[go: up one dir, main page]

HU220860B1 - Process for enzymatic hydrolysis of alpha-substituted 4-methyl-thiobutyronitriles - Google Patents

Process for enzymatic hydrolysis of alpha-substituted 4-methyl-thiobutyronitriles Download PDF

Info

Publication number
HU220860B1
HU220860B1 HU9702057A HU9702057A HU220860B1 HU 220860 B1 HU220860 B1 HU 220860B1 HU 9702057 A HU9702057 A HU 9702057A HU 9702057 A HU9702057 A HU 9702057A HU 220860 B1 HU220860 B1 HU 220860B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
methylthio
substituted
nitrilase
hydrolysis
ferm
Prior art date
Application number
HU9702057A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT77079A (hu
Inventor
Andre Ariagno
Marie-Claude Bontoux
Oliver Favre-Bulle
Denis Largeau
Original Assignee
Rhone Poulenc Nutrition Animal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9411301A external-priority patent/FR2724931B1/fr
Priority claimed from FR9502615A external-priority patent/FR2731438B1/fr
Application filed by Rhone Poulenc Nutrition Animal filed Critical Rhone Poulenc Nutrition Animal
Publication of HUT77079A publication Critical patent/HUT77079A/hu
Publication of HU220860B1 publication Critical patent/HU220860B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P11/00Preparation of sulfur-containing organic compounds

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

A találmány nitrilcsoport karboxicsoporttá való hidrolízisét katalizáló nitriláz felhasználására vonatkozik racém, α-szubsztituált 4-(metil-tio)-vajsavak előállításában. Pontosabban egy olyan nitriláz felhasználására, amelyet az Alcaligenes, Rhodococcus vagy Gordona nemzetségbeli mikroorganizmusok nitrilázai közül választottunk ki, még pontosabban, az Alcaligenes faecalis (letétbe helyezve 1994.09. 22-én ATCC 8750 letéti szám alatt), a Rhodococcus sp. HT 29-7 törzs (letétbe helyezve 1995. 03. 07-én FERM BP-3857 letéti szám alatt) vagy a Gordona terrae MA-1 törzs (letétbe helyezve 1995. 09. 19-én FERM BP-4535 letéti szám alatt) nitrilázai közül.
Az Alcaligenes faecalis eredetű nitrilázt például az EP 348 901 számon közzétett európai, illetve a JP 03 224 496 számon közzétett japán szabadalmi leírás - mindkettő az ASAHI cég tulajdona - írja le. Ezekben a szabadalmi leírásokban, és különösen az európai szabadalmi leírásban a nitrilázt arra használták, hogy racém nitrilekből kiindulva optikailag aktív savakat termeljenek. A leírások szerint előnyös kiindulási nitrilek aszubsztituáltak, és előnyösen 1-3 szénatomos alkilláncot vagy aromás gyököt tartalmaznak. A fent említett európai szabadalmi leírás 11. példájában leírják a racém mandulasavnitril Alcaligenes faecalis használatával végzett hidrolízisét, amikor is 91% túlsúlyban R-(—)enantiomer mandulasav képződik. A 486 289 számú európai szabadalmi leírás és a N1TTO CHEMICAL cég ennek megfelelő US 5 326 702 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírása az Alcaligenes BC35-2 törzs (FERM No. 11265 vagy FERM BP—3318) felhasználását írja le mandelonitril hidrolízisére szulfit jelenlétében, amikor is mandulasavat kapnak, ebben az esetben körülbelül 98% enantiomer feleslegben.
Az ASAHI cég JP 04 341 185 számú szabadalmi leírása ezen kívül az Alcaligenes faecalis ATCC 8750 törzs nitrilázának előállítását és felhasználását is tartalmazza, mégpedig, hogy hogyan oldották meg racém nitriljükből kiindulva az optikailag tiszta vegyületek előállításának problémáit. A fent idézett japán szabadalomban leírt enantioszelektív nitriláz legelsősorban (I) általános képletű R-hidroxi-nitrileket
OH
I
R-C-CN (I)
I
H (II) általános képletű 2-hidroxi-karbonsavakká OH
I
R-C-COOH (II)
I
H képes hidrolizálni. A képletekben R jelentése adott esetben szubsztituált arilcsoport vagy adott esetben szubsztituált heterociklusos csoport. Ez a szabadalmi leírás megállapítja, hogy a mandulasavnitril hidrolízise az említett nitrilázzal lehetővé teszi, hogy 100%-os túlsúllyal R-(-)- enantiomer mandulasav keletkezzék. Az 5. példában megállapítják, hogy az említett nitriláz alifás nitrilek - ilyenek a valeronitril, akrilnitril, a 2-halogénpropionitrilek, a klór-acetonitrilek - hidrolizálására használhatók. Nem határozzák meg azonban pontosan az aszimmetriacentrumnál rendelkező alifás nitrilek ilyen hidrolízisének enantioszelektivitását.
