JPH05115279A - 6−ヒドロキシピコリン酸の微生物学的製造方法 - Google Patents
6−ヒドロキシピコリン酸の微生物学的製造方法Info
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- JPH05115279A JPH05115279A JP4060551A JP6055192A JPH05115279A JP H05115279 A JPH05115279 A JP H05115279A JP 4060551 A JP4060551 A JP 4060551A JP 6055192 A JP6055192 A JP 6055192A JP H05115279 A JPH05115279 A JP H05115279A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 2−シアンピリジンを原料とする、6−ヒド
ロキシピコリン酸の新規な微生物学的製造方法を提供す
る。 【構成】 2−シアンピリジンを唯一の炭素、窒素、お
よびエネルギーの供給源として成長することができ、2
−シアンピリジンを基質として6−ヒドロキシピコリン
酸に生物変換することができる新規な微生物、代表的に
はDSM−No.6335を使用する。
ロキシピコリン酸の新規な微生物学的製造方法を提供す
る。 【構成】 2−シアンピリジンを唯一の炭素、窒素、お
よびエネルギーの供給源として成長することができ、2
−シアンピリジンを基質として6−ヒドロキシピコリン
酸に生物変換することができる新規な微生物、代表的に
はDSM−No.6335を使用する。
Description
【0001】本発明は、2−シアンピリジンを原料とす
る、6−ヒドロキシピコリン酸の新規な微生物学的製造
方法およびその方法の実施に使用するに適した微生物に
関する。
る、6−ヒドロキシピコリン酸の新規な微生物学的製造
方法およびその方法の実施に使用するに適した微生物に
関する。
【0002】6−ヒドロキシピコリン酸は、たとえば、
医薬を製造するための重要な中間体である2−オキシピ
リミジンの製造に使用される〔Berichteder
Deutschen Chemischen Gese
llschaft(ドイツ化学協会報告),1912,
45,2456〜2467頁〕。
医薬を製造するための重要な中間体である2−オキシピ
リミジンの製造に使用される〔Berichteder
Deutschen Chemischen Gese
llschaft(ドイツ化学協会報告),1912,
45,2456〜2467頁〕。
【0003】バチルス属の微生物がピコリン酸を6−ヒ
ドロキシピコリン酸にヒドロキシル化することが知られ
ている〔O.シュクラおよびS.M.カウル、Indi
anJ.of Biochemistry and B
iophysics,第10巻,176〜178頁,
(1973)、O.シュクラら、Indian J.o
f Biochemistry and Biophy
sics,第14巻,292〜295頁,(197
7)〕。
ドロキシピコリン酸にヒドロキシル化することが知られ
ている〔O.シュクラおよびS.M.カウル、Indi
anJ.of Biochemistry and B
iophysics,第10巻,176〜178頁,
(1973)、O.シュクラら、Indian J.o
f Biochemistry and Biophy
sics,第14巻,292〜295頁,(197
7)〕。
【0004】この方法の大きな欠点は、抑制剤の亜ヒ酸
ナトリウムによってのみ6−ヒドロキシピコリン酸がそ
れ以上代謝されるのを防ぐことができるが、それによっ
て微生物の成長も抑制されることである。 他の欠点
は、6−ヒドロキシピコリン酸だけではなく、3,6−
ジヒドロキシピコリン酸と6−ヒドロキシピコリン酸の
混合物が形成されることである。
ナトリウムによってのみ6−ヒドロキシピコリン酸がそ
れ以上代謝されるのを防ぐことができるが、それによっ
て微生物の成長も抑制されることである。 他の欠点
は、6−ヒドロキシピコリン酸だけではなく、3,6−
ジヒドロキシピコリン酸と6−ヒドロキシピコリン酸の
混合物が形成されることである。
【0005】R.L.テイトおよびJ.C.エンサイ
ン、Can.J.Microbiol.,第20巻,6
95〜702頁(1974)は、アートロバクター属の
微生物によるピコリン酸のヒドロキシル化を記載してい
