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DE3018584A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF D-ALPHA AMINO ACIDS - Google Patents

PROCESS FOR THE PREPARATION OF D-ALPHA AMINO ACIDS

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Publication number
DE3018584A1
DE3018584A1 DE19803018584 DE3018584A DE3018584A1 DE 3018584 A1 DE3018584 A1 DE 3018584A1 DE 19803018584 DE19803018584 DE 19803018584 DE 3018584 A DE3018584 A DE 3018584A DE 3018584 A1 DE3018584 A1 DE 3018584A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydantoin
amino acid
enzyme
substituted
microorganism
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19803018584
Other languages
German (de)
Inventor
Claude Gillonier
Marcel Guivarch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adisseo France SAS
Original Assignee
AEC Societe de Chimie Organique and Biologique SA
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 AEC Societe de Chimie Organique and Biologique SA filed Critical AEC Societe de Chimie Organique and Biologique SA
Publication of DE3018584A1 publication Critical patent/DE3018584A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/006Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures
    • C12P41/009Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures by reactions involving hydantoins or carbamoylamino compounds

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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

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A.E.C. Societe De Chimie Organique Et Biologique, Commentry/Fr.A.E.C. Societe De Chimie Organique Et Biologique, Commentry / Fr.

Verfahren zur Herstellung von D-CC-AminosäurenProcess for the preparation of D-CC amino acids

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von D-^-Atninosäuren. auf enzymatischem Wege. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, welches darin besteht, in 5-Ste3Llung substituierte Hydantoine direkt zu D-cC- Aminosäuren zu hydrolysieren. The invention relates to a process for the preparation of D - ^ - amino acids. by enzymatic means. In particular, the invention relates to a method which consists in a 5-position to hydrolyze substituted hydantoins directly to D-cC amino acids.

Vorzugsweise sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen D-cC-Amino säuren das D-Ph enyl alanin, das D-Methionin, das D-Phenylglycin oder das D-p-Hydroxyphenylglycin, welche als Arzneimittel oder als Zwischenprodukte zur Herstellung von Produkten, welche als solche auf pharmazeutischem oder landwirtchaftlichem Gebiet verwendbar sind, besonders nützlich sind; es können jedoch auch zahlreiche D-Aminosäuren wie D-Leucin, das D-Valin, das D-Tryptophan bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden.Those obtained by the process according to the invention are preferred D-cC-amino acids D-phenyl alanine, D-methionine, the D-phenylglycine or the D-p-hydroxyphenylglycine, which as Medicinal products or as intermediates in the manufacture of products, which as such on pharmaceutical or agricultural Area are usable, are particularly useful; however, numerous D-amino acids such as D-leucine, the D-valine, the D-tryptophan when carrying out the invention Procedure can be obtained.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird eine D-oC—Aminosäure hergestellt, indem ein in 5-Stellung geeignet substituiertes Hyantoin mit einem Enzym, das dieses Hydantoin in die ent sprechende D-tt-Aminosäure zu überführen vermag, in Kontakt gebracht wird.According to the method of the invention, a D-oC-amino acid is prepared, by a hyantoin suitably substituted in the 5-position brought into contact with an enzyme that is able to convert this hydantoin into the corresponding D-tt amino acid will.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Enzym wird durch Züchtung eines Mikroorganismus der weiter unten ausführ-The enzyme used in the method of the invention is by cultivating a microorganism as detailed below

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licher identifiziert ist, in einem geeigneten Milieu erhalten. Der Mikroorganismus, dessen Züchtung unter geeigneten Bedingungen das Enzym liefert, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, muß als neue Spezies, die zum Genus Pseudomonas gehört, angesehen werden.licher is identified, preserved in a suitable milieu. The microorganism, the cultivation of which under suitable conditions provides the enzyme necessary for carrying out the invention Method used must be regarded as a new species belonging to the genus Pseudomonas.

Er wurde aus einer Schlammprobe isoliert, die in Commentry (Prankreich) nach den üblichen JsoLierungsmethoden für Mikroorganismen entnommen wurde« Eine Probe dieses Stamms wurde im' Centraalbureau yoor Schimmmelcultures in Baarn (Niederlande) hinterlegt, wo sie unter der Nr.CBS 259.79 registriert ist. Dieses Laboratorium ist autorisiert, den Stamm des Mikroorganismus an Jeden zu verteilen, der in zulässiger Weise von dem Vorstehenden Kenntnis hat.It was isolated from a sample of mud that was found in Commentry (France) according to the usual isolation methods for microorganisms was taken «A sample of this strain was taken in the ' Centraalbureau yoor Schimmmelcultures in Baarn (Netherlands) where it is registered under number CBS 259.79. This laboratory is authorized to identify the strain of the microorganism to be distributed to anyone who is lawfully aware of the foregoing Has knowledge.

Der Mikroorganismus HM-40 ist ein Pseudomonas, von dem gewisse Eigenschaften nicht denjenigen der in Bergeyfs Manual of Determinative Bacteriology, 8. Edition beschriebenen Spezies entsprechen. Er wird unter dem Namen Pseudomonas spi HM-40 bezeichnet.The microorganism HM-40 is a Pseudomonas, do not comply with the certain properties of those species described in Bergey's Manual of Determinative Bacteriology f, 8th Edition. It is known under the name Pseudomonas spi HM-40.

Die Züchtungseigenschaften und die morphologischen Eigenschaften von Pseudomonas sp. HM-40 sind die folgenden:The breeding characteristics and the morphological characteristics of Pseudomonas sp. HM-40 are the following:

1. Aussehen der Kulturen auf verschiedenen Medien 1. Appearance of cultures on different media

a) Milieu "Trypticase soy agar" bei 3O°C a) "Trypticase soy agar" environment at 30 ° C

- Nach 24 Stunden Inkubation: Sehr kleine Kolonien- After 24 hours of incubation: very small colonies

- Nach 48 Stunden Inkubation! Größere Kolonien (etwa 1 bis 1,5 mm Durchmesser) mit deutlichen und semi-transparenten Rändern- After 48 hours of incubation! Larger colonies (about 1 to 1.5 mm in diameter) with distinct and semi-transparent Margins

- Nach 4 Tagen Inkubation: Noch größere Kolonien (etwa 4 mm Durchmesser), opak, mucoid.- After 4 days of incubation: even larger colonies (approx. 4 mm diameter), opaque, mucoid.

b) Mit Nährbouillon bei 3O°C b) With nutrient broth at 30 ° C

In Versuchsröhrchen (16 χ 160 mm) mit 5 cm MediumIn test tubes (16 160 mm) with 5 cm medium

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tritt die Entwicklung innerhalb 24 Stunden ein, ist jedoch wenig ergiebig. Die Entwicklung erhöht sich in den folgenden Tagen. Bildung einer einheitlichen Trübung mit ziemlich haftendem Sediment am Grunde der Röhrchen. Kohlendioxidgas (10 %) erhöht nicht die Entwicklung.the development occurs within 24 hours, but is not very productive. The development increases in the following days. Formation of a uniform turbidity with rather adherent sediment at the bottom of the tubes. Carbon dioxide gas (10%) increased not the development.

c) Verschiedene feste Medien c) Various solid media

Auf Nährgelose und auf "Brain Heart Infusion Agar" sind die Entwicklung und das Aussehen dar Kulturen identisch mit denjenigen, welche für das Milieu "Trypticase soy agar" beschrieben sind.On nutrient gel and on "Brain Heart Infusion Agar", the development and appearance of the cultures are identical to those which are described for the "Trypticase soy agar" milieu.

d) Verschiedene flüssige Medien d) Various liquid media

Auf "Brain Heart Infusion Agar", peptonisiertem Wasser, tryptonisiertem Wasser,. Nährbouillon mit Hefeextrakt sind die Entwicklung und das Aussehen der Kulturen identisch mit denjenigen, welche für Nährbouillon beschrieben Sind. Auf"Trypticase Soy Broth" und auf peptonisiertem Wasser mit 0,2 % Glucose ist die Entwicklung etwas schwächer.On "Brain Heart Infusion Agar", peptonized water, tryptonized water ,. In nutrient broth with yeast extract, the development and appearance of the cultures are identical to those described for nutrient broth. The development is somewhat weaker on "Trypticase Soy Broth" and on peptonized water with 0.2 % glucose.

2. Morphologie2. Morphology

a) Mikroskopische Prüfung ohne Färbung: a) Microscopic examination without staining:

Nach 24 Stunden Züchtung in flüssigem Milieu bei 3 7°C: Bakterien von 0,5 bis 5/^ Länge, in Schiffchen. Der Keim ist beweglich und die Beweglichkeit ist ausgeprägter, wenn die Inkubation bei 24 bis 30°C durchgeführt wird.After 24 hours of cultivation in a liquid medium at 37 ° C: Bacteria 0.5 to 5 1/2 in length, in boats. The germ is mobile and the mobility is more pronounced when the incubation is carried out at 24 to 30 ° C.

b) Mikroskopische Prüfung nach Färbung: b) Microscopic examination after staining:

Der Keim ist Gram-negativ; häufig ist der zentrale Teil des Bakterienkörpers schwächer gefärbt.The germ is grief-negative; often the central part of the bacterial body is less colored.

3. Optimale Entwicklungstemperatur: 24°C: Gute Entwicklung 3. Optimal development temperature: 24 ° C: good development

30°C: Sehr gute Entwicklung 37°C: Mittelmäßige Entwickl. 42 C: Schwache Entwicklung30 ° C: Very good development 37 ° C: Average development 42 C: Poor development

4. Biochemische und Züchtungsmerkmale:4. Biochemical and breeding characteristics:

a) RespiratorischerTyp: Strikt aeroba) Respiratory type: Strictly aerobic

b) Oxydase: Positivb) Oxidase: positive

c) Katalase: Positivc) Catalase: positive

d) "Mac Conkey Agar": Reichliche Kulturd) "Mac Conkey Agar": Abundant culture

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e) "Salmonella Shigella Agar": Wenig reichliche Kulturene) "Salmonella Shigella Agar": Little abundant cultures

f) "Cetrimide Agar": Keine Entwicklungf) "Cetrimide Agar": No development

g) Urease (in Ferguson-Milieu): Positiv h) Indolproduktion: Negativg) Urease (in Ferguson environment): positive h) Indole production: negative

i) Test mit Methylrot: Negativ j) Test nach Voges-Proskauer: Negativi) Test with methyl red: negative j) Voges-Proskauer test: negative

k) Verwertung von Citraten (Simmons): Positiv innerhalb 48 Stunden; Alkalinisierungk) Utilization of citrates (Simmons): positive within 48 hours; Alkalinization

1) Verflüssigung der Gelatine: Negativ1) Liquefaction of the gelatin: negative

m) Oxidations-Fermentations-Test (Hugh und Leifson): Oxidierend η) Bildung von Säuren aus Kohlehydraten: Glucose: Positivm) Oxidation-fermentation test (Hugh and Leifson): Oxidizing η) Formation of acids from carbohydrates: Glucose: Positive

Lactose: Positiv Arabinose: Positiv Maltose: Positiv Mannit: positivLactose: positive arabinose: positive maltose: positive mannitol: positive

Saccharose: Positiv Xylose: PositivSucrose: positive xylose: positive

o) Reduktion der Nitrate : Positiv p) Reduktion der Nitrite: Negativ q) Entnitrifizierung: Negativ r) Bildung von Pigment: Negativ s) Bildung von HpS:o) Reduction of nitrates: positive p) Reduction of nitrites: negative q) Denitrification: negative r) Formation of pigment: negative s) Formation of HpS:

-auf "Triple Sugar Iron Agar71—Milieu: Sehr leicht positiv - Papier mit Bleisubacetat: Spuren von HS t) Hämolyse (Pferdeblut): Negativ u) Lackmusmilch: Keine Veränderung v) /3-Galactosidase: Positiv w) Arginindihydrolase: Negativ x) Lysindecarboxylase: Negativ y) Ornithin-Decarboxylase: Negativ- on "Triple Sugar Iron Agar 71 - Environment: very slightly positive - paper with lead subacetate: traces of HS t) hemolysis (horse blood): negative u) litmus milk: no change v) / 3-galactosidase: positive w) arginine dihydrolase: negative x ) Lysine decarboxylase: negative y) ornithine decarboxylase: negative

Wenn man den Stamm Pseudomonas ^p. HM-40 in ^.en klassischen Kulturmedien züchtet, so bildet sich das Enzym, das die Hydantoine in die entsprechenden D-oC-Amino säuren überführen kann, im wesent-If one considers the strain Pseudomonas ^ p. HM-40 grows in classical culture media, the enzyme that can convert the hydantoins into the corresponding D-oC-amino acids is essentially formed.

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lichen in den Zellen des Mikroorganismus und schwächer im Züchtungsmedium. lichen in the cells of the microorganism and weaker in the culture medium.

Das Züchtungsmedium soll im wesentlichen assimilierbare Kohlenstoff- und Stickstoffquellen und andere .Nährelemente,welche zur Entwicklung des Stamms HM-40 notwendig sind, wie Mineralsalze enthalten· Die Enzymproduktion kann verbessert werden, wenn man dem Züchtungsmedium ein.in 5-Stellung substituiertes Hydantoin als Stickstoffquelle zufügt. Im · .allgemeinen verwendet man zu diesem Zweck das Hydantoin des Methionins, jedoch können auch andere Hydantoine, wie das Hydantoin des Valins, das Hydantoin des Leucins, das Hydantoin des Isoleucins oder das 5-Cyanopropy!hydantoin vorteilhaft verwendet werden.The growth medium should essentially be assimilable carbon and sources of nitrogen and other .nutrients, which for Development of the HM-40 strain are necessary as mineral salts The enzyme production can be improved by adding a 5-substituted hydantoin to the culture medium as a nitrogen source. In general, the hydantoin of methionine is used for this purpose, but can also other hydantoins, such as the hydantoin of valine, the hydantoin of leucine, hydantoin of isoleucine or 5-cyanopropyl hydantoin can be used advantageously.

