JP2676808B2 - Method for producing D-phenylalanine - Google Patents
Method for producing D-phenylalanineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は医薬中間体として有用なD−フェニルアラニ
ンを選択資化法によって工業的に製造する方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a method for industrially producing D-phenylalanine useful as a pharmaceutical intermediate by a selective assimilation method.
<従来の技術> DL−5−ベンジルヒダントインを微生物によりN−カ
ルバミル−D−フェニルアラニンにしたのち、加水分解
によりD−フェニルアラニンを得る方法はすでに知られ
ている(特開昭61−152291号公報)。<Prior Art> A method for obtaining D-phenylalanine by hydrolyzing DL-5-benzylhydantoin after converting it to N-carbamyl-D-phenylalanine by a microorganism is already known (JP-A 61-152291). .
<発明が解決しようとする課題> 前記方法はDL−5−ベンジルヒダントインからD−フ
ェニルアラニンを得る方法として優れている。<Problems to be Solved by the Invention> The above method is excellent as a method for obtaining D-phenylalanine from DL-5-benzylhydantoin.
しかしながら、DL−5−ベンジルヒダントインからN
−カルバミ−D−フェニルアラニンを得る反応の収率は
60%以上と高いが、生菌体を使用する場合には50g/も
の分離菌体を必要とすること、また得られたN−カルバ
モイル−D−フェイルアラニンからD−フェニルアラニ
ンへの加水分解が困難なことなど工業的な製造法として
有利な方法とはいえない。However, from DL-5-benzylhydantoin to N
The yield of the reaction to obtain -carbami-D-phenylalanine is
It is as high as 60% or more, but when using viable cells, 50 g / cell of isolated cells are required, and it is difficult to hydrolyze the obtained N-carbamoyl-D-failalanine to D-phenylalanine. It cannot be said that it is an advantageous method as an industrial manufacturing method.
<課題を解決するための手段および作用> そこで、本発明者らは工業的に実用化可能な方法を提
供することを目的として、DL−フェニルアラニンを含有
する培地で微生物を培養することによりL−フェニルア
ラニンのみを選択資化せしめ、D−フェニルアラニンを
製造する方法を検討した。<Means and Actions for Solving Problems> Therefore, for the purpose of providing a method that can be industrially put to practical use, the present inventors have cultivated a microorganism in a medium containing DL-phenylalanine to produce L- A method for producing D-phenylalanine by selectively assimilating only phenylalanine was examined.
この方法によれば、L−フェニルアラニンは微生物が
生育するためのエネルギーとして消費されるために、L
−フェイルアラニンを全量資化した時点では培地中にD
−フェニルアラニンのみが蓄積される。しかも、L−フ
ェニルアラニンの代謝中間体は、蓄積するとしても少量
であり、D−フェニルアラニンの通常の単離操作におい
て容易に分離が可能である。According to this method, since L-phenylalanine is consumed as energy for the growth of microorganisms,
-When all the amount of fail-alanine is utilized, D
-Only phenylalanine is accumulated. Moreover, the metabolic intermediate of L-phenylalanine is small in amount, if any, and can be easily separated by the usual isolation operation of D-phenylalanine.
加えて、選ばれた微生物がラセマーゼを保有しない
か、あるいは保有したとしても不活性化される条件下で
培養することにより、DL−フェニルアラニンを含まれD
−フェニルアラニンは実質的に理論量蓄積されることに
なる。In addition, DL-phenylalanine was added to the selected microorganisms by culturing under conditions in which the microorganism does not possess racemase or is inactivated even if it does.
-Phenylalanine will be substantially stoichiometrically accumulated.
本発明者らは、このような条件に合致する微生物を探
究すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of diligent studies in order to search for microorganisms that meet such conditions.
