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JP2003274933A - ニトリラーゼ産生能を有する微生物の培養法 - Google Patents

ニトリラーゼ産生能を有する微生物の培養法

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JP2003274933A
JP2003274933A JP2002012733A JP2002012733A JP2003274933A JP 2003274933 A JP2003274933 A JP 2003274933A JP 2002012733 A JP2002012733 A JP 2002012733A JP 2002012733 A JP2002012733 A JP 2002012733A JP 2003274933 A JP2003274933 A JP 2003274933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrilase
culture
microorganism
medium
culturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002012733A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Ishikawa
高広 石川
Koichi Hayakawa
公一 早川
Takeshi Watabe
健 渡部
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.)
Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Soda Co Ltd filed Critical Nippon Soda Co Ltd
Priority to JP2002012733A priority Critical patent/JP2003274933A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ニトリラーゼ活性の高い微生物菌体
を培養により効率よく生産する方法に関する。ニトリラ
ーゼ活性の高い微生物菌体またはそのニトリラーゼ酵素
は、種々のニトリルを加水分解して対応する有機酸を製
造する触媒として有用である。 【解決手段】ニトリラーゼ産生能を有するアースロバク
ター(Arthrobacter)属に属する微生物の培養におい
て、一般式(I) 【化1】 〔R1、R2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、アミ
ノ基、ニトロ基、水酸基、C1〜C3のアルキル基、C
1〜C3のアルコキシ基を表わし、nは0または1〜3
の整数を表わす。nが2または3の場合R2は相異なっ
ていてもよい。〕で表わされる、2位に置換基を有する
ベンゾニトリル化合物を培養液中に存在させることを特
徴とする微生物の培養法により解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニトリラーゼ活性
の高い微生物菌体を培養により効率よく生産する方法に
関する。ニトリラーゼ活性の高い微生物菌体またはその
ニトリラーゼ酵素は、種々のニトリルを加水分解して対
応する有機酸を製造する触媒として有用である。
【0002】
【従来の技術】従来、ニトリラーゼ産生能を有する微生
物としては、例えば、カゼオバクター(Caseobacter)
属、シュードモナス(Pseudomonas)属、アルカリゲネ
ス(Alcaligenes)属、コリネバクテリウム(Corynebac
terium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)
属、ノカルジア(Nocardia)属、ロドコッカス(Rhodoc
occus)属、アースロバクター(Arthrobacter)属、ゴ
ルドナ(Gordona)属、バチルス(Bacillius)属、バク
テリジウム(Bacteridium)属、ミクロコッカス(Micro
coccus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属等
に属する微生物が知られている[特公昭63−2596
号公報、特開平4−40898号公報、特開平8−17
3152号公報、特開平8−173175号公報、国際
公開WO96−09403号公報、国際公開97−32
030号公報、特許第3009421号公報参照]。
【0003】しかしながら、上記の微生物におけるニト
リラーゼ活性は一般には低いので、そのニトリラーゼ活
性を高めるために、ニトリラーゼ誘導物質を培地に添加
