生产2-酮基-L-古洛糖酸的方法技术

一种生产２－酮基－Ｌ－古洛糖酸的改进方法，包括培养一种属于假葡糖杆菌属的微生物，该微生物能在有Ｌ－山梨糖存在下，并加有一种稀土元素的培养基中，将Ｌ－山梨糖氧化成２－酮基－Ｌ－古洛糖酸。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用于生产2-酮基-L-古洛糖酸的一种发酵方法，该酸可用作合成L-抗坏血酸的一种中间体。用作合成L-抗坏血酸中间体的2-酮基-L-古洛糖酸己用称为Reichstein方法的工业化方法生产出来(见HelveticaChimicaActa，17，311(1934))。然而，该方法包括许多步骤，需用大量溶剂，因此不能应用于现代工业技术。另一方面，代替Reichstein方法，已提出数种主要采用微生物的方法来生产该酸。例如有一种方法是，将D-葡萄糖进行微生物学的氧化产生5-酮基-D-葡糖酸，进行化学还原或微生物学还原，得到L-艾杜糖酸，然后用微生物学方法氧化产物得到2-酮基-L-古洛糖酸(见美国专利No.2，421，611);另一种方法包括，用微生物学方法氧化D-葡萄糖得到2，5-二酮基-D-葡糖酸，用微生物学或化学方法还原得到2-酮基-L-古洛糖酸(见日本专利公开No.39-14493，No.53-25033，No.56-15877，和No.59-35920)。然而，这些方法中采用的化学还原步骤，即将5-酮基-D-葡糖酸还原为艾杜糖酸(前一方法中)和将2，5-二酮基-D-葡糖酸还原为2-酮基-L-古洛糖酸(后一方法中)伴有立体专一性问题，并且所产生的D-葡糖酸和2-酮基-D-葡糖酸是副产物，从而造成产率低。此外，当上述还原反应用微生物学方法进行时，需要向微生物加过量糖及糖苷作为还原能量来源，其结果也降低了产率。因此，当用L-山梨糖作起始物时，只能通过一步氧化反应生产2-酮基-L-古洛糖酸。事实上，利用这一点已做了几种试验，所用细菌属于下列属葡糖杆菌属，假单胞菌属，沙雷氏菌属，醋杆菌属，和产碱菌属(见BiotechnologyandBioengineering(生物技术与生物工程)，14，799(1972);日本专利公开No.41-159和No.41-160;美国专利No.3，043，749;苏联专利No.526，660;日本专利公开No.49-39838;ActaMicrobiologicalSinica，20，246(1980)和21，185(1981);日本专利公开公告No.62-48389)。然而，所公布的菌种给出的产率低，无法应用于工业生产。最近，报导了一种从D-葡萄糖中生产2-酮基-L-古洛糖酸的方法，采用的菌种是这样得到的，采用DNA重组技术，将属于棒杆菌属的一种微生物的2，5-二酮基-D-葡糖酸还原酶基因引入属于欧文氏菌属的一种微生物内(见Science，230，144(1985))。然而，就2-酮基-L-古洛糖酸的产量来讲，这种方法也不能实现工业化生产。在这些情况下，本文专利技术人深入研究了具有工业生产优势的一种生产2-酮基-L-古洛糖酸的方法，结果我们发现，从土壤中分离得到并称之为酮基氧化假葡糖杆菌(即pseudogluconobactersaccharoketogenes)的细菌可从L-山梨糖生产大量的2-酮基-L-古洛糖酸(见欧洲专利申请公开No.221，707)。然而，在对该方法进行改进研究中，我们意外地发现，将该菌在加了某种稀土元素的培养基中培养时，发酵时间缩短，并且从L-山梨糖中生产2-酮基-L-古洛糖酸的产率有显著提高。还未发现一种稀土元素有如此促进发酵的效应。我们对此现象进行了大量研究，从而得到了本专利技术。本专利技术主要目的是提供从L-山梨糖中生产2-酮基-L-古洛糖酸的一种改进方法。对于本领域的普通技术人员来讲，本专利技术的此目的以及其它的目的和优势从下面的叙述中是很显然的。根据本专利技术，提供了一种生产2-酮基-L-古洛糖酸的改进方法，它包括，在一种含有L-山梨糖并加有某稀土元素的培养基中培养一种属于假葡糖杆菌的微生物，它能将L-山梨糖氧化为2-酮基-L-古洛糖酸。