JP2818461B2 - Method for producing optically active 1,3-butanediol - Google Patents
Method for producing optically active 1,3-butanediolInfo
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- JP2818461B2 JP2818461B2 JP2024186A JP2418690A JP2818461B2 JP 2818461 B2 JP2818461 B2 JP 2818461B2 JP 2024186 A JP2024186 A JP 2024186A JP 2418690 A JP2418690 A JP 2418690A JP 2818461 B2 JP2818461 B2 JP 2818461B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学活性1,3−ブタンジオールの製造方法に
関する。The present invention relates to a method for producing optically active 1,3-butanediol.
光学活性1,3−ブタンジオールは種々の医薬品例えば
抗生物質や光学活性な生理活性物質の重要原料である。Optically active 1,3-butanediol is an important raw material for various pharmaceuticals such as antibiotics and optically active physiologically active substances.
従来、光学活性1,3−ブタンジオールを製造する方法
としては、(1)化学的に合成されたラセミ体の1,3−
ブタンジオールを光学分割剤を用いて光学分割する方法
(特開昭61−191631号公報)、(2)光学活性化合物で
処理したラネーニッケル触媒を用いて2−ヒドロキシ−
4−ブタノンから不斉合成反応により得る方法(特開昭
58−204187公報及びBull.Chem.Soc.Jpn.,53,1356−1360
(1980))等が知られているが、(1)、(2)とも高
価な光学分割剤、触媒を用いねばならないこと、(2)
は光学純度が低いこと等の欠点がある為、経済的に優
れ、且つ、簡便な手段で光学純度を高い光学活性1,3−
ブタンジオールを得る方法の確立が望まれていた。Conventionally, methods for producing optically active 1,3-butanediol include (1) a method of producing a chemically synthesized racemic 1,3-butanediol.
A method of optically resolving butanediol using an optical resolving agent (JP-A-61-191631), (2) 2-hydroxy-butanediol using a Raney nickel catalyst treated with an optically active compound.
Method for obtaining from 4-butanone by an asymmetric synthesis reaction
58-204187 and Bull.Chem. Soc. Jpn., 53, 1356-1360.
(1980)) and the like, but both (1) and (2) require the use of expensive optical resolving agents and catalysts, and (2)
Has a drawback such as low optical purity, and is economically excellent, and has a high optical purity by a simple means.
It has been desired to establish a method for obtaining butanediol.
本発明は簡便な方法で、且つ光学純度の高い光学活性
1,3−ブタンジオールを得る方法として微生物による不
斉還元法に着目し、この目的に適した微生物を探察した
結果、ある種の微生物による不斉還元法による光学活性
1,3−ブタンジオールの製造方法を見出し、既に特許出
願した(特願平1−107017号)。The present invention provides a simple method and high optical purity optical activity
Focusing on the asymmetric reduction method using microorganisms as a method for obtaining 1,3-butanediol, and searching for microorganisms suitable for this purpose, we found that the optical activity by asymmetric reduction method using certain microorganisms
A method for producing 1,3-butanediol has been found, and a patent application has already been filed (Japanese Patent Application No. 1-107017).
本発明者らは更に不斉還元法による光学活性1,3−ブ
タンジオールの製造方法を鋭意研究した結果、新たにア
グロバクテリウム(Agrobacterium)属、アゾトバクタ
ー(Azotobacter)属、ボルデテラ(Bordetella)属、
ブレタノマイセス(Brettanomyces)属、デッケラ(Dek
kera)属、エンドマイセス(Endomyces)属、エレマス
カス(Eremascus)属、エルウィニア(Erwinia)属、フ
ザリウム(Fusarium)属、ゲオトリカム(Geotrichum)
属、ジベレラ(Gibberella)属、グロメレラ(Glomerel
la)属、ゴナトボトリウム(Gonatobotryum)属、クレ
ブジーラ(Klebsiella)属、ミクロコッカス(Micrococ
cus)属、ミコバクテリウム(Mycobacterium)属、ネオ
サルトルヤ(Neosartorya)属、オオスポラ(Oospora)
属、パキソレン(Pachysolen)属、ペシロミセス(Paec
ilomyrces)属、パラコッカス(Paracoccus)属、プレ