すなわち、DL−フェニルアラニンを炭素源および窒素
源として含む培地中で、L−フェニルアラニンのみ資化
し、D−フェニルアラニンを実質的に資化しない選択資
化能を有する微生物を見い出すべく研究した結果、ロド
トルラ属、ロドスポリジウム属、またはプロビデンシア
属に属する微生物をDL−フェニルアラニンを有する培地
中で培養することにより、数十g/以上の蓄積濃度で、
D−フェニルアラニンが得られることを見い出し、本発
明を完成した。That is, in a medium containing DL-phenylalanine as a carbon source and a nitrogen source, as a result of a study to find a microorganism having a selective assimilation ability that utilizes only L-phenylalanine and does not substantially utilize D-phenylalanine, Rhodotorula sp. By culturing a microorganism belonging to the genus Rhodosporidium, or the genus Providencia in a medium having DL-phenylalanine, at an accumulated concentration of several tens g / or more,
It was found that D-phenylalanine was obtained, and the present invention was completed.
すなわち、本発明はDL−フェニルアラニンを含有する
培地中で、ロドトルラ(Rhodotorula)属、ロドスポリ
ジウム(Rhodosporidium)属またはプロビデンシア(Pr
ovidencia)属に属し、L−フェニルアラニンを資化す
る能力を有し、かつD−フェニルアラニンを実質的に資
化しない微生物を培養し、培養液中からD−フェニルア
ラニンを単離採取することを特徴とするD−フェニルア
ラニンの製造法である。That is, the present invention provides a genus Rhodotorula, a genus Rhodosporidium, or Providencia (Pr) in a medium containing DL-phenylalanine.
a microorganism belonging to the genus Ovidencia) having the ability to assimilate L-phenylalanine and substantially not assimilate D-phenylalanine, and isolating and collecting D-phenylalanine from the culture solution. Is a method for producing D-phenylalanine.
本発明で使用する微生物としては、ロドトルラ属、ロ
ドスポリジウム属またはプロビデンシア属に属する微生
物が挙げられる。これらの微生物のうちL−フェニルア
ラニンを資化する能力を有しかつD−フェニルアラニン
を実質的に資化しない微生物が本発明では用いられる。Examples of the microorganism used in the present invention include microorganisms belonging to the genus Rhodotorula, the genus Rhodosporidium or the genus Providencia. Among these microorganisms, microorganisms having an ability to assimilate L-phenylalanine and substantially not assimilating D-phenylalanine are used in the present invention.
ここで、D−フェニルアラニンを実質的に資化しない
能力を有する微生物とは、本発明の効果を実質的に阻害
しない範囲においてD−フェニルアラニンを少量のみ資
化する微生物、あるいは、L−フェニルアラニンを資化
したのち、L−フェニルアラニンの不存在下ではD−フ
ェニルアラニンを資化する微生物も含まれる。Here, the microorganism having the ability of substantially not utilizing D-phenylalanine means a microorganism which assimilates only a small amount of D-phenylalanine within a range that does not substantially inhibit the effects of the present invention, or L-phenylalanine. Microorganisms that assimilate D-phenylalanine in the absence of L-phenylalanine after conversion are also included.
本発明で使用する微生物としては具体的にはたとえば
次のものが挙げられる。Specific examples of the microorganism used in the present invention include the following.
ロドスポリジウム・トルロイデス(Rhodosporidium tor
uloides) ATCC10788 ロドトルラ・グルティニス(Rhodotorula glutinis)JF
O1099 プロビデンシア・レトゲリー(Providencia rettgeri)
ATCC2118 本発明では、上記微生物を使用することにより、DL−
フェニルアラニンを炭素源、窒素源として含有する培地
中で培養を行うことができる。他の炭素源および/また
は窒素源、たとえば、グルコース、グリセロール、塩安
などを含有してもよいが、好ましくは、DL−フェニルア
ラニンを単一炭素源、窒素源として含有する培地中で培
養を行う。Rhodosporidium tor
uloides) ATCC10788 Rhodotorula glutinis JF
O1099 Providencia rettgeri
ATCC2118 In the present invention, DL-
Culture can be performed in a medium containing phenylalanine as a carbon source and a nitrogen source. Other carbon sources and / or nitrogen sources such as glucose, glycerol and ammonium salt may be contained, but preferably the culture is carried out in a medium containing DL-phenylalanine as a single carbon source and a nitrogen source. .
