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DE2002200A1 - Method for breeding a L-asparaginase-rich bacterial cell mass - Google Patents

Method for breeding a L-asparaginase-rich bacterial cell mass

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Publication number
DE2002200A1
DE2002200A1 DE19702002200 DE2002200A DE2002200A1 DE 2002200 A1 DE2002200 A1 DE 2002200A1 DE 19702002200 DE19702002200 DE 19702002200 DE 2002200 A DE2002200 A DE 2002200A DE 2002200 A1 DE2002200 A1 DE 2002200A1
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DE
Germany
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fermenter
value
asparaginase
kept constant
growth curve
Prior art date
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DE19702002200
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German (de)
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DE2002200B2 (en
DE2002200C3 (en
Inventor
Johanna Gramsall
Guenter Dr Rer Nat Holz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roche Diagnostics GmbH
Original Assignee
Boehringer Mannheim GmbH
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Publication date
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Priority to GB2090/71A priority patent/GB1299301A/en
Publication of DE2002200A1 publication Critical patent/DE2002200A1/en
Publication of DE2002200B2 publication Critical patent/DE2002200B2/en
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Publication of DE2002200C3 publication Critical patent/DE2002200C3/en
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
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    • C12N9/80Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5) acting on amide bonds in linear amides (3.5.1)
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Description

Patentanwalts Dipl. -Ing. F.We te km an ν, ZüU Z 2 UUPatent attorney Dipl. -Ing. F.We te km at ν, ZüU Z 2 UU

H-WEiCKMANN, Diplv-Phys. Dr. K. Fincke . F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberH-WEiCKMANN, graduate phys. Dr. K. Fincke . F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

HZW 8 MÜNCHEN 86, DENHZW 8 MUNICH 86, DEN

. ; POSTFACH 860 820. ; PO Box 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4S 3921/22MÖHLSTRASSE 22, NUMBER 4S 3921/22

BOEHEIIiGER IiAMHEIM GMBH *, MannheimBOEHEIIiGER IiAMHEIM GMBH *, Mannheim

Verfahren zur Züchtung einer; L-Asparaginase-reichen Bakterien-Method of growing a; L-asparaginase-rich bacteria

zellraasse ■ .cell race ■.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Züchtung einer an !-Asparaginase reichen Bakterienssllmasse, 'insbesondere ein kontinuierliches Züchtungsverfahren.The invention relates to a method for growing a ! -Asparaginase submit bacterial seed mass, in particular continuous breeding process.

Die !-Asparaginase, ein hydrolytisch wirksames Enzym, das L-Asparagin in Asparaginsäure und Ammoniak spaltet, findet sich in tierischen und pflanzlichen Geweben und Körperflüssig- -keiten ao.wie in yerschisdenen Mikroorganismen. Besonders bemerkenswert ist das Vorkoimnen einer !-Asparaginase im Meerschweinchenserum, die einen inhibierenden Effekt auf verschiedene transplantatierbare Mäuse- und Ratten-Lymphomas aufweist. Sie zeigt auch-eine hohe Aktivität gegenüber gewissen leukämischen Zellen beim Menschen. Gleiches ist bekannt bei L-Asparaginasen aus E. coil und einigen anderen Mikroorganismen, wie Serratia marcescens und Erwinia carotovora. Demzufolgewerden allenthalben Bemühungen zur Entwicklung optimaler Verfahren zur Deckung des entsprechenden Bedarfs an ti-Äsparaginase-Präparate mit antileukämischer Wirksamkeit berichtet.! -Asparaginase, a hydrolytically active enzyme that L-asparagine splits into aspartic acid and ammonia in animal and plant tissues and body fluids ao. as in yerschisdenen microorganisms. Particularly noteworthy is the occurrence of an! -asparaginase in guinea pig serum, which have an inhibiting effect on various has transplantable mouse and rat lymphomas. It also shows a high level of activity against certain leukemic Cells in humans. The same is known for L-asparaginases from E. coil and some other microorganisms such as Serratia marcescens and Erwinia carotovora. Be followed everywhere efforts to develop best practices to meet the corresponding need for ti-asparaginase preparations reported with antileukemic efficacy.