ウシア(Preussia)属、サッカロマイセス(Saccharomy
ces)属、サッカロミコプシス(Saccharomycopsis)
属、セラチア(Serratia)属、シリンゴスポラ(Syring
ospora)属、スペトリア(Spetoria)属、スポロパシィ
デルミア(Sporopachydermia)属、タラロミセス(Tala
romyces)属、ウェステルディケラ(Westerdykella)
属、ジゴアスカス(Zygoascus)属、ジゴジマ(Zygozym
a)属に属する微生物が4−ヒドロキシ−2−ブタノン
を不斉還元して(R)−1,3−ブタンジオールを生成す
ること、及びアシクロコニディウム(Aciculoconidiu
m)属、ブレタノマイセス(Brettanomyces)属、クラビ
スポラ(Clavispora)属、コシリオボラス(Cochliobol
us)属、コリネスポラ(Corynespora)属、ダクチリウ
ム(Dactylium)属、エシノポドスポラ(Echinopodospo
ra)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、ハミゲ
ラ(Hamigera)属、ヘルミンソスポリウム(Helminthos
porium)属、クロッケラ(Kloeckera)属、ネクトリア
(Nectria)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、フ
ィアロセファラ(Phialocephala)属、ロドトルラ(Rho
dotorula)属、サッカロマイセス(Saccharomyces)
属、ステリグマトマイセス(Sterigmatomyces)属、シ
ゾブラストスポリオン(Schizoblastosporion)属に属
する微生物が4−ヒドロキシ−2−ブタノンを不斉還元
して(S)−1,3−ブタンジオールを生成することを見
出し本発明を完成したものである 本発明に使用しうる微生物としては、アグロバクテリ
ウム(Agrobacterium)属、アゾトバクター(Azotobact
er)属、ボルデテラ(Bordetella)属、ブレタノマイセ
ス(Brettanomyces)属、デッケラ(Dekkera)属、エン
ドマイセス(Endomyces)属、エレマスカス(Eremascu
s)属、エルウィニア(Erwinia)属、フザリウム(Fusa
rium)属、ゲオトリカム(Geotrichum)属、ジベレラ
(Gibberella)属、グロメレラ(Glomerella)属、ゴナ
トボトリウム(Gonatobotryum)属、クレブジーラ(Kle
bsiella)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ミコ
バクテリウム(Mycobacterium)属、ネオサルトルヤ(N
eosartorya)属、オオスポラ(Oospora)属、パキソレ
ン(Pachysolen)属、ペシロミセス(Paecilomyrces)
属、パラコッカス(Paracoccus)属、プレウシア(Preu
ssia)属、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、サ
ッカロミコプシス(Saccharomycopsis)属、セラチア
(Serratia)属、シリンゴスポラ(Syringospora)属、
スペトリア(Spetoria)属、スポロパシィデルミア(Sp
oropachydermia)属、タラロミセス(Talaromyces)
属、ウェステルディケラ(Westerdykella)属、ジゴア
スカス(Zygoascus)属、ジゴジマ(Zygozyma)属に属
する微生物で4−ヒドロキシ−2−ブタノンを不斉還元
して(R)−1,3−ブタンジオールを生成する能力を有
する微生物、或いは、アシクロコニディウム(Aciculoc
onidium)属、ブレタノマイセス(Brettanomyces)属、
クラビスポラ(Clavispora)属、コシリオボラス(Coch
liobolus)属、コリネスポラ(Corynespora)属、ダク
チリウム(Dactylium)属、エシノポドスポラ(Echinop
odospora)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、
ハミゲラ(Hamigera)属、ヘルミンソスポリウム(Helm
inthosporium)属、クロッケラ(Kloeckera)属、ネク
トリア(Nectria)属、シュードモナス(Pseudomonas)
属、フィアロセファラ(Phialocephala)属、ロドトル
ラ(Rhodotorula)属、サッカロマイセス(Saccharomyc
es)属、ステリグマトマイセス(Sterigmatomyces)
属、シゾブラストスポリオン(Schizoblastosporion)
属に属する微生物で4−ヒドロキシ−2−ブタノンを不
斉還元して(S)−1,3−ブタンジオールを生成する能
力のある微生物であればいずれも使用可能である。The present inventors have further studied the production method of optically active 1,3-butanediol by an asymmetric reduction method, and as a result, Agrobacterium genus, Azotobacter genus, Bordetella genus,
Brettanomyces genus, Deckera (Dek
genus kera, genus Endomyces, genus Eremascus, genus Erwinia, genus Fusarium, Geotrichum
Genus, Gibberella, Glomerel
la), Gonatobotryum, Klebsiella, Micrococ
cus), Mycobacterium, Neosartorya, Oospora
Genus, Pachysolen, Paecilomyces (Paec
ilomyrces, Paracoccus, Preussia, Saccharomy
ces), Saccharomycopsis
Genus, Serratia, Syringospora
ospora, Spetoria, Sporopachydermia, Talaromise (Tala)
romyces), Westerdykella
Genus, Zygoascus, Zygozym
a) a microorganism belonging to the genus asymmetrically reducing 4-hydroxy-2-butanone to produce (R) -1,3-butanediol; and acycloconidium (Aciculoconidiu).
