JPH0429354B2 - - Google Patents

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JPH0429354B2
JPH0429354B2 JP25004184A JP25004184A JPH0429354B2 JP H0429354 B2 JPH0429354 B2 JP H0429354B2 JP 25004184 A JP25004184 A JP 25004184A JP 25004184 A JP25004184 A JP 25004184A JP H0429354 B2 JPH0429354 B2 JP H0429354B2
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phenylalanine
pyruvate kinase
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fluorophenylalanine
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の目的〕 〈産業上の利用分野〉 本発明は発酵法によるL−フエニルアラニン
(以下、フエニルアラニンと記す。)の製造法に関
する。フエニルアラニンはペプチド系甘味料であ
るアスパルテームの原料として重要である。 〈従来の技術〉 従来発酵法によるフエニルアラニンの製造法と
してはブレビバクテリウム属又はミクロコツカス
属細菌のL−チロシン要求菌を使用する方法(特
公昭37−6345)、フエニルアラニンアナログに耐
性を有する変異株を使用する方法(特公昭551−
28712)などが知られている。 〈本発明が解決しようとする問題点〉 本発明が解決しようとする問題点は更に安価に
フエニルアラニンを製造することにある。 〔発明の構成〕 〈問題点を解決するための手段〉 本発明者等は発酵法により更に安価にフエニル
アラニンを製造する方法を開発すべく研究を行な
つた結果、ブレビバクテリウム属細菌にフエニル
アラニン生産能とともにピルビン酸キナーゼ活性
の低下という性質を併せ持たせたところ、従来の
ピルビン酸キナーゼ活性の低下を持たないフエニ
ルアラニン生産菌より更に大量にフエニルアラニ
ンを生産することを見い出した。この発明はこの
知見に基づいて更に研究の結果完成されたもので
ある。 本発明のフエニルアラニン製造法において用い
られる微生物は、ブレビバクテリウム属に属しピ
ルビン酸キナーゼ活性が低下していてかつフエニ
ルアラニン生産能に必要な性質、例えばm−フロ
ロフエニルアラニン耐性を有する変異株である。
これらの性質の他に更にL−チロシン要求性、他
のフエニルアラニンアナログ耐性、チロシンアナ
ログ耐性、5−メチルトリプトフアン耐性、デコ
イニン感受性などを付与すると生産能を更に向上
させることができる。 本発明の変異株の親株は、いわゆるL−グルタ
ミン酸生産菌として知られているブレビバクテリ
ウム属の微生物であり、例えば次のような菌株を
あげることができる。 ブレビバクテリウム フラバム ATCC14067 ブレビバクテリウム デイバリカタム ATCC
14020 ブレビバクテリウム ラクトフアーメンタム
ATCC13869 ブレビバクテリウム ロゼウム ATCC 13825 本発明で用いる変異株はこれら上述の菌株を親
株として変異操作を施して、ピルビン酸キナーゼ
活性の低下及びフエニルアラニン生産能を付与す
ることによつて得られる。なお変異操作は通常の
方法、例えば紫外線照射或いはN−メチル−
N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(以下、
NGと略す)、亜硝酸等の化学薬剤処理によつて
行なうことができる。 なおピルビン酸キナーゼ活性の低下した変異株
は親株を変異処理し変異処理した菌体のピルビン
酸キナーゼ活性を測定し、選択することによつて
得ることができる(特開昭58−170487)。 以下に本発明の使用菌株の一例ブレビバクテリ
ウムフラバムAJ−12179(FERM−P7913)の具
体的誘導方法を示す。即ち特願昭58−170487記載
のピルビン酸キナーゼ活性低下株ブレビバクテリ
ウムフラバムAJ−11955(FERM−P6665、
FERMBP−2178)を親株として、これよりフエ
ニルアラニンアナログ耐性株を誘導した。ブレビ
バクテリウムフラバムAJ−11955を150μg/mlの
NGで30℃15分間処理した(生残率2.0%)。つい
で第一表に示す合成培地に親株が生育できない濃
度の800μg/mlになるようにフエニルアラニンの
アナログの一つであるDL−m−フロロフエニル
アラニンを添加して平板培地を作製し、これに変
異処理したAJ−11955株を塗布し、30℃10日間放
置後、コロニーとして生育する菌株即ちm−フロ
ロフエニルアラニン耐性変異株を採取し、このう
ちフエニルアラニン生産能のすぐれた変異株AJ
−12179(FERM−P7913)(ピルビン酸キナーゼ
低下、m−フロロフエニルアラニン耐性、S−
(2−アミノエチル)−L−システイン耐性)を採
取した。この変異株は実施例に示すようにピルビ
ン酸キナーゼ活性を有するm−フロロフエニルア
ラニン耐性フエニルアラニン生産変異株AJ−
12180(FERM−P7914)よりフエニルアラニンを
1.8倍も多く生成した。 次にこの操作によつて得られた変異株AJ−
12179のピルビン酸キナーゼ活性及びm−フロロ
フエニルアラニンに対する耐性の度合を親株AJ
−11955、野生株ATCC−14067、ピルビン酸キナ
ーゼ活性を有するフエニルアラニン生産株AJ−
12180と比較した結果をそれぞれ第二表、第三表
に示した。 なお、ピルビン酸キナーゼ活性の測定はAgric.