So ist aus der OS 19 04 330 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Mikroorganismus der Genus Serratia bei einer auf einen zum Wachstum des Mikroorganismus ausreichenden Wert begrenzten Be-A method is known from OS 19 04 330 in which a Microorganism of the genus Serratia in one to one for Growth of the microorganism sufficient value limited

lüftung in einem wässrigen Nährmedium kultiviert wird, welches höchstens 1 Gew.-# einer Kohlenstoffquelle enthält. Aus der OS 19 04 850 ist ein Verfahren zur Züchtung von L-Asparaginasereichem E. coli bekannt, bei dem die Züchtung in einem glycerinhaltigen Nährmedium durchgeführt wird, welches gegebenenfalls noch.mit Pankreasferment abgebautes Casein oder Sojabohnenmehl, natriumchlorid und Dikaliumphosphat enthält. Au3 der USA-Patentschrift 3 440 142 i3t ein Verfahren bekannt, bei dem E. coli unter heftiger Belüftung 18 Stunden bei 370C auf einem Medium gezüchtet wird, welches Dextrose, Pepton, Hefeextrakt sowie Kaliumphosphate enthält.ventilation is cultivated in an aqueous nutrient medium which contains at most 1 wt .- # of a carbon source. From OS 19 04 850 a method for cultivating L-asparaginase-rich E. coli is known, in which cultivation is carried out in a glycerol-containing nutrient medium which optionally contains casein or soybean meal degraded with pancreatic ferment, sodium chloride and dipotassium phosphate. Au3 US Patent 3,440,142 I3T a method is known, in which E. coli grown with vigorous aeration for 18 hours at 37 0 C on a medium containing dextrose, yeast extract, peptone and potassium phosphates.

Allen bekannten Verfahren gemeinsam ist der Nachteil, daß die Züchtung zu relativ niedrigen Gehalten an Asparaginase im geernteten Mikroorganismus führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Verfahren nicht zur kontinuierlichen Züchtung geeignet sind.Common to all known methods is the disadvantage that the cultivation results in relatively low levels of asparaginase in the harvested Microorganism leads. Another disadvantage is that the process does not allow for continuous growth are suitable.

Es besteht daher ein Bedarf nach einem Züchtungsverfahren für Mikroorganismen, welches den Gehalt an der gewünschten !-Asparaginase steigert. Gewünscht ist außerdem ein Verfahren, welches sich kontinuierlich durchführen läßt.There is therefore a need for a growing method for Microorganisms, which the content of the desired! -Asparaginase increases. What is also desired is a process which can be carried out continuously.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung überwunden.These disadvantages are overcome by the invention.

Bei kinetischen Untersuchungen des Züchtungsverlaufes in Batch-Kultur unter bestimmten Bedingungen wurde ein zweiphasiges Wachstum der Mikroorganismen beobachtet, welches sich in einem scharfen Knick in der linearen Kurve bemerkbar macht, die man erhält, wenn in bekannter Weise die natürlichen Logarithmen der zugewachsenen Zellmassen über der Zeit aufgetragen werden. Überraschend wurde hierbei gefunden, daß je nach den Versuchsbedingungen nach 3- bis 5-stündigem anfänglich rapidem Wachstum eine deutliche Verlangsamung des Zuwachses stattfindat. Erst in der zweiten Phase treten beachtliche L-Asparaginaseinengen auf, während sich in der ersten Phase reichliche Mengen intrazellulären Asparagins bilden, dasIn kinetic investigations of the breeding process in batch culture under certain conditions, a two-phase Growth of the microorganisms is observed, which is noticeable in a sharp kink in the linear curve power that is obtained when in a known manner the natural logarithms of the cell masses that have grown over applied over time. Surprisingly, it was found that, depending on the test conditions, after 3 to 5 hours initially rapid growth there is a significant slowdown in growth. Only step in the second phase considerable L-asparaginase narrowing while in the first Phase forming copious amounts of intracellular asparagine, the

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in der Phase 2 stark abnimmt.decreases sharply in phase 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Züchtung einer L-Asparaginase-reiehen Bakterienzellmasse besteht daher darin, daß mandie Bakterien zuerst unter starker Belüftung in einem Vorläufer des Zitronensäurezyklus sowie Aminosäuren, insbesondere solche der Asparaginsäurefamilie, enthaltenden Nähnnedium bei .pH 7 bis 8,5 wachsen läßt, bis der kritische Punkt der Wachstumskurve erreicht ist und dann in dem an Sauerstoff und Nährstoff verarmten Medium unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes reifen läßt und die Zellmasse gewinnt.The method according to the invention for growing an L-asparaginase series Bacterial cell mass, therefore, consists in first placing the bacteria in a precursor under strong ventilation of the citric acid cycle and amino acids, especially those of the aspartic acid family, containing sewing medium at .pH 7 to 8.5 lets grow until the critical point of the growth curve is reached and then allowed to mature in the medium depleted in oxygen and nutrients while maintaining the pH value and the cell mass gains.