して培養が行われている。上記の特公昭63−2596
号公報および特開平4−40898号公報等では、アセ
トニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリルなど
のニトリル化合物を添加して微生物の培養を行う方法が
記載されている。特許第3009421号公報では、ε
−カプロラクタムなどのラクタム化合物を添加して、ロ
ドコッカス属の微生物を培養する方法が記載されてい
る。また、特開平8−173152号公報には、エチレ
ンシアンヒドリンを添加して微生物の培養を行う方法が
記載されている。2位に置換基を有するベンゾニトリル
化合物としては、2−アミノベンゾニトリルを培地に添
加してニトリラーゼ産生微生物を培養した例が、特開平
8−205878号公報、特開平9−140391号公
報および特開平10−276792号公報に記載されて
いるが、アースロバクター属に属する微生物の培養に使
用された例はない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなニトリラ
ーゼ誘導物質のうち、特公昭63−2596号公報およ
び特開平4−40898号公報等記載のニトリル化合物
は、培養中に微生物が資化してしまうため、その消費に
応じてニトリル化合物を培地に追加する必要があり、常
に安定して高活性の菌体を得ることは難しい。さらに、
一部のニトリル化合物は揮発性、引火性が強く、中には
著しい悪臭を放つものもあり、工業的培養において用い
ることは困難である。また、特許第3009421号公
報記載のラクタム化合物および特開平8−173152
号公報記載のエチレンシアンヒドリンは培養中ほとんど
資化されず、一定濃度を保つためにニトリラーゼの誘導
効果が安定しているが、ラクタム化合物は通常0.5
%、エチレンシアンヒドリンは通常1.5〜5.0%と
培地に高濃度添加する必要があり、さらにほとんど資化
されず培養後もそのまま培養液中に残存するため、培養
廃液処理の問題がある。本発明の課題は、ニトリラーゼ
産生能を有するアースロバクター属に属する微生物の培
養において、培養液中に少量添加することにより、安定
して誘導効果を発揮し、ニトリラーゼ活性の高い微生物
菌体を得ることができるニトリラーゼ誘導物質を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ニトリラ
ーゼ産生能を有するアースロバクター属微生物の培養に
おいて、ニトリラーゼを誘導生成させる物質および使用
条件について種々検討した結果、優れたニトリラーゼ誘
導物質として知られているε−カプロラクタムに比し、
2位に置換基を有するベンゾニトリル化合物を培養開始
時乃至は培養中に少量添加することにより、ニトリラー
ゼ活性が飛躍的に向上した微生物菌体が容易に得られる
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、ニトリラーゼ産生能
を有するアースロバクター(Arthrobacter)属に属する
微生物の培養において、一般式(I)
【0007】
【化2】
【0008】〔R1、R2は、それぞれ独立して、ハロゲ
ン原子、アミノ基、ニトロ基、水酸基、C1〜C3のア
ルキル基、C1〜C3のアルコキシ基を表わし、nは0
または1〜3の整数を表わす。nが2または3の場合R
2は相異なっていてもよい。〕で表わされる、2位に置
換基を有するベンゾニトリル化合物を培養液中に存在さ
せることを特徴とする微生物の培養法(請求項1)、ま
たは微生物がアースロバクター エスピー NSSC1
04[FERM BP−5829]、アースロバクター
エスピー NSSC204[FERM BP−766
2]である請求項1記載の微生物の培養法(請求項2)
である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において、ニトリラーゼ産
生能を有する微生物は、アースロバクター属の微生物で
あり、例えば、アースロバクター エスピー NSSC
104[FERM BP−5829]、アースロバクタ
ー エスピー NSSC204[FERM BP−76
62]等を挙げることができる。アースロバクター エ
スピーNSSC104は上記寄託番号で独立行政法人産
業技術総合研究所に寄託されており、その菌学的性質に
ついてはWO97/32030に記載されている。また
アースロバクター エスピー NSSC204は、アー
スロバクター エスピー NSSC104の変異処理に
より新たに分離されたものであり、その菌学的性質につ
いては、PCT/JP01/06291に記載されてい
る。
【0010】ニトリラーゼ産生能を有する微生物の培養
に使用される培地としては、該微生物が生育しうるもの
であれば天然培地、合成培地のいずれであってもよい。
