[go: up one dir, main page]

FI86202B - Foerfarande foer produktion av amider genom anvaendning av mikroorganismer. - Google Patents

Foerfarande foer produktion av amider genom anvaendning av mikroorganismer. Download PDF

Info

Publication number
FI86202B
FI86202B FI860084A FI860084A FI86202B FI 86202 B FI86202 B FI 86202B FI 860084 A FI860084 A FI 860084A FI 860084 A FI860084 A FI 860084A FI 86202 B FI86202 B FI 86202B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reaction
light
cells
bacterial cells
irradiation
Prior art date
Application number
FI860084A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI86202C (fi
FI860084A0 (fi
FI860084L (fi
Inventor
Kanehiko Enomoto
Yoshiaki Sato
Yasutaka Nakashima
Atsushi Fujiwara
Toshiaki Doi
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co
Nitto Chemical Industry Co Ltd
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 Mitsubishi Rayon Co, Nitto Chemical Industry Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co
Publication of FI860084A0 publication Critical patent/FI860084A0/fi
Publication of FI860084L publication Critical patent/FI860084L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI86202B publication Critical patent/FI86202B/fi
Publication of FI86202C publication Critical patent/FI86202C/fi

Links

Classifications

    • 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
    • C12P13/02Amides, e.g. chloramphenicol or polyamides; Imides or polyimides; Urethanes, i.e. compounds comprising N-C=O structural element or polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