Als Vorläufer des Zitronensäurezyklus werden vorzugsweise Essigsäure oder/und Glutaminsäure verwendet. Wichtig ist, daß in der ersten Phase stark belüftet, also viel Sauerstoff zugeführt wird. Für die außerordentlichen Syntheseleistungen des Organismus muss genügend intrazelluläres Adenosintr!phosphat als Energiedonator gebildet werden. ,Acetic acid is preferred as the precursor of the citric acid cycle or / and glutamic acid is used. It is important that in the first phase it is strongly ventilated, i.e. a lot of oxygen is supplied will. Sufficient intracellular adenosine phosphate as Energy donator are formed. ,

Ein Zusatz von Glucose wirkt sich überraschenderweise nachteilig aus, auch ein Glycerinzusatz ist nicht erwünscht. The addition of glucose surprisingly has a disadvantageous effect, and the addition of glycerol is also undesirable.

Im Verlauf der Züchtung ist ein Anstieg des pH-Wertes festzustellen, so daß vorzugsweise zur pH-Konstanthaltung Säuren zugegeben werden. Die bevorzugt verwendete Essigsäure wirkt hierbei als sich selbst verbrauchendes Neutralisationsiaittel. Milchsäure erwies sich ebenfalls als geeignet, führt jedoch nicht zu den mit Essigsäure erzielbaren Enzymmengen*In the course of the cultivation an increase in the pH value can be observed, so that acids are preferred to keep the pH constant be admitted. The acetic acid used with preference acts as a self-consuming neutralizing agent. Lactic acid was also found to be suitable, but it does lead not to the enzyme quantities achievable with acetic acid *

Nach Erreichen des Knickpunktes der Wachstumskurve beginnt die zweite Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sogenannte Hungerphase. In dieser Hungerphase wird an Sauerstoff verarmt und gleichzeitig der bereits abgemagerte Nährboden nicht weiter ergänzt. Der pH-Wert wird jedoch auch in der zweiten Stufe vorzugsweise konstant gehalten. .After reaching the break point of the growth curve, the second phase of the method according to the invention begins, the so-called Starvation phase. During this phase of hunger, oxygen is depleted and at the same time the already emaciated breeding ground no longer added. However, the pH also becomes preferred in the second stage kept constant. .

IQ 9 8 47/ 1 512IQ 9 8 47/1 512

Die Aminosäuren der sogenannten Asparaginsäurefarailie werden zweckmäßig in solcher Menge zugesetzt, daß keine zu hohe Populationsdichte in der Zellbrühe erhalten wird. Werden zu viel Aminosäuren zugesetzt, so wird die Wachstumsbrühe zu dick und schäumt. Die geeignete Aminosäurekonzentration läßt sich leicht feststellen, da im Bereich des Knickpunktes der erwähnten Wachstumskurve diese Aminosäuren verbraucht sind.The amino acids of the so-called Aspartic Acid Farailie are expediently added in such an amount that an excessively high population density is not obtained in the cell broth. Getting too much Amino acids added, the growth broth becomes too thick and foams. The appropriate amino acid concentration can be easily determined determine that these amino acids have been used up in the area of the break point of the aforementioned growth curve.

In der Figur der beigefügten Zeichnung wird die erwähnte Wachstumskurve dargestellt. Sie gibt die Bakterientrockenmassen in natürlichen Logarithmen über' der Zeit an. Man erkannt deutlich, daß bei etwa knapp 5 Stunden die durch eine Gerade darstellbare Wachstumskurve einen scharfen Knick aufweist und sich mit einer zweiten Wachstumskurve schneidet.In the figure of the accompanying drawing, the aforementioned growth curve shown. It gives the dry mass of bacteria in natural logarithms over time. You can see clearly that at about 5 hours the growth curve, which can be represented by a straight line, has a sharp kink and goes along with it a second growth curve intersects.