m) genera, genus Brettanomyces, genus Clavispora, Cochliobol
genus, Corynespora genus, Dactylium genus, Echinopodospo
ra), Enterobacter, Hamigera, Helminthosporium
porium, genus Kloeckera, genus Nectria, genus Pseudomonas, genus Philalocephala, rhodotorra
dotorula), Saccharomyces
Microorganisms belonging to the genera, genus Sterigmatomyces and genus Schizoblastosporion asymmetrically reduce 4-hydroxy-2-butanone to produce (S) -1,3-butanediol Microorganisms that can be used in the present invention include genus Agrobacterium and Azotobact
er), Bordetella, Brettanomyces, Dekkera, Endomyces, Eremascus
s) Genus, Erwinia, Fusarium
genus, Geotrichum, Gibberella, Glomerella, Gonatobotryum, Klebzilla
bsiella), Micrococcus, Mycobacterium, Neosartoluya (N
eosartorya), Oospora, Pachysolen, Paecilomyrces
Genus, Paracoccus, Preucia
ssia), Saccharomyces, Saccharomycopsis, Serratia, Syringospora,
Genus Spetoria, Sporopathic dermia (Sp
oropachydermia), Talaromyces
Asymmetric reduction of 4-hydroxy-2-butanone by a microorganism belonging to the genera, genus Westerdykella, genus Zygoascus, genus Zygozyma to produce (R) -1,3-butanediol A microorganism capable of producing, or Aciculocium (Aciculoc)
onidium), Brettanomyces,
Clavispora spp., Cochliobolus (Coch)
liobolus, Corynespora, Dactylium, Echinopodospora
odospora), Enterobacter,
Genus Hamigera, Helminsosporium (Helm
genus inthosporium, genus Kloeckera, genus Nectria, Pseudomonas
Genus, genus Phialocephala, genus Rhodotorula, Saccharomyc
es) genus, Sterigmatomyces
Genus, Schizoblastosporion
Any microorganism can be used as long as it is a microorganism belonging to the genus and capable of producing (S) -1,3-butanediol by asymmetric reduction of 4-hydroxy-2-butanone.
具体的には4−ヒドロキシ−2−ブタノンから(R)
−1,3−ブタンジオールを生成しうる微生物としては、
アグロバクテリウム・ラジオバクター(Agrobacterium
ratdiobacter)IFO 12664、アゾトバクター・クルーコ
ッカム(Azotobacter chroococcum)IFO 12994、ボルデ
テラ・ブロンチセプチカ(Bordetella bronchiseptic
a)IFO 13691、ブレタノマイセス・アブスチネス(Bret
tanomyces abstines)DSM 70726、デッケラ・ブルキセ
レンシス(Dekkera bruxellensis)IFO 1590、エンドマ
イセス・デシピエンス(Endomyces decipiens)IFO 010
2、エレマスカス・フェルティリス(Eremascus fertili
s)IFO 0691、エルウィニア・カロトボラ・サブスピー
シーズ・カロトボラ(Erwinia carotovora subsp.carot
ovora)IFO 3830、フザリウム・オキシスポラム(Fusar
ium oxysporum)IFO 7152、フザリウム・ソイアニィ(F
usarium soiani)IFO 5232、ゲオトリカム・フラグラン
ス(Geotrichum fragrans)JCM 1749、ジベレラ・フジ
クロイ(Gibberella fujikuroi)IFO 5268、グロメレラ
・シングラータ(Glomerella cingulata)IAM 8050、ゴ
ナトボトリウム・アピクラータム(Gonatobotryum apic
ulatum)IFO 9098、クレブジーラ・ニューモニア(Kleb
siella pneumoniae)IFO 12059、ミクロコッカス・ルテ
ウス(Micrococcus Iuteus)IFO 3333、ミクロコッカス
・ロゼウス(Micrococcus roseus)IFO 3764、ミコバク
テリウム・スメグマティス(Mycobacterium smegmati
s)IFO 3153、ネオサルトルヤ・フィシェリィ・バライ
ティ・スピノサ(Neosartorya fischeri var.spinosa)
IFO 5955、オオスポラ・アストリニミゲネス(Oospora
astringenes)IFO 7001、パキソレン・タノフィラス(P
achysolen tannophilus)IFO 1007、ペシロミセス・バ
リオティ(Paecilomyces variotii)IFO 4855、パラコ
ッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrifica
ns)IFO 12442、プレウシア・テリッコラ(Preussia te
rricola)IFO 7893、サッカロマイセス・セレビッシェ
(Saccharomyces cerevisiae)IAM 0216、サッカロミコ
プシス・フィブリゲラ(Saccharomycopsis fibuliger
a)IFO 0103、セラチア・マルセッセンス(Serratia ma
rcescens)IAM 1105、シリンゴスポラ・クラウセニィ
(Syringospora claussenii)IFO 0759、スペトリア・
グリシネス(Spetoria glycines)IFO 5294、スポロパ
シィデルミア・ラクタティボラ(Sporopachydermia lac
tativora)IFO 1867、タラロミセス・フラバス、バライ
ティ・フラバス(Talaromyces flavas var.flavas)IFO
7231、ウェステルディケラ・マルチスポラ(Westerdyk
ella multispora)IFO 5813、ジゴアスカス・ヘレニカ