86202 MENETELMÄ AMIDIEN TUOTTAMISEKSI BAKTEEREJA KÄYTTÄMÄLLÄ KEKSINNÖN TAUSTA Alan toiminta-alue Tämä keksintö koskee menetelmää nitriiliyhdisteen hydratoimi-seksi mikro-organismien toiminnan avulla, joilla on nitrilaa-siaktiivisuutta, nitriiliyhdisteen muuttamiseksi vastaavaksi amidiyhdisteeksi. Erityisemmin, tämä keksintö koskee menetelmää amidiyhdisteen tuottamiseksi mikro-organismeja valolla säteilyttämällä, hyvällä saannolla, tila-aika-saannolla ja tuottavuudella bakteerisoluja kohti (so. tuotettavien amidi-yhdisteiden määrä per bakteerisolujen yksikkömäärä).
Viime aikoina on kehitetty menetelmiä kemiallisten reaktioiden suorittamiseksi käyttämällä mikro-organismeja tai niistä saatavia entsyymejä. Yleensä mikro-organismien tai entsyymien avulla tapahtuvat reaktiot ovat edullisia siinä, että reaktioiden energian kulutus on pieni, koska reaktio voidaan suorittaa huoneen lämpötilassa ja ilmakehän paineessa, ja että haluttuja tuotteita, joilla on suuri puhtaus, saadaan helposti, koska reaktion selektiivisyys haluttujen tuotteiden tuottamiseksi on hyvin suuri. Toisaalta, parantamisen varaa on mitä tulee reaktion aktiivisuuteen, mikro-organismien tai entsyymien elinikään, joita entsyymejä käytetään katalysaat-··· toreina. Erityisesti, ongelmia esiintyy, kun halutun reaktion nopeus (so. reaktion aktiivisuus) on alhainen sen optimiolo-.**·. suhteiden alapuolella ja alhainen erityisesti sen optimiläm- .···. pötilassa ja/tai -pHrssa. Sellaisessa tapauksessa, tuottavuus käytettyjä bakteerisoluja kohti on alentunut, koska tarvitaan ‘Ί suuren kapasiteetin reaktoreita alhaisen tilavuussaannon joh- ' * dosta, reaktio vie pitemmän ajan alhaisesta reaktionopeudesta johtuen, ja myös reaktion aktiivisuus on alentunut.
-* · Näin ollen, on olennaisesti tärkeää toteuttaa mikro-organis- • mien tai käytettävien entsyymien suuri reaktioaktiivisuus.
.···. Sellainen reaktioaktiivisuus on teollisen tuotannon pääasial- \ linen taloudellinen tekijä.
« * » • · · · 2 86202
Tekniikan taso
Menetelmiä nitriiliyhdisteiden hydratoimiseksi vastaavien amidiyhdisteiden tuottamiseksi mikro-organismien toiminnan avulla, joilla on entsymaattista aktiivisuutta, joka hydratoi nitriiliyhdisteen vastaavaksi amidiyhdisteeksi (so. nitrilaa-siaktiivisuutta), kuvaillaan japanilaisten patenttijulkaisujen no. 17918/81 ja 38118/81 ja japanilaisen patenttihakemus-julkaisun (Kokai) no. 86186/76 selityksissä. Mikro-organismeilla on tärkeä osuus näissä reaktioissa, ja useita mikro-organismeja tuodaan esiin edellä mainittujen viitteiden selityksissä.
Ongelmia
Kyseiset keksijät ovat havainneet, että nitrilaasiaktiivi-suutta ei voi riittävästi osoittaa, kun käytetään suurta metallista reaktiolaitetta nitriiliyhdisteiden hydratointi-reaktion suorittamiseksi teollisessa mitassa käyttämällä näiden mikro-organismien nitrilaasiaktiivisuutta. On ollut epävarmaa, ovatko nämä ilmiöt aiheutuneet mikro-organismeista itsestään vaiko reaktiolaitteen materiaalista ja rakenteesta tai muista syistä. Näin ollen oli välttämätöntä ratkaista nämä ongelmat mikrobiologisen prosessin teolliseksi operoimi-seksi amidiyhdisteiden tuottamiseksi.
Ratkaisu
Ratkaisuna yllä oleviin ongelmiin, ovat kyseiset keksijät jo ΓΙ tehneet keksinnön (japanilainen patenttihakemus no.
125588/83), johon liittyy se ominaisuus, että käytettävän mikro-organismin annetaan vastaanottaa valoenergiaa vähintään • noin lxl0"2 uE/g mikrobisoluja·sekunti suoritettaessa hyd- ' ratointireaktiota reaktioastiässä, joka koostuu ainakin osak- ·;·” si valoa läpäisemättömästä aineesta.
• 3 86202
Sen jälkeen, seurauksena voimaperäisestä tutkimuksesta koskien vuorovaikutusta nitriiliaktiivisuuden toteutuksen ja säteilytettävän valon aallonpituuden välillä, keksijät ovat havainneet, että minimi valoenergia, jonka avulla mikro-organismien aktiivisuuden odotetaan lisääntyvän, vaihtelee valon aallonpituuden mukaan, ja että minimi valoenergiaa voidaan huomattavasti alentaa edellä mainitusta lxl0-2 uE/g mikrobi-soluja ·sekunti.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Tämä keksintö perustuu edellä olevaan havaintoon.
Tämän keksinnön mukaisesti esitetään parannus menetelmässä nitriiliyhdisteen hydratoimiseksi, bakteerien toiminnan avulla, jolloin bakteeri ei ole jakautumisolosuhteissa, ja bakteereilla on nitrilaasiaktiivisuutta nitriiliyhdisteen muuttamiseksi vastaavaksi amidiyhdisteeksi, ja parannus käsittää reaktion suorittamisen olosuhteissa, joissa: (a) bakteeri, jolla on nitrilaasiaktiivisuutta, on Gram-positiivisesti värjäytyvä, tunnettu siitä, että (b) bakteerisolujen annetaan vastaanottaa valoenergiaa noin 2x10~3 - noin lxl0“2 uE/g mikrobisoluja·se- ·*· kunti säteilyttämällä valolla, jonka aallonpituus on •V: noin 300 - noin 450 nm ennen hydratointireaktion päättymistä; ja (c) hydratointireaktio suoritetaan astiassa, joka koos- Π tuu ainakin osaksi materiaalista, joka ei salli * " valon kulkeutumista lävitseen.
• · '· ” Näin ollen, nitriiliyhdisteen hydratointireaktiossa mikro- : organismin vaikutuksesta, jolla on nitrilaasiaktiivisuutta ....: tämän keksinnön mukaisesti, (i) hydratointireaktio, joka ei .·*·. olennaiset! etene reaktioastiassa, joka koostuu valoa läpäi- 4 86202 semättömästä materiaalsta, josta valo olennaisesti puuttuu, voi edetä säteilyttämällä mikro-organismeja valolla, ja (ii) hydratointireaktio, joka etenee jossain määrin reaktioastias-sa, joka koostuu osaksi valoa läpäisemättömästä materiaalista, jossa jonkin verran valoa on läsnä, voi edetä olennaisesti nopeammin valoa säteilyttämällä.