Dieses physiologische Verhalten der Kulturen ermöglicht die Kultivierung von optimal L-Asparaginase-haltigen Zellmassen. Dies ist erfindungsgemäß im Batch-Betrieb möglich, erfordert hierbei jedoch entsprechenden Aufwand an Überwachung. Dies läßt sich vermeiden unter Erzielung eines optimalen Betriebes durch kontinuierliche Züchtung.This physiological behavior of the cultures enables the cultivation of cell masses optimally containing L-asparaginase. According to the invention, this is possible in batch operation, but requires a corresponding effort in terms of monitoring. This leaves avoid each other while achieving optimal operation through continuous breeding.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, daß kontinuierlich gearbeitet wird, indem einem ersten stark belüfteten Fermenter soviel frisches Nährmedium zugeführt wird, daß die Bakteriendichte konstant und nahe dem Wert des kritischen Punktes der Wachstumskurve (Schnittpunkt der beiden Geraden) gehalten wird und gebildete Zellbrühe in gleicher Menge einem zweiten größeren Fermenter zugeführt wird, dessen Zellbrühgehalt so bemessen ist, daß bei konstantem Volumen die Bakteriendichte konstant und über dem Wert des ersten Fermenters gehalten wird. "A preferred embodiment of the invention is therefore that it is carried out continuously by a first as much fresh nutrient medium is supplied to the strongly ventilated fermenter that the bacterial density is constant and close to the value of the critical point of the growth curve (intersection of the two Straight line) and the cell broth formed is fed in the same amount to a second larger fermenter, whose Cell broth content is such that at constant volume the bacterial density is constant and above the value of the first fermenter is held. "

Die kontinuierliche Kultur bildet ein offenes System, das im Fließgleichgewicht steht. Bei einer kontinuierlichen Kultur. werden die Milieubedingungen konstant gehalten und die AnlageThe continuous culture forms an open system that is in constant equilibrium. With a continuous culture. the environmental conditions and the system are kept constant

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läßt sich damit leicht automatisieren. Der die statische Kultur (Bateh-Kultur) beherrschende Zeitfaktor mit Anlaufphase, exponentieller Wachstumsphase und stationärer £hase» der sich die Absterbephase anschließt, wird bei der kontinuierlichen Kultur ausgeschaltet. Die Bedingungen des Fließgleiichgewichtes lassen sich aus der Wachstumskurve errechnen:can be easily automated with it. The static one Culture (Bateh culture) dominant time factor with start-up phase, exponential growth phase and stationary phase of growth the withering phase is followed by the continuous Culture turned off. The conditions of equilibrium can be calculated from the growth curve:

Veränderung der Bakteriendichte = Wachstum - Auswaschrate = 0 bzw. in mathematischer Tormulierung r " ■ ' "■Change in bacterial density = growth - washout rate = 0 or in mathematical formulation r "■ '" ■

- μΧ * DX = 0- μΧ * DX = 0

Sind also in dieser Differentialgleichung die Wachstumsrate μ und die Verdünnungsrate D einander gleich, so ergibt sich, daß die Bakteriendichte X im Kulturgefäß bzw. Fermenter konstant bleibt. Die exponentielle Vermehrung der Zellen wird durch aen negativ exponentieilen Vorgang der Auswaschung kompensiert, μ (i/h) ist die spezifische Waehstumsrate und D (1/h) stellt die Verdünnungsrate, Fließgeschwindigkeit F (l/h) dividiert durch Arbeitsvolumen V (1) dar, d.h. D gibt den Volumenwechsel pro Stunde an. Für den in der beigefügten Zeichnung dargestellten Fall der Wachstumskurve ergibt sich hieraus:If the growth rate μ and the dilution rate D are equal to one another in this differential equation, the result is that the bacterial density X in the culture vessel or fermenter remains constant. The exponential multiplication of the cells is compensated for by aen negative exponentieilen process of leaching, μ (i / h) is the specific Waehstumsrate and D (1 / h), the dilution rate, flow rate F (L / h) divided by the working volume V (1) , ie D indicates the volume change per hour. For the case of the growth curve shown in the attached drawing, this results in:

I, D = μ = tg* = £1*1 = %I£ = 0,375I, D = μ = tg * = £ 1 * 1 =% I £ = 0.375

II. D = μ = tgÄ = |-|^ = ^29 = o,O58II. D = μ = tgÄ = | - | ^ = ^ 29 = o, O58

Die obigen Gleichungen für die beiden Stufen desi erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahrens ergeben also, daß man in der gewählten AusführungsfOrm in der I. Stufe mit großer Verdünnungs rate D arbeitet und diese in der II. Stufe entsprechend ver-. . kleinert. Erfindungsgemäß wird dies bei gleicher Fließgeschwindigkeit F durch Anwendung entsprechender Arbeitsvolumina V erreicht. The above equations for the two stages of the invention continuous process so that one in the Chosen execution form in the I. stage with great dilution rate D works and processes this accordingly in the second stage. . diminishes. According to the invention, this is done with the same flow rate F achieved by using appropriate working volumes V.

