JP3029868B2 - 発酵法によるl−アラニンの製造法 - Google Patents
発酵法によるl−アラニンの製造法Info
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Description
液、医薬用、食品添加物等として有用なL−アラニンの
製造法に関する。
ラギン酸より酵素的に脱炭酸する方法(特公昭46−756
0)、フマル酸をL−アスパラギン酸に導き、これを酵
素的に脱炭酸する方法(特開平2−268691)などが知ら
れ、実用に供されている。さらに、これらの方法以外
に、D−アラニン要求性の大腸菌による乳酸とアンモニ
ア供与体からのL−アラニン製造法(特開昭62−3619
6)、コリネバクテリウム・チュメセンスによる糖質か
らの発酵生産法(特公昭36−14298)などの方法が知ら
れている。
中での蓄積量が低い、収率が低い、生産速度が遅い、培
養に長時間を要する等の欠点を有し、工業的な製造法と
しては実用性が乏しい。またD,L−アラニンの高収率発
酵生産の報告もある(特公昭57−797)が、生成するア
ラニンがD,L−体のラセミ混合物であるため、L−アラ
ニンを得るにはD,L−体の光学分割工程を要し、工業的
に有利な製造法とは言い難い。
ラニンデヒドロゲナーゼ活性を有し、アラニンラセマー
ゼ活性を殆どまたは全く有さず、かつL−アラニン生産
性を有する微生物を栄養培地中に培養し、該培養物中に
L−アラニンを生成蓄積させ、該培養物からL−アラニ
ンを採取することを特徴とするL−アラニンの製造法を
提供する。
属し、L−アラニンデヒドロゲナーゼ活性を有し、アラ
ニンラセマーゼ活性を殆どまたは全く有さず、かつL−
アラニン生産性を有する微生物であればいずれでもよ
い。このような微生物は、アースロバクター属に属し、
L−アラニンデヒドロゲナーゼ活性を有し、L−アラニ
ン生産性をもつ微生物を親株として誘導することができ
る。本発明で用いられる微生物の親株として、例えばア
ースロバクター・エスピー(Arthrobactr sp.)HAP1
(微工研条寄第3644号)、アースロバクター・ウレアフ
ァシエンス(Arthrobacter ureafaciens)ATCC7562、ア
ースロバクター・ヒスチノロボランス(Arthrobacter h
istidinolovorans)ATCC11442などがあげられる。
号)株は、本発明者らによって町田市の土壌より新たに
分離された菌株であって、その菌学的性質を以下に詳述
する。
とる。
以上) 運動性;ない。
を形成する。拡散性色素は生成しない。
い。
しない。
液化する。
ル酸、L−アスパラギン、L−アルギニン、L−ヒスチ
ジン、D−キシロース、D−リボース、D−ガラクトー
ス、L−ラムノース、グリセロール 資化能無;D−アラビノース 細胞壁のアミノ酸組成;リジン、アラニン、グルタ
ミン酸、スレオニン、セリン、グリシン 主なキノン;1飽和型メナキノン−9〔MK−9
(H2)〕 以上の菌学的性質を有する菌について、バージェイの
マニュアル・オブ・システマチック・バクテリオロジー
(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology)の記
載と照合した結果、グラム陽性で桿状あるいは球状の多
形性の形態をとることから、Vol.2(1986)のSection 1
5(lrrcgular,Nonsporing,Gram Positivc Rods)に属す
る細菌であると判断した。次に、好気性で生育し、嫌気
性で成育せず、細胞壁のアミノ酸組成としてリジン、ス
レオニン、セリンを有すること、また、主なキノンとし
てMK−9(H2)を持つことに基づいて検索した結果、本
菌株は、アースロバクター(Arthrobacter)属に属する