A fenti leírás pontosan meghatározza azt is, hogy az Alcaligenes faecalis eredetű nitriláz optimális aktivitását pH 6,5 és 8,0 között fejti ki, és az említett enzim használatakor - a leírás szerint a hőmérsékletnek mindig 45 °C alatt kell lennie.
Teljesen meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy az Alcaligenes faecalis ATCC 8750 eredetű enzim, amikor 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízisére használtuk, optikai tisztaság szempontjából szelektivitás nélkül végezte a hidrolízist. Ez az enzim úgy hidrolizálta az említett nitrilt, hogy a két sav racém keveréke képződött anélkül, hogy az egyik vagy a másik izomer túlsúlyba került volna.
A FERM BP-3857 számon letétbe helyezett Rhodococcus sp. HT 29-7 törzs nitrilázát például az EP 610 049 számon közzétett európai és az US 5 296 373 számon közzétett amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások - mindkettő a NITTO cég tulajdona - írja le.
Ezekben a szabadalmi leírásokban és főképpen az amerikai leírásban a nitrilázt arra használták, hogy fenilcsoportot tartalmazó racém nitrilekből kiindulva optikailag aktív savakat állítsanak elő. Mindegyik kiindulási nitril aromás gyököt tartalmazott, azaz lényegében a mandelonitril vagy az aromás gyűrűn szubsztituált származékainak hidrolíziséről van szó. A fent említett amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 1. példájában közlik, hogy a racém mandelonítrilt Rhodococcus sp. HT 29-7 törzzsel hidrolizálták, és 100% túlsúlyban R-(-)-enantiomer mandulasavterméket kaptak. A 2. példában leírják a gyűrűn szubsztituált származékok hidrolízisét, ami szintén 100%-ban enantiomer mandulasav-származékot eredményezett. Ugyanez volt az eredmény, amikor a hidrolízist a benzaldehid nihiléivel végezték.
A NITTO CHEMICAL cég 610 049 számú európai szabadalmi leírásában közlik, hogy a Rhodococcus sp. HT 29-7 törzset (FERM BP-3857), az Alcaligenes BC35-2 törzset (FERM BP—3318) vagy a Brevibacterium acetylicum IÁM 1790 törzset használták γhelyzetben aromás gyűrűvel szubsztituált a-hidroxinitrilek hidrolízisére, optikailag aktív, fenilcsoporttal szubsztituált α-hidroxi-karbonsavak előállítása céljából. A Rhodococcus HT 29-7 törzzsel kapott savakat mindig enantiomerfelesleggel kapták meg, ami a kiindulási nitril és a foszforsav jelenléte vagy hiánya (a pHt körülbelül 8,2-re állították be) szerint változott.
Meglepő módon az derült ki, hogy a Rhodococcus sp. HT 29-7 törzs (FERM BP-3857) eredetű említett enzim, amikor 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolíziséhez használtuk, enantiomerszelektivitás nélkül hidrolizált. Ez az enzim az említett nitrilt úgy hidrolizálta, hogy a két sav racém keveréke képződött anélkül, hogy az egyik vagy a másik izomer túlsúlyba került volna.
HU 220 860 Bl
1. példa
Az Alcaligenes faecalis ATCC 8750 mikroorganizmust a következő táptalajban tenyésztjük:
A FERM BP-4535 szám alatt letétbe helyezett Gordona terrae nitriláza a 0 610 048 számú európai szabadalmi leírás szerint olyan nitrileket hidrolizál, amelyek γ-helyzetben fenilcsoportot és α-helyzetben hidroxicsoportot tartalmaznak, és hidrolízisük a megfelelő, optikailag aktív savakat eredményezi. Az enantiomerfelesleg minden példában 92% és 100% között változott.
Egészen meglepő volt, hogy amikor a FERM BP-4535 szám alatt letétbe helyezett Gordona terrae MA-1 eredetű említett enzimet 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízisére használtuk, enantiomerszelektivitás nélkül hidrolizált. Ez az enzim úgy hidrolizálta az említett nitrilt, hogy a két sav racém keveréke képződött az egyik vagy másik izomer túlsúlya nélkül.
A találmány tehát racém, α-szubsztituált 4-(metiltio)-vajsavak előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik, racém, α-szubsztituált 4-(metil-tio)-butironitrileknek a következő mikroorganizmusok közül kiválasztott törzs által termelt nitriláz segítségével végzett hidrolízisével: Alcaligenes faecalis (letéti száma: ATCC 8750), Rhodococcus sp. HT 29-7 törzs (letéti száma: FERM BP-3857) vagy Gordona terrae MA-1 törzs (letéti száma: FERM BP-4535).