Biol.Chem.、48、(5)1189〜1197(1984)に従つて
行なつた。またm−フロロフエニルアラニンに対
する耐性の度合は次のように調べた。第一表に示
す合成培地にDL−m−フロロフエニルアラニン
を第三表に示した濃度になるように溶解して、平
板培地(直径8.5cm)を作り、各々の培地に第四
表に示した培地に生育した菌をおよそ107コ接種
した後30℃で4日間培養を行ない生成したコロニ
ー数を調べた。 第二表及び第三表に示すようにAJ−12179株は
ピルビン酸キナーゼの低下及びm−フロロフエニ
ルアラニンに対して耐性の両性質を有しているこ
とが判明した。なお本発明で言うm−フロロフエ
ニルアラニン耐性とは上記培養条件下でDL−m
−フロロフエニルアラニンを3000μg/ml含む上
記培地に微生物をおよそ107コ接種し30℃で4日
間培養後1000コ以上のコロニーを生成する場合を
言う。 フエニルアラニン生産用の培養培地は特に制限
するところはなく、炭素源、窒素源、無機塩及び
必要ならば有機微量栄養素を含有する通常の培地
である。炭素源としては炭水化物(グルコース、
フラクトース或いはデンプン、セルロース等の加
水分解物、糖蜜等)、有機酸(酢酸、クエン酸
等)、アルコール(グリセリン、エタノール等)、
或いは炭化水素(ノルマルパラフイン等)が使用
できる。窒素源としては硫酸アンモニウム、尿
素、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、アンモニアガス、その他を、無
機塩としてはリン酸塩、マグネシウム塩、カルシ
ウム塩、鉄塩、マンガン塩、その他微量金属塩等
を必要に応じて使用する。有機微量栄養素として
は、栄養要求性のある場合には該当するアミノ
酸、ビタミン、脂肪酸類、有機塩基物質等を適量
添加し、必要に応じて更に生育促進物質としてア
ミノ酸、ビタミン、味液(登録商標、大豆加水分
解物)、酵母エキス、ペプトン、カザミノ酸等が
使用できる。 培養条件は通常の方法でPH5ないし9、温度は
20ないし40℃で好気的条件下に24ないし72時間培
養すれば良い。培養中にPHが下がる場合には炭酸
カルシウムを別殺菌して加えるか又はアンモニア
水、アンモニアガス等のアルカリで中和する。又
有機酸を炭素源とする場合はPHの上昇を鉱酸又は
有機酸で中和する。 フエニルアラニンの単離採取は常法によつて行
いうる。得られたものはペーパークロマトグラム
のRf値及び微生物定量法による生物活性値によ
り、フエニルアラニン標品のそれらと一致するこ
とを確めフエニルアラニンと同定した。 フエニルアラニンの定量はロイコノストツクメ
センテロイデス(ATCC8042)を用いる微生物定
量法に従つて行なつた。 以下、実施例にて説明する。 実施例 1 下記第五表に示した組成のフエニルアラニン生
産用培地20mlを500mlのフラスコに分注し、これ
に第六表に示す微生物をそれぞれ1白金耳植えつ
け30℃で72時間振盪培養した。それぞれの培養液
中のフエニルアラニン生成量は第六表の如くであ
つた。 第一表 合成培地組成 グルコース 20g/ 硫酸アンモニウム 5 〃 尿 素 2〃 リン酸1カリウム 1 〃 硫酸マグネシウム 1 〃 硫酸第1鉄 10mg/ 硫酸マンガン 8 〃 d−ビオチン 50μg/ ビタミンB1・塩酸塩 2000μg/ 寒 天 20g/ PH6.6
[Object of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for producing L-phenylalanine (hereinafter referred to as phenylalanine) by a fermentation method. Phenylalanine is an important raw material for aspartame, a peptide sweetener. <Prior art> Conventional fermentation methods for producing phenylalanine include a method using L-tyrosine-requiring bacteria of the genus Brevibacterium or Micrococcus (Japanese Patent Publication No. 37-6345); Method of using mutant strains with
28712) are known. <Problems to be Solved by the Present Invention> The problems to be solved by the present invention are to produce phenylalanine at a lower cost. [Structure of the Invention] [Means for Solving the Problems] The present inventors conducted research to develop a method for producing phenylalanine at a lower cost by a fermentation method, and as a result, they discovered that Brevibacterium bacteria By combining the ability to produce phenylalanine with the property of reducing pyruvate kinase activity, we discovered that it can produce even more phenylalanine than conventional phenylalanine-producing bacteria that do not have the ability to reduce pyruvate kinase activity. Ta. This invention was completed as a result of further research based on this knowledge. The microorganism used in the method for producing phenylalanine of the present invention belongs to the genus Brevibacterium, has reduced pyruvate kinase activity, and has properties necessary for the ability to produce phenylalanine, such as resistance to m-fluorophenylalanine. It is a mutant strain.