細菌と同定し、HAP1菌株を、アースロバクター・エスピ
ーHAP1(Arthrobacter sp.HAP1)と命名した。本菌株
は、ブダペスト条約に基づき、平成3年11月7日付で工
業技術院微生物工業技術研究所(FRI)に微工研条寄第3
644号(FERM BP−3644)として寄託されている。
たは全く有さない微生物は、アラニンラセマーゼ活性を
有する野生株を紫外線照射やN−メチル−N′−ニトロ
−N−ニトロソグアニジン(以下NTGと略す)、亜硝酸
などで化学処理して変異誘起した後、D−アラニンを含
まない培地で生育できない、もしくは親株に比べ、生育
が遅い菌株を選択することで分離することができる。こ
のような方法で得られた代表株として、アースロバクタ
ー・エスピーNAP1株からLAP7株が、アースロバクター・
ウレアファシエンスATCC7562株からAU−7株が各々誘導
できる。LAP7株およびAU−7株はHAP1株とともに各々、
微工研条寄第3645号(FERM BP−3645)、微工研条寄第3
646号(FERM BP−3646)としてブダペスト条約に基づ
き、平成3年11月7日付で工業技術院微生物工業技術研
究所(微工研)に寄託されている。
いられる微生物の培養法で実施可能である。使用培地と
しては、炭素源、窒素源、無機物、最適のD−アラニン
またはD,L−アラニンその他使用菌株の必要とする微量
の栄養素を程よく含有するものならば合成培地または天
然培地いずれも使用可能である。
ば何でもよいが、例えばグルコース、グリセロール、フ
ラクトース、シュークロース、澱粉加水分解物、糖蜜な
どの炭水化物、ピルビン酸、コハク酸、乳酸、などの各
種有機酸が使用可能である。
硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウ
ム、尿素などの各種無機及び有機アンモニウム塩類ある
いはペプトン、NZ−アミノ、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、などの
天然栄養源を用いることができる。
二水素カリウム、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、硫酸亜鉛および塩化カルシ
ウムなどを添加する。
ミン類を添加する。
中性付近に維持することが望ましい。炭素源、窒素源、
およびその他の栄養源は、微生物の生育の妨げとならな
い限り、培養開始時に一度に供与してもよいし、数次に
分割して、あるいは培養中に連続的に添加してもよい。
培養期間は、炭素源、窒素源、およびその他の栄養源の
量によって異なるが、通常1〜6日間である。
液から濃縮晶析、活性炭処理あるいはイオン交換樹脂処
理などの公知の精製方法を用いてL−アラニンを単離採
取できる。
ブイヨン20gおよび酵母エキス5gを水1リットルに含
み、pH7.2に調整した培地)で30℃、16時間培養した菌
体を集め、0.05M トリス−マレイン酸緩衝液(pH6.0)
で洗浄後菌体の濃度が約109細胞/mlになるように同緩衝
液に懸濁し、これにNTGを終濃度が500mg/lになるよう
に加え、30℃、20分間保持して異変処理を行った。この
変異処理菌体を同緩衝液で洗浄後、その菌体をD−アラ
ニン0.05g/含有する最少平板寒天培地(第1表)に塗
布した。
ニーをD−アラニン(0.05g/)含有最少寒天培地とD
−アラニンを含まない最少寒天培地に塗布し、前者プレ
ート上では親株同様に生育し、後者プレートでは生育し
ない、もしくは生育の遅い株を釣菌した。このような変
異株の中からアラニンラセマーゼ活性低下、または欠失
した株としてアースロバクター・エスピーLAP7株を得
た。
マーゼ活性を示した。
方法〔Genet.Res.,Camb.20:269−277(1972)〕に、L
−アラニンデヒドロゲナーゼの活性測定はOhoshima,T.