A találmány szerinti eljárásban a mikroorganizmus eredeti állapotában vagy a szakemberek által jól ismert hordozókon immobilizálva használható.
Másfelől, az enzimet kódoló genetikai információt az eredeti mikroorganizmusból (ilyen az A. faecalis ATCC 8750) átvihetjük olyan mikroorganizmusba, mint a Bacillus subtilis.
A találmány szerinti eljárás egyik változata abból áll, hogy a mikroorganizmus helyett a szabad vagy immobilizált, teljes mértékben vagy részlegesen tisztított enzimet a megfelelő mennyiségben használjuk.
Az α-szubsztituált 4-(metil-tio)-butironitrilek közül előnyben részesítjük a 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitrilt, amely lehetővé teszi a racém metionin hidroxianalógjának az előállítását. A metioninszármazékok előállításának ez a technológiája lehetővé teszi, hogy elkerüljük olyan ásványi melléktermékek nagy mennyiségben való képződését, amelyeknek az elhelyezése egyre nagyobb problémát jelent a környezetvédelmi korlátozások miatt.
A találmány szerint ezek az enzimek 4-11 pH-tartományban fejtenek ki nitrilázaktivitást, optimális aktivitásukat pedig 5-9 pH között érik el. Felhasználásuk hőmérsékleti optimuma 30-60 °C között van, felhasználásukat azonban 30-50 °C között tartjuk előnyösnek.
Előnyösen olyan kiindulási oldattal dolgozunk, amelyben a nitril koncentrációja 10 és 400 mM között van, és előnyösek az 50 és 200 mM közötti koncentrációk. A kapott sav ammóniumsó-koncentrációja amennyiben ez 2 M alatt van, illetve előnyösen 0,1 és
1,5 M közötti - kevéssé befolyásolja az enzim aktivitását.
A találmányt a következő példák segítségével részletesebben ismertetjük anélkül, hogy ezekre korlátoznánk a találmány oltalmi körét.
Ammónium-acetát 10 g/1
Élesztőkivonat 5 g/1
Pepton 5 g/1
Dikálium-hidrogén-foszfát 5 g/1
Magnézium-szulfát χ 7H2O 0,2 g/1
Vas(II)-szulfát χ 7H2O 30 mg/1
Nátrium-klorid lg/1
Benzonitril 0,5 g/1
pH 7,2.
A tenyésztést 30 °C-on végezzük 600 ml táptalajt
tartalmazó 2 literes Erlenmeyer-lombikokban. Rázatott tenyésztést végzünk 30 órán át, 150 fordulat/perc mellett. A sejtüledéket learatjuk, 9 g/1 nátrium-klorid tartalmú oldattal mossuk, majd lefagyasztjuk.
Műveleti körülmények a butironitril hidrolíziséhez:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 50 mM Sejtek 5 mg/ml
Foszfátpuffer 200 mM
Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 4 óra.
A 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízisének kinetikai vizsgálata óránként és száraz sejt mg-onként
2,8 μΜ metionin-hidroxi-analóg elsőrendű reakció szerinti képződését mutatta. A képződött sav enantiomer feleslegét folyadékkromatográfiával mértük, ami 80%os savkitermelés mellett 0%-ot tett ki.
2. példa
Az enzim stabilitását úgy vizsgáltuk, hogy szabad sejtekkel 180 órán keresztül követtük a metionin-hidroxi-analóg képződésének a kinetikáját.
A műveleti körülmények a következők:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 100 mM
Sejtek 10 mg/ml
Foszfátpuffer 300 mM 5 ml
Hőmérséklet 25 °C.
A nitrilt egymást követően adagoltuk - miután elfogyott - 100 mM-nyi nitril adagolásával. A megfelelő sav képződését az alábbi táblázat mutatja be.
Idő (óra) Képződött sav (mmol/liter) Aktivitás (pmol/óra/mg száraz sejt)
0 0 0
2h 39 1,7
17 h 230 1,3
24 h 312 1,7
47 h 466 1,2
70 h 556 0,4
172 h 860 0,6
180 h 940 0,6
A kezdeti aktivitás 2 pmol/óra/mg száraz sejt. Ez a példa bizonyítja, hogy az enzim a sav magas koncentrá3
HU 220 860 Bl dóinak (0,9 M metionin-hidroxi-analóg) a jelenléte ellenére is stabil.