In addition to these properties, production ability can be further improved by imparting L-tyrosine requirement, resistance to other phenylalanine analogs, resistance to tyrosine analogs, resistance to 5-methyltryptophan, sensitivity to decoinine, etc. The parent strain of the mutant strain of the present invention is a microorganism of the genus Brevibacterium known as a so-called L-glutamic acid producing bacterium, and examples thereof include the following strains. Brevibacterium flavum ATCC14067 Brevibacterium deivaricata ATCC
14020 Brevibacterium lactofamentum
ATCC13869 Brevibacterium roseum ATCC 13825 The mutant strains used in the present invention can be obtained by mutating the above-mentioned bacterial strains as parent strains to impart a reduction in pyruvate kinase activity and the ability to produce phenylalanine. The mutation operation can be carried out using conventional methods, such as ultraviolet irradiation or N-methyl-
N'-nitro-N-nitrosoguanidine (hereinafter referred to as
(abbreviated as NG), can be carried out by chemical treatment such as nitrous acid. Mutant strains with reduced pyruvate kinase activity can be obtained by mutating the parent strain, measuring the pyruvate kinase activity of the mutated cells, and selecting (Japanese Patent Application Laid-Open No. 170487-1987). A specific method for inducing Brevibacterium flavum AJ-12179 (FERM-P7913), which is an example of the strain used in the present invention, is shown below. Specifically, the pyruvate kinase activity-decreasing strain Brevibacterium flavum AJ-11955 (FERM-P6665,
FERMBP-2178) was used as the parent strain, from which a phenylalanine analog-resistant strain was derived. Brevibacterium flavum AJ-11955 at 150μg/ml
Treated with NG at 30°C for 15 minutes (survival rate 2.0%). Next, DL-m-fluorophenylalanine, which is an analog of phenylalanine, was added to the synthetic medium shown in Table 1 at a concentration of 800 μg/ml, which is a concentration at which the parent strain cannot grow, to prepare a plate medium. The mutation-treated strain AJ-11955 was applied to this, and after it was left at 30°C for 10 days, the strains that grew as colonies, that is, m-fluorophenylalanine-resistant mutants, were collected. Stock AJ
-12179 (FERM-P7913) (low pyruvate kinase, m-fluorophenylalanine resistance, S-
(2-aminoethyl)-L-cysteine resistance) was collected. This mutant strain is a m-fluorophenylalanine-resistant phenylalanine-producing mutant strain AJ- having pyruvate kinase activity, as shown in Examples.
Phenylalanine from 12180 (FERM-P7914)
It produced 1.8 times more. Next, the mutant strain AJ− obtained by this operation
The pyruvate kinase activity of 12179 and the degree of resistance to m-fluorophenylalanine were compared with the parent strain AJ.
-11955, wild strain ATCC-14067, phenylalanine producing strain AJ with pyruvate kinase activity
The results of comparison with 12180 are shown in Tables 2 and 3, respectively. Please note that pyruvate kinase activity was measured by Agric.
Biol. Chem., 48, (5) 1189-1197 (1984). Furthermore, the degree of resistance to m-fluorophenylalanine was examined as follows. Dissolve DL-m-fluorophenylalanine in the synthetic medium shown in Table 1 to the concentration shown in Table 3 to make a plate medium (diameter 8.5 cm), and add the contents shown in Table 4 to each medium. Approximately 10 7 of the grown bacteria were inoculated onto the indicated medium and cultured at 30°C for 4 days, and the number of colonies produced was determined. As shown in Tables 2 and 3, strain AJ-12179 was found to have both the properties of reduced pyruvate kinase and resistance to m-fluorophenylalanine. In the present invention, m-fluorophenylalanine resistance refers to DL-m resistance under the above culture conditions.
