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JPH0158956B2 - - Google Patents
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JPH0158956B2 - - Google Patents

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JPH0158956B2
JPH0158956B2 JP1050183A JP1050183A JPH0158956B2 JP H0158956 B2 JPH0158956 B2 JP H0158956B2 JP 1050183 A JP1050183 A JP 1050183A JP 1050183 A JP1050183 A JP 1050183A JP H0158956 B2 JPH0158956 B2 JP H0158956B2
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tryptophan
indole
medium
glucose
glycine
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Shuichi Aiba
Hiroshi Tsunekawa
Shoji Azuma
Takeshi Kuwajima
Rokuro Okamoto
Tomoyuki Ishikura
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SANRAKU CO Ltd
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SANRAKU CO Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、L−トリプトフアンの製造法に関
し、更に詳しくは、トリプトフアンの生成を調整
する遺伝情報を有するプラスミドを含有し、か
つ、トリプトフアナーゼの欠失したエシエリヒア
属に属する微生物を栄養培地に培養し、L−トリ
プトフアンを製造するに際し、アントラニル酸お
よび/またはインドール並びにグリシンおよびグ
ルコースを添加することを特徴とするL−トリプ
トフアンの改良された製造法に関するものであ
る。 従来微生物を用いてL−トリプトフアン(以
下、単に「トリプトフアン」という)を製造する
に際し、栄養培地中にアントラニル酸、インドー
ルを添加し、培養する方法(例えば、特公昭35−
12384号公報)、或いは、L−セリンを含む培地に
微生物を培養する(特開昭55−162771号公報、
他)か、または、微生物菌体の存在下にインドー
ルとL−セリンを生化学的に反応せしめる方法
(例えば特公昭53−1836号公報、特開昭56−
137894号公報等)が知られている。 本発明者らは、先に、トリプトフアンの生成を
調整する遺伝情報を有するプラスミドを含有し、
かつ、トリプトフアナーゼの欠失したエシエリヒ
ア属に属する微生物の創製手段及びその微生物に
よるトリプトフアンの製造方法を提案した(特開
昭57−80398号公報参照)。 この提案の方法によれば、培地にアントラニル
酸を添加し、培養することにより培養物中のトリ
プトフアンの蓄積量を飛躍的に高めることに成功
しているがアントラニル酸の培地中への添加等に
よつて、インドールの濃度が高くなるとトリプト
フアン生産菌の増殖が悪くなり、さらにトリプト
フアンの生産性を高めるには、培養に長時間要す
るなど問題点があつた。インドールの蓄積は、ト
リプトフアン合成系酵素の多大さに比し、基質で
あるL−セリンの供給能力が弱いためである。従
つて、培地中にL−セリンを添加することでイン
ドールは消失しトリプトフアン生産菌の増殖並び
にトリプトフアンの生産性は増大するものと考え
られるがL−セリンは高価なため実用的でない。
そこで、かかる課題を解決するために培地組成に
ついて、検討したところ培地中にアントラニル酸
の添加に伴なつてグリシン及びグルコースを添加
することが、当該発酵においてアントラニル酸か
らトリプトフアンへの転換率を高め、トリプトフ
アンの生産性が増大することを見い出し、本発明
を完成した。本発明の特徴とするところは、高価
なL−セリンに替え、グリシンとグルコースを共
存させることによりトリプトフアンの増収が図れ
るところにある。 本発明に用いることができる微生物は、トリプ
トフアンの生成を調整する遺伝情報を有するプラ
スミドを含有することにより、トリプトフアンの
生合成系が増強され、セリン生合成系を併せも
ち、かつ、トリプトフアナーゼの欠失したもので
あれば属を問わないが、トリプトフアンの生合成
系が明確になつているエシエリヒア属に属する菌
が好適であり、さらにアントラニル酸合成酵素に
対するトリプトフアンによるフイードバツク阻害
が解除されたトリプトフアンオペロンをもつプラ
スミドを有し、かつ、トリプトフアンレプレツサ
ー及びトリプトフアナーゼが欠損した大腸菌をト
リプトフアンの生産に好適なものとして挙げるこ
とができ、より具体的のものとしては、本発明者
らが先に提案したエシエリヒアコリーW3110
trpAE1 trpR tnaA(pSC101−trp・I15)の菌
で、1980年10月28日付でアメリカンタイプカルチ
ヤーコレクシヨンに寄託され、ATCC31743の受