Sellaista valolla säteilyttämisen vaikutusta, joka toteutuu tässä hydratointireaktiossa, ei voida havaita mikro-organismeilla, joilla ei ole nitrilaasiaktiivisuutta keksijöiden suorittamien testien perusteella.
On hyvin tunnettua, että mikrobiologisin menetelmin tuotetaan hyödyllisiä aineita, mukaanlukien entsyymien käyttäminen. Kuitenkin mikro-organismien tai niiden entsyymien aktiivisuuden lisääminen säteilyttämällä sähkömagneettisilla aalloilla kuten valolla, ei uskota olleen hyvin tunnettua. Päinvastoin, yleisesti uskotaan, että valolla säteilyttäminen on usein haitallista. Näin ollen, voidaan sanoa, että valolla säteilyttämisen vaikutusta, jota esitetään vain yllä mainitussa tapauksessa, ei ole osattu odottaa tavallisten valon vaikutusten vuoksi mikro-organismeihin.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAILEMINEN
\\ Käytettävät mikro-organismit
Kuten yllä on kuvailtu, on tunnettua, että nitriiliyhdiste " muutetaan vastaavaksi amidiyhdisteeksi mikro-organismien vai- kutuksesta, joilla on nitrilaasiaktiivisuutta. Kyseiset kek- • · *’·' sijät ovat havainneet, että mikro-organismeilla, jotka kuulu vat sukuihin, joita on kuvailtu edellä mainituissa japanilai-sten patenttijulkaisujen nrot 17918/81 ja 38118/81 ja japani-/ : laisen patenttihakemusjulkaisun nro 86186/76 selityksissä, yleensä on parantunut aktiivisuus niitä valolla säteilyttä-mällä.
li s 86202 Näihin sukuihin kuuluvilla mikro-organismeilla on yleisenä ominaisuutena se, että (i) mikro-organismeilla on positiivinen Gram-värjäysreaktio, (ii) ne sisältävät yleensä fosfoli-pidiä, (iii) niiden solumembraanit ovat paksuja, ja näin ollen ovat jonkin verran resistenttejä aineiden läpäisevyydelle niiden läpi, ja (iv) membraanien rikkominen ei ole helppoa solunsisäisten entsyymien ulos ottamiseksi.
Tässä keksinnössä käytettävät mikro-organismit ovat Gram-positiivisia bakteereja, joilla on nitrilaasiaktiivisuutta. Erityisiin esimerkkeihin sellaisista mikro-organismeista lukeutuvat bakteerit, jotka kuuluvat seuraaviin sukuihin: (a) Corynebacterium; (b) Nocardia; (c) Bacillus; (d) Bacteridium; (e) Micrococcus; ja (f) Brevibacterium.
Erityisiin kantoihin, jotka kuuluvat näihin sukuihin, kuuluvat: Corynebacterium --- N-771-kanta (FERM P 4445, tallen nettuna japanilaisessa kokoelmassa, Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology, 1, *·· 3-Higashi 1-chome, Yatabe-machi, Tsukuba-gun, Ibaraki-ken,
Japani, jota kokoelmaa nimitetään tässä nimellä FRI, 30. päi-.·*·. vänä toukokuuta, 1978) ja N-774-kanta (FERM P 4446, tallen- nettu FRI:ssä 30. päivänä toukokuuta, 1978); Nocardia-suku --- N-775-kanta (FERM P 4447, tallennettu FRI:ssä 30. päivänä » * · toukokuuta, 1978), näiden kantojen ollessa kuvailtuna japani- « · · ··' laisten patenttijulkaisujen no 17918/81 ja no 38118/81 selityksissä; ja Bacillus-suvun kannat ja muut, joita • · *. *: kuvaillaan japanilaisessa patenttihakemus julkaisussa no : 86186/1976 ja joiden on ilmoitettu olevan tallennettuna CBS : ssä ja FRI: ssä . Näiden kantojen bakteriologisia ominaisuuksia kuvaillaan näissä julkisten viitteiden tunnetuissa selityksissä.
6 86202
Nitriilivhdisteitä Ta amidivhdisteitä
Nitriiliyhdisteitä edustaa yleinen kaava R-(CN)n( ja niihin kuuluu laaja joukko yhdisteitä. Yhdisteisiin kuuluu mononit-riilejä kun n = 1 ja polynitriilejä kun n 2 2. R on vety tai kyllästetty tai kyllästämätön hiilivetytähde, jossa on vaih-televia määriä hiiliatomeja ja myös suora, haaroittunut tai syklinen ketju. Hiilivetytähde voi lisäksi sisältää aminoryh-män, hydroksyyliryhmän, halogeenin, karboksyyliryhmän tai muita substituentteja, jotka sopivat yhteen käytettävien mikro-organismien kanssa.
Esimerkkeihin edullisista nitriiliyhdisteistä kuuluvat aseto-nitriili, propionitriili, n-butyronitriili, isobutyronitrii-li, n-valeronitriili, akryylinitriili, metakryylinitriili, bentsonitriili,'syaanipyridiini, malononitriili, sukkinonit-riili, fumaronitrii1i, klooriasetonitriili, fl-hydroksipropio-nitriili, aminoasetonitriili ja fl-aminopropionitriili.
Tuloksena kokeista monilla nitriiliyhdisteillä, kuten on esitetty seuraavissa esimerkeissä, on havaittu, että nitrilaasi-aktiivisuus lisääntyy poikkeuksetta valolla säteilyttämällä. Näin ollen sanotaan, että tämä keksintö voidaan yleisesti näyttää toteen nitriiliyhdisteiden suhteen.
Syntyvä hydratoinnin reaktiotuote on vastaava amidiyhdiste, jossa lähtönitriiliyhdisteen CN-ryhmä hydratoituu CONH2_ryh-mäksi.
Tuotteiden hyödyllisyyden kannalta katsottuna, on tärkeätä ainakin tällä hetkellä akryyliamidin tuottaminen akryylinit-riilistä ja nikotiinihapon amidin tuottaminen syaanipyridii-nistä.
Hvdratointireaktio 7 86202
On tunnettua suorittaa nitriiliyhdisteen hydratointireaktio mikro-organismien tuottaman nitrilaasin vaikutuksesta, joilla on nitrilaasiaktiivisuutta. Tässä keksinnössä voidaan hydra-tointi suorittaa missä tahansa edullisessa suoritusmuodossa niin kauan kuin ei heikennetä keksinnön kohdetta. Tulee panna merkille, ettei itse hydratointireaktiossa ole havaittu mitään muutoksia valolla säteilyttämällä.