3. példa:
Az enzim stabilitását a szubsztrátum mennyiségének és a képződött sav mennyiségének a függvényében is mértük a következő feltételek mellett.
Az enzim stabilitása a szubsztrátum mennyiségétől függően:
Műveleti körülmények:
Nitril lásd a lenti táblázat adatait
Sejtek 10 mg/ml
Foszfátpuffer 300 mM; pH 7,0 5 ml
Hőmérséklet 25 °C
Időtartam 1 óra.
Nitril koncentrációja (mM) Aktivitás (pmol/óra/mg száraz sejt)
50 2
100 2
150 2
200 2
500 0
Az enzim stabilitása a képződött sav mennyiségétől függően:
Műveleti feltételek:
Nitril 50 mM
Sejtek 2,5 mg/ml
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 2 óra.
Sav koncentrációja (mM) Aktivitás (pmol/óra/mg száraz sejt)
0 3,2
100 4,5
200 3,8
300 4,1
400 4
500 4
600 3,4
700 2,8
4. példa
A nitriláz tisztítása
Az Alcaligenes faecalis sejteket az 1. példában leírt táptalajban 24 órán át 30 °C-on tenyésztettük.
A tenyészet centrifugálása után az üledéket pufferben [25 mM trisz.HCl; 10% (tömeg/térfogat) glicerin; pH 7,5] vettük fel. A sejtszuszpenziót ultrahanggal kezeltük, majd centrifugáltuk, és így egy nyers kivonatot kaptunk. A nyers kivonatot ezután 30% telítésnél ammónium-szulfáttal csaptuk ki. A kapott csapadékot a pH 7,5 -ős pufferben reszuszpendáltuk, majd egy éjszakán át ugyanezen pufferrel szemben dializáltuk.
A kapott oldatot ezután Q Sepharose Fást Flow HR 26/10 anioncserélő oszlopra - amelyet előzőleg a pH
7,5-ös pufferrel hoztunk egyensúlyba - vittük fel. A nitrilázt 0-1 M nátrium-klorid-gradienssel eluáltuk.
Végül az aktivitást tartalmazó frakciókat egyesítettük, majd hozzáadtunk 1 M ammónium-szulfátot. Ezt az oldatot egy hidrofób kölcsönhatás alapján működő Phenyl Sepharose HR 5/5 oszlopra vittük fel, amelyet előzőleg a pH 7,5-ős pufferrel - amelyhez 1 M ammónium-szulfátot adtunk - hoztunk egyensúlyba. Az aktivitást ezután 1-0 M ammónium-szulfát gradienssel eluáltuk.
A protein molekulatömegét gélszűréssel határoztuk meg; ez körülbelül 260 kD-nak felelt meg. SDS-PAGE gélben egyetlen 43 kD-nak megfelelő sávot figyeltünk meg (95%-os tisztaság).
A 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril A. faecalis eredetű nitrilázzal katalizált hidrolízisének kinetikája, amikor is metionin-hidroxi-analóg képződik, elsőrendű.
Idő (óra) Aktivitás (pmol/óra/mg protein) RR (%)
0 0 1
0,5 150 3
1 171 5
21,5 150 68
24,8 150 77
29 150 87
5. példa
A pH befolyása:
Műveleti körülmények:
Nitril 50 mM
Protein 50 pg/ml
Acetátpuffer 100 mM; pH 4-5 \
Foszfátpuffer 100 mM; pH 6-7 I . ,
Trisz.HCl puffer 100 mM; pH 8-9 í Borátpuffer 100 mM; pH 10-11 J Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 1-2 óra.
PH Aktivitás (pmol/óra/mg protein)
4 0
5 42
6 232
7 272
8 405
9 412
10 158
11 0
HU 220 860 Bl
6. példa
A hőmérséklet befolyása:
Műveleti körülmények:
Nitril 50 mM
Protein 50 pg/ml
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 4 °C-tól 60 °C-ig változtatva
Időtartam 1 óra.
Hőmérséklet (°C) Aktivitás (μπιοΐ/óra/mg protein)
4 45
10 67
20 140
30 272
40 419
50 570
60 333
Az enzimműködés optimális hőmérséklete 50 °C. Összehasonlító példa mandelonitrillel:
Műveleti körülmények:
Mandelonitril 7 mM
Protein 5 pg/ml
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 30 °C.
Idő Aktivitás (pmol/óra/mg protein) CC
15 1000 1
60 1030 1
A tisztított nitriláz csak mandelonitrilre enantioszelektív, 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitrilre nem.
7. példa
4-(Metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízise Rhodococcus HT 29 7 FERM BP-3857 törzzsel.
A Rhodococcus HT 29 -7 FERM BP-3857 mikroorganizmust az alábbi táptalajban tenyésztjük.
