製造する方法は報告されていない。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、この様な従来の製造方法に対してより効
率の良い方法を見いだすべく研究した結果、ハンセニュ
ラ属に属する微生物が5−置換ヒダントインを接触させ
D−α−アミノ酸に変換させる方法において、限外ろ過
した菌体または菌体処理物を循環させながら連続的に作
用させることにより、D−α−アミノ酸を連続的かつ高
収率で得られることを見いだした。この発明はこの知見
に基づいて更に研究した結果、完成されるに至ったもの
である。
すなわち本発明は一般式(1) (式中、Rはアルキル基、置換アルキル基、フェニル基
、または、置換フェニル基を示す、)で表わされる5−
置換ヒダントイン類にハンセニュラ(Hansenul
a)属に属する微生物の培養液、菌体または菌体処理物
を作用させてD、−α−アミノ酸に変換させる方法にお
いて、限外ろ過した菌体または菌体処理物を循環させな
がら連続的にD−α−アミノ酸に変換させる事を特徴と
する一般式%式% (式中、Rは(1)に同じ)で表わされるD−α−アミ
ノ酸の製造方法である。
本発明の目的のために使用されうる微生物は、例えば代
表例としては、ハンセニュラ・シフェリ−()lans
enula ciferrii)、ハンセニュラーヘン
リッシー(Hansenula henricii)、
ハンセニュラーノ 。
フェルメンタス(Hansenula noferme
ntaus)Sハンセニュラ・ポリモルフy (Han
senula polymorpha)などが挙げられ
、これらは本発明の目的に使用されうるかぎり自然界に
存在する野生株および公的な微生物保存機関に保存され
ている微生物が用いられる。
これら微生物の培養に用いられる培地は通常資化しうる
炭素源、窒素源および微生物の生育に必要な無機栄養素
を含有させる通常の培地である。
培養条件は好気的条件下にてpH・3〜9、温度15〜
40℃の適当の範囲に制御しつつ行えばよい。
本発明で用いられる5−置換ヒダントインとは、ヒダン
トインの5位の水素原子がアルキル基、フェニル基また
はそれらの置換誘導体でありアルキル基またはフェニル
基に付随する置換基としては、例えばハロゲン原子、ア
ルキルメルカプト基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、
アミノ基、インドリル基、アルコキシカルボニル基など
がある。
5−置換ヒダントインをD−α−アミノ酸に変換せしめ
る方法は前記の微生物の培養液、菌体または菌体処理物
の形態で使用できる。微生物の培養液をそのまま使用し
てもよいが培養液中の成分が障害になる場合や菌体量を
多く使用したい場合には、培養液から分離した菌体を用
いればよい。
菌体は生菌体のままで使用目的を達するが、菌体そのも
のではなく菌体磨砕物や菌体抽出物のような菌体処理物
の状態でも用いることが可能であり、更に上記の菌体ま
たは菌体処理物を公知の方法で固定化したものも使用す
ることができる。
反応基質である5−置換ヒダントインに微生物の培養液
、菌体または菌体処理物を作用させるには通常、水性媒
体中で行う方法が用いられ、反応基質の濃度は0.1−
10重量%の濃度で用いられる。
γ また酵素反応における温度およびpHは使用する微生物
の5−置換ヒダントインをD−α−アミノ酸に変換する
能力を持つ酵素の至適温度および至適pHが採用される
が通常、温度は15〜60℃、pHは5〜9の範囲であ
る。
本発明で、限外ろ過するための方法として、例えば、ベ
リコンカセット(MILLIPORE ?LINITA
M T台SYSTEM 、日本ミリボア、リミテッド社
製)および中空糸膜(Amlcon社)による方法等が
ある。限外ろ過するための透過膜は、基質および反応生
成物は透過させるが、菌体または菌体処理により得られ
る酵素は透過させない孔径の微孔を有する事が必要であ
り、菌体を用いる場合は、平均孔径0゜05〜0.3μ
mの微孔を有する微孔膜や限外ろ過膜が用いられ、菌体
処理物により得られる酵素を用いる場合は、分画分子量
が1000〜100万程度である膜が用いられる。次に
、この様な発明方法を適用した実施態様のひとつを第1
図を用いて説明する。
基質溶液貯槽(2)からポンプ(5)により基質溶液を
10−500m1/hで反応槽(1)に送液し、反応液
および菌体をポンプ(6)により限外ろ過装置(3)に
送液し限外ろ過により菌体と反応生成物および未反応の
基質と分離し菌体は反応槽(2)に戻し、反応生成物お
よび基質を含む、ろ液を10−500m1/hで反応液
貯槽(4)に送液する。また、ろ液を再び反応槽に戻す
事も可能である。この様にして得られたD−α−アミノ
酸を酵素反応溶液中から分離するにはイオン交換樹脂な
どを用いる通常の方法が採用できる。
生成したD−α−アミノ酸の定量はニンヒドリンを用い
る比色法および液体クロマトグラフィで測定する方法を
用いた。光学異性体は結晶の比旋光度の測定および光学
分割カラム(キラルパックWH−ダイセル社製)を用い
る液体クロマトグラフィによってD一体を確認した。
(発明の作用および効果) 本発明によれば、ハンセニュラ属の微生物を用いること