培地中のDL−フェニルアラニン濃度は1中に1〜10
0g、好まくは10〜60gである。DL−フェニルアラニン濃
度が低いと生産効率が悪く、逆に高いと培養時間が長く
なったり、微生物の生育が阻害される傾向となる。DL-phenylalanine concentration in the medium is 1 to 10 in 1
0g, preferably 10-60g. If the DL-phenylalanine concentration is low, the production efficiency will be poor, while if it is high, the culture time will be long and the growth of microorganisms will tend to be inhibited.
DL−フェニルアラニンは始めから培養液に全量仕込ん
でもよいが、濃度が高くなると微生物の生育が遅くなり
培養時間が長くなるので、初濃度を10〜30g/にし、残
りのDL−フェニルアラニンを分割添加する流加培養が好
ましい。The whole amount of DL-phenylalanine may be added to the culture solution from the beginning, but when the concentration becomes high, the growth of microorganisms slows down and the culture time becomes longer, so the initial concentration is set to 10 to 30 g / and the remaining DL-phenylalanine is dividedly added Fed-batch culture is preferred.
培養温度は通常20〜40℃、好ましくは25〜35℃であ
る。The culture temperature is usually 20 to 40 ° C, preferably 25 to 35 ° C.
培養は通気しながら撹拌する。通気量は通常、0.5〜
2.0vvm、好ましくは0.6〜1.2vvmである。通気量が少な
すぎるとL−フェニルアラニン資化速度が遅くなる傾向
となり、また、多くても効果に変わりなく、むしろ培養
液の蒸発を促進するために培養液濃度が高くなったり、
発泡が激しくなり好ましくない。The culture is agitated with aeration. Aeration rate is usually 0.5-
It is 2.0 vvm, preferably 0.6 to 1.2 vvm. If the amount of aeration is too small, the assimilation rate of L-phenylalanine tends to be slow, and even if it is large, the effect remains the same, but rather the concentration of the culture solution is increased to accelerate the evaporation of the culture solution,
Foaming becomes severe, which is not preferable.
L−フェニルアラニンがすべて資化された時点で通常
培養を終了する。L−フェニルアラニンの全量資化は溶
存酸素濃度(DO)をモニターすることにより知ることが
できる。The normal culture is terminated when all L-phenylalanine is assimilated. The total assimilation of L-phenylalanine can be known by monitoring the dissolved oxygen concentration (DO).
L−フェニルアラニンがすべて資化されたのち、さら
に培養を続けるとD−フェニルアラニンも徐々に資化さ
れる場合もあるので、培養の終点を明確に知ることが好
ましい。After all L-phenylalanine is assimilated, further culturing may continue to gradually assimilate D-phenylalanine, so it is preferable to clearly know the end point of the culture.
かくして得られた培養液を遠心分離により菌体を除去
したのち、通常の方法によってD−フェニルアラニンを
単離すればよい。たとえば、培養液をイオン交換樹脂SK
−1B(三菱化成(株)製)に通液してフェニルアラニン
を樹脂に吸着させたのち、よく水洗し、次いでアンモニ
ア水溶液で溶出させたのち、溶出液を濃縮することによ
りD−フェニルアラニンを単離することができる。ここ
で得られた粗D−フェニルアラニンを水で再結晶すれば
精製されたD−フェニルアラニンが得られる。After removing the cells from the thus obtained culture broth by centrifugation, D-phenylalanine may be isolated by an ordinary method. For example, the culture solution is ion-exchange resin SK
-1B (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) to adsorb phenylalanine on the resin, wash it well with water, then elute with an aqueous ammonia solution, and then concentrate the eluate to isolate D-phenylalanine. can do. The crude D-phenylalanine obtained here is recrystallized with water to obtain purified D-phenylalanine.