Glicerin 20 g/1
Élesztőkivonat (DIFCO) 3 g/1
Kálium-dihidrogén-foszfát 1 g/1
Dinátrium-hidrogén-foszfát χ 12H2O 4,4 g/1 Nátrium-szulfát 2,8 g/1
Magnézium-klorid χ 6H2O 0,85 g/1
Kalcium-klorid χ 2H2O 0,05 g/1
Mangán-szulfát χ H2O 0,033 g/1
Vas(II)-szulfátx7H2O 0,013 g/1
Cink-szulfát x7H2O 0,005 g/1
Benzonitril 0,5 g/1.
pH 7,5
A tenyésztést 30 °C-on, 600 ml táptalajt tartalmazó 2 literes Erlenmeyer-lombikokban végezzük. A lombikokat 140 órán át 150 fordulat/perc mellett rázatjuk. A sejtüledéket learatjuk, 9 g/1 nátrium-klorid tartalmú oldattal mossuk, majd lefagyasztjuk.
A pH hatása a hidrolízisre:
Műveleti körülmények: 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 100 mM Optikai sűrűség 660 nm-nél (OD) 15 Acetátpuffer 100 mM; pH 4-5 Foszfátpuffer 100 mM; pH 6,0-7,0 1 ml
Trisz.HCl puffer 100 mM; pH 8,0-9,0 Borátpuffer 100 mM; pH 10,0-11,0 Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 10 óra.
pH Savkihozatal (%)
4 0%
5 100%
6 100%
7 100%
8 100%
9 100%
10 20%
11 0%
8. példa
A szubsztrátumkoncentráció befolyása Az enzimnek a szubsztrátum mennyiségétől függő stabilitását a következő körülmények között mértük: 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril (lásd a táblázat adatait)
Optikai sűrűség 660 nm-nél (OD) 20 Foszfátpuffer 300 mM; pH 7,0 5 ml
Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 2 óra.
Nitrilkoncentráció (mM) Savkihozatal (%)
50 90%
100 44%
200 22%
300 10%
400 0%
500 0%
9. példa
Az enzim stabilitása a képződött sav mennyiségének függvényében
Műveleti körülmények:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 100 mM
Optikai sűrűség 660 nm-nél 15
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 30 °C
Időtartam 6 óra
HU 220 860 BI
Savkonccntráció (mM) Savkihozatal (%)
0 100%
200 100%
400 100%
600 100%
800 100%
1000 100%
10. példa
Enantiomer felesleg
Műveleti körülmények:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 140 mM
Optikai sűrűség 660 nm-nél (OD) 14
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 20 °C.
Inkubációs idő (óra) Savkihozatal (%) Optikai tisztaság
2h 15% 0
6h 50% 0
24 h 100% 0
A 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízisének kinetikai vizsgálata azt mutatta, hogy száraz sejt ingónként a metionin-hidroxi-analóg óránkénti képződése elsőrendű reakció szerint megy végbe. A képződött sav enantiomer feleslegét folyadékkromatográfiával mértük, ami 15-100% közötti savkihozatalnál 0%-kal volt egyenlő.
11. példa
A hőmérséklet befolyása
Műveleti körülmények:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 100 mM
Optikai sűrűség 660 nm-nél (OD) 15
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet lásd a táblázatot
Időtartam 6 óra.
T(°C) Savkihozatal (%)
10 70%
20 100%
30 100%
40 100%
50 31%
60 15%
12. példa
4-(Metil-tio)-2-hidroxi-butironitril hidrolízise
Műveleti körülmények:
4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitril 23 mM
Optikai sűrűség 660 nm-en (OD) 15
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 1 ml
Hőmérséklet 30 °C.
Idő (óra) Savkihozatal (%) Enantiomer savfeleslcg
0,5 40% n.d.
1 51% 0,12
2 62% n.d.
5 78% 0,15
13. példa
A Gordona terrae MA-1 (FERM BP-4535) tenyésztését a következő körülmények között végeztük:
Glicerin 10 g/1
Elesztőkivonat 0,4 g/1
Dikálium-dihidrogén-foszfát 6,8 g/1
Dinátrium-hidrogén-foszfát χ 12H2O 7,1 g/1
Nátrium-szulfát 2,8 g/1
Magnézium-klorid χ 6H2O 0,4 g/1
Kalcium-klorid χ 2H2O 40 mg/1
Mangán-szulfát χ H2O 4 mg/1
Vas(III)-klorid 0,6 mg/1
Cink-szulfát 0,3 mg/1
Benzonitril 0,5 g/1
pH 7,2.