Als Quellen für assimilierbaren Kohlenstoff kann man Kohlehydrate, wie Glucose, Saccharose, Lactose oder Maltose in reiner Form oder in Form komplexer Reste, wie Melassen oder Lactoserum bzw. Molke verwenden; man kann auch Alkohole oder organische Säuren verwenden. Gewisse tierische oder pflanzliche Öle,wie Specköl oder Sojaöl können diese verschiedenen Kohlenstoffquellen ersetzen oder ihnen zugefügt werden.Sources of assimilable carbon can be carbohydrates, such as glucose, sucrose, lactose or maltose in pure form or in the form of complex residues such as molasses or Use lactoserum or whey; you can also use alcohols or organic acids. Certain animal or vegetable Oils such as lard or soybean oil can replace or be added to these various carbon sources.

Die geeigneten Quellen für assimilierbaren Stickstoff sind außerordentlich verschieden. Sie können chemisch sehr einfache Substanzen sein, wie mineralische oder organische Ammoniumsalze oder Harnstoff.Sie können auch durch komplexe Substanzeb beigebracht werden, welche den Stickstoff hauptsächlich in Eiweiß-bzw. Proteinform enthalten.The appropriate sources of assimilable nitrogen are extraordinarily different. They can be chemically very simple substances, such as mineral or organic ammonium salts or urea. They can also be caused by complex substances be taught, which the nitrogen mainly in protein or. Contain protein form.

Unter den zugefügten mineralischen Elementen können gewisse einen Puffer- oder neutralisierenden Effekt haben, wie die Alkali- oder Erdalkaliphosphate oder Calcium- oder Magnesium— Cärbonat· Andere erbringen das für die Entwicklung des Stamms HM-40 notwendige ionische Gleichgewicht, wie die Chloride und Sulfate von AlkaÜ- und Erdalkalimetallen oder die Zink-,Among the added mineral elements, certain can have a buffering or neutralizing effect, such as this Alkali or alkaline earth phosphates or calcium or magnesium carbonate · Others provide this for the development of the trunk HM-40 necessary ionic equilibrium, such as the chlorides and sulfates of alkali and alkaline earth metals or the zinc,

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Kobalt-, Eisen-, Kupfer- oder Mangansalze.Cobalt, iron, copper or manganese salts.

Der pH-Wert des Fermentationsmilieus zu Beginn der Züchtung soll zwischen 4 und S und vorzugsweise zwischen 6 und 8 liegen. Die optimale Temperatur für die Fermentation ist zwischen 25 und 35°C, jedoch wird noch eine befriedigende Erzeugung für Temperaturen, zwischen 20 und 3 7° C erhalten.The pH of the fermentation medium at the beginning of the cultivation should be between 4 and 5 and preferably between 6 and 8. The optimal temperature for fermentation is between 25 and 35 ° C, however it will still produce a satisfactory one for Temperatures obtained between 20 and 37 ° C.

Die Belüftung der Fermentation kann innerhalb ziemlich weiter Grenzen variieren. Man hat jedoch festgestellt, daß Belüftun9en • von 0,3 bis 3 1 Luft P*x>. Liter Bouillon und pro Minute besonders gut geeignet sind. Die maximale Ausbeute wird nach 10 bis 72 Stunden Züchtung erhalten, wobei diese Zeit im wesentlichen vom verwendetenMilieu abhängt.The fermentation aeration can vary within fairly wide limits. However, it has been found that Belüftun9 en • 0.3 to 3 1 Air P * x>. Liters of bouillon and per minute are particularly suitable. The maximum yield is obtained after 10 to 72 hours of cultivation, this time depending essentially on the environment used.

Da das Enzym hauptsächlich in den Zellen produziert wird, kann die Überführung des in 5-Stellung substituierten Hydantoins zur D-cC-Amino säure unter Verwendung des die Zellen enthaltenden Kulturmediums oder der aus dieser Bouillon durch Zentrifugierung isolierten Zellen bewirkt werden} diese Zellen können als solche nach Ausfällung mit Aceton oder Lyophilisierung verwendet werden; man kann sie auch in Form von Zellextrakt, der durch Vermählen oder Ultraschallbehandlung erhalten wurde, verwenden. Since the enzyme is mainly produced in the cells, the transfer of the hydantoin substituted in the 5-position to the D-cC-amino acid using the containing the cells Culture medium or that from this broth by centrifugation isolated cells} these cells can be used as such after precipitation with acetone or lyophilization will; they can also be used in the form of cell extracts obtained by grinding or ultrasound treatment.

Die Überführung des in 5-Stellung substituierten Hydantoins in die ensprechende D-^C-Ami no säure wird im allgemeinen in wäßrigem Milieu bei einem pH zwischen 6 und 9 und vorzugsweise bei etwa 7,8 durchgeführt der pH-Wert wird gegebenenfalls durch Zugabe einer wäßrigen alkalischen Lösung,insbesondere Natriumhydroxid, in der Nähe dieses Wertes gehalten.The conversion of the hydantoin substituted in the 5-position into the corresponding D- ^ C-amino acid is generally in aqueous The environment is carried out at a pH between 6 and 9, and preferably at around 7.8, the pH is optionally adjusted by adding an aqueous alkaline solution, especially sodium hydroxide, kept close to this value.

Die Temperatur der Umwandlungsreaktion liegt im allgemeinen zwischen 20 und 55°C und vorzugsweise bei etwa 3 7°C.The temperature of the conversion reaction is generally between 20 and 55 ° C and preferably at about 37 ° C.

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Die Konzentration an Hydantoin in dem Reaktionsmedium ist eine Punktion der Löslichkeit. Sie liegt im allgemeinen bei über 5 % (Gewicht/Volumen), sie kann jedoch auch über 10 % (Gewicht/Vol.) sein.The concentration of hydantoin in the reaction medium is a puncture of solubility. It is generally over 5% (weight / volume), but it can also be over 10 % (weight / volume).

Das Reaktionsmilieu kann oberflächenaktive Mittel, Antioxidantien, Coenzyme, welche die Bildung der D-oC~ Aminosäure begünstigen, enthalten und so eine Verbesserung der Ausbeute ermöglichen, Im allgemeinen beträgt die Dauer der Reaktion zwischen 2 StdoUnd 4 Tagen. Die Reaktion wird tatsächlich so lange weiterverfolgt, bis kein Hydantoin mehr in B-t<-Ami no säure umgewandelt wird.The reaction medium can contain surfactants, antioxidants, Coenzymes, which favor the formation of the D-oC ~ amino acid, and thus enable an improvement in the yield. In general, the duration of the reaction is between 2 hours and 4 days. The response will actually take that long followed up until no more hydantoin is converted into B-t <-Ami no acid will.

Bei der Umwandlung des Hydantoins in die Ό-cL- Amino säure kann sich intermediär eine D-Hydantoinsäure bilden, die unter der Einwirkung des enzymatischen Systems in die D-ct-Amino säure überführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach entweder an einem Hydantoin oder einer Hydantoinsäure oder an deren Gemisch durchgeführt werden.During the conversion of the hydantoin into the Ό-cL amino acid, a D-hydantoin acid can be formed as an intermediate, which is converted into the D-ct amino acid under the action of the enzymatic system. The process according to the invention can accordingly be carried out either on a hydantoin or a hydantoic acid or on a mixture thereof.