ス(Zygoascus hellenicus)IFO 1575、ジゴジマ・オリ
ゴファガ(Zygozyma oligophaga)IFO 10360を挙げるこ
とができる。Specifically, from 4-hydroxy-2-butanone to (R)
Microorganisms that can produce -1,3-butanediol include:
Agrobacterium radiobacter
ratdiobacter) IFO 12664, Azotobacter chroococcum IFO 12994, Bordetella bronchiseptic
a) IFO 13691, Brettanomyces abstines (Bret
tanomyces abstines) DSM 70726, Dekkera bruxellensis IFO 1590, Endomyces decipiens IFO 010
2. Eremascus fertili
s) IFO 0691, Erwinia carotovora subsp. carrotbora (Erwinia carotovora subsp.carot)
ovora) IFO 3830, Fusarium oxysporum
ium oxysporum IFO 7152, Fusarium soianii (F
usarium soiani) IFO 5232, Geotrichum fragrans JCM 1749, Gibberella fujikuroi IFO 5268, Glomerella cingulata IAM 8050, gonatobotorium apicratum
ulatum) IFO 9098, Klebzilla pneumonia
siella pneumoniae) IFO 12059, Micrococcus luteus (Micrococcus Iuteus) IFO 3333, Micrococcus roseus (Micrococcus roseus) IFO 3764, Mycobacterium smegmati
s) IFO 3153, Neosartorya fischeri var.spinosa
IFO 5955, Oospora
astringenes) IFO 7001, Paxolene tanophilus (P
achysolen tannophilus) IFO 1007, Paecilomyces variotii IFO 4855, Paracoccus denitrifica
ns) IFO 12442, Preussia terricola
rricola) IFO 7893, Saccharomyces cerevisiae IAM 0216, Saccharomycopsis fibuliger
a) IFO 0103, Serratia marsessens
rcescens) IAM 1105; Syringospora claussenii IFO 0759;
Glycines (Spetoria glycines) IFO 5294, Sporopachydermia lac
tativora) IFO 1867, Talaromyces flavas var.flavas IFO
7231, Westerdyk
ella multispora) IFO 5813, Zygoascus hellenicus (IFO 1575), and Zygozyma oligophaga (IFO 10360).
また、4−ヒドロキシ−2−ブタノンから(S)−1,
3−ブタンジオールを生成しうる微生物としては、アシ
クロコニディウム・アクレタム(Aciculoconidium acul
eatum)IFO 10124、ブレタノマイセス・アノマラス(Br
ettanomyces anomalus)IFO 0796、クラビスポラ・ルシ
タニェー(Clavispora lusitaniae)IFO 1019、コシリ
オボラス・ミヤベアナス(Cochliobolus miyabeanus)I
FO 6331、コリネスポラ・キャシィコラ(Corynespora c
assiicolla)IFO 6724、ダクチリウム・デントロイデス
(Dactylium dentroides)ATCC 46032、エシノポドスポ
ラ・ジャマイセンシス(Echinopodospora jamaicensi
s)IFO 9819、エンテロバクター・クロアセ(Enterobac
ter cloacae)ATCC 7256、ハミゲラ・アベラネア(Hami
gera avellanea)IFO 7721、ヘルミンソスポリウム・シ
グモイディウム・バライティ・イレグラーレ(Helminth
osporium sigmoideumvar.irregulare)IFO 5273、クロ
ッケラ・アフリカーナ(Kloeckera africana)IFO 086
9、ネクトリア・シナバリナ(Nectria cinnabarina)IF
O 6821、シュードモナス・ディミヌタ(Pseudomonas di
minuta)IFO 12697、フィアロセファラ・バクトロスポ
ラ(Phialocephala bactrospora)IFO 8770、ロドトル
ラ・グルティニス(Rhodotorula glutinis)IFO 0395、
サッカロマイセス・セレビッシェ(Saccharomyces cere
visiae)AHU 3402、ステリグマトマイセス・エルビェ
(Sterigmatomyces elviae)DSM 70852、ジゾブラスト
スポリオン・コバヤシ(Schizoblastosporion kobayasi
i)IFO 1644を挙げることができる。Also, from 4-hydroxy-2-butanone to (S) -1,
Microorganisms that can produce 3-butanediol include Aciculoconidium aculetum
eatum) IFO 10124, Bretanomyces anomaras (Br
ettanomyces anomalus IFO 0796, Clavispora lusitaniae IFO 1019, Cochliobolus miyabeanus I
FO 6331, Corynespora c
assiicolla) IFO 6724, Dactylium dentroides ATCC 46032, Echinopodospora jamaicensi
s) IFO 9819, Enterobacter cloase (Enterobac)
ter cloacae) ATCC 7256, Hamiguella Avellanea
gera avellanea) IFO 7721, Helminthosporium, sigmoidium, baryiti illegrale (Helminth)
osporium sigmoideumvar.irregulare) IFO 5273, Kloeckera africana IFO 086
9. Nectria cinnabarina IF
O 6821, Pseudomonas di
minuta) IFO 12697, Fialocephala bactrospora IFO 8770, Rhodotorula glutinis IFO 0395,
Saccharomyces cere
visiae) AHU 3402, Sterigmatomyces elviae DSM 70852, Schizoblastosporion kobayasi
i) IFO 1644.
