5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用微生物的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的有效制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 5-氨基乙酰丙酸作為生物合成四吡咯化合物（維他命B12、血紅素、葉綠素等）的 色素生物合成路徑的代謝中間體而廣泛存在于生物圈，在生物體內(nèi)起到重要的作用。5-氨 基乙酰丙酸在生物體系中由甘氨酸和琥珀酰輔酶A通過5-氨基乙酰丙酸合成酶而生物合 成，或者由谷氨酸經(jīng)谷氨酰tRNA而生物合成，繼5-氨基乙酰丙酸脫水酶之后通過代謝轉(zhuǎn)換 為血紅素、葉綠素等卟啉化合物。該5-氨基乙酰丙酸的分解性高、對環(huán)境無殘留性，因此可 期待在產(chǎn)業(yè)上大量應(yīng)用（專利文獻1、2)。
[0003] 作為使用微生物的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，已知有使用各種光合成 細菌、特別是屬于紅細菌屬（Rhodobacter)的微生物、其突變株的方法（專利文獻3、4)。另 外，作為這些微生物的培養(yǎng)條件，已報告有形成限氧條件的方法（專利文獻5)、在緩和該限 氧條件的條件下使用生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸的突變株的方法（專利文獻6)、設(shè)定氧條件的方 法（專利文獻7)等。
[0004] 但是，關(guān)于培養(yǎng)條件已如上報告，但關(guān)于用于生產(chǎn)效率化的培養(yǎng)基、生產(chǎn)促進劑， 僅示出了鐵含量（專利文獻6)，除此以外，沒有報告。
[0005] 如上述那樣通過微生物培養(yǎng)而生成的5-氨基乙酰丙酸或其鹽，通常通過離子交 換色譜法、萃取法等常用方法，根據(jù)需要進行分離?精制，但作為實現(xiàn)高度精制的方法，有使 用陽離子交換樹脂從培養(yǎng)液中分離5-氨基乙酰丙酸的方法（專利文獻8)。在使用5-氨基 乙酰丙酸的陽離子交換樹脂的精制中，作為副產(chǎn)物的具有式（1)的結(jié)構(gòu)的5-氨基-4-羥基 戊酸會帶來影響。即，由于該5-氨基-4-羥基戊酸的pKa值和pi值與5-氨基乙酰丙酸的 值非常近，因此在基于離子交換色譜法的精制中，兩者競爭離子交換樹脂的交換基。因此， 為了實現(xiàn)5-氨基乙酰丙酸的高度精制，需要相對于通液的5-氨基乙酰丙酸量而使用大量 的離子交換樹脂。因此，抑制培養(yǎng)液中的5-氨基-4-羥基戊酸的積蓄量對基于離子交換色 譜法的5-氨基乙酰丙酸的高度精制處理的效率化有效。
[0006]
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本特開昭61-502814號公報
[0010] 專利文獻2:日本特開平2-138201號公報
[0011] 專利文獻3:日本特開平6-141875號公報
[0012] 專利文獻4:日本特開平6-153915號公報
[0013] 專利文獻5:日本特開平8-168391號公報
[0014] 專利文獻6:日本特開平11-42083號公報
[0015] 專利文獻7:日本特開2008-29272號公報
[0016] 專利文獻8:日本特開2007-84466號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 這樣，雖然對5-氨基乙酰丙酸或其鹽的各種制造方法進行研究，但更希望收率得 到進一步提尚。
[0018] 本發(fā)明的目的在于使用產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物以高收率制造5-氨基乙酰 丙酸或其鹽的方法。
[0019] 進一步提供在培養(yǎng)工序中抑制5-氨基-4-羥基戊酸的積蓄的方法。
[0020] 在這樣的情況下，對產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物的培養(yǎng)條件、特別是培養(yǎng)基 成分反復(fù)進行各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在酵母提取物等通常的營養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上還含有 L-精氨酸、一定量的谷氨酸或其鹽的培養(yǎng)基中培養(yǎng)產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，從而能 夠與目前的制造法相比以更高的收率制造5-氨基乙酰丙酸或其鹽。
[0021] 進而發(fā)現(xiàn)，通過在酵母提取物等通常的營養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上含有L-精氨酸、一定量 的谷氨酸或其鹽的培養(yǎng)基中培養(yǎng)產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，能夠抑制5-氨基-4-羥 基戊酸的積蓄，從而完成本發(fā)明。
[0022] SP，本發(fā)明提供如下〔1〕~〔6〕的技術(shù)方案。
[0023] 〔1〕一種5-氨基乙酰丙酸的制造方法，其特征在于，在含有選自L-精氨酸、谷氨酸 及它們的鹽中的1種或2種以上的培養(yǎng)基中培養(yǎng)產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，在5-氨基 乙酰丙酸的制造方法中，谷氨酸或其鹽的含量以培養(yǎng)基中谷氨酸換算計為42mM~lOOmM。
[0024] 〔2〕根據(jù)〔1〕記載的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，L-精氨酸或其鹽的含量 以培養(yǎng)基中L-精氨酸換算計為0. 5mM~15mM。
[0025] 〔3〕根據(jù)〔1〕或〔2〕記載的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，L-精氨酸或其鹽 的含量以培養(yǎng)基中L-精氨酸換算計為0.OlmM~30mM。