Im übrigen begünstigt der Stamm HM-40 die Racemisierung in situ des L-Hydantoins, welches sich neben der gewünschten D-cC-Aminosäure bildet. Infolgedessen kann das eingesetzte racemische Hydantoin zur Gänze in D-oC- Amino säure umgewandelt werden.In addition, the strain HM-40 favors the in situ racemization of L-hydantoin, which is next to the desired D-cC-amino acid forms. As a result, the racemic hydantoin used can be converted entirely into D-oC-amino acid.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene O-Oi- Amino säure kann aus dem Reaktionmedium nach den für Aminosäuren üblichen Trennungsmethoden isoliert werden, im allgemeinen nach Klärung des Reaktionsmediums durch Zentrifugieren und Filtrieren über ein Ionenaustauschharz. Im allgemeinen bewirkt man eine Ausfällung der Aminosäuren bei'ihrem isoelektrischen Punkt. The O-Oi- amino acid obtained by the process according to the invention can be isolated from the reaction medium by the separation methods customary for amino acids, generally after clarification of the reaction medium by centrifugation and filtration through an ion exchange resin. In general, the amino acids are caused to precipitate at their isoelectric point.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung nähererlautern:The following examples are intended to clarify the invention in more detail:

Beispiel 1example 1

a) Herstellung der enzymatischen Zusammensetzung Man stellt ein Züchtungsmedium folgender Zusammensetzung her: a) Preparation of the enzymatic composition A culture medium of the following composition is prepared:

- Glucose : 20 g/l- Glucose: 20 g / l

- Monokaliumphosphat : 3 g/l- Monopotassium phosphate: 3 g / l

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7 g/i 0,7 g/l 0,02 g/l 0,02 g/l ι g/i 3 g/i 7 g / i 0.7 g / l 0.02 g / l 0.02 g / l ι g / i 3 g / i

- Dikaliumphosphat- dipotassium phosphate

- Magnesiumsulfat- magnesium sulfate

- Mangansulfat- manganese sulfate

- Eisen-II-Sulfat- ferrous sulfate

- Natriumchlorid- sodium chloride

- Hydantoin des D,L-Methionins- Hydantoin of D, L-methionine

33

Das Milieu wird in Kolben von 250 on in einer Menge von 50 cm pro Kolben verteilt und während 15 Minuten bei 1200C sterilisiert. Nach dem Beimpfen mit dem Stamm Pseudomonas sp, HM-40, der auf Gelosemilieu gehalten wird, werden die Kolben während 48 Stunden bei 30°C geschüttelt (250 Umdrehungen/Minute).The medium is distributed in flasks of 250 on in an amount of 50 cm per flask and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. After inoculation with the strain Pseudomonas sp, HM-40, which is kept in a gel environment, the flasks are shaken for 48 hours at 30 ° C. (250 revolutions / minute).

Man bewirkt die Erzeugungskultur in einem Fermentationsgefäß von 2 1, enthaltend 1 1 des vorstehenden Kulturmediums und 1 cm Antischaummittel· Man beimpft mit dem Inhalt eines Kolbens, der wie oben beschrieben hergestellt wurde. Die Kultur wird bei 30°c während 48 Stunden unter Rühren mit einer Turbine mit 500 Umdrehungen/Minute und Belüftung mit steriler Luft in einer Menge von 1 l/Minute entwickelt.The production culture is effected in a fermentation vessel of 2 1, containing 1 1 of the above culture medium and 1 cm of antifoam agent which was prepared as described above. The culture is at 30 ° C for 48 hours while stirring with a turbine developed at 500 revolutions / minute and aeration with sterile air at a rate of 1 liter / minute.

Nach Beendigung der Züchtung werden die Zellkörper durch Zentrifugieren abgetrennt und in 50 ecm destilliertem Wasser suspendiert. Diese Suspension enthält 7,6 g Trockenextr-Jct" pro 100 cm3.After the cultivation has ended, the cell bodies are separated off by centrifugation and suspended in 50 ml of distilled water. This suspension contains 7.6 g of dry extr-Jct "per 100 cm 3 .

b) Hydrolyse des Hydantoins des D,L—Phenylalananins Zu 200 cm destilliertem Wasser fügt man 5 g Hydantoin des D,L-Phenylalanins zu. Nach Erhitzen, um das Hydantoin teilweise zu lösen, wird das Milieu auf 37°C abgekühlt. Man stellt den PH-Wert durch Zugabe einer N-Natronlaugelösung auf 7,8 ein und gibt dann 25 cm der wie oben erhaltenen Zellsuspension zu« Das Volumen des Reaktionsgemisches wird auf 250 cm und der pH-Wert auf 7,8 eingestellt. b) Hydrolysis of the hydantoin of D, L-phenylalanine 5 g of hydantoin of D, L-phenylalanine are added to 200 cm of distilled water. After heating to partially dissolve the hydantoin, the medium is cooled to 37 ° C. The P H value is adjusted to 7.8 by adding an N sodium hydroxide solution and then 25 cm of the cell suspension obtained as above is added. The volume of the reaction mixture is adjusted to 250 cm and the pH to 7.8.

Das Reaktionsgemisch wird unter Stickstoffatmosphäre gesetzt; seine Temperatur beträgt 3 7°c,der pH-wert wird durch fortschreitende Zugabe einer N-Natronlaugelösung bei 7,8 gehalten.The reaction mixture is placed under a nitrogen atmosphere; its temperature is 3 7 ° c, the pH value is increasing by Addition of an N sodium hydroxide solution kept at 7.8.

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Nach 24 Stunden mäßigen Rührens ist das gesamte Hydantoin in Lösung gegangen.After 24 hours of moderate stirring, all of the hydantoin is in Solution gone.

Das Reaktionsgemisch wird durch Zentrifugieren geklärt und dann durch ein Ionenaustauschharz (Harz Dowex 50 H -Form) geleitet, wobei mit einer 2N-Ammoniaklösung eluiert wird. Die alkalischen Fraktionen werden zur Trockne eingeengt. Man erhält so 3,98 g D-Phenylalanin (Ausbeute 92,5 %), dessen Charakteristika die folgenden sind:The reaction mixture is clarified by centrifugation and then passed through an ion exchange resin (Dowex 50 H -form resin), eluting with a 2N ammonia solution. The alkaline Fractions are concentrated to dryness. This gives 3.98 g of D-phenylalanine (yield 92.5%), its characteristics the following are:

[α]20 =29,2 +2° (c = 1, Wasser)[α] 20 = 29.2 + 2 ° (c = 1, water)

D ■■■-■',■"
: % N = 8,63 (Theorie 8,48)
D ■■■ - ■ ', ■ "
:% N = 8.63 (theory 8.48)

Po ten.tiometri scher Titer: 93,3 %. Die optische Reinheit des erhaltenen D-Phenylalanins ist überPotentiometric titer: 93.3%. The optical purity of the D-phenylalanine obtained is over

Beispiel 2Example 2

3 ■"
Zu 150 cm destilliertem Wasser gibt man 4 g D,L-Methioninhydantoin und 8 cm einer Zellsuspension, welche 0,6 g Trockenextrakt enthält (hergestellt unter den in Beispiel A beschriebenenBedingungen).
3 ■ "
4 g of D, L-methionine hydantoin and 8 cm of a cell suspension which contains 0.6 g of dry extract (prepared under the conditions described in Example A ) are added to 150 cm of distilled water.

