JP2926354B2 - α―ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法 - Google Patents
α―ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法Info
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- JP2926354B2 JP2926354B2 JP14872590A JP14872590A JP2926354B2 JP 2926354 B2 JP2926354 B2 JP 2926354B2 JP 14872590 A JP14872590 A JP 14872590A JP 14872590 A JP14872590 A JP 14872590A JP 2926354 B2 JP2926354 B2 JP 2926354B2
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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α−ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法に
関する。α−ヒドロキシイソ酪酸は有機合成原料として
有用な化合物であるのみならず、これを脱水してメチル
エステル化することによりメタクリル樹脂の原料モノマ
ーとして重要なメタアクリル酸メチルに変換することが
できる。
関する。α−ヒドロキシイソ酪酸は有機合成原料として
有用な化合物であるのみならず、これを脱水してメチル
エステル化することによりメタクリル樹脂の原料モノマ
ーとして重要なメタアクリル酸メチルに変換することが
できる。
ニトリル化合物を微生物学的に加水分解し対応する酸
を製造する方法としていくつかの提案があり、α−ヒド
ロキシニトリルの加水分解に関しては、例えば、バチル
ス層、バクテリジウム層、ミクロコッカス層、ブレビバ
クテリウム層の微生物によるラクトニトリルまたはヒド
ロキシアセトニトリルからの対応する酸の生産〔特公昭
58-15120号公報参照〕、トルロプシス属酵母による対応
するα−ヒドロキシニトリルからの光学活性なＬ−α−
ヒドロキシバレリアン酸およびＬ−α−ヒドロキシイソ
カプロン酸の生産〔Fukuda Y.,et al.J.Ferment.Techno
l.51 393（1973）参照〕、コリネバクテリウム層の微生
物を用いたグリコロニトリル、ラクトニトリルおよびア
セトンシアンヒドリンの加水分解による対応するα−ヒ
ドロキシ酸の生産〔特開昭61-56086号公報参照〕および
アルカリゲネス属、シュードモナス属、ロドシュードモ
ナス属、コリネバクテリウム属、アシネトバクター属、
バチルス層、マイコバクテリウム属、ロドコッカス属ま
たはキャンディダ属に属する微生物によるα−ヒドロキ
シニトリルからの光学活性なα−ヒドロキシ酸の生産
〔特開平2-84198号公報参照〕などが知られている。
を製造する方法としていくつかの提案があり、α−ヒド
ロキシニトリルの加水分解に関しては、例えば、バチル
ス層、バクテリジウム層、ミクロコッカス層、ブレビバ
クテリウム層の微生物によるラクトニトリルまたはヒド
ロキシアセトニトリルからの対応する酸の生産〔特公昭
58-15120号公報参照〕、トルロプシス属酵母による対応
するα−ヒドロキシニトリルからの光学活性なＬ−α−
ヒドロキシバレリアン酸およびＬ−α−ヒドロキシイソ
カプロン酸の生産〔Fukuda Y.,et al.J.Ferment.Techno
l.51 393（1973）参照〕、コリネバクテリウム層の微生
物を用いたグリコロニトリル、ラクトニトリルおよびア
セトンシアンヒドリンの加水分解による対応するα−ヒ
ドロキシ酸の生産〔特開昭61-56086号公報参照〕および
アルカリゲネス属、シュードモナス属、ロドシュードモ
ナス属、コリネバクテリウム属、アシネトバクター属、
バチルス層、マイコバクテリウム属、ロドコッカス属ま
たはキャンディダ属に属する微生物によるα−ヒドロキ
シニトリルからの光学活性なα−ヒドロキシ酸の生産
〔特開平2-84198号公報参照〕などが知られている。
しかしながら、α−ヒドロキシイソブチロニトリルか
らのα−ヒドロキシイソ酪酸の生産に関しては唯一コリ
ネバクテリウム属の微生物を用いた方法〔前記、特開昭
61-56086号〕があるのみであり、同公報にみる限り該微
生物はグリコロニトリル，ラクトニトリルに対しては高
い加水分解活性を有するがアセトンシアンヒドリン（α