る。 この方法の欠点は、この微生物がピコリン酸を炭
素、窒素およびエネルギーの供給源としてのみ利用でき
るのではなく、ヒドロキシル化の際に酵母の抽出物を必
要とし、それによって生成物の好ましくない汚染が引き
起こされる可能性があることにある。 他の欠点は、6
−ヒドロキシピコリン酸が酸素含有量が低い場合に形成
されるので、微生物が成長段階で存在せず、したがって
収量が低いことである。
ン、Can.J.Microbiol.,第20巻,6
95〜702頁(1974)は、アートロバクター属の
微生物によるピコリン酸のヒドロキシル化を記載してい
る。 この方法の欠点は、この微生物がピコリン酸を炭
素、窒素およびエネルギーの供給源としてのみ利用でき
るのではなく、ヒドロキシル化の際に酵母の抽出物を必
要とし、それによって生成物の好ましくない汚染が引き
起こされる可能性があることにある。 他の欠点は、6
−ヒドロキシピコリン酸が酸素含有量が低い場合に形成
されるので、微生物が成長段階で存在せず、したがって
収量が低いことである。
【0006】本発明の目的は、これらの欠点を克服し、
2−シアンピリジンを原料として6−ヒドロキシピコリ
ン酸を製造するための、簡単で経済的な微生物学的な方
法を提供することである。
2−シアンピリジンを原料として6−ヒドロキシピコリ
ン酸を製造するための、簡単で経済的な微生物学的な方
法を提供することである。
【0007】この目的は、請求項1の新規な微生物によ
り行なう、請求項3の新規な方法により達成される。
り行なう、請求項3の新規な方法により達成される。
【0008】本発明には、2−シアンピリジンを唯一の
炭素、窒素、およびエネルギーの供給源として成長する
ことができ、2−シアンピリジンを基質として6−ヒド
ロキシピコリン酸に変換することができるすべての微生
物が適している。
炭素、窒素、およびエネルギーの供給源として成長する
ことができ、2−シアンピリジンを基質として6−ヒド
ロキシピコリン酸に変換することができるすべての微生
物が適している。
【0009】これらの微生物は本発明の構成要素であ
り、通常の微生物学的技術により、たとえば浄化設備か
ら2−シアンピリジンを成長基質として選択し、分離す
ることができる。
り、通常の微生物学的技術により、たとえば浄化設備か
ら2−シアンピリジンを成長基質として選択し、分離す
ることができる。
【0010】「2−シアンピリジンを唯一の炭素、窒
素、およびエネルギーの供給源として成長することがで
きる微生物」の定義は、無菌の、または無菌でない発酵
条件下で使用される微生物の混合物、およびこの微生物
の純粋分離物を包括する。
素、およびエネルギーの供給源として成長することがで
きる微生物」の定義は、無菌の、または無菌でない発酵
条件下で使用される微生物の混合物、およびこの微生物
の純粋分離物を包括する。
【0011】好ましくは、微生物アルカリゲネス・フェ
ーカリス、その子孫および突然変異体を使用する。 こ
れらの微生物は、1992年2月7日に、DSM633
5の番号で、ドイチェン・ザムルング・フュア・ミクロ
オルガニズメン・ウント・ツェルクルトゥーレン・Gm
bH,マシェローデヴェーク1b,D−3300・ブラ
ウンシュバイクに寄託してある。
ーカリス、その子孫および突然変異体を使用する。 こ
れらの微生物は、1992年2月7日に、DSM633
5の番号で、ドイチェン・ザムルング・フュア・ミクロ
オルガニズメン・ウント・ツェルクルトゥーレン・Gm
bH,マシェローデヴェーク1b,D−3300・ブラ
ウンシュバイクに寄託してある。
【0012】アルカリゲネス・フェーカリス(DSM
6335)の科学的データ: 種族の特性 細胞形状 棒状 幅 μm 0.5〜0.8 長さ μm 1.0〜2.0− 移動性 + 鞭毛 菌体から鞭毛が突き出ている グラム反応 − 3%KOHによる分解 + アミノペプチダーゼ(Cerny) + オキシダーゼ + カタラーゼ + 成長 嫌気的 − 37/40℃ +/− pH5.6 + マック−コンキー 寒天 + 色素 − 非散乱 − 散乱 − 蛍光発生 − ピオシアニン − 酸発生(OF試験) グルコース好気的 − グルコース嫌気的 − キシロース好気的 − グルコースからのガス発生 − 酸発生(ASS)* *ASS=アセチルサリチル酸 グルコース − フルクトース − キシロース − ONPG − ADH − LDC − インドール − VP − NO3からNO2 − 脱窒 − フェニルアラニンデスアミナーゼ − サッカロースからのレバン − レシチナーゼ − ウレアーゼ − 加水分解: デンプン − ゼラチン − カゼイン − DNA − ツイーン80 − エスクリン − チロシン分解 − 基質利用 酢酸塩 + アジピン酸塩 − アゼライン酸塩 − カプリン酸塩 + クエン酸塩 + グリコール酸塩 + レブリン酸塩 − リンゴ酸塩 + マロン酸塩 + メサコン酸 − フェニル酢酸塩 + ピメリン酸塩 − セバシン酸塩 − D−酒石酸 + L−アラビノース − フルクトース − グルコース − マンノース − マルトース − キシロース − リボース − マンニトール − グルコン酸塩 − 2−ケトグルコン酸塩 − N−アセチルグルコサミン − L−メチオニン + ヒドロキシ安息香酸 − 結果:種族Kie31(DSM6335)=アルカリゲ
ネス・フェーカリス 6−ヒドロキシピコリン酸の製造は、本発明により、2
−シアンピリジンをこの微生物で6−ヒドロキシピコリ
ン酸に生物変換し、その際、6−ヒドロキシピコリン酸
が培養基中に蓄積する方法により行なう。
6335)の科学的データ: 種族の特性 細胞形状 棒状 幅 μm 0.5〜0.8 長さ μm 1.0〜2.0− 移動性 + 鞭毛 菌体から鞭毛が突き出ている グラム反応 − 3%KOHによる分解 + アミノペプチダーゼ(Cerny) + オキシダーゼ + カタラーゼ + 成長 嫌気的 − 37/40℃ +/− pH5.6 + マック−コンキー 寒天 + 色素 − 非散乱 − 散乱 − 蛍光発生 − ピオシアニン − 酸発生(OF試験) グルコース好気的 − グルコース嫌気的 − キシロース好気的 − グルコースからのガス発生 − 酸発生(ASS)* *ASS=アセチルサリチル酸 グルコース − フルクトース − キシロース − ONPG − ADH − LDC − インドール − VP − NO3からNO2 − 脱窒 − フェニルアラニンデスアミナーゼ − サッカロースからのレバン − レシチナーゼ − ウレアーゼ − 加水分解: デンプン − ゼラチン − カゼイン − DNA − ツイーン80 − エスクリン − チロシン分解 − 基質利用 酢酸塩 + アジピン酸塩 − アゼライン酸塩 − カプリン酸塩 + クエン酸塩 + グリコール酸塩 + レブリン酸塩 − リンゴ酸塩 + マロン酸塩 + メサコン酸 − フェニル酢酸塩 + ピメリン酸塩 − セバシン酸塩 − D−酒石酸 + L−アラビノース − フルクトース − グルコース − マンノース − マルトース − キシロース − リボース − マンニトール − グルコン酸塩 − 2−ケトグルコン酸塩 − N−アセチルグルコサミン − L−メチオニン + ヒドロキシ安息香酸 − 結果:種族Kie31(DSM6335)=アルカリゲ
ネス・フェーカリス 6−ヒドロキシピコリン酸の製造は、本発明により、2
−シアンピリジンをこの微生物で6−ヒドロキシピコリ
ン酸に生物変換し、その際、6−ヒドロキシピコリン酸
が培養基中に蓄積する方法により行なう。
【0013】本発明に従う変換の前に、この微生物を通
常の方法により培養(育成)し、この微生物の活性酵素
を2−シアンピリジンで誘発するのが有利である。
常の方法により培養(育成)し、この微生物の活性酵素
を2−シアンピリジンで誘発するのが有利である。
【0014】通常、培養(育成)および2−シアンピリ
ジンによる誘発は、0.01〜20重量%の濃度、好ま
しくは0.1〜1重量%の濃度で行なう。
ジンによる誘発は、0.01〜20重量%の濃度、好ま
しくは0.1〜1重量%の濃度で行なう。
【0015】続いて、基質(2−シアンピリジン)を加
える前に微生物を通常の分離方法により採集するか、ま
たは基質(2−シアンピリジン)を直接微生物に与える
ことができる。
える前に微生物を通常の分離方法により採集するか、ま
たは基質(2−シアンピリジン)を直接微生物に与える
ことができる。
【0016】本発明の方法には、細胞分散液の650n
mにおける光学密度を1〜100、好ましくは5〜80
に調節するのが有利である。
mにおける光学密度を1〜100、好ましくは5〜80
に調節するのが有利である。
【0017】培養基としては、この専門分野で一般的な
培養基、好ましくは表1および2に組成を示す培養基を
使用する。
培養基、好ましくは表1および2に組成を示す培養基を
使用する。
【0018】基質(2−シアンピリジン)は、6−ヒド