Der pH-Wert wird durch Zugabe einer N-Natronlaugelösung auf 7,8 eingestellt. Das Volumen des Reaktionsgemisches wird durch Zugabe von destilliertem Wasser auf 200 cm eingestellt. Die Reaktion wird während 24 Stunden bei 3 7 C fortgesetzt, wobei der pH-Wert durch fortschreitende Zugabe einer N-Natronlaugelösung bei 7,8 gehalten wird.The pH is adjusted to 7.8 by adding an N sodium hydroxide solution set. The volume of the reaction mixture is adjusted to 200 cm by adding distilled water. The reaction is continued for 24 hours at 37 ° C., the pH value being reduced by the progressive addition of an N sodium hydroxide solution is held at 7.8.

Das D—Methionin wird in dem Reaktionsgemisch nach der Methode von Stein und Moore bestimmt: Seine Konzentration beträgt 17 g/l, was. einem Umwandlunsgrad von 100 % bezogen auf daseingesetzte Hydantoin des D,L-rMethionins, entspricht. Das Reaktionsgemisch wird durch Zentrifugieren geklärt und dann durch ein Ionenaustauschharz (Harz Dowex 50, Form H J geleitet. Man erhält so 2,7 g D-Methionin (Ausbeute 80 %, bezogen auf das bestimmte D-Methionin), dessen Charakteristika die folgenden siThe D-methionine is in the reaction mixture according to the method von Stein und Moore determined: Its concentration is 17 g / l what. a degree of conversion of 100% based on the amount used Hydantoin des D, L-r-methionine, corresponds. The reaction mixture is clarified by centrifugation and then passed through an ion exchange resin (Dowex 50 resin, Form H J. This gives 2.7 g of D-methionine (yield 80%, based on the certain D-methionine), the characteristics of which are as follows:

030048/0785030048/0785

301858A301858A

[α]ρ° =-19,3° (c = Λ; 5N-Salzsäure)[α] ρ ° = -19.3 ° (c = Λ; 5N hydrochloric acid)

%N = 9,36-9,42 (Theorie : 9,39) .% N = 9.36-9.42 (theory: 9.39).

Die optische Reinheit des erhaltenen D-Methionins beträgt etwa 90 %.The optical purity of the D-methionine obtained is about 90%.

Beispiel 3Example 3

a) Herstellung der enzymatisehen Zusammensetzungi a) Preparation of the enzymatic composition

Man stellt ein Kulturmilieu mit folgender Zusammensetzung her:A culture medium is created with the following composition:

- Gluco se 20 g/l- Gluco se 20 g / l

- Hefeextrakt (DIFCO) 10 g/l .- Yeast extract (DIFCO) 10 g / l.

- Bactopepton (DIFCO) 10 g/l- Bactopeptone (DIFCO) 10 g / l

3- 33- 3

Das Milieu wird in 250 cm -Kolben in einer Menge .von 50 cm pro Kolben verteilt und während 15 Minuten bei 120 C sterilisiert«. Nach dem Beimpfen mit dem Stamm Pseudomonas sp», HM-40 werden die Kolben während 24 Stunden bei 30°C gerührt (250 Umdrehungen pro Minute). ■The medium is in 250 cm flasks in an amount of 50 cm distributed per flask and sterilized for 15 minutes at 120 ° C «. After inoculation with the Pseudomonas sp », HM-40 strain the flask was stirred for 24 hours at 30 ° C (250 revolutions per minute). ■

Der Inhalt eines Kolbens wird zum Beimpfen eines Fermentationsgefäßes von 2 1, enthaltend 1 1 des vorstehenden Milieus, verwendet. Die Kultur wird während 24 Stunden bei 30 q entwickelt, wobei mit einer Turbine mit 5Oo Umdrehungen/Minute gerührt und mit steriler Luft in einer Menge von 1 l/Minute belüftet wird.The contents of a flask are used to inoculate a fermentation vessel of 2 liters containing 1 liter of the above medium. The culture is developed for 24 hours at 30 q , stirring with a turbine at 50o revolutions / minute and aerating with sterile air at a rate of 1 l / minute.

Nach Beendigung der Züchtung werden die mikrobiellen Körper durch Zentrifugieren abgetrennt und in 100 cm de stilliertem Wasser suspendiert} diese Suspension enthalt 8,9 g Trocken-Zellextrakt.When the cultivation is finished, the microbial Separated body by centrifugation and distilled in 100 cm Suspended water} this suspension contains 8.9 g dry cell extract.

b) Enzymatisehe Hydrolyse von Methionin-hydantoin b ) Enzymatic hydrolysis of methionine hydantoin

Man löst 5 g Hydantoin des D,L-Methionins in 200 cm destilliertem Wasser. Man stellt den pH-Wert durch Zugabe einer N/lO-NatrO laugelösung auf 7,8 ein, dann gibt man 20 cm der wie oben erhaltenen Zellsuspension zu. Das Volumen wird auf 250 cm eingestellt; das Reaktionsgemisch wird unter Stickstoff gesetzt, seine Temperatur beträgt 3 7°C.5 g of D, L-methionine hydantoin are dissolved in 200 cm of distilled water Water. The pH is adjusted by adding an N / 10 sodium solution liquor solution to 7.8, then 20 cm of the solution obtained as above is added Cell suspension too. The volume is adjusted to 250 cm; the reaction mixture is placed under nitrogen, its temperature is 37 ° C.

Nach 5-stündiger Reaktion bestimmt man das in dem Milieu vorhandene Methionin durch Chromatographie nach der Methode vonAfter 5 hours of reaction, what is present in the medium is determined Methionine by chromatography according to the method of

030048/0785030048/0785

Stein und Moore,Die Hydantoinase-Aktivität der Zellsuspension (Anzahl der .1CMole Methionin, welche pro mg Trockenzeilextrakt und pro Stunde enzymatischer Reaktion erzeugt wird) wird berechnet; sie beträgt 4,5.Stein and Moore, The Hydantoinase Activity of the Cell Suspension (Number of .1CMoles of methionine, which per mg of dry cell extract and generated per hour of enzymatic reaction) is calculated; it is 4.5.

Nach 22-stündiger Reaktion wird das Reaktionsgemisch durch
Zentrifugieren geklärt. Das gebildete Methionin wird durch
Leiten durch ein Ionenaustauschharz (Dowex 50, H -Form) isoliert, wobei mit einer 2N-Ammoniaklösung eluiert wird. Nach
dem Verdampfen des Eluats zur Trockne und Trocknen erhält man 3,9 g D-Methionin (Ausbeute 91 %) mit den folgenden Charakteristika:
After 22 hours of reaction, the reaction mixture is through
Centrifugation clarified. The methionine formed is through
Passing through an ion exchange resin (Dowex 50, H -form) isolated, eluting with a 2N ammonia solution. To
Evaporation of the eluate to dryness gives 3.9 g of D-methionine (yield 91 %) with the following characteristics:

% N= 944 (Theorie: 9,39) % N = 9 4 4 (theory: 9.39)

= -23° (c = 1; 5N-Salzsäure)
Potentiometrischer Titer: 98 %
= -23 ° (c = 1; 5N hydrochloric acid)
Potentiometric titer: 98%

Beispiel 4Example 4

Enzymatische Hydrolyse des p-Hydroxyphenylqlycin-hydantoins
Man stellt 100 cm einer Suspension, enthaltend 8,9 g Trockenzellextrakt her, wobei unter den in Beispiel 3a beschriebenen Bedingengen gearbeitet wird.
Enzymatic hydrolysis of p-hydroxyphenylqlycine hydantoin
100 cm of a suspension containing 8.9 g of dry cell extract is prepared, operating under the conditions described in Example 3a.