により5−置換ヒダントインから高収率かつ連続的にD
−α−アミノ酸を取得することができる。即ち、本発明
においてはハンセニュラ(Hansenula)属に属
する微生物の培養液、菌体または菌体処理物を用いて5
−置換ヒダントインをD−α−アミノ酸に変換するに際
し、限外ろ過した菌体または菌体処理物を循環させなが
ら連続的に作用させることにより、5−置換ヒダントイ
ンのD−α−アミノ酸への変換率が高められると同時に
連続的に製造でき、D−α−アミノ酸の製造方法として
は極めて有利な方法である。
(実施例) 以下の例により本発明を具体的に説明するが、本発明は
これらの例のみに限定されるものではない。
実施例−1 グルコース20g/l、DL−5−フェニルヒダントイ
ン5g/l 、マルツエキスIg/l 、 Haエキス
3g/l 、 KH2PO4,1,5g/I SMgS
O4,,78zO0,5g/l。
CaC1z、HzO0,33g/l (pH=6)の培
地を250m l三角フラスコに20m1入れ、120
℃、15分間殺菌した。
これに酵母YM培地で28℃、24時間培養したハンセ
ニュラ ポリモルファ(NRRL Y−2423)を1
白金耳接種し、28℃、24時間培養した。この培養液
を遠心分離により菌体を採取し、培養液と同量の殺菌し
た生理食塩水にて1回洗浄し菌体を集めた。
第1図に連続限外ろ過膜型反応装置を示した。反応槽(
1)に菌体をDL−5−イソプロピルヒダントイン10
g/l水溶液(pH−7,5)−終末300m1−・−
に10g/lになる様に添加し28℃で70時間反応し
た。
基質貯槽(2)からDL−5−イソプロビルヒダントイ
ンLog/I水溶液をポンプ(5)により40m1/h
で反応槽(1)に送液し、反応液および菌体をポンプ(
6)により40m1/hで限外ろ過装置(3)(ペリコ
ンカセット阿TLLIPORE FIINITAM−T
河SYSTEM、  日本ミリボア。
リミテッド社製)に送液し限外ろ過により菌体と反応生
成物および未反応の基質と分離し菌体は反応槽(1)に
戻した。生成したアミノ酸を前述の方法で測定した。ま
た生成したアミノ酸を光学分割カラムによる光学活性測
定によりD一体であった。
結果を表−1に示した。
表−1 反応時間(h)   D−バリン(mg/mt)実施例
−2 実施例−1と同様な方法にて調整した菌体を表−2に示
す各種DL−5−置換ヒダントインLog/l水溶液(
pH7,5) −・−終末300m1−に10g/lに
な様に添加して実施例−1で示した限外ろ過装置を用い
て28℃で70間反応した。生成したアミノ酸を前述の
方法で測定した。また生成したアミノ酸を光学分割カラ
ムによる光学活性測定によりD一体であった。結果を表
−2に示した。
実施例−3 表−3に示す各種微生物を実施例−1と同様に調整して
得られた菌体を、DL−5−イソプロピルヒダントイン
10g/l水溶液(pH7,5)  (終末300m1
 )に10g/lになる様に添加して実施例−1で示し
た限外ろ過装置を用いて28℃で70時間反応した。生
成したアミノ酸を前述の方法で測定した。
また生成したアミノ酸を光学分割カラムによる光学活性
測定によりD一体であった。結果を表−3明細吉の二゛
18°(内8に変更なし)表−2 表−3
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するために用いる連続限外ろ過膜
型反応装置の概略図であり、示した符号は、それぞれ次
を意味する。 (1):反応槽 (2)二基質溶液貯槽 (3):限外ろ過装置 (4):反応液貯槽 (5):ポンプ (6):ポンプ (7)二基質送液ライン (8):菌体循環ライン (9):反応液送液ライン 特許出願人 三井東圧化学株式会社 手続補正書(方式) 昭和62年05月07日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第039128号 2、発明の名称 り一α−アミノ酸の製造方法。 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区霞が関三丁目2番5号4、補正命
令の日付(発送日) 昭和62年04月28日 5、補正の対象 明細書第13、発明の詳細な説明の欄)6、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rはアルキル基、置換アルキル基、フェニル基
    、または、置換フェニル基を示す。)で表わされる5−
    置換ヒダントイン類にハンセニュラ(Hansenul
    a)属に属する微生物の培養液、菌体または菌体処理物
    を作用させてD−α−アミノ酸に変換させる方法におい
    て、限外ろ過した菌体または菌体処理物を循環させなが
    ら連続的にD−α−アミノ酸に変換させる事を特徴とす
    る一般式(2) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは(1)に同じ) で表わされるD−α−アミノ酸の製造方法。
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