Az enzim aktivitása:
Tenyésztés után a sejteket mostuk, majd hidroxi-
(metil-tio)-butironitril jelenlétében mértük az aktivitást.
Műveleti körülmények:
[nitril]=23 mM [sejtek]=6,8 g/1
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0
Hőmérséklet 35 °C.
A hidroxi-(metil-tio)-butironitril hidrolízisének kinetikája elsőrendű. A kezdeti sebesség becsült értéke 13 mM/óra.g száraz sejt.
(Lásd az 1. ábrát: Az AMTP-ciánhidrid hidrolízise Gordona terrae MA-1 segítségével.)
14. példa
Az AMTP-ciánhidrid koncentrációjának hatása a nitriláz aktivitására.
Meghatároztuk a hidroxi-(metil-tio)-butironitril kezdeti koncentrációjának a hatását a nitriláz aktivitására. Az eredményeket a következő táblázat tartalmazza.
Műveleti körülmények:
[sejtek]=5,l g/1
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0
Hőmérséklet 35 °C.
A kinetikai vizsgálatot a 0,5., 1., 2. és 3. órában végeztük.
Nitrilkonccntráció (mM) Aktivitás (mmol/óra/g száraz sejt)
50 14
100 13
200 15
300 0
400 0
HU 220 860 Β1
200 mM nitrilkoncentrációig az enzim aktivitása a szubsztrátkoncentrációval kevéssé változott.
15. példa
A metionin-hidroxi-analóg koncentrációjának a hatása a nitriláz aktivitására.
Ebben a vizsgálatban az ammónium-[4-(metil-tio)2-hidroxi-butirát] nitrilázra kifejtett hatását tanulmányoztuk.
Műveleti körülmények:
[sejtek]=5 g/1 [nitril] = 100 mM
Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0
Hőmérséklet 35 °C.
A karbonsav ammóniumsójának a koncentrációját O-tól 1,5 M-ig változtattuk.
Savkoncentráció (mol/1) Aktivitás (μηιοΐ/óra/mg száraz sejt)
0 9,4
0,5 14
1 19
1,5 15
Az ammónium-[4-(metil-tio)-2-hidroxi-butirát] koncentrációja egyáltalán nem módosította a Gordona terrae MA-1 törzs kezdeti nitrilázaktivitását.
16. példa
A pH és a hőmérséklet befolyása A pH befolyása a Gordona terrae MA -1 nitriláz aktivitására :
Műveleti körülmények:
[nitril] = 100 mM [sejtek]=7,5 g/1 Acetátpuffer 100 mM; pH 4-5 Foszfátpuffer 100 mM; pH 6-7 Trisz.HCl puffer 100 mM; pH 8-9 Borátpuffer 100 mM; pH 10-11 Hőmérséklet 30° C.
A kinetikai vizsgálatot az 1., 2., 4. és 6. órában végeztük.
PH Aktivitás (mmol/óra/g száraz sejt)
4 0,6
5 2,5
6 7,8
7 9,6
8 15,3
9 18
10 5,7
11 11
Műveleti körülményeink között a pH-optimum
8-9 körül van.
A hőmérséklet befolyása a Gordona terrae MA-1 nitriláz aktivitására:
Műveleti körülmények:
[nitril] = 100 mM [sejtek] =7,5 g/1 Foszfátpuffer 100 mM; pH 7,0 Kinetikai vizsgálat az 1. órában.
T(°C) Aktivitás (mmol/óra/g száraz sejt)
10 0,6
20 2,3
30 3,2
40 3,4
50 3,5
60 1,9
Az optimális hőmérséklet 40-50 °C körül van.

Claims (9)

1. Eljárás racém, α-szubsztituált 4-(metil-tio)vajsavak előállítására, azzal jellemezve, hogy racém, aszubsztituált 4-(metil-tio)-butironitrileket Alcaligenes faecalis ATCC 8750, Rhodococcus sp. HT 29-7 FERM BP-3857 vagy Gordona terrae FERM BP-4535 eredetű nitrilázzal hidrolizálunk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy racém, α-szubsztituált 4-(metil-tio)-butironitrilként 4-(metil-tio)-2-hidroxi-butironitrilt hidrolizálunk.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a közeg pH-ját 4-11, előnyösen 5-9 közé állítjuk be.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hidrolízist 30-60 °C között, előnyösen 30-50 °C között végezzük.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kiindulási oldatban az α-szubsztituált 4-(metiltio)-butironitril koncentrációját 10 és 400 mmol/1, előnyösen 50 és 200 mmol/1 közé állítjuk be.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldatban a keletkezett α-szubsztituált 4-(metiltio)-vajsav koncentrációja 10-2000 mmol/1, előnyösen 100-1500 mmol/1.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy Alcaligenes faecalis ATCC 8750 eredetű nitrilázzal hidrolizálunk.