Hydratointireaktion menetelmä käsittää yleensä lähtönitriili-yhdisteen saattamisen yhteen bakteerisolujen kanssa vesipitoisessa alustassa ennalta määrätyn ajanjakson ajaksi.
Bakteerisolut voivat olla nestemäisen viljelmän muodossa; käsittelemättöminä bakteerisoluina erotettuina kasvualustasta, edullisesti sellaisina, jotka on pesty vedellä; käsittelemättömien bakteerisolujen kuivattuna tuotteena; tai käsit-··· telemättöminä soluina tai kuivattuina soluina kiinnitettyinä * * a , tai immobilisoituina kantajaan. Edullisia bakteerisolujen .···. muotoja ovat käsittelemättömät solut, tai ne, jotka on immo- • · · ,···, bilisoitu polymeerigeeliin kuten ristisidottu polyakryyli- “! amidigeeli tai ristisidottu polyvinyylialkoholi.
Substraatin (nitriili) ja bakteerisolujen konsentraatiot nestemäisessä alustassa voidaan sopivasti valita, ja ne ovat yleensä substraatin konsentraation alueella noin 0,01 - noin 5\ painon mukaan ja bakteerisolujen konsentraatioalueella : noin 0,01 - noin 2 paino-\ kuivia soluja. Reaktion lämpötila, reaktion pH ja muut reaktio-olosuhteet voidaan määrittää riippuen käytettävien mikro-organismien tyypistä. Normaalisti '/ reaktion lämpötila on alueella noin 0 - noin 20eC, ja pH on '···" noin 7 läheisyydessä. Sopivaa puskuriainetta voidaan käyttää *·.. pH:n pysyttämiseksi ennalta määrätyllä tasolla.
β 86202
Ohimennen sanoen, hydratointireaktiossa käytettävien bakteerisolujen preparointi suoritetaan helposti viljelemällä mikro-organismia sopivissa olosuhteissa. Kasvualustasta erotetut ja hydratointireaktiossa käytettävät bakteerisolut ovat yleensä jakaantumattomassa tilassa.
Valolla säteilvttäminen (1) Valo
Valolla säteilyttäminen toimitetaan bakteerisoluihin, jotka ovat vaiheessa ennen hydratointireaktion päättymistä. Ilmaus "ennen hydratointireaktion päättymistä" tarkoittaa mitä tahansa ajankohtaa ennen hydratointireaktion päättymistä, jossa yhteydessä päättyminen ei aina tarkoita 100\:n konversiota. Koska valolla säteilyttäminen toimitetaan bakteeri-soluille, sisältää vaihe ennen hydratointireaktion päättymistä myös ajankohdan ennen solujen saattamista yhteen nitriili-yhdisteen kanssa. Niin muodoin, säteilyttäminen voidaan . suorittaa ennen ja/tai jälkeen bakteerisolujen saattamisen yhteyteen nitriiliyhdisteen kanssa.
Säteilyttäminen voidaan näin ollen suorittaa ainoastaan ennen kuin solut saatetaan yhteen nitriilin kanssa. Kun bakteeri-solut, joita on säteilytetty valolla, saatetaan yhteen nitriiliyhdisteen kanssa ilman valoa, kuitenkin, valolla sätei-lyttämisen vaikutusta nitrilaasiaktiivisuuden lisäämiseen ei voida jatkaa riittävästi, vaikka vaikutus elpyy valolla säteilyttämällä. Näin ollen, tämän keksinnön edullisessa suoritusmuodossa, bakteerisolut saatetaan yhteen nitriiliyhdisteen kanssa ja niitä säteilytetään sitten valolla. Erityisesti, säteilyttäminen suoritetaan, esimerkiksi, ennen ja jälkeen bakteerisolujen saattamisen yhteen nitriiliyhdisteen kanssa.
li 9 862C2 Säteilytettävällä "valolla" on tämän keksinnön mukaisesti aallonpituus noin 300 - noin 450 nm. Erityisesti, sellaista valoa voidaan saada aikaan esimerkiksi tummanvalon lampusta tai muista elohopealampuista aallonpituusalueella 300 - 400 nro, mutta voi tuskin saada valonlähteestä yleiseen säteilyttämiseen aallonpituusalueella 400 - 800 nm, kuten luminesoiva lamppu tai hehkulamppu.
Valolla säteilyttäminen voidaan suorittaa millä tahansa voimakkuudella tai määrällä niin kauan kuin vaikutusta aktiivisuuden lisääntymiseen havaitaan. Erityisemmin, säteilyttäminen pitäisi suorittaa niin, että bakteerisolut vastaanottavat valoenergiaa noin 2x10-3 - noin 1x10-2 ^uE/g soluja.sekunti, edullisesti noin 5x10-3 - noin 1x10-2 μΕ/q soluja.sekunti. Ohimennen sanoen, immobilisoitujen solujen käyttäminen vähentää joskus reaktionopeutta noin 1/2:sta noin 1/3:aan verrattuna elävien solujen käyttämiseen samassa konsentraatiossa. Tässä tapauksessa tarvitsee säteilyttäminen valoenergiaa noin . 2-3 kertaa niin paljon kuin yllä mainittu arvo. Mitä tulee ”” valoenergiaan, yksikkö "μΕ" on se määrä valoenergiaa ilmais- tuna E (einstein) x 10-6:11a, mikä vastaa fotonien energiaa, i Φ t joka vastaa 1 moolin molekyylien määrää. Yksikkö "g soluja" on paino ilmaistuna grammoina kuivattuja bakteerisolua.
• j : "Sekunti" on säteilyttämisaika ilmaistuna sekunteina.
Elohopealampun valo huoneen valaistukseen ja auringonvalo voivat osittain olla tämän keksinnön mukaisella aallonpituusalueella. Kuitenkin, ympäristöolosuhteissa reaktioastian tai muun tavallisen teollisen mitan laitteen ympärillä, huoneen-valo kuten edellä kuvailtiin, ja/tai hajanainen auringonvalo ’·*·* huoneeseen eivät voi antaa tämän keksinnön mukaista minimi /·*; valoenergian määrää.
10 862Q2 (2) Säteilyttäminen
Sateilyttäminen voidaan toimittaa millä tahansa tavalla niin kauan kuin bakteerisolut, ennen kontaktia tai kontaktissa nitriiliyhdisteen kanssa, voivat peräkkäin tai ajoittain ottaa vastaan tarvittavan määrän valoenergiaa säteilyttämisen valonlähteestä.