らの方法〔Eur.J.Biochem.100:29−39(1979)〕に従っ
て行った。
P7株及びその親株HAP1株を10mlの種培地(グルコース2
%、ペプトン1%、酵母エキス1%、NaCl0.5%、D−
アラニン200mg/、pH7.2)を含む試験管に接種し、30
℃で24時間振とう培養した。この種培養液1mlを第2表
の発酵培地20mlを含む300ml容三角フラスコに接種し
て、48時間30℃で振とう培養した。培養後、培養濾液を
メルク社製LiChrosorb RP−18カラム(7μm)を用い
た高速液体クロマトグラフィーにかけ、オルトフタルア
ルデヒドによるポストカラム発色法によって定量して総
アラニン(T−Ala)量を測定した。D−アラニンは、
市販のD−アミノ酸オキシダーゼ〔ベーリンガー・マン
ハイム山之内(株)社製〕を用いる方法により、および
ダイセル化学工業(株)社製クラウンパックカラムを用
いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で定量した。
その結果を第3表に示す。
エンスATCC7562を変異処理し、D−アラニンを含有する
最少平板寒天培地(第1表)上では親株同様に生育する
が、D−アラニンを含有しない最少平板寒天培地上では
生育しない、もしくは生育の遅い株を釣菌した。このよ
うな変異株の中からアラニンラセマーゼ活性の低下、ま
たは欠失した株アーロスバクター・ウレアファシエンス
AU−7株を得た。第4表に、親株ATCC7562と変異株AU−
7株のアラニンラセマーゼ活性を示した。
シエンスAU−7株及びその親株ATCC7562を実施例2と同
様に培養し、培養濾液を実施例2と同様に分析した。そ
の結果を第4表に示す。
%、酵母エキス1%、NaCl0.5%、D−アラニン200mg/
、pH7.2)を含む試験管に接種し、30℃で24時間振と
う培養した。この種培養液5mlをグルコース 4%、コ
ーンスチープリカー 1%、ペプトン 0.5%、硫酸ア
ンモニウム 3%、燐酸1カリウム 0.1%、硫酸マグ
ネシウム 0.05%、硫酸マンガン 5mg/、硫酸亜鉛
10mg/、ビオチン30μg/、D−アラニン 200mg/
および炭酸カルシウム %からなる組成の培地(pH7.
2)50mlを含む2リットル容三角フラスコに接種し、30
℃で24時間振とう培養した。この培養物の全量を、グル
コース 5%、硫酸アンモニウム 3%、燐酸1カリウ
ム 0.08%、硫酸マグネシウム 0.07%、硫酸マンガン
7.2mg/、硫酸鉄 7.2mg/、硫酸亜鉛 14.4mg/
、ビオチン 36μg/およびD−アラニン 1g/か
らなる組成の培地(pH7.2)1.83リットルを入れ、加熱
殺菌した5リットル容培養槽に接種し、アンモニアにて
pH6.5に保ちつつ、30℃で通気攪はん下培養を行った。
残グルコースが0.1%以下になった時点より、別途に殺
菌したグルコース溶液を連続的に流加し、投入グルコー
ス量が14%になるまで培養した。培養終了時の培養濾液
中のL−アラニン、D−アラニン量は各々76.7g/、4.
4g/(L/D+L=94.6%)であり、投入グルコースに対
するL−アラニン収率は46.2%に相当した。
により菌体を除去し、得られた上澄液を脱色炭処理し
た。この脱色炭処理液を、カチオン交換樹脂ダイヤイオ
ンSK−1B(H+型)を充填したカラムに通しL−アラニン
を吸着させ、水洗後2Nアンモニア水で溶出し、L−アラ
ニン分画を濃縮した。得られた濃縮液にエタノールを加
え、析出する結晶を採取した。この結晶をエタノールに
より再結晶することにより、L−アラニンの結晶57.7g
を得た。
て有用なL−アラニンを、工業的有利に製造することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項1】アースロバクター属に属し、L−アラニン
デヒドロゲナーゼ活性を有し、アラニンラセマーゼ活性
を殆どまたは全く有さず、かつL−アラニン生産性を有
する微生物を培地中に培養し、該培養物中にL−アラニ
ンを生成蓄積させ、該培養物からL−アラニンを採取す
ることを特徴とするL−アラニンの製造法。
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---|---|---|---|
PCT/JP1991/001574 WO1993010252A1 (en) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | Process for producing l-alanine by fermentation |
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- 1991-11-18 WO PCT/JP1991/001574 patent/WO1993010252A1/ja active IP Right Grant
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- 1991-11-18 DE DE69126213T patent/DE69126213T2/de not_active Expired - Lifetime
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