Man löst 5 g p-Hydroxyphenylglycin-hydantoin in 250 cm destilliertem Wasser. Man stellt den pH-Wert durch Zugabe von5 g of p-hydroxyphenylglycine hydantoin are dissolved in 250 cm of distilled water Water. The pH is adjusted by adding

n/10-Natronlaugelösung auf 7,5 ein und gibt 20 cm der ZeIl-n / 10 sodium hydroxide solution to 7.5 and add 20 cm of the cell

3
suspension zu. Das Volumen vird auf 250 cm eingestellt^ das
3
suspension to. The volume is set to 250 cm ^ that

ReaJctionsgemisch wird unter Stickstoff gesetzt; seine Temperatur beträgt 37°C.Reaction mixture is placed under nitrogen; its temperature is 37 ° C.

Nach 5-stündiger Reaktion bestimmt man das p-Hydroxyphenylglycin. Die Hydan toi nase-Aktivität beträgt l,8yu-M gebildeter Aminosäure pro mg Trockenzellextrakt pro Stunde Reaktion.
Nach 22-stündiger Reaktion wird das D-p-Hydroxyphenylglycin
durch Leiten durch ein Ionenaustauschharz (Dowex 50, H -Form) isoliert. Man erhält so 3,78 g D-p-Hydroxyphenylgylcin (Ausbeute 87 %), das bei Chromatographie homogen ist und die folgenden CharakterLsti.ka besitzt:
After a 5-hour reaction, the p-hydroxyphenylglycine is determined. The hydrolyzation nase activity is 1.8 yu-M amino acid formed per mg dry cell extract per hour of reaction.
After 22 hours of reaction, it becomes Dp-hydroxyphenylglycine
isolated by passing through an ion exchange resin (Dowex 50, H -form). This gives 3.78 g of Dp-hydroxyphenylglycine (yield 87%), which is homogeneous on chromatography and has the following characteristics:

030OA8/0785030OA8 / 0785

% N = 7,6 (Theorie: 8,4) [α]ρ°=-135° (c = 1; 5N-Salzsäure) Potentiometrischer Titer: 110 % % N = 7.6 (theory: 8.4) [α] ρ ° = -135 ° (c = 1; 5N hydrochloric acid) Potentiometric titer: 110 %

Beispiel 5Example 5

Man züchtet den Stamm Pseudomonas sp,HM-4O unter den folgenden Bedingungen:The Pseudomonas sp, HM-40 strain is cultivated under the following Conditions:

Zusammensetzung des KulturmilieusComposition of the cultural environment

- Gluco se 20 g/l- Gluco se 20 g / l

- Dikaliumphosphat 7 g/l- dipotassium phosphate 7 g / l

- Monokalium^hosphat 3 g/l- Monopotassium phosphate 3 g / l

Magnesiumsulfat 0,7 g/lMagnesium sulfate 0.7 g / l

Mangansulfat 0,02 g/lManganese sulfate 0.02 g / l

Eisen-II-Sulfat 0,02 g/lIron (II) sulfate 0.02 g / l

Natriumchlorid 1 g/lSodium chloride 1 g / l

D,L-Methionin-hydantoin 3 g/lD, L-methionine hydantoin 3 g / l

Hefeextrakt 2 g/lYeast extract 2 g / l

VorkulturenPrecultures

Eine erste Vorkultur wird in einem Kolben von 250 cm , enthal-A first preculture is contained in a flask of 250 cm

3
tend 50 cm des Milieus, während 24 Stunden hergestellt» Eine zweite Vorkultur, beimpft von dem vorhergehenden Kolben,wird ebenfalls während 24 Stunden in einem 2-1-Fermentationsgefäß, enthaltend 1 1 Züchtungsmedium hergestellt. Erzeugerkultur
3
tend 50 cm of the milieu, produced during 24 hours »A second preculture, inoculated from the previous flask, is also produced for 24 hours in a 2 l fermentation vessel containing 1 liter of culture medium. Producer culture

Der Inhalt des 2-1-Fermentationsgefäßes wird dazu verwendet, um ein Fermentationsgefäß von 7,5 1, enthaltend 5 1 Milieu, zu beimpfen. Die Kultur wird während 24 Stunden bei 37°C unter Belüftung mit steriler Luft in einer Menge von 5 l/Minute und unter Rühren mit einer Turbine mit 500 Umdrehungen/Minute entwickelt. Die unter diesen Bedingungen erhaltene Biomasse beträgt 3,8 g Trockenextrakt pro 1 Züchtungsmedium. Enzymatisehe Reaktion The contents of the 2-1 fermentation vessel are used to inoculate a 7.5 liter fermentation vessel containing 5 liters of medium. The culture is developed for 24 hours at 37 ° C. with aeration with sterile air at a rate of 5 l / minute and with stirring with a turbine at 500 revolutions / minute. The biomass obtained under these conditions is 3.8 g dry extract per 1 culture medium. Enzymatic reaction

Nach Beendigung der Züchtung werden die mikrobiellen Körper aus dem Milieu durch Zentrifugieren isoliert und in 250 cm destilliertem Wasser suspendiert.After the cultivation is finished, the microbial bodies become isolated from the medium by centrifugation and suspended in 250 cm of distilled water.

03004 8/078503004 8/0785

Man suspendiert 10 g DL-Phenylglycin-hydantoin in 400 cm destilliertem Wasser und stellt den pH-Wert durch Zugabe einer η 10-Nätronlaugelösung auf 7,5 ein. Man gibt 50 cm der oben beschriebenen Zellsuspension zu und das Reaktionsvolumen wird10 g of DL-phenylglycine hydantoin are suspended in 400 cm of distilled water Water and adjusts the pH to 7.5 by adding an η 10 sodium hydroxide solution. One gives 50 cm of the above described cell suspension and the reaction volume is

3
durch Zugabe von Wasser auf 500 cm aufgefüllt. Man läßt dann unter Stickstoff atmosphäre bei 3 7 C, wobei der pH—Wert während 17 Stunden bei 7,5 gehalten wird.
3
filled up to 500 cm by adding water. It is then left under a nitrogen atmosphere at 37 ° C., the pH being kept at 7.5 for 17 hours.