Ilmaisu "valonlähde bakteerisolujen säteilyttämiseen" tarkoittaa valonlähdettä sijoitettuna reaktiolaitteen sisäpuolelle tai ulkopuolelle bakteerisolujen säteilyttämiseksi valolla, ja käsittää myös jonkin verran valoa kuten hajanainen auringonvalo ja/tai huoneen valo, jotka voivat päästä reaktiolaitteeseen reaktiolaitten ympäristöstä. Ohimennen sanoen, kun valmistetaan tila, johon reaktiolaite asennetaan, erittäin tai erikoisen kirkkaaksi niin, että merkittävä määrä valoenergiaa huoneenvalosta voi päästä reaktioastiaan, tulisi sellainen valonlähde käsittää tämän keksinnön mukaiseksi säteilyttämisen valonlähteeksi.
Erityisemmin, voidaan valolla säteilyttäminen suorittaa esimerkiksi, (a) valonlähteellä, joka on sijoitettu yläosaan astian päällä, joka sisältää bakteerisoluja (so. tila bakteerisolujen tai niiden vesisuspension päällä), (b) säteilyttä- mällä ulkopuolisella valonlähteellä ikkunan läpi sijoitettuna reaktioastian ylä, sivu- tai pohjaosaan, (c) säteilyttämällä lampun avulla, joka on sijoitettu nesteen sisään reaktioasti-assa niin, että astiaa voidaan myös käyttää fotokemiallisena reaktorina, ja (d) muilla menetelmillä. Tarvittaessa, ja jos se on mahdollista, otetaan reaktioliuos ulos astiasta (erityisesti reaktioastiasta), joka sisältää bakteerisoluja, ja soluja sisältävää nestettä säteilytetään sitten toisessa astiassa menetelmällä, jota edellä on kuvailtu. Säteilyttämiseen käytettävä astia voi tässä tapauksessa, esimerkiksi, käsittää yhden tai usemman läpinäkyvän lasiputken.
li 11 862C2
Valolla säteilyttäroisen vaikutus tämän keksinnön mukaisesti voi selvästi tulla esille, kun käytetään suurta, teollisen mitan reaktioastiaa, jossa yhteydessä tavallisesta hajanaisesta auringonvalosta tai huoneenvalosta tuleva valoenergia ei riitä tarvittavaan valoenergian määrään. Sellainen suuri reaktioastia on tavallisesti valmistettu valoa läpäisemättömästä materiaalista ja erityisesti metallisesta materiaalista huomattavilta osiltaan. Sellaisessa valoa läpäisemättömässä reaktioastiassa on valoenergia hyvin pieni, joka saadaan tavallisesta valaisemisesta ikkunan tai astian kannen läpi. Näin ollen, positiivinen säteilyttäminen valolla on välttämätöntä. Ohimennen sanoen, termi "reaktioastia" tässä yhteydessä tarkoittaa osaa reaktiolaitteistosta, jossa ainakin pääosa hydratointireaktiosta suoritetaan.
KOKEELLISTA
Esimerkki 1
Pestyjä, kannan N-774 (Corynebacterium) bakteerisoluja val-·’·" mistettiin viljelemällä kantaa aerobisesti alustassa (pH
• 7,2), joka sisälsi glukoosia 1%, peptonia 0,5%, hiivauutetta ·...’ 0,3¾. mallasuutetta 0,3% ja ferrosulfaatti . 7-hydraattia :.j.: 0,05%, ja pesemällä saatuja soluja 0,05M fosfaattipuskuril- : la. Solut dispergoitiin 0,05 M fosfaattipuskuriin (pH 7,7) pimeässä paikassa soludispersion valmistamiseksi, jonka kon-sentraatio on 2,0 g kuivattuja soluja/litra. Muodostuneen solususpension annettiin seistä 0°C:ssa pimeässä paikassa 15 . tuntia, nimittäen tätä näytettä tämän jälkeen "pimeässä seis- ;\‘ syt", ja se jaettiin sitten kahteen osaan. Sen toisen osan ·"·' annettiin seistä 0°C:ssa 4 tuntia säteilytyksessä valoenergi- assa 8x10-3 /iE/g solu ja. sekunti käyttäen 4 W tummanvalon lamppua (toimittajana Tokyo Shibaura Denki K.K., Japani), 12 862C2 nimittäen tätä näytettä tämän jälkeen "valossa seissyt". Sen toisen osan seisottamista 0°C:ssa pimeässä paikassa jatkettiin.
Kumpaakin solususpensiota käyttäen, tuotettiin akryyliamidia akryylinitriilistä, ja reaktionopeutta tutkittiin tarkkailemalla näin tuotetun akryyliamidin määriä.
Valossa seisseiden bakteerien tapauksessa, seos, jossa oli 0,088 osaa soluja (määrän ollessa tässä esitettynä kuivien solujen painona), 1 osa akryylinitriiliä ja 0,05M fosfaatti-puskuria (pH 7,7) 98,912 osaa, alistettiin reaktioon 10°C:ssa 50 ml:n lasireaktorissa sekoittaen 20 minuuttia samoissa säteilytysolosuhteissa kuin edellä on kuvailtu, tämän reaktion ollen tämän jälkeen nimettynä "säteilytetty reaktio". Pimeässä seisseiden bakteerien tapauksessa, toistettiin edellä mainittu reaktio, paitsi että valoa ei käytetty, nimittäen tätä reaktiota tämän jälkeen "pimeä reaktio". Reaktion päättymisen jälkeen, akryyliamidi, jota oli kummassakin reaktio-liuoksessa, joiden reaktio oli päätetty, alistettiin kvantitatiiviseen analyysiin kaasukromatografialla. Tuloksena, akryyliamidin määrä (tämän jälkeen nimitettynä AA:ksi) per yksikkö bakteerisoluja oli 20,4 yu moolia AA/mg soluja.minuutti valossa seisseessä säteilytetyssä reaktiossa, ja 0,31 yu moolia AA/mg soluja.minuutti pimeässä seisseessä pimeässä reaktiossa, vastaavasti. Näiden tuotannon suorituskykyjen suhde oli, valossa seissyt säteilytetty reaktio/pimeässä seissyt pimeä reaktio = 66.
Seuraavissa esimerkeissä, arvo 20,4 μ moolia AA/mg soluja, minuutti, saatuna esimerkin 1 mukaisesta valossa seis-seestä, säteilytetystä reaktiosta, on esitetty suhteellisena arvona 100U. Näin ollen, arvo, joka saatiin esimerkin 1 mukaisessa pimeässä seisseessä, pimeässä reaktiossa, nousee arvoon 1,52U.
Esimerkit 2-13 13 8 6 2 C 2
Reaktionestettä, jonka koostumus on esitetty taulukossa 1, valmistettiin käyttämällä kumpaakin valossa seisseistä ja pimeässä seisseistä bakteerisoluista, jotka oli valmistettu kuten esimerkissä 1. Reaktioliuos alistettiin reaktioon kuten esimerkissä 1. Vastaavat amidiyhdisteet, joita oli päättyneessä reaktioliuoksessa, alistettiin kvantitatiiviseen analyysiin kaasukromatografialla, jolloin saatiin tulokset, jotka on esitetty taulukossa 2, vastaavasti.