8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy Rhodococcus sp. HT 29-7 FERM BP-3857 eredetű nitrilázzal hidrolizálunk.
9. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy Gordona terrae FERM BP-4535 eredetű nitrilázzal hidrolizálunk.
HU9702057A 1994-09-22 1995-09-19 Process for enzymatic hydrolysis of alpha-substituted 4-methyl-thiobutyronitriles HU220860B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9411301A FR2724931B1 (fr) 1994-09-22 1994-09-22 Hydrolyse enzymatique des 4-methylthiobutyronitrile
FR9502615A FR2731438B1 (fr) 1995-03-07 1995-03-07 Hydrolise enzymatique des 4-methylthiobutyronitriles
PCT/FR1995/001196 WO1996009403A1 (fr) 1994-09-22 1995-09-19 Hydrolyse enzymatique des 4-methylthiobutyronitrile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT77079A HUT77079A (hu) 1998-03-02
HU220860B1 true HU220860B1 (en) 2002-06-29

Family

ID=26231416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9702057A HU220860B1 (en) 1994-09-22 1995-09-19 Process for enzymatic hydrolysis of alpha-substituted 4-methyl-thiobutyronitriles

Country Status (21)

Country Link
US (1) US5814497A (hu)
EP (1) EP0782629B1 (hu)
JP (1) JPH10507631A (hu)
KR (1) KR100398595B1 (hu)
CN (1) CN1077599C (hu)
AT (1) ATE174059T1 (hu)
AU (1) AU699625B2 (hu)
BR (1) BR9509176A (hu)
CA (1) CA2200100A1 (hu)
CZ (1) CZ84497A3 (hu)
DE (1) DE69506430T2 (hu)
DK (1) DK0782629T3 (hu)
ES (1) ES2126313T3 (hu)
FI (1) FI971198A0 (hu)
HU (1) HU220860B1 (hu)
NZ (1) NZ292559A (hu)
PL (1) PL180871B1 (hu)
RU (1) RU2144959C1 (hu)
SK (1) SK281956B6 (hu)
UA (1) UA48953C2 (hu)
WO (1) WO1996009403A1 (hu)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
FR2755143B1 (fr) * 1996-10-25 1998-11-27 Rhone Poulenc Nutrition Animal Procede de preparation de l'acide 2-hydroxy-4-methylthio-butyrique par utilisation d'une nitrilase
JPH10179183A (ja) * 1996-12-20 1998-07-07 Daicel Chem Ind Ltd カルボン酸の製造方法
US5866379A (en) * 1997-01-28 1999-02-02 Novus International Enzymatic conversion of α-hydroxynitriles to the corresponding .alpha.
US6037155A (en) * 1997-02-27 2000-03-14 Nippon Soda Co., Ltd. Process for preparing α-hydroxy acids using microorganism and novel microorganism
FR2787121B1 (fr) * 1998-12-11 2003-09-12 Aventis Cropscience Sa Nouvelle methode d'isolement et de selection de genes codant pour des enzymes, et milieu de culture approprie
JPWO2002052027A1 (ja) * 2000-12-22 2004-04-30 日本曹達株式会社 微生物触媒を用いた物質生産方法
RU2177034C1 (ru) * 2001-04-03 2001-12-20 Закрытое акционерное общество "Биоамид" Штамм бактерий alcaligenes denitrificans-продуцент нитрилазы
DE602004021778D1 (de) * 2003-02-27 2009-08-13 Basf Se Modifizierte nitrilasen und deren verwendung in verfahren zur herstellung von carbonsäuren
DE10316110A1 (de) 2003-04-09 2004-10-28 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxy-4-methylthio-buttersäure Ammoniumsalz
CN102911975A (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 浙江工业大学 重组腈水解酶制备2-氨基-4-甲硫基丁酸的方法
CN115806902B (zh) * 2022-09-01 2025-06-27 中国医学科学院医药生物技术研究所 解纤维戈登氏菌及其应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK314989A (da) * 1988-06-27 1989-12-28 Asahi Chemical Ind Fremgangsmaade til fremstilling af optisk aktive alfa-substituerede organiske syrer, samt mikroorganismer og enzymer anvendelige ved fremgangsmaaden
JP3009421B2 (ja) * 1990-02-28 2000-02-14 秀明 山田 有機酸の生物学的製造法
JPH0440899A (ja) * 1990-06-08 1992-02-12 Nitto Chem Ind Co Ltd α―ヒドロキシ―4―メチルチオブチルアミドの生物学的製造法