−ヒドロキシイソブチロニトリル）に対しては僅かな活
性しか有しない。
らのα−ヒドロキシイソ酪酸の生産に関しては唯一コリ
ネバクテリウム属の微生物を用いた方法〔前記、特開昭
61-56086号〕があるのみであり、同公報にみる限り該微
生物はグリコロニトリル，ラクトニトリルに対しては高
い加水分解活性を有するがアセトンシアンヒドリン（α
−ヒドロキシイソブチロニトリル）に対しては僅かな活
性しか有しない。
本発明者らはα−ヒドロキシイソブチロニトリルから
α−ヒドロキシイソ酪酸を生成する微生物について高い
加水分解活性を有し、しかも生成したα−ヒドロキシイ
ソ酪酸を分解する性質のない微生物の探索を鋭意行った
結果、ロドコッカス属に属する微生物に目的とする活性
を見い出し本発明を完成した。
α−ヒドロキシイソ酪酸を生成する微生物について高い
加水分解活性を有し、しかも生成したα−ヒドロキシイ
ソ酪酸を分解する性質のない微生物の探索を鋭意行った
結果、ロドコッカス属に属する微生物に目的とする活性
を見い出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、α−ヒドロキシイソブチロニト
リルを微生物の作用による加水分解反応によりα−ヒド
ロキシイソ酪酸に変換するα−ヒドロキシイソ酪酸の製
造法において、使用する微生物が、ロドコッカス ロド
クロウス（Rhodococcus rhodochrous）ATCC12674、同AT
CC19140および同ATCC33258、並びにロドコッカス エリ
スロポリス（Rhodococcus erythropolis）IFM155、同IF
O12320および同IFO12538であることを特徴とするα−ヒ
ドロキシイソ酪酸の生物学的製造法、である。
リルを微生物の作用による加水分解反応によりα−ヒド
ロキシイソ酪酸に変換するα−ヒドロキシイソ酪酸の製
造法において、使用する微生物が、ロドコッカス ロド
クロウス（Rhodococcus rhodochrous）ATCC12674、同AT
CC19140および同ATCC33258、並びにロドコッカス エリ
スロポリス（Rhodococcus erythropolis）IFM155、同IF
O12320および同IFO12538であることを特徴とするα−ヒ
ドロキシイソ酪酸の生物学的製造法、である。
本発明で使用する微生物は、上記のとおりであり、ま
たこれらの変異株を用いることもできる。
たこれらの変異株を用いることもできる。
これらの微生物は公知であり、各々アメリカン タイ
プカルチュア コレクション（ATCC）、財団法人酪酸研
究所（IFO）および千葉大学真核微生物研究センター（I
FM）から容易に入手することができる。
プカルチュア コレクション（ATCC）、財団法人酪酸研
究所（IFO）および千葉大学真核微生物研究センター（I
FM）から容易に入手することができる。
次に本発明の一般的実施態様について説明する。本発
明に使用される微生物の培地には酸素誘導物質としてプ
ロピオニトリルやイソブチロニトリルなどのニトリル化
合物、またはアセトアミド、プロピオアミドなどのアミ
ド化合物を添加し、炭素源としては通常資化し得るグル
コース、グリセロールなどを、窒素源としては硫酸アン
モニウム、硝酸アンモニウムなどを、また無機栄養素と
しては塩化マグネシウム、塩化第二鉄などを使用するこ
とができる。またこれらの培地に酵母エキス、肉エキス
などの天然培地を添加したものを用いることができる。
明に使用される微生物の培地には酸素誘導物質としてプ
ロピオニトリルやイソブチロニトリルなどのニトリル化
合物、またはアセトアミド、プロピオアミドなどのアミ
ド化合物を添加し、炭素源としては通常資化し得るグル
コース、グリセロールなどを、窒素源としては硫酸アン
モニウム、硝酸アンモニウムなどを、また無機栄養素と
しては塩化マグネシウム、塩化第二鉄などを使用するこ
とができる。またこれらの培地に酵母エキス、肉エキス
などの天然培地を添加したものを用いることができる。
培養条件は好気条件下でpH4〜10、温度20〜50℃の範
囲で選べばよく、培地日数は１〜10日の範囲で活性が最
大となるまで培養すればよい。
囲で選べばよく、培地日数は１〜10日の範囲で活性が最
大となるまで培養すればよい。
加水分解反応は液体培地、または平板培地上にて培養
した菌体を採取し、必要に応じ固定化菌体、粗酵素、固
定化酵素などの菌体処理物を調製し、水、緩衝液中にて
α−ヒドロキシイソブチロニトリルと接触させればよ
い。菌体使用量は0.01〜10重量％、α−ヒドロキシイソ
ブチロニトリル濃度は0.01〜50重量％、反応温度は５〜