在有某种稀土元素存在下培养一种属于假葡糖杆菌属的、具有将L-山梨糖氧化为2-酮基-L-古洛糖酸能力的微生物，可有效地生产2-酮基-L-古洛糖酸，其为合成L-抗坏血酸的一种重要的起始物。用于本专利技术的假葡糖杆菌属的微生物包括，例如，在欧洲专利申请公开No.221，707中所述的下列菌株酮基氧化假葡糖杆菌K591sFERMBP-1130，IFO14464，CCTCC86-121;酮基氧化假葡糖杆菌12-5FERMBP-1129，IFO14465，CCTCC86-122;酮基氧化假葡糖杆菌TH14-86FERMBP-1128，IFO14466，CCTCC86-123;酮基氧化假葡糖杆菌12-15FERMBP-1132，IFO14482，CCTCC86-124;酮基氧化假葡糖杆菌12-4FERMBP-1131，IFO14483，CCTCC86-125;酮基氧化假葡糖杆菌22-3FERMBP-1133，IFO14484，CCTCC86-126此处及以后各处，这些酮基氧化假葡糖杆菌细菌被称为氧化细菌。用于本专利技术的稀土元素包括，例如钪(Sc)，钇(Y)，镧(La)，铈(Ce)，镨(Pr)，钕(Nd)，钐(Sm)，铕(Eu)，钆(Gd)，铽(Tb)，镝(Dy)，钬(Ho)，铒(Er)，铥(Tm)，镱(Yb)及镥(Lu)。这些稀土元素可以金属粉或片状形式加入。或可采用化合物形式使用，如它们的氯化物，碳酸盐，硫酸盐，硝酸盐，氧化物及草酸盐。它们可以单独使用，或两个或多个结合使用，例如碳酸铈和氯化镧可同时使用。此外，在各个稀土元素的分离和纯化步骤所得到的粗产物也可使用。加入培养基的稀土元素的量可在其不妨碍所用微生物的生长的范围内选择。通常，有效用量范围为0.000001至0.1%(W/V)，优选为0.0001至0.05%(W/V)。至于加入稀土元素至培养基的方法，可采用提前加入，间歇加入或连续加入。本专利技术的方法中，当起始物L-山梨糖加入培养基时，其总量可在开始培养时加入，或分成几个部分间歇加入，也可连续加入液体培养基。培养基中L-山梨糖的浓度可为2至40%(W/V)，优选为5至30%(W/V)，基于培养基而定。在用于培养上述氧化细菌的培养基中，可采用可被菌种利用的营养源即碳源，氮源，无机盐，有机盐和能被该菌种利用的痕量营养物。L-山梨糖可作为碳源，另外，作为附加碳源，例如，可采用葡萄糖，果糖，甘油，蔗糖，乳糖，麦芽糖，糖浆及类似物。氮源包括，例如，各种铵盐(如硫酸铵，硝酸铵，氯化铵，硫酸铵)，含氮的无机或有机化合物，如玉米浆(此处及以后各处称之为CSL)，胨，肉提取物，酵母提取物，干酵母，大豆粉，棉籽粉，尿素及其类似物。无机盐类，除了上述稀土元素外，还可使用钾盐，钠盐，钙盐，镁盐，铁盐，锰盐，钴盐，锌盐，铜盐和磷酸盐。作为痕量营养物，可加入CoA(辅酶A)，泛酸，生物素，硫胺素和核黄素，这些物质是上述细菌生长的基本物质。此外可适量加入对细菌的生长和2-酮基-L-古洛糖酸的生产有促进活性的黄素单核苷酸(此处及以后各处简称为FMN)，含有其它维生素，L-半胱氨酸，L-谷氨酸和硫代硫酸钠及其类似物的化合物或天然产物。培养基的这些成份可预先一次加入培养基中。或者，这些成份的一部分或全部可间歇地或连续地加入液体培养基中。培养方式可采用静态培养，摇荡培养，搅拌培养或其它方法。然而，对大量生产来说，优选为浸没培养。当然，培养条件随菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产２－酮基－Ｌ－古洛糖酸的方法，包括培养一种属于假葡糖杆菌属的微生物，其能在有Ｌ－山梨糖存在的加有某种稀土元素的培养基中将Ｌ－山梨糖氧化成２－酮基－Ｌ－古洛糖酸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野上昱雄，山口高正，冈正秀，白藤英夫，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]