これらの微生物は、野生株、変異株、又は細胞融合も
しくは遺伝子操作法などの遺伝子手法により誘導される
組み替え株等、いずれの株でも好適に用いることができ
る。Any of these microorganisms can be suitably used, such as a wild-type strain, a mutant strain, or a recombinant strain derived by a genetic technique such as cell fusion or genetic engineering.
尚、IFO番号の付された微生物は、(財)醗酵研究所
(IFO)醗酵のList of Cultures、第8版、第1巻(198
8)に記載されており、該IFOから入手することができ
る。AHU番号の付された微生物は、日本微生物株保存連
盟(JFCC)発行のCatalogue of Cultures、第4版(198
7)に記載されており、北海道大学農学部から入手する
ことができる。JCM番号の付された微生物は、理化学研
究所微生物系保存施設発行の微生物カタログ第3版(19
86年)に記載されており、該施設から入手することがで
きる。ATCC番号の付された微生物は、American Type Cu
lture Collection(ATCC)発行のCatalogue of Bacteri
a Phages rDNA Vectors,第16版(1985)及びCatalogue
of Fungi/Yeast,第17版(1987)に記載されており該ATC
Cから入手することができる。DSM番号の付された微生物
はDeutsch Sammlungvon Mikroorganismen(DSM)発行の
Catalog of strains(1983)に記載されており、該DSM
から入手することができる。IAM番号の付された微生物
は、東京大学応用微生物学研究所から入手することがで
きる。Microorganisms with IFO numbers are described in Fermentation Research Institute (IFO) List of Cultures of Fermentation, 8th edition, vol.
8) and can be obtained from the IFO. Microorganisms with AHU numbers can be found in the Catalog of Cultures, 4th edition (198
It is described in 7) and can be obtained from the Faculty of Agriculture, Hokkaido University. Microorganisms with JCM numbers are listed in the third edition of the Microorganism Catalog (19
1986) and can be obtained from the facility. Microorganisms with ATCC numbers are American Type Cu
Catalog of Bacteri issued by the lture Collection (ATCC)
a Phages rDNA Vectors, 16th edition (1985) and Catalogue
of Fungi / Yeast, 17th edition (1987)
Available from C. Microorganisms with DSM numbers are published by Deutsch Sammlungvon Mikroorganismen (DSM)
Catalog of strains (1983)
Can be obtained from Microorganisms with IAM numbers can be obtained from the Institute of Applied Microbiology, The University of Tokyo.
本発明に用いる微生物を培養する為の培地はその微生
物が増殖し得るものであれば特に制限はない。例えば、
炭素源としては、上記微生物が利用可能であればいずれ
も使用でき、具体的には、グルコース、フルクトース、
シュクロース、デキストリン等の糖類、ソルビトール、
エタノール、グリセロール等のアルコール類、フマール
酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸類及びそ
の塩類、パラフィン等の炭化水素類等或いはこれらの混
合物を使用することができる。窒素源としては例えば、
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム等の無機酸のアンモニウム塩、フマル酸アンモニウ
ム、クエン酸アンモニウム等の有機酸のアンモニウム
塩、肉エキス、酵母エキス、コーンスティープリカー、
カゼイン加水分解物、尿素等の無機有機含窒素化合物、
或いはこれらの混合物を使用することができる。他に無
機塩、微量金属塩、ビタミン類等、通常の培養に用いら
れる栄養源を適宜、混合して用いることができる。また
必要に応じて微生物の増殖を促進する因子、本発明の目
的化合物の生成能力を高める因子、あるいは培地のpH保
持に有効な物質も添加できる。The medium for culturing the microorganism used in the present invention is not particularly limited as long as the microorganism can grow. For example,
As the carbon source, any of the above microorganisms can be used, and specifically, glucose, fructose,
Sugars such as sucrose and dextrin, sorbitol,
Alcohols such as ethanol and glycerol, organic acids and salts thereof such as fumaric acid, citric acid, acetic acid, and propionic acid, hydrocarbons such as paraffin, and mixtures thereof can be used. As a nitrogen source, for example,
Ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium salts of inorganic acids such as ammonium phosphate, ammonium fumarate, ammonium salts of organic acids such as ammonium citrate, meat extract, yeast extract, corn steep liquor,
Casein hydrolysates, inorganic and organic nitrogen-containing compounds such as urea,
Alternatively, mixtures thereof can be used. In addition, nutrients used in ordinary culture, such as inorganic salts, trace metal salts, and vitamins, can be appropriately mixed and used. If necessary, a factor that promotes the growth of the microorganism, a factor that enhances the ability to produce the target compound of the present invention, or a substance that is effective in maintaining the pH of the medium can be added.
培養方法としては培地pHは3.0〜9.5、好ましくは4〜
8、培養温度は20〜45℃、好ましくは25〜37℃で、嫌気
的或いは好気的に、その微生物の生育に適した条件下5
〜120時間、好ましくは12〜72時間程度培養する。As a culture method, the medium pH is 3.0 to 9.5, preferably 4 to
8. The cultivation temperature is 20-45 ° C, preferably 25-37 ° C, under anaerobic or aerobic conditions suitable for the growth of the microorganism.
The culture is performed for about 120 hours, preferably about 12 to 72 hours.
本発明において、還元反応の方法としては培養液をそ
のまま用いる方法、遠心分離等により、菌体を分離し、
これをそのまま、或いは洗浄した後、緩衝液、水等に再
懸濁したものに、4−ヒドロキシ−2−ブタノンを添加
し反応させる方法等がある。この反応の際、グルコー
ス、シュクロース等の炭素源をエネルギー源として添加
したほうが良い場合もある。また、菌体は生菌体のまま
でも良いし、菌体破砕物、アセトン処理、凍結乾燥等の
処理を施したものでも良い。また、これらの菌体或いは
菌体処理物を、例えば、ポリアクリルアミドゲル法、含
硫多糖ゲル法(カラギーナンゲル法等)、アルギン酸ゲ
ル法、寒天ゲル法等の公知の方法で固定化して用いるこ
ともできる。更に、菌体処理物から、公知の方法を組み
合わせて精製取得した酵素も使用できる。In the present invention, as the method of the reduction reaction, a method using the culture solution as it is, centrifugation, etc., to separate the cells
There is a method in which 4-hydroxy-2-butanone is added to a suspension resuspended in a buffer solution, water or the like as it is or after washing, and reacted. At the time of this reaction, it may be better to add a carbon source such as glucose or sucrose as an energy source. The cells may be live cells, or may be cells that have been crushed, treated with acetone, freeze-dried, or the like. In addition, these cells or treated cells are immobilized by a known method such as polyacrylamide gel method, sulfur-containing polysaccharide gel method (carrageenan gel method, etc.), alginic acid gel method, agar gel method and the like. Can also. Further, an enzyme purified and obtained from a treated product of the cells by a combination of known methods can also be used.
4−ヒドロキシ−2−ブタノンはそのまま、或いは、
水に溶解し、又は反応に影響を与えないような有機溶媒
に溶解したり、界面活性剤等に分散させたりして、反応
始めから一括に或いは分割して添加しても良い。4-hydroxy-2-butanone as it is, or
It may be dissolved in water, dissolved in an organic solvent that does not affect the reaction, or dispersed in a surfactant or the like, and added all at once from the beginning of the reaction or dividedly.
本発明において、還元反応はpH3〜9、好ましくはpH5
〜8の範囲で、温度10〜60℃、好ましくは20〜40℃の範
囲で、1〜120時間程度、撹拌下或いは静置下で行う。
基質の使用濃度は特に制限されないが、0.1〜10%程度
が好ましい。In the present invention, the reduction reaction is carried out at pH 3 to 9, preferably at pH 5.
The reaction is carried out at a temperature of 10 to 60 ° C., preferably 20 to 40 ° C. for about 1 to 120 hours under stirring or standing.
The concentration of the substrate used is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 10%.
反応によって生成した光学活性1,3−ブタンジオール
の採取は、反応液から直接或いは菌体分離後、有機溶媒
による抽出、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の通常
の精製方法を用いれば容易に行うことができる。The optically active 1,3-butanediol produced by the reaction can be easily collected by using a normal purification method such as extraction with an organic solvent, distillation, column chromatography, etc., directly from the reaction solution or after isolation of cells. it can.
以下、本発明を具体的に実施例にて説明するが、本発
明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
尚、実施例における反応液中の1,3−ブタンジオール
の定量はガスクロマトグラフィー(カラム:サーモン30
00(2m)、検出:FID、キャリヤー:He、カラム温度:130
℃)により容易に行うことが出来、光学純度は得られた
光学活性1,3−ブタンジオールを常法により塩化アセチ
ルでアセチル化した後、光学分割カラムを用いた高速液
体クロマトグラフィー(カラム:ダイセル化学工業製キ
ラルセルOB、溶媒:n−ヘキサン/2−プロパノール=19:
1、波長220nm、流速0.5ml/分)により測定した(保持時
間(S)体15分、(R)体19.3分)。In the examples, the amount of 1,3-butanediol in the reaction solution was determined by gas chromatography (column: Salmon 30).
00 (2 m), detection: FID, carrier: He, column temperature: 130
° C), and the optical purity can be easily determined by acetylating the obtained optically active 1,3-butanediol with acetyl chloride by a conventional method, and then performing high performance liquid chromatography using an optical resolution column (column: Daicel Chemical Industry Chiral Cell OB, solvent: n-hexane / 2-propanol = 19:
1, at a wavelength of 220 nm and a flow rate of 0.5 ml / min (retention time (S): 15 minutes, (R): 19.3 minutes).
実施例1 酵母糸状菌に属する菌株の場合はYM培地(酵母エキス
0.3%、麦芽エキス0.3%、ペプトン0.5%、グルコース
2%、pH6.0)100mlを、又細菌に属する菌株の場合はYP
M培地(グルコース2%、酵母エキス0.5%、ペプトン0.
3%、肉エキス0.3%、(NH4)2HPO40.2%、KH2PO40.1
%、pH7)100mlを500ml容坂口フラスコに入れ、滅菌
後、表1に記載した微生物を植菌し、27℃で48時間往復
振盪培養を行った。続いて遠心分離で菌体を分離し、生
理食塩水で1回洗浄し、生菌体を得た。Example 1 In the case of a strain belonging to a yeast filamentous fungus, a YM medium (yeast extract
0.3%, malt extract 0.3%, peptone 0.5%, glucose 2%, pH 6.0) 100ml, and for strains belonging to bacteria, YP
M medium (glucose 2%, yeast extract 0.5%, peptone 0.
3%, meat extract 0.3%, (NH 4 ) 2 HPO 4 0.2%, KH 2 PO 4 0.1
%, PH 7) was placed in a 500-ml Sakaguchi flask, sterilized, and inoculated with the microorganisms described in Table 1, followed by shaking culture at 27 ° C. for 48 hours. Subsequently, the cells were separated by centrifugation and washed once with physiological saline to obtain viable cells.
次に500ml容坂口フラスコに蒸留水50mlを入れ、これ
に上記生菌体を懸濁し、グルコースを5g添加した。27℃
で10分間往復振盪させた後、4−ヒドロキシ−2−ブタ
ノンを0.5g添加し、27℃で20時間往復振盪反応させた。Next, 50 ml of distilled water was placed in a 500 ml Sakaguchi flask, the viable cells were suspended therein, and 5 g of glucose was added. 27 ℃
For 10 minutes, 0.5 g of 4-hydroxy-2-butanone was added, and a reciprocal shaking reaction was performed at 27 ° C. for 20 hours.
反応終了後、遠心分離にて除菌し、得られた上澄を塩
化ナトリウムで飽和させた後、酢酸エチル50mlを用いて
抽出を行い、酢酸エチル層をガスクロマトグラフィーで
分析し、反応収率を調べた。After the completion of the reaction, the bacteria were removed by centrifugation, and the obtained supernatant was saturated with sodium chloride, extracted with 50 ml of ethyl acetate, and the ethyl acetate layer was analyzed by gas chromatography to obtain a reaction yield. Was examined.
次に、酢酸エチル層を無水芒硝で脱水後、脱溶媒を行
い、シロップを得た。これを常法により塩化アセチルで
アセチル化した後、溶媒に溶解し、高速液体クロマトグ
ラフィーにて生成物の絶対配置及び光学純度を測定し
た。結果を表1に示す。Next, the ethyl acetate layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and the solvent was removed to obtain a syrup. This was acetylated with acetyl chloride by a conventional method, dissolved in a solvent, and the absolute configuration and optical purity of the product were measured by high performance liquid chromatography. Table 1 shows the results.
〔発明の効果〕 本発明の微生物を用いた光学活性1,3−ブタンジオー
ルの製造方法は、簡便に光学純度の高い光学活性1,3−
ブタンジオールを製造することを可能にさせるものであ
り工業的に極めて有利である。 [Effect of the Invention] The method for producing an optically active 1,3-butanediol using the microorganism of the present invention can be easily performed using an optically active 1,3-butanediol having high optical purity.