託番号が付されたものを挙げることができる。 本発明の方法は、上述の微生物を用いてトリプ
トフアンを製造するには、当該微生物を栄養培地
中に培養するそれ自体公知の培地組成による公知
の方法を実施するに際し、該培地にアントラニル
酸または/およびインドールを添加し、インドー
ルの添加量又はインドールの生成量を考慮し、グ
リシン及びグルコースを適当量添加培養すること
によつて実施することができる。 かかる培養は、培地に培養当初からアントラニ
ル酸または/およびインドール並びにグリシン及
びグルコースを添加したものについて行うことも
できるが、これらを添加しない栄養培地、例えば
通常の微生物の培養に用いられる炭素源、窒素源
あるいは無機塩、ビタミン等菌の生育に必要な栄
養源を含む培地で培養し、菌体の増殖を待つて、
アントラニル酸または/およびインドール並びに
グリシン及びグルコースを添加する方法によつて
も行うことができる。この方法による場合は、培
養液中に初発の炭素源として用いたグルコース、
澱粉等から生成したグルコース含量が少いとき
は、グリシンの添加に併せて、グルコースの添加
は必須のものとなる。 また、増殖菌体を集菌した後、新たにアントラ
ニル酸または/およびインドール並びにグリシン
及びグルコースを添加調整した培地でさらに培養
を続ける方法を採ることもできる。この場合は、
アントラニル酸もしくはインドールまたはグリシ
ンもしくはグルコースの添加量比は使用する微生
物の特性に基づいて最適量が変化するため臨界的
ではないが、通常アントラニル酸またはインドー
ルに対して、約等モル〜10倍モルのグリシン、約
等モル〜40倍モルのグルコースを添加して培養を
行うことが好ましい。 また、培養時間は、上記の培養方法に準じて、
異なるが、培養初期にアントラニル酸等を添加し
て培養を行う場合は、約24時間〜約120時間で菌
体の増殖後インドール等を添加して培養を行う場
合は、添加後約2時間〜24時間培養を行うのがよ
い。また、培養は振盪または通気撹拌などの好気
条件下に行うおがよく、培養温度は通常20゜〜40゜
にて行うのがよい。PHは6〜9が望ましい。 かくして、培養液中に蓄積されるトリプトフア
ンを単離精製するには、既知の方法、たとえば活
性炭やイオン交換樹脂への吸着、溶出によつて容
易に行うことが出来る。 以下に本発明の方法を実施例をもつて詳細に説
明する。 実施例 1 Eacherichia coli W3110 trpAE1 trpR
tnaA(pSC101−trp・I15)をテトラサイクリン
を10g/で含むL−ブロス(100ml容フラスコ
に20ml)に接種し37℃で14時間培養した。この培
養液1mlをテトラサイクリンを10mg/で含むL
−ブロス(500ml容フラスコに100ml)に接種し37
℃で6時間培養した。かくして得られた種培養液
全量を1の培地Kを含むジヤーフアーメンター
(丸菱理科装置研究所、MD−250型、2容量)
に植菌し、37℃で18時間培養した。培養中の培地
のPHは14%アンモニア水により7に調節し撹拌は
500rpm、通気は1v.v.m.で行なつた。培養後に菌
体を遠心分離し、0.9%食塩水で2回洗浄するこ
とにより、30gの湿潤菌体を得た。得られた湿潤
菌体0.6gを500ml容フラスコ内で20mlの培地KW
に懸濁した。基質として加えたインドール、L−
セリン、グリシン、グルコースの濃度はそれぞれ
0.5g/、1g/、2g/、30g/であ
る。33℃で4時間撹拌後に生成したL−トリプト
フアンを薄層クロマトグラフイーで定量した結果
を表1に示す。 【表】 モル変換率
b) ○印は培地KWに添加したことを示す
なお、前記のL−ブロス、培地K、培地KWは
次のような組成からなる培地である。 【表】 実施例 2 実施例1で得られた湿潤菌体0.6gを500ml容フ
ラスコ内で20mlの培地KWに懸濁した。基質とし
て加えたアントラニル酸、L−セリン、グリシ
ン、グルコースの濃度はそれぞれ1g、1g、2
g、30g/である。33℃で4時間撹拌後に生成
したL−トリプトフアンを薄層クロマトグラフイ
ーで定量した結果を表2に示す。 【表】 実施例 3 coli W3110 trpAE1 trpR tnaA
(pSC101−trp・I15)を実施例1と同様にL−ブ
ロスで前培養した。得られた種培養液2mlを培地
KF(500ml容フラスコに20ml)に植菌し33℃で72
時間培養した。KF培地にはグリシまたはL−セ
リンを添加したものと、対照として両者をともに
加えないものを用いた。また、培養20時間目にグ
リシンまたはL−セリンを2g/で添加する試
験も行なつた。72時間後に生成されたL−トリプ
トフアン、並びにインドールを薄層クロマトグラ
フイーで定量した結果を表3に示す。 【表】 【表】 なお、前記の培地KFは次のような組成からな
る培地である。 培地KF:KH2PO4 2g (NH42SO4 10g MgSO4・7H2O 1g FeSO4・7H2O 10mg MnCl2・4H2O 10mg カザミノ酸 8g 酵母エキス 1g アントラニル酸 4g グルコース 20g CaCO3(別殺菌) 30g テトラサイクリン 10mg/PH7.0
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing L-tryptophan, and more specifically, the present invention relates to a method for producing L-tryptophan, and more particularly, the present invention relates to a method for producing L-tryptophan, and more particularly, the present invention relates to a method for producing L-tryptophan, which contains a plasmid containing genetic information that regulates the production of tryptophan, and which is derived from a strain of Escherichia sp. lacking tryptophanase. The present invention relates to an improved method for producing L-tryptophan, which is characterized in that anthranilic acid and/or indole, as well as glycine and glucose are added when producing L-tryptophan by culturing the relevant microorganism in a nutrient medium. Conventionally, when producing L-tryptophan (hereinafter simply referred to as "tryptophan") using microorganisms, anthranilic acid and indole are added to a nutrient medium and cultured (e.g.,
12384), or culturing microorganisms in a medium containing L-serine (Japanese Patent Application Laid-Open No. 162771/1983),
etc.) or a method in which indole and L-serine are biochemically reacted in the presence of microbial cells (for example, Japanese Patent Publication No. 1836-1836, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-1982).
137894, etc.) are known. The present inventors have previously developed a plasmid containing genetic information that regulates the production of tryptophan,
In addition, we proposed a means for creating a microorganism belonging to the genus Escherichia that lacks tryptophanase, and a method for producing tryptophan using the microorganism (see JP-A-57-80398). According to this proposed method, by adding anthranilic acid to the culture medium and culturing, it has been possible to dramatically increase the amount of tryptophan accumulated in the culture. Therefore, when the concentration of indole becomes high, the growth of tryptophan-producing bacteria becomes poor, and furthermore, there are problems such as a long period of time required for culturing to increase the productivity of tryptophan. The accumulation of indole is due to the fact that the ability to supply the substrate L-serine is weak compared to the amount of tryptophan synthesizing enzymes. Therefore, it is thought that adding L-serine to the medium eliminates indole and increases the growth of tryptophan-producing bacteria and the productivity of tryptophan, but L-serine is expensive and is not practical.
Therefore, in order to solve this problem, we investigated the composition of the medium and found that adding glycine and glucose along with the addition of anthranilic acid to the medium increases the conversion rate of anthranilic acid to tryptophan in the fermentation, They discovered that the productivity of tryptophan was increased and completed the present invention. A feature of the present invention is that the yield of tryptophan can be increased by coexisting glycine and glucose instead of expensive L-serine. The microorganism that can be used in the present invention has a tryptophan biosynthesis system enhanced by containing a plasmid having genetic information that regulates tryptophan production, has a serine biosynthesis system, and has a tryptophanase production system. The genus does not matter as long as the deletion occurs, but bacteria belonging to the genus Escherichia, which has a well-defined tryptophan biosynthesis system, are suitable, and tryptophan in which the feedback inhibition of anthranilate synthase by tryptophan has been released. Escherichia coli that has a plasmid with the Juan operon and is deficient in tryptophan repressor and tryptophanase can be cited as suitable for the production of tryptophan, and more specifically, the present inventor Esierihia Collie W3110, which was first proposed by et al.
The trpAE1 trpR tnaA (pSC101-trp·I15) bacterium is deposited with the American Type Culture Collection on October 28, 1980 and has the accession number ATCC31743. In the method of the present invention, in order to produce tryptophan using the above-mentioned microorganism, the microorganism is cultured in a nutrient medium using a known method using a medium composition known per se. This can be carried out by adding indole and indole, and culturing with the addition of appropriate amounts of glycine and glucose, taking into account the amount of indole added or the amount of indole produced. Such cultivation can be carried out using a nutrient medium to which anthranilic acid or/and indole, glycine and glucose are added from the beginning of the culture, but a nutrient medium without these additions, such as a carbon source or nitrogen used in the cultivation of ordinary microorganisms, can be used. Culture the bacteria in a medium containing nutrients necessary for the growth of the bacteria, such as mineral salts, vitamins, etc., and wait for the growth of the bacteria.
It can also be carried out by a method of adding anthranilic acid or/and indole as well as glycine and glucose. When using this method, glucose used as the initial carbon source in the culture solution,
When the glucose content produced from starch or the like is low, it is essential to add glucose in addition to glycine. It is also possible to adopt a method in which, after collecting the proliferating bacterial cells, the culture is further continued in a medium to which anthranilic acid or/and indole, glycine, and glucose have been newly added and adjusted. in this case,
The ratio of anthranilic acid or indole or glycine or glucose to be added is not critical because the optimum amount changes based on the characteristics of the microorganism used, but it is usually about equimolar to 10 times the molar amount relative to anthranilic acid or indole. It is preferable to culture by adding glycine and about equimolar to 40 times the molar amount of glucose. In addition, the culture time is determined according to the above culture method.
Although it is different, when culturing is carried out by adding anthranilic acid etc. at the initial stage of culture, it takes about 24 hours to about 120 hours, and when culturing is carried out by adding indole etc. after the bacterial cells have multiplied, it is about 2 hours to about 2 hours after addition. It is best to culture for 24 hours. Further, the culture is preferably carried out under aerobic conditions such as shaking or aeration, and the culture temperature is usually 20° to 40°. PH is preferably 6 to 9. Thus, tryptophan accumulated in the culture solution can be easily isolated and purified by known methods, such as adsorption to activated carbon or ion exchange resin, and elution. The method of the present invention will be explained in detail below using examples. Example 1 Eacherichia coli W3110 trpAE1 trpR
tnaA (pSC101-trp·I15) was inoculated into L-broth (20 ml in a 100 ml flask) containing 10 g of tetracycline and cultured at 37°C for 14 hours. 1 ml of this culture solution contains 10 mg/L of tetracycline.
- inoculate broth (100 ml in a 500 ml flask) 37
The cells were incubated at ℃ for 6 hours. The entire amount of the seed culture solution obtained in this way was transferred to a jar fermenter containing 1 part of medium K (Marubishi Science Equipment Research Institute, MD-250 model, 2 volumes).
and cultured at 37°C for 18 hours. The pH of the medium during cultivation was adjusted to 7 with 14% ammonia water, and stirring was not performed.
500 rpm and ventilation was at 1 v.vm. After culturing, the cells were centrifuged and washed twice with 0.9% saline to obtain 30 g of wet cells. Transfer 0.6 g of the obtained moist bacterial cells to 20 ml of medium KW in a 500 ml flask.
suspended in. Indole added as a substrate, L-
The concentrations of serine, glycine, and glucose are each
0.5g/, 1g/, 2g/, 30g/. Table 1 shows the results of quantifying L-tryptophan produced after stirring at 33° C. for 4 hours by thin layer chromatography. [Table] Molar conversion rate
b) The mark ○ indicates that it was added to the medium KW. The L-broth, medium K, and medium KW described above are mediums having the following compositions. [Table] Example 2 0.6 g of the wet bacterial cells obtained in Example 1 were suspended in 20 ml of medium KW in a 500 ml flask. The concentrations of anthranilic acid, L-serine, glycine, and glucose added as substrates were 1 g, 1 g, and 2 g, respectively.
g, 30g/. Table 2 shows the results of quantifying L-tryptophan produced after stirring at 33° C. for 4 hours by thin layer chromatography. [Table] Example 3 E. coli W3110 trpAE1 trpR tnaA
(pSC101-trp·I15) was precultured in L-broth in the same manner as in Example 1. 2 ml of the obtained seed culture solution as a medium
Inoculate KF (20ml in a 500ml flask) and store at 33℃ for 72 hours.
Cultured for hours. A KF medium to which glycine or L-serine was added, and a control medium to which neither of the two were added were used. Further, a test was also conducted in which 2 g/g of glycine or L-serine was added after 20 hours of culture. Table 3 shows the results of quantifying L-tryptophan and indole produced after 72 hours by thin layer chromatography. [Table] [Table] The above medium KF is a medium having the following composition. Medium KF: KH 2 PO 4 2g (NH 4 ) 2 SO 4 10g MgSO 4・7H 2 O 1g FeSO 4・7H 2 O 10mg MnCl 2・4H 2 O 10mg Casamino acid 8g Yeast extract 1g Anthranilic acid 4g Glucose 20g CaCO 3 (Separate sterilization) 30g Tetracycline 10mg/PH7.0

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 トリプトフアンの生成を調整する遺伝情報を
有するプラスミドを含有し、かつ、トリプトフア
ナーゼの欠失したエシエリヒア属に属する微生物
を栄養培地に培養し、L−トリプトフアンを製造
するに際し、アントラニル酸および/またはイン
ドール並びにグリシンおよびグルコースを添加す
ることを特徴とするL−トリプトフアンの製造
法。 2 アントラニル酸および/またはインドール並
びにグリシンおよびグルコースの添加を該微生物
が増殖したのちに行うことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の製造法。 3 該微生物がアントラニル酸合成酵素に対する
トリプトフアンによるフイードバツク阻害が解除
されたトリプトフアンオペロンをもつプラスミド
を含有する大腸菌である特許請求の範囲第2項記
載の製造法。 4 該微生物がエシエリヒアコリーW3110
(Esherichia coli)trpAE1 trpR tnaA
(pSC101−trp・I15)である特許請求の範囲第3
項記載の製造法。
[Scope of Claims] 1. A method for producing L-tryptophan by culturing in a nutrient medium a microorganism belonging to the genus Escherichia containing a plasmid having genetic information for regulating the production of tryptophanase and lacking tryptophanase. , anthranilic acid and/or indole, and glycine and glucose. 2. The production method according to claim 1, characterized in that anthranilic acid and/or indole, glycine and glucose are added after the microorganism has grown. 3. The production method according to claim 2, wherein the microorganism is Escherichia coli containing a plasmid having a tryptophan operon in which feedback inhibition by tryptophan to anthranilate synthase has been released. 4 The microorganism is Escherichia coli W3110
(Esherichia coli) trpAE1 trpR tnaA
(pSC101-trp・I15)
Manufacturing method described in section.
JP1050183A 1983-01-27 1983-01-27 Method for producing L-tryptophan Granted JPS59140891A (en)

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KR101142885B1 (en) * 2003-12-15 2012-05-10 씨제이제일제당 (주) E.coli mutant strain containing mutant genes related with Tryptophan biosynthesis and Production method of Tryptophan by using the same

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