<実施例> 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例においてフェニルアラニンの光学純度分析は、
濃縮乾燥したD−フェニルアラニン含有粉末をメタノー
ル−塩酸によりメチルエステル化したの3,5−ジニトロ
フェニルイソシアネートと反応させ、これを次の条件に
より高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析する方
法によって行った。Optical purity analysis of phenylalanine in the examples,
The concentrated and dried D-phenylalanine-containing powder was reacted with 3,5-dinitrophenyl isocyanate methyl esterified with methanol-hydrochloric acid, and this was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
カラム:OA−1000(住友化学) 移動層:n−ヘキサン:ジクロロエタン:エタノール(6
8:28:4) 流 速:1ml/min 検 出:UV254nm 実施例1 乾燥ブイヨン30g/(pH6.0)を含む培地100mlを1
三角フラスコに分注し、120℃、20分間滅菌し、種培養
培地とした。これにロドスポリジウム・トルロイデスAT
CC10788を一白金耳植菌し、30℃で一日振とう培養し
た。一方、DL−フェニルアラニン10g/、リン酸−カリ
ウム2g/、硫酸マグネシウム0.5g/、粉末酵母エキス
1.0g/を含む培地(pH5.0)900mlを3をミニジャー
ファーメンターに仕込み滅菌して主培養培地とした。こ
れに先の種培養液を接種し、30℃、1.0vvm通気撹拌培養
をした。なお、培養中は2N硫酸によりpH5.0±0.1に調整
を行った。約20時間後、乾熱滅菌したDL−フェニルアラ
ニンの粉末20gを添加し、3時間後にさらに同30gを添加
し、培養を続けた。培養を始めてから約47時間で培地中
のL−フェニルアラニンは全量資化され、D−フェニル
アラニン25.8gを含む培養液を得た。Column: OA-1000 (Sumitomo Chemical) Mobile phase: n-hexane: dichloroethane: ethanol (6
8: 28: 4) Flow rate: 1 ml / min Detection: UV254 nm Example 1 100 ml of medium containing 30 g of dry broth / (pH 6.0)
It was dispensed into an Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a seed culture medium. Rhodosporidium toluroides AT
One platinum loop of CC10788 was inoculated and shake-cultured at 30 ° C for one day. On the other hand, DL-phenylalanine 10 g /, phosphate-potassium 2 g /, magnesium sulfate 0.5 g /, powdered yeast extract
900 ml of a medium (pH 5.0) containing 1.0 g / was charged with 3 in a mini jar fermenter and sterilized to obtain a main culture medium. The above seed culture solution was inoculated into this and cultured at 30 ° C. with aeration and aeration of 1.0 vvm. During the culture, the pH was adjusted to 5.0 ± 0.1 with 2N sulfuric acid. After about 20 hours, 20 g of dry heat-sterilized DL-phenylalanine powder was added, and after 3 hours, another 30 g was added, and the culture was continued. About 47 hours after the start of the culture, the total amount of L-phenylalanine in the medium was assimilated, and a culture solution containing 25.8 g of D-phenylalanine was obtained.
この培養液を10,000rpm、10分間遠心分離して菌体を
除いたのち、イオン交換樹脂SK−1B(H型)を充填した
カラムに通液し、D−フェニルアラニンを吸着させた。
このカラムを十分水洗したのち、4%アンモニア水でD
−フェニルアラニンを溶出した。この溶出液を濃縮、乾
固してD−フェニルアラニン25.0gを得た。水で再結晶
して精製されたD−フェニルアラニン22.2gを得た、化
学純度99.9%以上、光学純度99.8%以上であった。The culture was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes to remove the cells, and then passed through a column packed with ion exchange resin SK-1B (H type) to adsorb D-phenylalanine.
After thoroughly washing this column with water, add D with 4% ammonia water.
-Phenylalanine was eluted. The eluate was concentrated and dried to obtain 25.0 g of D-phenylalanine. 22.2 g of D-phenylalanine purified by recrystallization from water was obtained, and the chemical purity was 99.9% or more and the optical purity was 99.8% or more.