- This refers to the case where approximately 10 7 microorganisms are inoculated into the above medium containing 3000 μg/ml of fluorophenylalanine and more than 1000 colonies are produced after culturing at 30°C for 4 days. The culture medium for phenylalanine production is not particularly limited, and is a conventional medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and, if necessary, organic micronutrients. Carbohydrates (glucose,
fructose or starch, hydrolysates of cellulose, molasses, etc.), organic acids (acetic acid, citric acid, etc.), alcohols (glycerin, ethanol, etc.),
Alternatively, hydrocarbons (normal paraffin, etc.) can be used. Nitrogen sources include ammonium sulfate, urea, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium chloride, ammonia gas, and others; inorganic salts include phosphates, magnesium salts, calcium salts, iron salts, manganese salts, and other trace metal salts. Use accordingly. As organic micronutrients, appropriate amounts of amino acids, vitamins, fatty acids, organic basic substances, etc. are added if there is a nutritional requirement, and if necessary, amino acids, vitamins, and flavor liquid (registered trademark) are added as growth-promoting substances. , soybean hydrolyzate), yeast extract, peptone, casamino acids, etc. can be used. Culture conditions are normal, pH 5 to 9, temperature.
It may be cultured under aerobic conditions at 20 to 40°C for 24 to 72 hours. If the pH decreases during culture, add calcium carbonate after sterilization or neutralize with alkali such as aqueous ammonia or ammonia gas. In addition, when an organic acid is used as a carbon source, the increase in pH is neutralized with a mineral acid or an organic acid. Phenylalanine can be isolated and collected by conventional methods. The obtained product was confirmed to be phenylalanine based on the Rf value of the paper chromatogram and the biological activity value determined by the microbial quantitative method, and it was confirmed that it matched that of the phenylalanine standard. Phenylalanine was quantified according to a microbial quantification method using Leuconostocmesenteroides (ATCC8042). Examples will be described below. Example 1 20 ml of a phenylalanine production medium having the composition shown in Table 5 below was dispensed into 500 ml flasks, and one platinum loopful of each of the microorganisms shown in Table 6 was inoculated into each flask and cultured with shaking at 30°C for 72 hours. did. The amount of phenylalanine produced in each culture solution was as shown in Table 6. Table 1 Synthetic medium composition Glucose 20g / Ammonium sulfate 5 Urea 2 Monopotassium phosphate 1 Magnesium sulfate 1 Ferrous sulfate 10mg / Manganese sulfate 8 d-biotin 50μg / Vitamin B 1 , hydrochloride 2000μg / Cold Heaven 20g/ PH6.6

【表】【table】

【表】 第四表 シード培養培地 グルコース 20g/ 硫酸アンモニウム 10g/ 尿 素 3g/ リン酸1カリウム 1g/ 硫酸マグネシウム 0.4g/ 硫酸第1鉄 10mg/ 硫酸マンガン 8mg/ d−ビオチン 300μg/ ビタミンB1・塩酸塩 100μg/ PH7.3 第五表 フエニルアラニン生産用培地 グルコース 130g/ 硫酸アンモニウム 25g/ フマル酸 12g/ 酢 酸 3ml/ リン酸1カリウム 1g/ 硫酸マグネシウム 1g/ 硫酸第1鉄 10mg/ 硫酸マンガン 8mg/ d−ビオチン 200μg/ ビタミンB1・塩酸塩 2000μg/ 「味液」 50ml/ 炭酸カルシウム(別殺菌) 50g/ PH6.5[Table] Table 4 Seed culture medium Glucose 20g / Ammonium sulfate 10g / Urea 3g / Monopotassium phosphate 1g / Magnesium sulfate 0.4g / Ferrous sulfate 10mg / Manganese sulfate 8mg / d-biotin 300μg / Vitamin B 1 , hydrochloric acid Salt 100μg / PH7.3 Table 5 Phenylalanine production medium Glucose 130g / Ammonium sulfate 25g / Fumaric acid 12g / Acetic acid 3ml / Monopotassium phosphate 1g / Magnesium sulfate 1g / Ferrous sulfate 10mg / Manganese sulfate 8mg / d -Biotin 200μg / Vitamin B 1 / Hydrochloride 2000μg / “Taste liquid” 50ml / Calcium carbonate (separately sterilized) 50g / PH6.5

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ブレビバクテリウム属に属し、ピルビン酸キ
ナーゼ活性が低下し、かつL−フエニルアラニン
生産能を有する微生物を液体培地中に好気的に培
養し、培養液中にL−フエニルアラニンを生成蓄
積せしめ、これを採取することを特徴とするL−
フエニルアラニンの製造法。
1. A microorganism that belongs to the genus Brevibacterium and has a decreased pyruvate kinase activity and has the ability to produce L-phenylalanine is cultivated aerobically in a liquid medium to produce L-phenylalanine in the culture solution. L- characterized by accumulating and collecting this
Method for producing phenylalanine.
JP25004184A 1984-11-27 1984-11-27 Production of l-phenylalanine by fermentation method Granted JPS61128897A (en)

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CN103319349A (en) * 2013-07-02 2013-09-25 南京大学 Production process of m-nitrophenylamine

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