Nach 17-stündiger Reaktion wird das Reaktionsgemisch durch Zentrifugieren geklärt, durch Eindampfen auf l/5 seines Volumens eingeengt und durch Zugabe von konzentrierter Salzsäure auf pH angesäuert. Der gebildete Niederschlag wird durch Filtrieren abgetrennt und getrocknet.Die chromatographische Analyse zeigt, daß es sich um Phenylglycin-hydantoin..handelt mit folgenden Charakter i stika:After 17 hours of reaction, the reaction mixture is centrifuged clarified, concentrated by evaporation to 1/5 of its volume and adjusted to pH by adding concentrated hydrochloric acid acidified. The precipitate formed is separated off by filtration and dried. Chromatographic analysis shows that it is phenylglycine hydantoin .. with the following character i stika:

%N = 13,9 % (Theorie: 14,4,%)% N = 13.9% (theory: 14.4%)

[a]D s -137° (c =1; 1 % Ammoniak)[a] D s -137 ° (c = 1; 1 % ammonia)

Ausbeute an erhaltener D-Hydantoinsäure: 6,3 % bezogen auf das eingesetzte Hydantoin.Yield of D-hydantoic acid obtained: 6.3% based on the used hydantoin.

Die Mutterlaugen werden von neuem eingeengt und dann durch Zugabe von Natriumhydroxid auf pH 5 gebracht^ der Niederschlag von D-Phenylglycin wird durch Filtrieren abgetrennt, mit Wasser und Äthylalkohol gewaschen und dann getrocknet. Man erhält so 7,6oD-Phenylglycin (Ausbeute: 88 %) mit den folgenden Charakteristika: The mother liquors are concentrated again and then by addition brought to pH 5 by sodium hydroxide ^ the precipitate D-phenylglycine is separated off by filtration, washed with water and ethyl alcohol and then dried. You get so 7,6oD-phenylglycine (yield: 88%) with the following characteristics:

■ %N = 9,2 (Theorie: 9,3)■% N = 9.2 (theory: 9.3)

[α]ρ° = -448° (c - 1; 5N-Salzsäure)[α] ρ ° = -448 ° (c - 1; 5N hydrochloric acid)

Beispiel 6'Example 6 '

Die Züchtung des Pseudomonas HM-40 wird unter den Bedingungen des Beispiels 5 bewirkt. Nach dem Zentrifugieren werden die mikrobiellen Körper in 0,1 M-Phpsphatpuffer bei pH 7,8 suspendiert; diese Suspension wird als Hydrolysekatalysator für verschiedene Hydantoirie verwendet; die Reaktionsbedindung en sind die folgenden:The cultivation of the Pseudomonas HM-40 is carried out under the conditions of Example 5 causes. After centrifugation, the microbial bodies suspended in 0.1 M phosphate buffer at pH 7.8; this suspension is used as a hydrolysis catalyst for various hydranties; are the reaction conditions the following:

030048/0785030048/0785

Die Anfangskonzentration an Hydantoin beträgt 20 g/l in O1 Phosphatpuffer bei pH 7,8. ■The initial concentration of hydantoin is 20 g / l in O 1 phosphate buffer at pH 7.8. ■

Die eingesetzte Biomasse beträgt 6,5 g (berechnet auf Trockenextrakt) · pro 1 Reaktionsgemisch.
Die Reaktionstemperatur beträgt 37 C.
Die Reaktionsdauer beträgt 5 Stunden.
The biomass used is 6.5 g (calculated on dry extract) per 1 reaction mixture.
The reaction temperature is 37 C.
The reaction time is 5 hours.

Die gebildete Aminosäure wird dann in dem Reaktionsgemisch bestimmt und" mai leitet davon die enzymatische Aktivität des ZeIlextraktes ab.The amino acid formed is then determined in the reaction mixture and "mai derives from it the enzymatic activity of the cell extract away.

Die so gemessenen Aktivitäten werden in der folgenden Tabelle in JUM gebildeter Aminosäure pro mg enzymatischem Trockenextrakt und pro Stunde Reaktion aufgezeigt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
The activities measured in this way are shown in the following table of amino acids formed in JUM per mg of enzymatic dry extract and per hour of reaction.
The results are summarized in the following table:

030048/0785030048/0785

faatur des Substrats Faatur of the substrate

Formel Aktivität /M/mg/stundeFormula activity / M / mg / hour

Hydantoin von DL- vthioninHydantoin from DL-vthionine

CH,-S-CH_-CHp-CH CO '— NH NH — COCH, -S-CH_-CHp-CH CO '- NH NH - CO

2.*2. *

Hydantoin von DL-^nenylalaniaHydantoin from DL- ^ nenylalania

CO NHCO NH

NH — CONH - CO

. 2,0:. 2.0:

CHCH

Hydantoin von DL-LeucinHydantoin from DL-Leucine

5\ ^CO—NH ^NH —CO5 \ ^ CO-NH ^ NH -CO

Hydantoin von DL-^linHydantoin from DL- ^ lin

CH^-CH0-CH0-CH 5 Z CO —NHCH 1 -CH 0 -CH 0 -CH 5 Z CO -NH

"NH — CO"NH - CO

1,01.0

Hydantoin von Di^TryptopbanHydantoin from Di ^ Tryptopban

CH2-CH,CH 2 -CH,

,CO NH, CO NH

NH — CONH - CO

0*70 * 7

Hydantoin von Dli-Phssylgly c i hHydantoin from Dli-Phssylgly c i h

CO -NHCO -NH

I NH — CO I NH - CO

0,60.6

Hydantoin' Yon PL·—para-Hydroxy phenylglycinHydantoin 'Y on PL · para-hydroxyphenylglycine

CO—NHCO-NH

i — CO i - CO

0,60.6

Racemisches· Cyanopropyl-Hydahtoin CO — NH NH— CORacemic cyanopropyl hydahtoin CO - NH NH - CO

3,53.5

Hydantoin von DL-ra e t a-Hy" droxy phenylglycinHydantoin from DL-ra et a-hydroxy phenylglycine

CO — NHCO - NH

CH 'NH — COCH 'NH - CO

0,70.7

030048/078030048/078

Beispiel 7Example 7

Eine Zellsuspension von Pseudomonas HM-40 in Phosphatpuffer.wurde erhalten, wie dies im Beispiel 6 beschrieben ist. Diese Suspension enthält 6,5 g Trockenextrakt in 100 cm ; vor der Verwendung werden die Zellen durch Ultraschall unter den folgenden Bedingungen zerkleinert:A cell suspension of Pseudomonas HM-40 in phosphate buffer was obtained as described in Example 6. This suspension contains 6.5 g of dry extract in 100 cm; before use the cells are crushed by ultrasound under the following conditions:

- Apparat: PONS , mit einer TC4C-Sonde ausgestattet- Apparatus: PONS, equipped with a TC4C probe

- Frequenz des Ultraschalls: 20 kHz- Frequency of the ultrasound: 20 kHz

- Behandeltes Volumen: 15 cm .- Treated volume: 15 cm.

- Temperatur gehalten bei etwa OC- Temperature kept at around OC

-Dauer der Zerkleinerung: 10 Minuten ' - _ .- Crushing time: 10 minutes' - _.