TAULUKKO 1
Esim. Bakteeri Lähtönitriili 0,05M fos- pH
no. soluja (osaa) faattipus- __(osaa)___ kuri (osaa)__ 2 __0,088__asetonitriili (1)__98,912__7,7 3 __"__metakryylinitriili (1)__98,912__“ 4 __"__n-valeronitriili (0,25)__99,662__" 5 ___"__syaanipyridiini (1 )__98,912__“
·:· - 6__"__bentsonitriili (0,125)__99,787__M
‘! ’! 7___"___propionitriili (1)__98,912__" •.-.: 8___"___n-butyronitriili ( 1 )__98,912__‘1_ .·4 9__^____malononitriili ( 1 )___98,912__" ;;; - 10__"__sukkinonitriili (1) ' 98,912__" : - 11__"__fumaronitriili (1)__98,912__" * ‘! - 1 2__“__klooriasetonitriili ( 1 )__98,912 " 13 M fl-hydroksipropio- 98,912 " .·.·. ---—n it rilli ( 1)---------- 14 8 6 2 G 2 v tn
>·>* .-(« O
« v a) v h « v a >< v
-H 0) H m M
4) V O. « <o r- m t— <*> vo ao tn > h ω - ~ - i-t·— o) p<nm>^5^*rMcn<yi^ookvr~e>
<0 -h tn mt-iei-eeinf^m^N
W4IO :«e -- r-r-»-»-r- « V -H :<0 4) 0 :<β V « a
—I W M -H
««JO.
> 4)
M
3 w :(tj ('(ΜΗΗΡΊτ-Η^τ’Γ'Ο'β
«V O n'vcMO'-OtNtnOf'ir^'V
W >< -H
:<0 M :«J V 000«~0«~*-00l0«-«-
4> M 4) M
a -h a <0 •H 4) H 4)
01 « O· H
>.
V — V 3 n) V ro t— LnOOO^OO^* «e v >. o ------------ « >i (Η -h (ΝΟιηιηο'Ο'βτ’ΐ^ι^Οβ' «m -hv ('tr^t-T-^aieioe'inin'i1
(N O M 4) f t- N (N
rH -H V <t) O <0 4) :(t) 4) te > tn tn n
K
3--.---.-..--.------------„----
iV
=> 4) -h g ti -3 •s - s g
£ -h -H -H
O Ό -H -H Ό Cu
e H Ό TS -HO
a <o ό a -na -h «e o.
<t> H -H « H TS <tJ -H Ό Η V -H
-H »H β -H *Ö -H -H TS -H T3 4) «
O O>iteC-HarH-Ha-H«X
V ·Η>,Μ.Ηβ3>ιβ«)Β«0
V aH4)-H(dO^n)C(0-HM
4) «XrHVm-HVO -HMMTS
V Vrt<Ö0V0.30.*«0>·, O 4) V >MCOX3^Mm O £ O «4)l -H4)Vl«33rH, H «BCCjQCXcanv>:ca
•H
rH
3
•H -H V
•H -H r-t -H
N Ή -H CS
+* -H -H -H -H O
·* -H #H -H r-t -H M -H
C Η Η C -H ·Η Η ·Η rH -H V O.
:P -H V -H -H rH rH -H rH Ή rH -H O
V rH -H M -H Ή -H M -H -H -H β H
•e -h e v <o -rt n v h μ η o a
:Λ -H -H -H ·Η M V -H M V V V -<H
HrHCMVVCV HV4)«
+> O >1 -H H O -H C -H n M
•H>,tHQ.CCHCOC«IO CH4) -HOO>,OCO -HN O^rHCM HVC -HHHTS
v<e«j«jvo.ooi<«p>i 4)V>«cox)rH2aö« «4)l>,«Ml433rHt «acuAacawvijwa) a •h c^n^irt'vr'-oocnO’-raro V) r· r· V- _M _ l!
Esimerkit 14 - 18 is 86202
Pestyjä bakteerisoluja saatiin preparoitaessa kuten esimerkissä 1 seuraavien sukujen kantoja: Bacillus (CBS-494) esimerkissä 14, Bacteridium (CBS-496) esimerkissä 15, Micrococcus (CBS-497) esimerkissä 16, Brevibacterium (CBS-717) esimerkissä 17 ja Nocardia (N-775) esimerkissä 18. Kannat, jotka on varustettu CBS-numeroi 1la, ovat niitä, jotka on tallennettu ja saatu kokoelmasta Centraal Bureau Voor Schimmelcultures (CBS), Osterstraat 1, Baarn, Hollanti. Pestyjä soluja käsiteltiin kuten esimerkissä 1 valossa seisseiden ja pimeässä seisseiden solujen saamiseksi. Käyttämällä soluja seuraavissa formulaatioissa, tuotettiin akryyliamidia akryylinitriilistä, ja reaktionopeutta tutkittiin tarkastelemalla näin tuotetun akryyliamidin määriä.
Valossa seisseiden kantojen tapauksessa, seos, jossa oli 0,088 osaa soluja, 1 osa akryylinitriiliä ja 98,912 osaa 0,05M fosfaattipuskuria (pH 7,7) alistettiin reaktioon sekoittaen 10°C-.ssa 20 minuuttia ( sätei ly tetty reaktio).
; ; Pimeässä seisseiden kantojen tapauksessa, reaktio toistet tiin, paitsi että valoa ei käytetty (pimeä reaktio). Akryyli-amidi, jota oli kummassakin päättyneessä reaktioliuoksessa, alistettiin kvantitatiiviseen analyysiin kaasukromatografial-- ·' la, jolloin saatiin tulokset, jotka on esitetty taulukossa 3.
TAULUKKO 3
Valossa TT"! I TT
Pimeässä , seissyt Valo- Käytetty K.n., valolla reaktio / bakteensuku säteilyt. .. . pimeä , *. reaktio * , “ reaktio .... reaktio - ____(uj__lii__ - 14__Bacillus__CBS-494 41,5__7^8__5,3 - 15 Bacteridium CBS-496 93,7__15,2__6,2 - 1 6 Micrococcus__CBS-497__56,4__11,1__5 , 1 • 17 Brevibacterium CBS-717 91,6__3^_1__29,5 —iS--| - -Mocagdi* -4 -N>775 --40,-3 -2,1 --| 13^,2
Esimerkit 19 - 21 & vertailuesimerkit 1 ia 2 16 86202
Kannan N-774 pestyjä bakteerisoluja valmistettiin viljelemällä kantaa aerobisesti alustassa (pH 7,2), jossa oli glukoosia 1%, peptonia 0,5%, hiivauutetta 0,3%, mallasuutetta 0,3% ja ferrosulfaatti-7-hydraattia 0,05%, ja pesemällä saadut solut 0,05M fosfaattipuskurilla. Solut dispergoitiin 0,05 M fosfaattipuskuriin (pH 7,7) pimeässä paikassa bakteeriliuok-sen 22,72 mg/ml, valmistamiseksi.
Yksi (1) ml kumpaakin solususpensiota vietiin 50 ml:n teräsastioihin, ja niihin kumpaankin lisättiin 24 ml 0,05M fosfaattipuskuria (pH 7,7). Syntynyttä solususpensiota säteily-tettiin valonlähteellä, jota käytettiin esimerkissä 1, 0°C:ssa 1-20 tuntia, jossa yhteydessä valoenergiaa säädettiin kuten on osoitettu taulukossa 4 käyttämällä suodinta, jossa on erilaisia optisia alueita sijoitettuna astian yläosaan.
Kuhunkin solususpensioon, jota oli säteilytetty vaolla, lisättiin 25 ml 5% akryylinitriililiuosta (0,05M fosfaatti-puskuriliuoksessa, pH 7,7). Seos altistettiin reaktioon 20 minuutiksi samoissa valon säteilytysolosuhteissa. Vertailun vuoksi, reaktiot suoritettiin samalla tavalla käyttämällä solususpensiota ilman valolla säteilyttämistä tai säteilyt-tämällä valoenergialla 1x10-3 ^uE/g soluja.sekunti.
;; Se määrä akryyliamidia, joka oli näissä reaktioliuoksissa, analysoitiin kvantitatiivisesti kaasukromatografialla reaktionopeuden saamiseksi. Tulokset on esitetty taulukossa 4.