JPH0440898A (ja) * 1990-06-08 1992-02-12 Nitto Chem Ind Co Ltd α―ヒドロキシ―4―メチルチオ酪酸の生物学的製造法
CA2103932A1 (en) * 1992-11-05 1994-05-06 Ramesh N. Patel Stereoselective reduction of ketones
JP3218133B2 (ja) * 1993-02-03 2001-10-15 三菱レイヨン株式会社 フェニル基を有する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法
JP2720140B2 (ja) * 1993-02-03 1998-02-25 日東化学工業株式会社 フェニル基を有する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
SK37697A3 (en) 1997-10-08
CN1158640A (zh) 1997-09-03
SK281956B6 (sk) 2001-09-11
CZ84497A3 (en) 1997-06-11
KR970706401A (ko) 1997-11-03
RU2144959C1 (ru) 2000-01-27
US5814497A (en) 1998-09-29
BR9509176A (pt) 1997-12-23
EP0782629A1 (fr) 1997-07-09
WO1996009403A1 (fr) 1996-03-28
AU699625B2 (en) 1998-12-10
DK0782629T3 (da) 1999-08-16
CA2200100A1 (fr) 1996-03-28
KR100398595B1 (ko) 2004-03-20
NZ292559A (en) 1998-03-25
UA48953C2 (uk) 2002-09-16
PL180871B1 (pl) 2001-04-30
AU3476495A (en) 1996-04-09
FI971198A7 (fi) 1997-03-21
JPH10507631A (ja) 1998-07-28
DE69506430D1 (de) 1999-01-14
CN1077599C (zh) 2002-01-09
EP0782629B1 (fr) 1998-12-02
ES2126313T3 (es) 1999-03-16
HUT77079A (hu) 1998-03-02
PL319298A1 (en) 1997-08-04
FI971198L (fi) 1997-03-21
FI971198A0 (fi) 1997-03-21
ATE174059T1 (de) 1998-12-15
DE69506430T2 (de) 1999-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5283182A (en) Preparation of immobilized hydantoinase stabilized with divalent metal ions
HU220860B1 (en) Process for enzymatic hydrolysis of alpha-substituted 4-methyl-thiobutyronitriles
Matsumoto Production of 6-APA, 7-ACA and 7-ADCA by immobilized penicillin and cephalosporin amidases
EP0839192A1 (en) An improved immobilized penicillin g acylase
JPH06343462A (ja) 新規微生物、L−α−アミノ酸の製法、新規微生物の突然変異種及び変体の培養法、カルバモイラーゼ及び/又はヒダントイナーゼ及び/又はヒダントインラセマーゼをコードする遺伝子の獲得法、及びカルバモイラーゼ及び/又はヒダントイナーゼ及び/又はヒダントインラセマーゼをコードする遺伝子の微生物又は細胞中への挿入法
EP0610049A2 (en) Process for producing optically active alpha-hydroxycarboxylic acid having phenyl group
Tsugawa et al. Production of l-Glutamic Acid from dl-Hydantoin-5-propionic Acid by Microoganisms: Part I. Screening of l-Glutamic Acid-Producing Microorganisms and Some Optimal Conditions for Production of l-Glutamic Acid
HK36997A (en) Enzymatic production of 7-amino cephalosporanic acid
US5098841A (en) Process for the preparation of hydroxy acids
Soda et al. One-pot chemo-enzymatic enantiomerization of racemates
Okachi et al. Selection of Pseudomonas melanvgenum KY 3987 as a New Ampicillin-producing Bacteria
JPH0785718B2 (ja) D−アミノ酸の製造方法
Nakamura et al. Production of (R)-3-chloro-1, 2-propanediol from prochiral 1, 3-dichloro-2-propanol by Corynebacterium sp. strain N-1074
HU214125B (en) Biotechnological process for preparing s-(+)-2,2-dimethyl cyclopropane-carboxamide
EP0332379A2 (en) Production process of L-alpha-amino acids
US5316944A (en) Enzymatic resolution of a racemic mixture of gamma-amino acids using penicillin acylase
US6268185B1 (en) Production of amino acids and enzymes used therefor
US4906572A (en) Method of culturing amino acid racemase-producing microorganism of genus pseudomonas
Yamada Microbial reactions for the production of useful organic compounds
EP0295622B1 (en) Process for producing l-tryptophan
EP1043401B1 (en) Methods for producing optically active amino acids
IE891773L (en) Process for preparing optically active 2-(aryloxy)- or¹2-(arylthio)alkanoic acids
JP2674078B2 (ja) D−α−アミノ酸の製造法
US20100105111A1 (en) Method for production of optically active amino acid
JP4565672B2 (ja) 光学活性β−シアノイソ酪酸類及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee