[go: up one dir, main page]

BG65589B1 - Method for the decomposition of nitrile compounds - Google Patents

Method for the decomposition of nitrile compounds Download PDF

Info

Publication number
BG65589B1
BG65589B1 BG106299A BG10629902A BG65589B1 BG 65589 B1 BG65589 B1 BG 65589B1 BG 106299 A BG106299 A BG 106299A BG 10629902 A BG10629902 A BG 10629902A BG 65589 B1 BG65589 B1 BG 65589B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
cells
nitrile compounds
bacterial
nitrile
decomposition
Prior art date
Application number
BG106299A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG106299A (en
Inventor
Елка ЕМАНУИЛОВА
Елена ДОБРЕВА
Пламен ДИМИТРОВ
Стефан ЕНГИБАРОВ
Иванка БОЯДЖИЕВА
Original Assignee
Министерство На Образованието И Науката
Елка ЕМАНУИЛОВА
Елена ДОБРЕВА
Пламен ДИМИТРОВ
Стефан ЕНГИБАРОВ
Иванка БОЯДЖИЕВА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Министерство На Образованието И Науката, Елка ЕМАНУИЛОВА, Елена ДОБРЕВА, Пламен ДИМИТРОВ, Стефан ЕНГИБАРОВ, Иванка БОЯДЖИЕВА filed Critical Министерство На Образованието И Науката
Priority to BG106299A priority Critical patent/BG65589B1/en
Publication of BG106299A publication Critical patent/BG106299A/en
Publication of BG65589B1 publication Critical patent/BG65589B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

The method for the decomposition of nitrile compounds of thermostable bacterial nitrilase is used for biological detoxication of nitrile-containing wastes and in the chemical synthesis. The advantages are found in the decomposition of a large number of nitrile compounds and in the high degree of the enzyme half-life after treating the cells at high temperatures. By the method, hydrolysis of the nitrile compounds takes pace in the presence of intact bacterial cells or degraded bacterial cells, or immobilized bacterial cells, containing the nitrilase enzyme. The pure culture cells of thermophilic bacterial strain Basillus sp. UG-5B. registered in NBIMCC under No. 8021. The hydrolysis occurs at temperatures from 40 to 70 degrees C for from 5 to 15 min.

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до метод за разграждане на нитрилни съединения с термостабилна бактериална нитрилаза с приложение за биологична детоксикация на нитрилсъдьржащи отпадъци и в химическия синтез.The invention relates to a method for the degradation of nitrile compounds with thermostable bacterial nitrilase for use in biological detoxification of nitrile-containing wastes and in chemical synthesis.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известни са методи за разграждане на нит рилни съединения чрез използване на ензими. Нитрилазната активност е по-широко застъпена при мезофилните бактерии.Methods for the degradation of nitrile compounds using enzymes are known. Nitrilase activity is more prevalent in mesophilic bacteria.

Бактериални продуценти нанитрилази са изолирани от почвени проби, от промишлено замърсени почви и води, крайбрежни морски утайки, активна тиня.Bacterial nanitrylase producers are isolated from soil samples, from industrially contaminated soils and waters, coastal marine sediments, activated sludge.

Известно е, че бактериалната нитрилна хидролиза се осъществява посредством два ензимни пътя. Единият включва хидролизата на нитрилната молекула до карбоксилна киселина и амоняк през междинен амид с участието на два ензима - нитрилхидратаза и амидаза /а/ и другия - чрез директна хидролиза до карбоксилна киселина и амоняк /б/, /1/.Bacterial nitrile hydrolysis is known to occur via two enzymatic pathways. One involves hydrolysis of the nitrile molecule to carboxylic acid and ammonia via an intermediate amide with the participation of two enzymes - nitrile hydratase and amidase (a) and the other by direct hydrolysis to carboxylic acid and ammonia (b), (1).

R-CN+Н2О нитрилхидратаза R-CONH2 амидаза + Н2ОR-CN + H 2 O nitrile hydratase R-CONH 2 amidase + H 2 O

R-CN + 2Н2О нитрилаза R -COOH + NH3 /б/R-CN + 2H 2 O nitrilase R -COOH + NH 3 / b /

RCOOH + NH3/a/RCOOH + NH 3 / a /

Недостатъците на известните методи за разграждане на нитрилни съединения с използването на мезофилни бактерии се състоят в значителната им термолабилност.The disadvantages of the known methods for the degradation of nitrile compounds using mesophilic bacteria are that they are highly thermolabile.

Известни са и термофилни нигрилразграждащи ензимни системи при умерени термофили: Bacillus palidus Dac 521 /2/, Bacillus RAP c8 /3/ и нов термофилен актиномицет Pseudonocardia thermophila, както и щам Bacillus smithii SC-JO51 /4/. Недостатъци на посочените термофилни ензимни системи са недостатъчната им термостабилност и по-дългото време за достигане на оптимална хидролизна активност.Also known are thermophilic nigril degrading enzyme systems in temperate thermophiles: Bacillus palidus Dac 521/2 /, Bacillus RAP c8 / 3 /, and a new thermophilic actinomycetes Pseudonocardia thermophila, as well as Bacillus smithii strain SC-JO51 / 4 /. The disadvantages of these thermophilic enzyme systems are their insufficient thermal stability and the longer time to achieve optimal hydrolysis activity.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата на изобретението е да създаде метод за разграждане на нитрилни съединения посредством клетъчна суспензия, безклетъчен екстракт или имобилизирани клетки на термофилен бактериален щам, продуциращ термостабилна нитрилаза, която може да разгражда широк спектър нитрилни съединения.It is an object of the invention to provide a method for the degradation of nitrile compounds by cell suspension, cell-free extract or immobilized cells of a thermophilic bacterial strain producing thermostable nitrilase capable of degrading a wide range of nitrile compounds.

Задачата се решава като в метода, съгласно изобретението се използва новоизолиран термофилен бактериален щам от отпадни води, получен чрез култивиране на различни селективни хранителни среди, съдържащи нитрилни съединения. Щамът е Basillus sp. UG-5B, регистриран в НБПМКК под № 8021.The problem is solved by using in the process according to the invention a newly isolated thermophilic bacterial wastewater strain obtained by cultivation of various selective nutrient media containing nitrile compounds. The strain is Basillus sp. UG-5B, registered with NBPMCC under No. 8021.

Щамът представлява грам-положителна спорообразуваща пръчица с централно разположена спора. Морфологичните, културални, физиологични и биохимични свойства на щама са представени в таблици 1 и 2.The strain is a gram-positive spore-forming rod with a centrally located spore. The morphological, cultural, physiological and biochemical properties of the strain are presented in Tables 1 and 2.

Получаването на чиста култура от щама се извършва чрез култивирането му на ферментор Bioflo, с работен обем 1.01, при 50°С. 400 rpm и аерация - 0.6 v/v/m. При тези условия на култивиране максималната нитрилазна активност се достига на 7-мия час от култивирането.Obtaining a pure culture from the strain is carried out by culturing it on a Bioflo fermenter with a working volume of 1.01 at 50 ° C. 400 rpm and aeration - 0.6 v / v / m. Under these cultivation conditions, the maximum nitrilase activity is reached at the 7th hour of cultivation.

Култивирането се извършва чрез използването на хранителна среда, съдържаща в g/1: пептон (Oxoid) 5.0; дрождев екстракт (Difko) 5.0; NaCl 1.0; К2НРО4 5.0; MgSO4 0.1; FeSO^O 0.03 и бензонитрил 20 mM, pH 7.5.Cultivation was performed using a culture medium containing in g / 1: peptone (Oxoid) 5.0; yeast extract (Difko) 5.0; NaCl 1.0; K 2 NRA 4 5.0; MgSO 4 0.1; FeSO 4 O 0.03 and benzonitrile 20 mM, pH 7.5.

Съгласно метода на настоящото изобретение чиста култура от интакгни бактериални клетки, разградски бактериални клетки, съдържащи ензима или имобилизирани ензимни препарати, съдържащи клетки на термофилния бактериален щам са способни да хидролизират следните съединения: пропионитрил, валеронитрил, 4-хлорбутиронитрил, циклохексил2According to the method of the present invention, a pure culture of intact bacterial cells, degradation bacterial cells containing the enzyme or immobilized enzyme preparations containing cells of the thermophilic bacterial strain are capable of hydrolyzing the following compounds: propionitrile, valeronitrile, 4-chlorobutyronitrile, cyclohexyltril, cyclohectyl

65589 Bl изоцианид, адипонитрил, акрилонитрил, алилцианид, кротонитрил, фумародинитрил, бензонитрил, 4-хлорбензонитрил, 4-нитробензонитрил, толунитрил, цианопиридин и 4-цианопиридин до съответната киселина и амоняк.65589 B1 isocyanide, adiponitrile, acrylonitrile, allyl cyanide, crotonitrile, fumarodinitrile, benzonitrile, 4-chlorobenzonitrile, 4-nitrobenzonitrile, tolunitrile, cyanopyridine and 4-cyanopyridine to the corresponding acid.

Предимствата на метода, съгласно изобретението се състоят в разграждане на голям брой нитрилни съединения за време от 5 до 15 min при температури от 40 до 70°С.The advantages of the process according to the invention are the degradation of a large number of nitrile compounds over a period of 5 to 15 minutes at temperatures of 40 to 70 ° C.

Този факт се подчертава и от продължителното време на полуживот на ензима /5 min/ след третиране на клетките при висока температура /70°С/.This fact is further emphasized by the long half-life of the enzyme (5 min) after treatment of the cells at high temperature (70 ° C).

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Пример 1.Example 1.

Получаването на чиста култура от щама се извършва чрез култивирането му на ферментор Bioflo, с работен обем 1.01, при 50°С, 400 rpm и аерация - 0.6 v/v/m. Културалната течност се центрофугира при 4000 g за 10 min. Утаените бактериални клетки се промиват с буфер /рН 7,2/ и ресуспендират в същия буфер до съответна белтъчна концентрация /2 mg/ml/. Към 600 microl от получената бактериална суспензия се добавят 10 micro/1 1.2 М бензонитрил /крайна концентрация 20 тМ/ и реакцията се провежда за 15 min при 45°С. Като резултат от хидролизата се получават 12 тМ амоняк като краен продукт, респективно 12 тМ бензоена киселина.Pure culture was obtained from the strain by culturing it on a Bioflo fermenter with a working volume of 1.01 at 50 ° C, 400 rpm and aeration 0.6 v / v / m. The culture fluid was centrifuged at 4000 g for 10 min. The precipitated bacterial cells were washed with buffer (pH 7.2) and resuspended in the same buffer to the appropriate protein concentration (2 mg / ml). To 600 µl of the resulting bacterial suspension was added 10 µm (1.2 M benzonitrile (final concentration 20mM) and the reaction was carried out for 15 min at 45 ° C. As a result of hydrolysis, 12 mM ammonia is obtained as a final product, respectively 12 mM benzoic acid.

Пример 2.Example 2.

Провежда се предварително третиране на клетъчната суспензия за 5 min при 70°С. След това с така получената суспензия се извършва хидролиза съгласно пример 1. Получават се 6 тМ амоняк като краен продукт, което означава 5 min 5 време на полуживот на нитрилазата от изследваните бактериални клетки.Pre-treat the cell suspension for 5 min at 70 ° C. The suspension thus obtained is then hydrolyzed according to Example 1. 6 mM ammonia is obtained as a final product, which means a 5 min 5 half-life of nitrilase from the bacterial cells tested.

Claims (1)

Патентни претенцииClaims 1. Метод за разграждане на нитрилни съединения чрез хидролиза в присъствие на интактни бактериални клетки или разградени бактериални клетки, или имобилизирани бактериални клетки, съдържащи ензим нитрилаза, характеризиращ се с това, че клетките са от чиста култура на термофилен бактериален щам Bacillus sp. UG-5B, регистриран в НБПМКК под № 802 от 09.11.2001, като хидролизата се провежда при температура от 40 до 70°С за време от 5 до 15 min.A method for the degradation of nitrile compounds by hydrolysis in the presence of intact bacterial cells or degraded bacterial cells, or immobilized bacterial cells containing the nitrilase enzyme, characterized in that the cells are from the pure culture of the thermophilic bacterial strain Bacillus sp. UG-5B, registered in NBPMCC under No. 802 of 9/11/2001, the hydrolysis being carried out at a temperature of 40 to 70 ° C for a time of 5 to 15 min.
BG106299A 2002-01-10 2002-01-10 Method for the decomposition of nitrile compounds BG65589B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG106299A BG65589B1 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Method for the decomposition of nitrile compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG106299A BG65589B1 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Method for the decomposition of nitrile compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG106299A BG106299A (en) 2003-07-31
BG65589B1 true BG65589B1 (en) 2009-01-30

Family

ID=27761797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG106299A BG65589B1 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Method for the decomposition of nitrile compounds

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG65589B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG106299A (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Blakey et al. Regio-and stereo-specific nitrile hydrolysis by the nitrile hydratase from Rhodococcus AJ270
CN1034129C (en) Process for biological production of organic acids
Buranasilp et al. Biodegradation of acrylamide by Enterobacter aerogenes isolated from wastewater in Thailand
Watanabe et al. Screening, isolation and taxonomical properties of microorganisms having acrylonitrile-hydrating activity
FI87579C (en) FRAMEWORK FOR MICRO-ORGANISMS
Nawaz et al. Degradation of acetonitrile by Pseudomonas putida
CN102634504A (en) Induction and stabilization of enzymatic activity in microorganisms
CA2238443A1 (en) Enzymes, their preparation and their use in the production of ammonium acrylate
Li et al. A novel strategy for acetonitrile wastewater treatment by using a recombinant bacterium with biofilm-forming and nitrile-degrading capability
Bhatia et al. An isobutyronitrile-induced bienzymatic system of Alcaligenes sp. MTCC 10674 and its application in the synthesis of α-hydroxyisobutyric acid
Perzborn et al. Enzymatical and microbial degradation of cyclic dipeptides (diketopiperazines)
KR100339723B1 (en) Process for production of amide compounds using microorganism
KR20020059332A (en) Method for Stabilizing Nitrilase Activity and Preserving Microbial Cells
Nawaz et al. Degradation of organic cyanides by Pseudomonas aeruginosa
US6900037B2 (en) Method for producing amide compounds
Ingvorsen et al. Microbial hydrolysis of organic nitriles and amides
Acharya et al. Studies on utilization of acetonitrile by Rhodococcus erythropolis A10
CN1316010C (en) Microbiological method for producing amides
BG65589B1 (en) Method for the decomposition of nitrile compounds
Sogani et al. Comparison of immobilized whole resting cells in different matrices vis-a-vis free cells of Bacillus megaterium for acyltransferase activity
Miller et al. The utilization of nitriles and amides by a Rhodococcus species
Babu et al. Nitrile-metabolizing potential of Amycolatopsis sp. IITR215
JPH04320679A (en) Micro-organism producing l-carnitine amidase, l-carnitine-amidase produced microbiologically, acquiring process therefor, and process of enzymatically transforming dl-and/or carnitine amide to l-carnitine
JP2670838B2 (en) Method for producing L-α-amino acids
O'Grady et al. Isolation of a novel Agrobacteriun spp capable of degrading a range of nitrile compounds