60℃、好ましくは10〜40℃、反応pHは４〜11、好ましく
は６〜10で、0.5〜100時間反応させればよい。
した菌体を採取し、必要に応じ固定化菌体、粗酵素、固
定化酵素などの菌体処理物を調製し、水、緩衝液中にて
α−ヒドロキシイソブチロニトリルと接触させればよ
い。菌体使用量は0.01〜10重量％、α−ヒドロキシイソ
ブチロニトリル濃度は0.01〜50重量％、反応温度は５〜
60℃、好ましくは10〜40℃、反応pHは４〜11、好ましく
は６〜10で、0.5〜100時間反応させればよい。
かくしてα−ヒドロキシイソブチロニトリルは直接、
もしくはα−ヒドロキシイソブチルアミドを経由してα
−ヒドロキシイソ酪酸に転換、蓄積される。
もしくはα−ヒドロキシイソブチルアミドを経由してα
−ヒドロキシイソ酪酸に転換、蓄積される。
生成物の単離は濃縮、イオン交換、電気透析、抽出、
晶析などの公知の方法を利用して行うことができる。
晶析などの公知の方法を利用して行うことができる。
本発明はα−ヒドロキシイソブチロニトリルの加水分
解活性を有する微生物を用いることにより常温、常圧と
いう温和な条件下で反応を進行できα−ヒドロキシイソ
酪酸の工業的に有利な製造法を提供するものである。
解活性を有する微生物を用いることにより常温、常圧と
いう温和な条件下で反応を進行できα−ヒドロキシイソ
酪酸の工業的に有利な製造法を提供するものである。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１ （１）培養 表１に示す微生物を下記の条件で培養した。
ｉ）培地〔単位:W/V〕 グリセロール ２％ 酵母エキス 0.3％ りん酸一カリウム 0.68％ りん酸二ナトリウム 0.71％ 硫酸ナトリウム 0.28％ 塩化マグネシウム 0.04％ 塩化カルシウム 0.004％ 硫酸マンガン ４×10-4％ 塩化鉄 ６×10-5％ 硫酸亜鉛 ３×10-5％ 寒天 1.8％ pH 7.5 さらに、誘導剤としてイソブチロニトリル（IBN）0.2
％またはα−クロルプロピオニトリル（CPN）0.05％を
添加した。
％またはα−クロルプロピオニトリル（CPN）0.05％を
添加した。
ii）培養条件 斜面培地から１白金耳の菌体を採り、上記平板培地上
に塗布し、30℃で48時間好気条件下に培養した。
に塗布し、30℃で48時間好気条件下に培養した。
（２）加水分解反応 平板培地から菌体を採取し遠心分離により各々の菌体
を0.05Mりん酸緩衝液（pH6.0）で３回洗浄した。沈殿菌
体を1.5mlの同様の緩衝液に再懸濁し終濃度25mMのα−
ヒドロキシイソブチロニトリルを添加し25℃で10時間振
盪しながら反応を行った。反応終了後、各々の反応液を
遠心分離し菌体を除去し遠心上清中のα−ヒドロキシイ
ソ酪酸の含量を液体クロマトグラフィー（カラム;SHODE
X ODS F511A、キャリア;0.2M H3PO4、30℃、モニター;2
08nm）により分析した。なお比較のため、特開昭61-560
86号公報記載のコリネバクテリウム ニトリロフィラス
ATCC21419株についても上記同様に培養および加水分解
反応を行った。
を0.05Mりん酸緩衝液（pH6.0）で３回洗浄した。沈殿菌
体を1.5mlの同様の緩衝液に再懸濁し終濃度25mMのα−
ヒドロキシイソブチロニトリルを添加し25℃で10時間振
盪しながら反応を行った。反応終了後、各々の反応液を
遠心分離し菌体を除去し遠心上清中のα−ヒドロキシイ
ソ酪酸の含量を液体クロマトグラフィー（カラム;SHODE
X ODS F511A、キャリア;0.2M H3PO4、30℃、モニター;2
08nm）により分析した。なお比較のため、特開昭61-560
86号公報記載のコリネバクテリウム ニトリロフィラス
ATCC21419株についても上記同様に培養および加水分解
反応を行った。
結果を表１に示した。
実施例２ （１）培養 ロドコッカス エリスロポリスIFO12538を実施例１と
同様に培養した。
同様に培養した。
（２）加水分解反応 実施例１と同様して調製した菌体懸濁液に25mMのα−
ヒドロキシイソブチロニトリルを加え実施例１と同じ条
件で反応した。反応開始２時間と３時間後に各々25mMの
α−ヒドロキシイソブチロニトリルを再び加え合計75mM
添加した。４時間後、反応液を遠心分離することにより
除菌し、上清中のα−ヒドロキシイソ酪酸含量を実施例
１と同様に定量し、結果を表２に示した。
ヒドロキシイソブチロニトリルを加え実施例１と同じ条
件で反応した。反応開始２時間と３時間後に各々25mMの
α−ヒドロキシイソブチロニトリルを再び加え合計75mM
添加した。４時間後、反応液を遠心分離することにより