ロキシピコリン酸の製造に、一度に、または連続的に加
えることができる。 基質は、培養基中の基質濃度が2
0重量%、好ましくは10重量%を超えないように加え
るのが有利である。 通常、2−シアンピリジンの6−
ヒドロキシピコリン酸への変換は静止細胞で行なう。
ロキシピコリン酸の製造に、一度に、または連続的に加
えることができる。 基質は、培養基中の基質濃度が2
0重量%、好ましくは10重量%を超えないように加え
るのが有利である。 通常、2−シアンピリジンの6−
ヒドロキシピコリン酸への変換は静止細胞で行なう。
【0019】変換のpH値は4〜10、好ましくは5〜
9の範囲にあるのが有利である。
9の範囲にあるのが有利である。
【0020】好ましくは10〜50℃、より好ましくは
20〜40℃の温度で、変換を行なう。
20〜40℃の温度で、変換を行なう。
【0021】通常、1〜100時間の変換期間の後、た
とえば細胞を含まない発酵溶液の酸性化により、6−ヒ
ドロキシピコリン酸を分離する。
とえば細胞を含まない発酵溶液の酸性化により、6−ヒ
ドロキシピコリン酸を分離する。
【0022】
【実施例1】2−シアンピリジン代謝性微生物の分離 好気性の2−シアンピリジン代謝性微生物を、A+N培
養基(表1)中で0.1%(w/v)の2−シアンピリ
ジンを唯一の炭素およびエネルギー供給源として濃縮し
た。 微生物を分離するための一般的な技術は、たとえ
ば「G.ドリュウス、“Mikrobiologisc
hes Praktikum(微生物学の実践)”第4
版,スプリンガー出版,(1983)に記載されてい
る。 接種物としては浄化設備から得た試料を使用し
た。
養基(表1)中で0.1%(w/v)の2−シアンピリ
ジンを唯一の炭素およびエネルギー供給源として濃縮し
た。 微生物を分離するための一般的な技術は、たとえ
ば「G.ドリュウス、“Mikrobiologisc
hes Praktikum(微生物学の実践)”第4
版,スプリンガー出版,(1983)に記載されてい
る。 接種物としては浄化設備から得た試料を使用し
た。
【0023】濃縮は、振とうフラスコ中で、30℃で行
なった。 新しい培養基中で3回過剰接種した後、その
濃縮物を、1リットルあたり16gの寒天を加えた同じ
培養基上に塗り、30℃で培養した。 寒天培養基上に
何度も塗った後、純粋な培養菌を分離することができ
た。
なった。 新しい培養基中で3回過剰接種した後、その
濃縮物を、1リットルあたり16gの寒天を加えた同じ
培養基上に塗り、30℃で培養した。 寒天培養基上に
何度も塗った後、純粋な培養菌を分離することができ
た。
【0024】 表1 A+N培養基成分 濃度(mg/l) (NH4)2SO4 2000 Na2HPO4 2000 KH2PO2 1000 NaCl 3000 MgCl2・6H2O 400 CaCl2・2H2O 14.5 FeCl3・6H2O 0.8 塩酸ピリドキサール 10/103 リボフラビン 5/103 ニコチン酸アミド 5/103 塩酸チアミン 2/103 ビオチン 2/103 パントテン酸 5/103 p−アミノ安息香酸塩 5/103 葉酸 2/103 ビタミンB12 5/103 ZnSO4・7H2O 100/103 MnCl2・4H2O 90/103 H3BO3 300/103 CoCl2・6H2O 200/103 CuCl2・2H2O 10/103 NiCl2・6H2O 20/103 Na2MoO4・2H2O 30/103 EDTANa2・2H2O 5/103 FeSO4・7H2O 2/103 (溶液のpHは7.0に調節した。)
【0025】
【実施例2】2−シアンピリジンの6−ヒドロキシピコリン酸への変
換 a)アルカリゲネス・フェーカリスDSM−No.63
35を、発酵装置中で、A+N培養基(表1)中で、
0.1%(w/v)の2−シアンピリジンを加え、 p
H7、温度30℃で育成した。 続いて細胞を遠心分離
し、A+N培養基中 に再分散させ、650nmにおけ
る光学密度を10に調節した。 この細胞分 散液を振
とうフラスコに入れ、0.1モル/l(10.4g/
l)の2−シア ンピリジンを加えた。 振とう装置上
で、30℃で16時間培養した後、分析 により、細胞
を含まない溶液中に0.04モル/l(5.5g/l)
の6−ヒ ドロキシピコリン酸が確認されたが、これは
使用した2−シアンピリジンに対 して40%の収量に
相当する。
換 a)アルカリゲネス・フェーカリスDSM−No.63
35を、発酵装置中で、A+N培養基(表1)中で、