In der I. Stufe des kontinuierlichen Verfahrens wird vorzugsweise turbidostatisch gearbeitet, d.h. unter Konstanthaltung einer bestimmten Bakteriendichte oder !Trübung bei einer Verdünnungsrate mit maximalem Bakterienertrag. Als Arbeitspunkt der Bakteriendichte dient der Schnittpunkt der beiden logarithadschen Kurven, entsprechend dem Knick in der Figur der beigefügten Zeichnung.In the I. stage of the continuous process is preferred Turbidostatic work, i.e. keeping a certain bacterial density or turbidity constant at a dilution rate with maximum bacterial yield. The point of intersection of the two logarithads serves as the working point for the bacterial density Curves, corresponding to the kink in the figure of the attached drawing.

Di« so erhaltene Bakterienkultur wird nun dem zweiten Fermenter zugeführt, dessen Arbeitsvolumen so bemessen ist, daß bei gleicher Fließgeschwindigkeit (l/h) die errechnete niedrige Verdünnungsrate erzielt wird. In diesem zweiten Fermenter reift die Kultur unter Bildung der hohen Ii-Asparaginaseaktivität. Das Verfahren wird bei konstanten pH-Werten durchgeführt. Die pH-Werte liegen zwischen 7 und 8,5» vorzugsweise zwischen 7,5 und 7,8. Zweckmäßig wird der pH-Wert in beiden Verfahrensstufen getrennt reguliert. Diese pH-Wertregulierung erfolgt vorzugsweise durch Essigsäurezusatz.The bacterial culture thus obtained is now fed to the second fermenter, the working volume of which is so dimensioned that at same flow rate (l / h) the calculated low dilution rate is achieved. Matures in this second fermenter the culture producing the high activity of Ii-asparaginase. The process is carried out at constant pH values. the pH values are between 7 and 8.5, preferably between 7.5 and 7.8. The pH value is expedient in both process stages regulated separately. This pH regulation is preferably carried out by adding acetic acid.

Die in der Zeichnung dargestellte Wachstumskurve gilt für E. coli. Bei Verwendung eines anderen Mikroorganismus ändern sich die Winkel ^1 und f" etwas, wie sich durch Versuche ohne weiteres feststellen läßt. Das Prinzip bleibt jedoch in jedem Falle gleich und beruht darauf, daß eine starke Bildung von !-Asparaginase immer erst in der Hungerphase, d.h. im zweiten Ast der Wachstumskurve stattfindet.The growth curve shown in the drawing applies to E. coli. If another microorganism is used, the angles ^ 1 and f "change somewhat, as can easily be determined by experiments. The principle remains the same in each case and is based on the fact that a strong formation of! -Asparaginase always only occurs in the starvation phase , ie takes place in the second branch of the growth curve.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine erhebliche Steigerung des Ii-Asparaginasegehalts in den Mikroorganismen. Im Batch-Verfahren wurden hierbei Werte bis zu 1*5....iatfiraationale MnJie.iten_jBrj3„jiig..Xro^e_iji,erreicht. Als eine Einheit ist hierbei diejenige Menge definiert, die in einer Minute aus Asparagin 1 μΜοΙ Ammoniak freisetzt unter den gegebenen üJestbedingungen. Bezogen auf das Volumen liegen die erzielbaren Aktivitäten bei 3 IU/ml. Demgegenüber werden für das Verfahren der OS 19 04- 330 maximal 0,66 IU/mg Protein und für das VerfahrenThe method according to the invention allows a considerable increase the Ii-asparaginase content in the microorganisms. in the Batch processes were here values up to 1 * 5 .... iatfiraationale MnJie.iten_jBrj3 "jiig..Xro ^ e_iji, reached. As a unit here is defines the amount that releases 1 μΜοΙ ammonia from asparagine in one minute under the given üJestbedingungen. In relation to the volume, the achievable activities are 3 IU / ml. In contrast, the OS 19 04-330 maximum 0.66 IU / mg protein and for the procedure

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der OS 19 04 850 maximal 1,62 IU/ml angegeben. Erfindungsgemäß wird also eine Ausbeutesteigerung um mindestens 100 # erzielt.OS 19 04 850 stated a maximum of 1.62 IU / ml. According to the invention a yield increase of at least 100 # is achieved.