Die so behandelte Suspension wird dazu verwendet, die Hydrolyse der Hydantoine von Methionin, Phenylalanin und Phenylglycin unter den in Beispiel 6 beschriebenen Bedingungen zu katalysieren. Die gemessenen Aktivitäten sind die folgenden:The suspension thus treated is used to hydrolyze the hydantoins of methionine, phenylalanine and phenylglycine to catalyze under the conditions described in Example 6. The activities measured are as follows:

SubstratSubstrate AKtivität
(/iM gebildeter Amino-
säur e/S tund e/mg enz y-
niatischer Extrakt
Activity
(/ iM formed amino
acid e / S tund e / mg enz y-
Niatal extract
Hydantoin von DL-MethioninHydantoin from DL-methionine 1,71.7 Hydantoin von DL-PhenylaianinHydantoin from DL-Phenylaianin 1,01.0 Hydantoin von DL-PhenylglycinHydantoin from DL-phenylglycine 0,80.8

Beispiel 8Example 8

Eine Zellsuspension von Pseudomonas sp, HM-40 in Wasser, erhalten wie im Beispiel 5 beschrieben und enthaltend 7,3 g Trockenextrakt in 100 cm wurde vor der Verwendung unter folgenden Bedingungen lyophilisxert.A cell suspension of Pseudomonas sp, HM-40 in water, obtained as described in Example 5 and containing 7.3 g of dry extract in 100 cm was lyophilized before use under the following conditions.

120 ctn Suspension werden in 4 Kolben von 500 cm verteilt,, gefroren und während 16 Stunden unter vermindertem Druck 120 ctn of suspension are distributed in 4 flasks of 500 cm, frozen and for 16 hours under reduced pressure

0300A8/07850300A8 / 0785

301858A301858A

_2 -,■■>■'■:■-"**- '_2 -, ■■> ■ '■: ■ - "** -'

(0,5.10 mm Hg) gehalten. Man- erhäl£ri8?8.lg lyophilisiertes enzymatisches Pulver, das unter den in. .Beispiel 6 beschriebenen Bedingungen verwendet wird.
Die gemessenen Aktivitäten sind die folgenden:
(0.5.10 mm Hg). Man- gets hurt £ ri 8? 8th 1 g of lyophilized enzymatic powder, which is used under the conditions described in.
The activities measured are as follows:

SubstratSubstrate Aktivität
{/M gebildeter Amino-
säure/stunde/mg Trockei
substanz
activity
{/ M formed amino
acid / hour / mg dryness
substance
Hydantoin von ' DL-Methionin
Hydantoin from 'DL-methionine
• . 2,4•. 2.4
Hydantoin von DL-PhenylglycinHydantoin from DL-phenylglycine 0,40.4 Hydantoin vonDL-PhenylalaninHydantoin from DL-phenylalanine 1,51.5

Zusammenfassend wird ein Verfahren zur Herstellung von D-a-Aminosäuren durch Hydrolyse eines in 5-Stellung substituierten Hydantoins in Gegenwart eines Enzyms, das durch Züchtung des Mikroorganismus Pseudomonas sp, HM-40 (CBS 259.79) erhalten wurde,beschrieben. In summary, a process for the preparation of D-α-amino acids by hydrolysis of a hydantoin substituted in the 5-position in the presence of an enzyme obtained by culturing the microorganism Pseudomonas sp, HM-40 (CBS 259.79).

3004 8/0783004 8/078

ORIGINAL INSPECTiQORIGINAL INSPECTiQ

Claims (11)

Dr. F. Zumstein sei-. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Irg. F Klingsefsen - Dr. F. Zumstein jun. Dr. F. Zumstein is-. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Irg. F Klingsefsen - Dr. F. Zumstein jun. 80OO München 2 · BräuhausstraQe 4 · Telefon Sammel-Nr. 225341 · Telegramme Zumpat · Telex 52997980OO Munich 2 · BräuhausstraQe 4 · Telephone collection no. 225341 Telegrams Zumpat Telex 529979 XT 504
10/We
XT 504
10 / We
A.E ο C. Societe" De Chimie Organique Et Biolögique, Commentry/Fr.A.E ο C. Societe "De Chimie Organique Et Biolögique, Commentry / Fr. P_a_t_e_n_t_a_n_s_p__r_ü_c_h_e_P_a_t_e_n_t_a_n_s_p__r_ü_c_h_e_ \1· Verfahren zur Herstellung von D-öC-Amino säuren, dadurch gekennzeichnet/ daß man ein in 5-Stellung substituiertes. Hydantoin, hydrolysiert in Gegenwart ein&s Enzyms, das durch Züchtung eines Mikroorganismus mit der Bezeichnung Pseudomonas sp, HM-40 (CBS 259.79) erhalten wurde und daß man die erhaltene D-<?(-Aminosäure isoliert.\ 1 · Process for the production of D-ÖC-amino acids, characterized / that one is substituted in the 5-position. Hydantoin, hydrolyzed in the presence of an enzyme produced by culturing a Microorganism with the designation Pseudomonas sp, HM-40 (CBS 259.79) was obtained and that the obtained D - <? (- amino acid isolated.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das2. The method according to claim 1, characterized in that the Enzym durch Züchtung des Mikroorganismus Pseudomonas sp, HM-40Enzyme by cultivating the microorganism Pseudomonas sp, HM-40 wenigeienslittle one in einem Milieu, enthaltendYeine assimilierbare Kohlenstoffquelle und eine assimilierbare Stickstoffquelle, erhalten wurde.in a medium containing Y an assimilable carbon source and an assimilable nitrogen source. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Milieu außerdem ein racemisches Hydantoin enthält.3. The method according to claim 2, characterized in that the Milieu also contains a racemic hydantoin. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in 5-Stellung substituierte Hydantoin mit dem Enzym in dem Züchtungsmilieu des Mikroorganismus in Kontakt gebracht wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the hydantoin substituted in the 5-position is brought into contact with the enzyme in the culture medium of the microorganism. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in 5-Stellung substituierte Hydantoin mit einer enzymatischen Zusammensetzung in Kontakt gebracht wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the hydantoin substituted in the 5-position is brought into contact with an enzymatic composition. 030048/0785030048/0785 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Milieu verbleibende L-Hydantoin unter der Einwirkung des Mikroorganismus Pseudomonas sp, HM-40 zum D,L-Hydantoin racemisiert wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the L-hydantoin remaining in the medium becomes D, L-hydantoin under the action of the microorganism Pseudomonas sp, HM-40 is racemized. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym auch die Hydantoinsäure, welche sich intermediär im Verlaufe der Hydrolyse des in 5-Stellung substituierten Hydantoins bildet, zur entsprechenden O-Oi- Aminosäure hydrolysiert.7. The method according to claim 1, characterized in that the enzyme also hydrolyzes the hydantoin acid, which is formed as an intermediate in the course of the hydrolysis of the hydantoin substituted in the 5-position, to the corresponding O-Oi- amino acid. 8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Aminosäure das D-Phenylalanin ist.8. The method according to claim 1, characterized in that the obtained amino acid is D-phenylalanine. 9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Aminosäure das D-Methionin ist.9. The method according to claim 1, characterized in that the amino acid obtained is D-methionine. 10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Aminosäure das D-Phenylglycin ist.10. The method according to claim 1, characterized in that the obtained amino acid is D-phenylglycine. 11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -1Xe erhaltene Aminosäure das D-p-Hydroxyphenylglycin ist.11. The method according to claim 1, characterized in that - 1 Xe obtained amino acid is Dp-hydroxyphenylglycine. 030048/0785030048/0785
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