炭素源としては、例えばグルコース、フラクトース、ス
クロース、マルトース又はこれらを含有する糖蜜等の糖
類、デンプン又はデンプン加水分解物等の炭水化物、酢
酸、乳酸等の有機酸、エタノール、グリセリン等のアル
コール類が、単独又は混合して用いられる。
【0011】窒素源としては、例えばアミン類、アミノ
酸類、硝酸塩類、アンモニア、各種無機酸や有機酸のア
ンモニウム塩、その他含窒素化合物、並びに、ペプト
ン、トリプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチー
プリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加
水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を例示する
ことができる。無機塩類としては、例えばリン酸第一カ
リウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫
酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マ
ンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム、その他微量金属等が
適宜用いられる。これら培地成分の添加は、一括で行っ
ても、分割あるいは連続で行っても良い。
【0012】培地に添加する2位に置換基を有するベン
ゾニトリル化合物は一般式(I)
【0013】
【化3】
【0014】で表わされる化合物であり、式中、R1
2は、それぞれ独立して、アミノ基、ニトロ基、水酸
基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原
子;メチル、エチル、プロピル等のC1〜C3のアルキ
ル基;メトキシ、エトキシ、プロポキシ等のC1〜C3
のアルコキシ基を表わす。nは0または1〜3の整数を
表わす。nが2または3の場合R2は相異なっていても
よい。
【0015】一般式(I)で表わされる具体的な化合物
としては、2−メチルベンゾニトリル、2−メトキシベ
ンゾニトリル、2−フルオロベンゾニトリル、2−クロ
ロベンゾニトリル、2−ブロモベンゾニトリル、2−ア
ミノベンゾニトリル、2−アミノ−5−ニトロベンゾニ
トリル、2−アミノ−5−クロロベンゾニトリル、2−
シアノフェノール、が挙げられる。これらの中でも、2
−アミノベンゾニトリル誘導体、2−シアノフェノール
誘導体が好ましい。
【0016】2位に置換基を有するベンゾニトリル化合
物の培地への添加は、該微生物の生育が大きく阻害され
ない程度で良く、具体的には0.001%〜1%(W/
V)、好ましくは0.005〜0.1%(W/V)であ
る。2位に置換基を有するベンゾニトリル化合物は予め
培地に添加しておいても、微生物の培養中に添加しても
良く、またその添加は一括で行っても、分割あるいは連
続で行っても良い。2位に置換基を有するベンゾニトリ
ル化合物を2種以上添加することも可能である。
【0017】
【実施例】以下、実施例により詳細に説明するが、本発
明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0018】実施例におけるニトリラーゼ活性の測定は
次のようにして行った。100mMのリン酸カリウム緩
衝液(pH7.5)0.4mlに菌体懸濁液0.1ml
を加え、クロトノニトリル 10μl(123μmo
l)を添加して、35℃、30分間反応を行った。反応
後、直ちに遠心分離(16,000rpm、5分、室
温)で菌体を除き、反応液中に生成したクロトン酸を高
速液体クロマトグラフィーにて定量した。1分間に1μ
molのクロトン酸を生成する活性を1単位(U)とし
た。ここで使用したニトリラーゼ活性を測定するための
菌体懸濁液は、培養液10mlから遠心分離により得ら
れた菌体に100mMのリン酸カリウム緩衝液(pH
7.5)を加えて10mlとしたものである。
【0019】実施例1 前培養用培地として、0.5重量%グルコース,0.5
重量%酵母エキス,0.03重量%2−アミノベンゾニ
トリル,0.1重量%リン酸二カリウム,0.1重量%
リン酸一カリウム,0.02重量%硫酸マグネシウム・
7水和物,0.1重量%塩化ナトリウム,0.001重
量%硫酸第一鉄・7水和物を含み、1N水酸化ナトリウ
ムでpH7.2に調整したものを用いた。この前培養用
培地200mlを3リットル容三角フラスコに入れ、1
21℃で20分間滅菌した(硫酸第一鉄は別にろ過滅菌
して加えた)後、アースロバクター エスピー NSS
C104菌株を接種し、33℃で3日間振盪して前培養
を行った。本培養用培地として、10.0重量%コーン
スチープリカー抽出液,2.0重量%スクロース,0.
03重量%2−アミノベンゾニトリルからなる培地6.