Das folgende Beispiel erläutert eine bevorzugte Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens. The following example explains a preferred embodiment of the method according to the invention.

Beispielexample

Es wird eine Anlage verwendet, die zwei Fermenter enthält. Das Arbeitsvolumen des erstell beträgt 20 1, das des zweiten 80 1. Die Fermenter sind mit Belüftungseinrichtung und Rührern ausgerüstet. Die Füllung des ersten Fermenters beträgt 1,0 I, die des zweiten 60 1. ^A plant is used that contains two fermenters. The working volume of the created is 20 liters, that of the second 80 1. The fermenters are equipped with aeration device and stirrers equipped. The filling of the first fermenter is 1.0 l, that of the second 60 1. ^

In einem gesonderten Behälter werden 750 1 eines Nährmediums folgender Zusammensetzung hergestellt und sterilisiert;750 liters of a nutrient medium are placed in a separate container the following composition is made and sterilized;

Essigsäure 0,5 #Acetic acid 0.5 #

Glutaminsäure . 0,5 %
Hefeextrakt 0,1 # . . :■·.-■"'"'
Glutamic acid. 0.5 %
Yeast extract 0.1 #. . : ■ · .- ■ "'"'

Eiweißhydrolysat (hoher Gehalt an Methionin» Threonin, . Alanin und Lysin) 2,0 $> .Protein hydrolyzate (high content of methionine »threonine,. Alanine and lysine) 2.0 $> .

geringe Mengen !Phosphatsmall amounts! phosphate

Die Substanzen werden in der angegebenen Menge Leitungswasser gelöst, der pH-Wert mit KOH auf 7,0 gestellt und die Lösung sterilisiert*The substances are tap water in the specified amount dissolved, the pH was adjusted to 7.0 with KOH and the solution sterilized *

Zunächst werden 60 1 des Nährmediums im zweiten Fermenter mit einer Impfkultür von E* eoli beimpft, die gesondert als SchütteBcultür-auf gleichem Nährboden in 15 Stunden herangezogen wurde. Diese Kultur wird 10 Stunden ohne äußeren Zufluß durch kräftige Belüftung (600 1 LUft pro Stunde) anwachsen ^ gelassen. Der pH-Wert ctes FermentatibEsmediums beträgt nun 7,2. Nun werden 10 1 der erhaltenen Rultu>brühe .in den. ersten ^er'-First, 60 l of the nutrient medium are added to the second fermenter a vaccination culture door of E * eoli vaccinated separately as SchütteBcultür-was used on the same nutrient medium in 15 hours. This culture is 10 hours without external influx grow through vigorous ventilation (600 1 LUft per hour) ^ calmly. The pH of the fermentation medium is now 7.2. Now 10 1 of the Rultu broth obtained are added to the. first ^ er'-

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menter eingeführt. Durch Trübungsmessung wird festgestellt, ob der kritische Punkt in der Wachstumskurve schon erreicht ist. Sobald dies der Fall ist, wird mit dem Pumpen frischer Nährlösung begonnen. Gleichzeitig wird kräftig belüftet (600 1 pro Stunde). Bei einer mittleren Fließgeschwindigkeit von 3 Nährlösung pro Stunde lassen sich in 230 Stunden 690 1 vollautomatisch durchsetzen. Bei den gewählten Arbeitsvolumina ergibt sich damit für die I. Stufe eine Verdünnungsrate D von 0,3» in der II. Stufe von 0,05. Man gewinnt einen Ausstoß mit einer L-Asparaginaseaktivität von 2800 bis 3000 TU/1 und einer spezifischen Aktivität (Iü/mg Protein) zwischen 1,3 und 1,5. Die Ausbeute beträgt 4 bis 4,5 g Bakterientrockenmasse pro Die Kulturlösung wird in einem kühlbaren lagerbehälter gesammelt und die Bakterienmasse daraus auf einer Durchlaufzentrifuge abgetrennt. Die pH-Wertregelung wird in der I. und II. Stufe getrennt durchgeführt, wobei insgesamt pro Stunde etwa 10 g 100%ige Essigsäure benötigt werden.menter introduced. The turbidity measurement is used to determine whether the critical point in the growth curve has already been reached. As soon as this is the case, the pumping of fresh nutrient solution is started. At the same time there is vigorous ventilation (600 liters per hour). With an average flow rate of 3 nutrient solutions per hour, 690 liters can be applied fully automatically in 230 hours. With the selected working volumes, the result for the first stage is a dilution rate D of 0.3 »in the second stage of 0.05. An output is obtained with an L-asparaginase activity of 2800 to 3000 TU / l and a specific activity (Iü / mg protein) between 1.3 and 1.5. The yield is 4 to 4.5 g of dry bacterial mass per culture solution is collected in a coolable storage container and the bacterial mass is separated from it on a continuous centrifuge. The pH value control is carried out separately in stages I and II, a total of about 10 g of 100% acetic acid being required per hour.