[0026] 〔4〕根據(jù)〔1〕~〔3〕中任一項記載的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，產(chǎn)生 5_氨基乙酰丙酸的微生物屬于紅細菌（Rhodobacter)屬。
[0027] 〔5〕根據(jù)〔1〕~〔4〕中任一項記載的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，產(chǎn)生 氨基乙酰丙酸的微生物為類球紅細菌（Rhodobactersphaeroides)或其突變株。
[0028] 〔6〕根據(jù)〔1〕~〔5〕中任一項記載的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，產(chǎn)生 5-氨基乙酰丙酸的微生物被命名為類球紅細菌（Rhodobactersphaeroides)CR-0072009， 被保藏號為FERMBP-6320。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的制造方法，通過在含有L-精氨酸、42mM~100mM的谷氨酸或者它們 的鹽的培養(yǎng)基中培養(yǎng)產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，從而能夠以高收率制造5-氨基乙酰 丙酸或其鹽。
[0030] 進而，通過在含有L-精氨酸、42mM~100mM的谷氨酸或者它們的鹽的培養(yǎng)基中培 養(yǎng)產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，從而能夠不對5-氨基乙酰丙酸或其鹽的精制帶來影響 而抑制作為副產(chǎn)物的5-氨基-4-羥基戊酸的積蓄量。
【具體實施方式】
[0031] 本發(fā)明的5-氨基乙酰丙酸或其鹽的制造方法，其特征在于，作為培養(yǎng)基，使用含 有選自L-精氨酸、谷氨酸以及它們的鹽中的1種或2種以上的培養(yǎng)基（使用谷氨酸或其鹽 時，以谷氨酸換算計為42mM~100mM)。
[0032] 從5-氨基乙酰丙酸的生產(chǎn)率方面和抑制5-氨基-4-羥基戊酸的積蓄的方面考 慮，培養(yǎng)基中的L-精氨酸或其鹽的含量以L-精氨酸換算計，優(yōu)選為0.OlmM~30mM，更優(yōu)選 為0.ImM~20mM，進一步優(yōu)選為0. 3mM~15mM，最優(yōu)選為0. 5mM~15mM。作為L-精氨酸的 鹽，可舉出鹽酸鹽等無機酸鹽。
[0033] 培養(yǎng)基中的谷氨酸或其鹽的含量具有高于以往的培養(yǎng)基中的濃度的特征，從 5-氨基乙酰丙酸的生產(chǎn)率方面考慮，以谷氨酸換算計優(yōu)選為42mM~100mM，更優(yōu)選為 47mM~90mM，進一步優(yōu)選為48mM~80mM。
[0034] 本發(fā)明中，谷氨酸換算和L-精氨酸換算是指，在使用這些化合物的鹽的情況下、 以及使用水合物的情況下，將它們的濃度換算為谷氨酸和L-精氨酸而算出。作為谷氨酸的 鹽，可舉出谷氨酸鈉等的谷氨酸堿金屬鹽等。另外，作為L-精氨酸的鹽，可舉出L-精氨酸 鹽酸鹽等的精氨酸無機酸鹽。
[0035] 本發(fā)明的方法中的L-精氨酸、谷氨酸或者它們的鹽向培養(yǎng)基中的添加可以在培 養(yǎng)基制備時添加，特別是可以與培養(yǎng)基分別進行滅菌處理，在微生物臨開始產(chǎn)生5-氨基乙 酰丙酸之前添加。這里，作為微生物臨開始產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸之前，優(yōu)選在培養(yǎng)開始后 10~45小時，更優(yōu)選在培養(yǎng)開始后15~40小時，進一步優(yōu)選在培養(yǎng)開始后20~35小時。
[0036] 本發(fā)明的方法中使用的產(chǎn)生5-氨基乙酰丙酸的微生物，為原核微生物的光合成 細菌，可舉出紅細菌屬（Rhodobacter屬）的微生物、紅假單胞菌屬（Rhodopseudomonas 屬）的微生物，優(yōu)選為紅細菌屬（Rhodobacter屬）的微生物，進一步優(yōu)選為類球紅細菌 (Rhodobactersphaeroides)或其突變株，特別優(yōu)選為被命名為類球紅細菌CR-0072009、被 保藏號為FERMBP-6320的微生物。
[0037] 本發(fā)明中使用的培養(yǎng)基優(yōu)選含有選自酵母提取物、干燥酵母、蛋白胨、多聚蛋白 胨、肉提取物、魚粉、酪蛋白氨基酸、CSL(玉米漿）以及H)B(馬鈴薯葡萄糖肉湯，Potato DextroseBroth)中的1種以上。這些成分中，優(yōu)選選自酵母提取物和干燥酵母中的1種以 上，特別優(yōu)選為酵母提取物。其含量合計為lg/L以上，更優(yōu)選的含量為lg/L~20g/L，特別 優(yōu)選為5g/L~10g/L。
[0038] 此外，優(yōu)選用本發(fā)明的方法進行培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有適量的能夠同化的碳源和氮 源。作為碳源，可使用葡萄糖等糖類、乙酸、蘋果酸、乳酸、琥珀酸等酸類等。另外，作為氮源， 可使用氨、硫酸銨、氯化銨、磷酸銨等氨態(tài)氮化合物，硝酸鈉、硝酸鉀等硝酸態(tài)氮化合物等無 機氮源、尿素、多聚蛋白胨、酵母提取物等有機態(tài)氮化合物等。
[0039]另外，可以在用本發(fā)明的方法進行培養(yǎng)的培養(yǎng)基中進一步適當添加丙氨酸、纈氨 酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨 酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸、天冬氨酸等氨基酸等。
[0040] 本發(fā)明中，在提高5-氨基乙酰丙酸的生產(chǎn)率的方面而優(yōu)選在培養(yǎng)基中進一步 添加無機鹽類等的微量成分，特別是將含有磷化合物、錳化合物以及鐵化合物的混合物 在100°C以上加熱或者在0.IMPa以上加壓而得的物質(zhì)。作為磷化合物，含有磷元素即可， 優(yōu)選舉出磷酸、磷酸鹽、焦磷酸等。更具體而言，可舉出磷酸