0.1%(w/v)の2−シアンピリジンを加え、 p
H7、温度30℃で育成した。 続いて細胞を遠心分離
し、A+N培養基中 に再分散させ、650nmにおけ
る光学密度を10に調節した。 この細胞分 散液を振
とうフラスコに入れ、0.1モル/l(10.4g/
l)の2−シア ンピリジンを加えた。 振とう装置上
で、30℃で16時間培養した後、分析 により、細胞
を含まない溶液中に0.04モル/l(5.5g/l)
の6−ヒ ドロキシピコリン酸が確認されたが、これは
使用した2−シアンピリジンに対 して40%の収量に
相当する。
【0026】b)アルカリゲネス・フェーカリスDSM
−No.6335を、発酵装置(運転容量5.5 リッ
トル)中で、鉱物塩培養基(表2)中で、0.1%(w
/v) の2−シアンピリジンを加え、pH7、温度3
0℃で育成した。 pH調整の ために、3モル/lの
水酸化ナトリウムおよび8.5%(v/v)リン酸を使
用した。 成長中、24時間後に650nmにおける
光学密度が5.1になる まで2−シアンピリジンを発
酵装置に追加した。 成長段階で合計35gの2 −シ
アンピリジンが代謝された。
−No.6335を、発酵装置(運転容量5.5 リッ
トル)中で、鉱物塩培養基(表2)中で、0.1%(w
/v) の2−シアンピリジンを加え、pH7、温度3
0℃で育成した。 pH調整の ために、3モル/lの
水酸化ナトリウムおよび8.5%(v/v)リン酸を使
用した。 成長中、24時間後に650nmにおける
光学密度が5.1になる まで2−シアンピリジンを発
酵装置に追加した。 成長段階で合計35gの2 −シ
アンピリジンが代謝された。
【0027】6−ヒドロキシピコリン酸を製造するため
に、この微生物分散液に2−シアンピリジン(220
g)を加えた。 さらに18時間培養した後、細胞を含
まない溶液から108gの6−ヒドロキシピコリン酸が
分離されたが、これは使用した2−シアンピリジンに対
して37%の収量に相当する。
に、この微生物分散液に2−シアンピリジン(220
g)を加えた。 さらに18時間培養した後、細胞を含
まない溶液から108gの6−ヒドロキシピコリン酸が
分離されたが、これは使用した2−シアンピリジンに対
して37%の収量に相当する。
【0028】表2 鉱物塩培養基の成分 MgCl2・6H2O 0.8 g/l CaCl2 0.16g/l Na2SO4 0.25g/l KH2SO4 0.4 g/l Na2HPO4 0.9 g/l SLF 1 ml/l FeEDTA 15 ml/l 鉱物塩培養基中の微量物質(SLF)の組成 KOH 15 g/l EDTANa2・2H2O 100 g/l ZnSO4・7H2O 9 g/l MnCl2・4H2O 4 g/l H3BO3 2.7 g/l CoCl2・6H2O 1.8 g/l CuCl2・2H2O 1.5 g/l NiCl2・6H2O 0.18g/l Na2MoO4・2H2O 0.2 g/l FeEDTAの組成 EDTANa2・2H2O 5 g/l FeSO4・7H2O 2 g/l (溶液のpHは7.0に調節した。)
Claims (6)
- 【請求項1】 2−シアンピリジンを唯一の炭素、窒
素、およびエネルギーの供給源として成長することがで
き、2−シアンピリジンを基質として6−ヒドロキシピ
コリン酸に生物変換することができる微生物。 - 【請求項2】 DSMに番号6335で寄託してある、
アルカリゲネス・フ ェーカリスの名称を有する請求項1
の微生物、その子孫および突然変異体。 - 【請求項3】 6−ヒドロキシピコリン酸の微生物学的
製造方法であって、2−シアンピリジンを、請求項1ま
たは2の微生物で6−ヒドロキシピコリン酸に生物変換
し、それにより、6−ヒドロキシピコリン酸が培養基中
に蓄積することを特徴とする方法。 - 【請求項4】 微生物の活性酵素を2−シアンピリジン
で誘発することを特徴とする請求項3の方法。 - 【請求項5】 基質濃度が20重量%を超えないよう
に、基質を一度に、または連続的に加えて変換を行なう
ことを特徴とする請求項3または4の方法。 - 【請求項6】 変換を、4〜10のpH、および10〜
50℃の温度で行なうことを特徴とする請求項1〜5の
いずれかの方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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