Claims (5)

17 862C2 TAULUKKO 4 Reaktio- Reaktio- Esimerkit Käytetty nopeus nopeus tai valoenergia 3 tunnin 20 tunnin vertailu- (yuE/g bakteeri- säteilyt- säteilyt- esimerkit soluja x sek.) tämisen tämisen jälkeen (U) jälkeen (U) Esim. T9 2x10“3 28,4 30,4 20 5xl0-3 62,5 68,2 21 8x10-3 96,7 104 Vertailu- esim. 1 ei säteilyttäni. 1,8 1,1 _2 _1x10-3__5^4__518_
1. Menetelmä nitrii1iyhdisteen hydratoimiseksi bakteerien toiminnan avulla, jolloin bakteeri ei ole jakautumisolosuh-teissa, ja bakteereilla on nitrilaasiaktiivisuutta nitriili-yhdisteen muuttamiseksi vastaavaksi amidiyhdisteeksi, joka menetelmä käsittää reaktion suorittamisen olosuhteissa, joissa: (a) bakteeri, jolla on nitrilaasiaktiivisuutta, on Gram-positiivisesti värjäytyvä, tunnettu siitä, että (b) bakteerisolujen annetaan vastaanottaa valoenergiaa noin 2xl0“3 - noin lxl0“2 ^uE/g mikrobisolu ja · sekunti sätei-lyttämällä valolla, jonka aallonpituus on noin 300 -noin 450 nm ennen hydratointireaktion päättymistä, ja (c) hydratointireaktio suoritetaan astiassa, joka ainakin ' osaksi koostuu materiaalista, joka ei salli valon kul keutumista lävitseen. 18 86202
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valoenergia on noin 5xl0~3 _ noin lxl0“2 yuE/g bakteerisolu ja·sekunti.
3. Jonkin patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valolla säteilyttäminen suoritetaan ennen ja jälkeen bakteerin saattamisen kontaktiin nitriili-yhdisteen kanssa.
4. Jonkin patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bakteeri kuuluu sukuun, joka on valikoitu ryhmästä, johon kuuluvat Corynebacterium, Nocardia, Bacillus, Bacteridium, Micrococcus ja Brevibacterium.
5. Jonkin patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nitriiliyhdiste valikoidaan ryhmästä, johon kuuluvat asetonitriili, propionitriili, n-butyronit-riili, n-valeronitriili, akryylinitriili, metakryylinitriili, bentsonitriili, syaanipyridiini, malononitriili, sukkino-nitriili, fumaronitriili, klooriasetonitriili ja β-hydroksi-propionitriili. 19 862C2
FI860084A 1985-01-11 1986-01-08 Foerfarande foer produktion av amider genom anvaendning av mikroorganismer. FI86202C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60002725A JPS61162195A (ja) 1985-01-11 1985-01-11 微生物によるアミド類の製造法
JP272585 1985-01-11