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Claims (10)

■2002280■ 2002280 P a t e η t an s ρ r ü c h eP a t e η t an s ρ r ü c h e Verfahren zur Züchtung einer L-Asparaginase-reichen Bakterienzellmässe, dadurch gekennzeichnet,.daß man die Bakterien zuerst unter starker Belüftung in einem Vorläufer des Zitronensäurezyklus sowie-.Aminosäuren, insbesondere solche .. der Asparaginsäurefamiiie, enthaltenden Nährmedium bei pH 7 bis 8,5 wachsen läßt, bis der kritische Punkt der Wachstumskurve erreicht ist und dann in dem an Sauerstoff und Nährstoff verarmten Medium unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes reifen läßt und die Zellmasse gewinnt. --/Method for growing an L-asparaginase rich Bacterial cell dimensions, characterized in that the bacteria are first placed in a precursor of the Citric acid cycle and amino acids, especially those .. of the aspartic acid family, containing nutrient medium at pH 7 up to 8.5 can grow until the critical point of the growth curve is reached and then in that of oxygen and nutrients The depleted medium is allowed to mature while maintaining the pH value and the cell mass gains. - / 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich gearbeitet wird, indem einem ersten stark belüfteten Fermenter soviel frisches Nährmedium zugeführt wird, daß die Bakteriendichte konstant und nahe dem Wert des kritischen Punktes der Wachstumskurve gehalten wird und gebildete Zellbrühe in gleicher Menge einem zweiten größeren Fermenter zugeführt wird, dessen Zellbrühg'ehalt so bemessen ist, daß bei konstantem Volumen die Bakteriendichte konstant und über dem Wert des ersten Fermenters gehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that work is carried out continuously by adding enough fresh nutrient medium to a first strongly ventilated fermenter that the bacterial density is kept constant and near the value of the critical point of the growth curve and formed Cell broth is fed in the same amount to a second larger fermenter, the Zellbrühg'ehalt is such that at constant volume the bacterial density is kept constant and above the value of the first fermenter. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsvolumen des zweiten Fermenters das 3- bis 10-fache, vorzugsweise 5- bis 7-fache, des ersten Fermenters beträgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the working volume of the second fermenter is 3 to 10 times, preferably 5 to 7 times, the first fermenter. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zitronensäurezyklus-Vorläufer Essigsäure verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that acetic acid is used as the citric acid cycle precursor. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Medium zusätzlich Hefeextrakt , ein an essentiellen Aminosäuren reiches Eiweißhydrolyaat und Phosphat zugesetzt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that yeast extract, a protein hydrolyzate rich in essential amino acids and phosphate is added to the medium. 10 98477151210 984771512 6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß E. coli gezüchtet und in erster bzw. zweiter Stufe eine Verdünnungsrate von 0,3 bzw. 0,05 angewendet wird.6. The method according to claim 2 to 5 »characterized in that that E. coli is grown and a dilution rate of 0.3 and 0.05 is used in the first and second stages, respectively. 7. Verfahren" nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein pH-Wert von 7,5 bis 7,8 eingehalten wird.7. The method "according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a pH of 7.5 to 7.8 is maintained. 8._ Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert in beiden Stufen getrennt reguliert wird.8._ The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that that the pH value is regulated separately in both stages. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH - Wert durch Essigsäurezusatz konstant gehalten wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pH - value by adding acetic acid is kept constant. 109847/1512109847/1512
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