除菌し、上清中のα−ヒドロキシイソ酪酸含量を実施例
１と同様に定量し、結果を表２に示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12P 7/42 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】α−ヒドロキシイソブチロニトリルを微生
物の作用による加水分解反応によりα−ヒドロキシイソ
酪酸に変換するα−ヒドロキシイソ酪酸の製造法におい
て、使用する微生物が、ロドコッカス ロドクロウス
（Rhodococcus rhodochrous）ATCC12674、同ATCC19140
および同ATCC33258、並びにロドコッカス エリスロポ
リス（Rhodococcus erythropolis）IFM155、同IFO12320
および同IFO12538であることを特徴とするα−ヒドロキ
シイソ酪酸の生物学的製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14872590A JP2926354B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | α―ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14872590A JP2926354B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | α―ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0440897A JPH0440897A (ja) | 1992-02-12 |
| JP2926354B2 true JP2926354B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=15459217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14872590A Expired - Fee Related JP2926354B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | α―ヒドロキシイソ酪酸の生物学的製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926354B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3354757B2 (ja) * | 1995-07-20 | 2002-12-09 | 三菱レイヨン株式会社 | 環状プラスミド |
| JP4235985B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2009-03-11 | 日本曹達株式会社 | 微生物を用いたα―ヒドロキシ酸の製造方法及び新規微生物 |
| US6582943B1 (en) | 2002-02-05 | 2003-06-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for producing 2-hydroxyisobutyric acid and methacrylic acid from acetone cyanohydrin |
| DE102006017760A1 (de) | 2006-03-24 | 2007-09-27 | Ufz-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle Gmbh | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von 2-Hydroxy-2-methylcarbonsäuren |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP14872590A patent/JP2926354B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 化学大辞典編集委員会編「化学大辞典９（縮刷版第７刷）」（昭４４−３−１５）、第１０１頁「メタクリル酸」の項 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0440897A (ja) | 1992-02-12 |
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