0リットルを10リットル容ジャーファメンターに用意
した。ここで使用したコーンスチープリカー抽出液と
は、コーンスチープリカー40重量%を含み、10N水
酸化ナトリウムでpH7.0に調整した溶液から不溶物
を遠心分離(8,000rpm、10分間)によって除
いた上清液である。コーンスチープリカー抽出液はろ過
滅菌し、他の培地成分は110℃で20分間滅菌して用
いた。この本培養用培地に前培養液60mlを植菌し
て、33℃で5日間通気撹拌培養した。ニトリラーゼ活
性は、上記の方法で測定した。
【0020】比較例1 誘導物質として0.03重量%2−アミノベンゾニトリ
ルの代わりに0.5重量%ε−カプロラクタムを用いた
以外は実施例1と同様の条件で培養を行い、そのニトリ
ラーゼ活性を測定した。結果を表1に示した。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 アースロバクター エスピー NSSC204菌株を実
施例1と同様の方法で培養し、ニトリラーゼ活性を測定
した。その結果、培養液1ml当たりのニトリラーゼ活性
は、4.8 Uであった。
【0023】実施例3 前培養用培地として、0.5重量%グルコース,0.5
重量%酵母エキス,0.1重量%リン酸二カリウム,
0.1重量%リン酸一カリウム,0.02重量%硫酸マ
グネシウム・7水和物,0.1重量%塩化ナトリウム,
0.001重量%硫酸第一鉄・7水和物を含み、1N水
酸化ナトリウムでpH7.2に調整したものを用いた。
この前培養用培地200mlを3リットル容三角フラス
コに入れ、121℃で20分間滅菌した(硫酸第一鉄は
別にろ過滅菌して加えた)後、アースロバクター エス
ピー NSSC204菌株を接種し、33℃で3日間振
盪して前培養を行った。本培養用培地として、5.0重
量%コーンスチープリカー抽出液,1.0重量%スクロ
ース,0.01重量%2−アミノベンゾニトリルからな
る培地40mlを500ml容三角フラスコに用意し
た。この本培養用培地に前培養液0.5mlを植菌し
て、33℃で4日間振盪培養した。ニトリラーゼ活性
は、上記の方法で測定した。結果を第2表に示した。
【0024】実施例4〜10 誘導物質として2−アミノベンゾニトリルの代わりに、
2位に置換基を有する他のベンゾニトリル化合物を添加
した以外は実施例3と同様の条件で培養を行い、そのニ
トリラーゼ活性を測定した。それらの結果を第2表に示
した。
【0025】比較例2〜7 誘導物質として2−アミノベンゾニトリルの代わりに第
2表に示した化合物を用いた以外は、実施例3と同様の
条件で培養を行い、そのニトリラーゼ活性を測定した。
それらの結果を同様に第2表に示した。
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】2位に置換基を有するベンゾニトリル化
合物は、ニトリラーゼ産生能を有するアースロバクター
属に属する微生物の培養において、ニトリラーゼ誘導物
質として低濃度で高い効果があり、また培養中に資化さ
れ難く、揮発性も低いので、培養液中に安定した濃度で
存在させることができるため、結果として効率よくニト
リラーゼ活性の高い微生物菌体を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 健 神奈川県小田原市高田345 日本曹達株式 会社小田原研究所内 Fターム(参考) 4B065 AA13X AC14 BB12 CA31 CA60

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニトリラーゼ産生能を有するアースロバ
    クター(Arthrobacter)属に属する微生物の培養におい
    て、一般式(I) 【化1】 〔R1、R2は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、アミ
    ノ基、ニトロ基、水酸基、C1〜C3のアルキル基、C
    1〜C3のアルコキシ基を表わし、nは0または1〜3
    の整数を表わす。nが2または3の場合R2は相異なっ
    ていてもよい。〕で表わされる、2位に置換基を有する
    ベンゾニトリル化合物を培養液中に存在させることを特
    徴とする微生物の培養法。
  2. 【請求項2】 微生物がアースロバクター エスピー
    NSSC104[FERM BP−5829]、アース
    ロバクター エスピー NSSC204[FERM B
    P−7662]である請求項1記載の微生物の培養法。
JP2002012733A 2001-01-26 2002-01-22 ニトリラーゼ産生能を有する微生物の培養法 Pending JP2003274933A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009078462A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Keio University 新規糖鎖プライマーとその利用

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WO2009078462A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Keio University 新規糖鎖プライマーとその利用

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