実施例2〜4 乾燥ブイヨン30g/からなる種培地(pH5.0)5mlを18
×180mmφの試験管に分注し、滅菌した。これに表1に
示した微生物を−白金耳植菌し、30℃で1〜2日振とう
培養した。一方、DL−フェニルアラニン10g/、リン酸
−カリウム2g/、硫酸マグネシウム0.5g/、粉末酵母
エキス0.5g/よりなる主培養培地(pH5.0)5mlを18×1
80mmφ試験管に分注して滅菌した。これに先の種培養液
を5%シードで接種し、30℃で振とう培養した。24時間
後、遠心分離して菌体を除いたのち減圧濃縮して乾固の
のち乾燥した。得られた固形分についてHPLCによりフェ
ニルアラニンのL体、D体の残存率を求めた。Examples 2 to 4 18 ml of 5 ml of seed medium (pH 5.0) consisting of 30 g of dry broth
It was dispensed into a test tube of × 180 mmφ and sterilized. The microorganisms shown in Table 1 were inoculated with platinum loops and cultured with shaking at 30 ° C for 1 to 2 days. On the other hand, a main culture medium (pH 5.0) 5 ml consisting of DL-phenylalanine 10 g /, phosphate-potassium 2 g /, magnesium sulfate 0.5 g /, powdered yeast extract 0.5 g / was added to 18 × 1.
An 80 mmφ test tube was dispensed and sterilized. The above seed culture solution was inoculated with 5% seed and cultivated with shaking at 30 ° C. After 24 hours, the cells were centrifuged to remove cells, concentrated under reduced pressure, dried to dryness, and then dried. With respect to the obtained solid content, the residual ratio of L-form and D-form of phenylalanine was determined by HPLC.
結果を表1に示した。 The results are shown in Table 1.
<発明の効果> 本発明は次の効果を発揮する。 <Effects of the Invention> The present invention exhibits the following effects.
(1)L−フェニルアラニンを高選択的に資化すること
ができる。(1) L-phenylalanine can be assimilated highly selectively.
(2)蓄積濃度が高く、短時間でD−フェニルアラニン
が得られる。(2) D-phenylalanine can be obtained in a short time with a high accumulated concentration.
(3)さらに、DL−フェニルアラニンを実質的な炭素源
および窒息源として微生物を培養することができる。(3) Furthermore, the microorganism can be cultured using DL-phenylalanine as a substantial carbon source and asphyxiation source.
(4)消費されたL−フェニルアラニンはほとんど炭酸
ガスと水にまで変換されて、代謝中間体の蓄積は少量で
ある。そして、この代謝中間体はD−フェニルアラニン
の通常の単離操作で完全に分離が可能であり、D−フェ
ニルアラニンの単離精製は容易である。(4) Most of the consumed L-phenylalanine is converted into carbon dioxide gas and water, and the accumulation of metabolic intermediates is small. Then, this metabolic intermediate can be completely separated by the usual isolation operation of D-phenylalanine, and the isolation and purification of D-phenylalanine are easy.
Claims (1)
で、ロドトルラ(Rhodotorula)属、ロドスポリジウム
(Rhodosporidium)属またはプロビデンシア(Providen
cia)属に属し、L−フェニルアラニンを資化する能力
を有し、かつD−フェニルアラニンを実質的に資化しな
い微生物を培養し、培養液中からD−フェニルアラニン
を単離採取することを特徴とするD−フェニルアラニン
の製造法。1. A genus Rhodotorula, a genus Rhodosporidium or Providencia in a medium containing DL-phenylalanine.
cia), which has the ability to assimilate L-phenylalanine and does not substantially assimilate D-phenylalanine, and cultivates the microorganism to isolate and collect D-phenylalanine from the culture solution. A method for producing D-phenylalanine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP21414888A JP2676808B2 (en) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | Method for producing D-phenylalanine |
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| JPH0265797A JPH0265797A (en) | 1990-03-06 |
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