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI860084A0 FI860084A0 (fi) 1986-01-08
FI860084L FI860084L (fi) 1986-07-12
FI86202B true FI86202B (fi) 1992-04-15
FI86202C FI86202C (fi) 1992-07-27

Family

ID=11537285

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI860020A FI860020A0 (fi) 1985-01-11 1986-01-02 Foerfarande foer att alstra amider genom anvaendning av mikroorganismer.
FI860084A FI86202C (fi) 1985-01-11 1986-01-08 Foerfarande foer produktion av amider genom anvaendning av mikroorganismer.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI860020A FI860020A0 (fi) 1985-01-11 1986-01-02 Foerfarande foer att alstra amider genom anvaendning av mikroorganismer.

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0187681B1 (fi)
JP (1) JPS61162195A (fi)
BR (1) BR8600088A (fi)
DE (1) DE3685337D1 (fi)
FI (2) FI860020A0 (fi)
SU (1) SU1568892A3 (fi)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2077392A (en) * 1991-08-05 1993-04-29 Mitsubishi Kasei Corporation Process for preparing amides
JPH05244968A (ja) * 1991-08-16 1993-09-24 Mitsui Toatsu Chem Inc α−ヒドロキシイソブチルアミドの製造法
US7300775B2 (en) 1999-12-29 2007-11-27 Verenium Corporation Methods for producing α-substituted carboxylic acids using nitrilases and strecker reagents
US7521216B2 (en) 1999-12-29 2009-04-21 Verenium Corporation Nitrilases and methods for making and using them
US7608445B1 (en) 1999-12-29 2009-10-27 Verenium Corporation Nitrilases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them
CA2679503A1 (en) 2007-03-01 2008-09-04 Verenium Corporation Nitrilases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them
CN115558685B (zh) * 2022-09-28 2023-09-29 南通博亿化工有限公司 一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880717A (en) * 1971-03-30 1975-04-29 Leonid Borisovich Rubin Method of cultivating microorganisms
GB2018240B (en) * 1978-03-29 1982-12-22 Nitto Chemical Industry Co Ltd Process for producing acrylamide or methacrylamide utilizing microoganisms
JPS6019496A (ja) * 1983-07-12 1985-01-31 Nitto Chem Ind Co Ltd 微生物によるアミド類の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0237B2 (fi) 1990-01-05
FI86202C (fi) 1992-07-27
BR8600088A (pt) 1986-09-23
FI860020A0 (fi) 1986-01-02
EP0187681A3 (en) 1988-04-13
FI860084A0 (fi) 1986-01-08
FI860084L (fi) 1986-07-12
JPS61162195A (ja) 1986-07-22
DE3685337D1 (de) 1992-06-25
SU1568892A3 (ru) 1990-05-30
EP0187681B1 (en) 1992-05-20
EP0187681A2 (en) 1986-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0187680B1 (en) Process for producing organic acids by use of microorganisms
FI93858C (fi) Menetelmä amidin valmistamiseksi mikrobiologisesti
US4532210A (en) Process for producing hydrogen by alga in alternating light/dark cycle and environmental aerobic/microaerobic conditions
US4908313A (en) Process for producing amides by use of microoganisms
EP0449648B1 (en) Process for producing R(-)-mandelic acid and derivatives thereof
FI87579C (fi) Foerfarande foer framstaellning av amider anvaendande mikroorganismer
JP2676568B2 (ja) R(−)−マンデル酸およびその誘導体の製造法
US3922194A (en) Process for producing 2-keto-L-gulonic acid
FI86202B (fi) Foerfarande foer produktion av amider genom anvaendning av mikroorganismer.
US4335209A (en) Process for preparation of L-tryptophan by enzyme
CN111088043A (zh) 一种可见光激发、长波长发射的荧光碳点及其制备方法和应用
KR100269996B1 (ko) 아미드 화합물의 제조방법 및 거기에 사용하는 미생물
CN101701243B (zh) 生物催化法生产r-扁桃酸及其衍生物的方法
FI86201B (fi) Foerfarande foer hydratisering nitrilfoerening.
Shibatani et al. Enzymatic production of urocanic acid by Achromobacter liquidum
JP2004215586A (ja) 4−ヒドロキシ安息香酸の製法
US5496715A (en) Process for preparing indigo
SU1620479A1 (ru) Штамм бактерий РSеUDомоNаS метнYLIса, используемый дл очистки сточных вод от метанола
Kawashima Production of [(2-hydroxyethyl) thio] acetic acid from thiodiglycol (2, 2′-thiodiethanol) by resting cells of Candida rugosa IFO 1364
KR830002328B1 (ko) 효소에 의한 l-트리프토판의 제조방법
JPH02100687A (ja) プロトカテキュ酸およびその塩の製造方法
KR970065721A (ko) 생분해성 수지 미세분말과 그 제조방법
JPH02100689A (ja) 4−ヒドロキシフタル酸およびその塩の製造方法
JPH01225486A (ja) D−グリセリン酸の製造法
JP2006158323A (ja) 微生物によるアミド化合物の製造方法およびそれに使用する微生物、菌体処理物および酵素

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: NITTO KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA

Owner name: MITSUBISHI RAYON KABUSHIKI KAISHA