This makes it possible to produce butanediol, which is extremely advantageous industrially.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 7/18 C12R 1:18) (C12P 7/18 C12R 1:22) (C12P 7/18 C12R 1:265) (C12P 7/18 C12R 1:34) (C12P 7/18 C12R 1:38) (C12P 7/18 C12R 1:425) (C12P 7/18 C12R 1:77) (C12P 7/18 C12R 1:79) (C12P 7/18 C12R 1:865) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI (C12P 7/18 C12R 1:18) (C12P 7/18 C12R 1:22) (C12P 7/18 C12R 1: 265) (C12P 7/18 C12R 1:34) (C12P 7/18 C12R 1:38) (C12P 7/18 C12R 1: 425) (C12P 7/18 C12R 1:77) (C12P 7/18 C12R 1:79) (C12P 7/18 C12R 1: 865)
Claims (2)
バクテリウム(Agrobacterium)属、アゾトバクター(A
zotobacter)属、ボルデテラ(Bordetella)属、ブレタ
ノマイセス(Brettanomyces)属、デッケラ(Dekkera)
属、エンドマイセス(Endomyces)属、エレマスカス(E
remascus)属、エルウィニア(Erwinia)属、フザリウ
ム(Fusarium)属、ゲオトリカム(Geotrichum)属、ジ
ベレラ(Gibberella)属、グロメレラ(Glomerella)
属、ゴナトボトリウム(Gonatobotryum)属、クレブジ
ーラ(Klebsiella)属、ミクロコッカス(Micrococcu
s)属、ミコバクテリウム(Mycobacterium)属、ネオサ
ルトルヤ(Neosartorya)属、オオスポラ(Oospora)
属、パキソレン(Pachysolen)属、ペシロミセス(Paec
ilomyrces)属、パラコッカス(Paracoccus)属、プレ
ウシア(Preussia)属、サッカロマイセス(Saccharomy
ces)属、サッカロミコプシス(Saccharomycopsis)
属、セラチア(Serratia)属、シリンゴスポラ(Syring
ospora)属、スペトリア(Spetoria)属、スポロパシィ
デルミア(Sporopachydermia)属、タラロミセス(Tala
romyces)属、ウェステルディケラ(Westerdykella)
属、ジゴアスカス(Zygoascus)属、ジゴジマ(Zygozym
a)属に属する微生物群から選ばれ、4−ヒドロキシ−
2−ブタノンを(R)−1,3−ブタンジオールに不斉的
に還元する能力を有する微生物或いはその処理物を作用
させ、生成する(R)−1,3−ブタンジオールを採取す
ることを特徴とする光学活性1,3−ブタンジオールの製
造方法。(1) 4-hydroxy-2-butanone is selected from the group consisting of Agrobacterium and Azotobacter (A)
genus zotobacter, genus Bordetella, genus Brettanomyces, Dekkera
Genus, Endomyces genus, Elemascus (E
genus remascus, genus Erwinia, genus Fusarium, genus Geotrichum, genus Gibberella, Glomerella
Genus, Gonatobotryum, Klebsiella, Micrococcu
s) genus, Mycobacterium genus, Neosartorya genus, Oospora
Genus, Pachysolen, Paecilomyces (Paec
ilomyrces, Paracoccus, Preussia, Saccharomy
ces), Saccharomycopsis
Genus, Serratia, Syringospora
ospora, Spetoria, Sporopachydermia, Talaromise (Tala)
romyces), Westerdykella
Genus, Zygoascus, Zygozym
a) selected from the group of microorganisms belonging to the genus, 4-hydroxy-
A method of treating a microorganism having the ability to asymmetrically reduce 2-butanone to (R) -1,3-butanediol or a processed product thereof, and collecting (R) -1,3-butanediol produced. A method for producing an optically active 1,3-butanediol, which is characterized by:
ロコニディウム(Aciculoconidium)属、ブレタノマイ
セス(Brettanomyces)属、クラビスポラ(Clavispor
a)属、コシリオボラス(Cochliobolus)属、コリネス
ポラ(Corynespora)属、ダクチリウム(Dactylium)
属、エシノポドスポラ(Echinopodospora)属、エンテ
ロバクター(Enterobacter)属、ハミゲラ(Hamigera)
属、ヘルミンソスポリウム(Helminthosporium)属、ク
ロッケラ(Kloeckera)属、ネクトリア(Nectria)属、
シュードモナス(Pseudomonas)属、フィアロセファラ
(Phialocephala)属、ロドトルラ(Rhodotorula)属、
サッカロマイセス(Saccharomyces)属、ステリグマト
マイセス(Sterigmatomyces)属、シゾブラストスポリ
オン(Schizoblastosporion)属に属する微生物群から
選ばれ、4−ヒドロキシ−2−ブタノンを(S)−1,3
−ブタンジオールに不斉的に還元する能力を有する微生
物或いはその処理物を作用させ、生成する(S)−1,3
−ブタンジオールを採取することを特徴とする光学活性
1,3−ブタンジオールの製造方法。2. A method according to claim 2, wherein the 4-hydroxy-2-butanone is selected from the group consisting of genus Aiculoconidium, genus Brettanomyces, and Clavispor.
a) genera, genus Cochliobolus, genus Corynespora, Dactylium
Genus, Echinopodospora, Enterobacter, Hamigera
Genus, Helminthosporium, Kloeckera, Nectria,
Genus Pseudomonas, genus Phialocephala, genus Rhodotorula,
4-hydroxy-2-butanone is selected from the group of microorganisms belonging to the genera Saccharomyces, Sterigmatomyces, and Schizoblastosporion, and 4-hydroxy-2-butanone is (S) -1,3.
(S) -1,3 which is formed by reacting butanediol with a microorganism capable of asymmetric reduction or a processed product thereof.
-Optical activity characterized by collecting butanediol
A method for producing 1,3-butanediol.
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1990
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