KR100447423B1 - 세팔로스포린c 생산미생물 및 이를 이용한 세팔로스포린c의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세팔로스포리움 아크레모니움 (Cephalosporium Acremonium ; KFCC-10782)의 변이주로서 시스테인의 유사체인 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인에 대해 내성을 가지며 세팔로스포린 C 를 고농도로 생산할 수 있는 미생물 및 이 미생물을 이용하여 세팔로스포린 C 를 고수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 세팔로스포린 C 를 생산하는 미생물 및 이를 이용한 세팔로스포린 C의 제조방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 세팔로스포리움 아크레모니움(Cephalosporium Acremonium; KFCC-10782)의 변이주로서 시스테인의 유사체인 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인에 대해 내성을 가지며 세팔로스포린 C 를 고농도로 생산할 수 있는 미생물 및 이 미생물을 이용하여 세팔로스포린 C 를 고수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.
미생물을 사용하여 세팔로스포린 C 를 생산하는 경우에는 대사경로중 세팔로스포린 C 의 생산을 위해 시스테인이 요구되는 것으로 알려져 있다. 즉, 세팔로스포리움 아크레모니움에 의해 생성되는 세팔로스포린 C 의 황 원자는 시스테인으로부터 유래된 것이며, 시스테인은 메티오닌으로부터 reverse transsulfuration 과정을 통해 생성된다(참조: Nuesch et al, 1973). 따라서, 종래의 세팔로스포린 C 생산방법에서는 시스테인의 전구물질인 메티오닌을 배지에 첨가해 주었으며, 이 경우 배지에 첨가되는 D, L-메티오닌이 차지하는 비용이 전체 배지비용의 10% 정도로서매우 높은 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 다각도로 연구하였으며, 그 결과 세포 내 시스테인 합성을 억제하며 생육을 저해하는 o-메틸-DL-세린, α-메틸-DL-세린, D-글루코오스-L-시스테인, (S)-2-아미노에틸-L-시스테인 등의 시스테인 유사체에 내성을 가지는 변이주들 중 세팔로스포린 C 를 고농도로 생산하는 미생물을 분리하는데 성공하여 본 발명을 완성하게 되었다. 이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 세팔로스포리움 아크레모니움의 변이주로서 시스테인의 유사체인 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인에 대해 내성을 가지며 세팔로스포린 C 를 고농도로 생산할 수 있는 미생물에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 변이주는 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인에 대하여 0.5% 이상의 농도에서도 내성을 나타낸다.
본 발명에 따른 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인 내성주를 얻기 위하여 본 발명자들은 먼저 친주인 세팔로스포리움 아크레모니움 KFCC-10782 균주를 자외선 조사, N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(NTG) 등의 변이 유발제로 통상의 방법에 따라 처리한 후, (S)-2-아미노에틸-L-시스테인이 5 내지 20mg/㎖ 의 농도로 함유되어 있는 액체 또는 한천배지(포도당 10g/ℓ, 아스파라긴 1g/ℓ, 황산마그네슘 0.5g/ℓ, 인산 제 1칼륨 0.5g/ℓ, 인산 제 2 칼륨 1g/ℓ, pH 7.0)에서 7 내지 10 일간 배양하였다. 이 배지조성에서는 대부분의 균주가 생육할 수 없으며 시스테인 유사체에 대해 높은 내성을 갖는 균주만이 생육가능하므로 친주에 비해 시스테인 유사체의 최소저해농도(Minimum Inhibitory Concentration : MIC)가 2 배 이상 되는 변이주를 얻을 수 있었으며, 이 변이주들 중에서 세팔로스포린 C 를 친주에 비해 10% 정도 고농도로 생산할 수 있는 균주를 선별하였다. 본 발명자들은 이에 따라 선별된 변이균주를 세팔로스포리움 아크레모니움 C2 라 명명하고 1996 년 11 월 19 일자로 사단법인 한국종균협회에 기탁하여 KFCC-10933 의 기탁번호를 부여받았다. 본 발명에 따른 변이주 KFCC-10933 의 균학적 성질은 세팔로스포린 C 생산성 및 시스테인 내성을 제외하고는 친주의 성질과 동일하다. 하기 표 1 에는 본 발명에 따른 세팔로스포리움 아크레모니움 C2 균주의 (S)-아미노에틸-L-시스테인에 대한 내성을 친주인 KFCC-10782 와 비교하여 나타내었으며, 표 2 에는 세팔로스포리움 아크레모니움 C2 의 D,L-메티오닌 농도 변화에 따른 세팔로스포린 C 생성능을 나타내었다.
표 1. (S)-아미노에틸 시스테인에 대한 내성 비교
주) 사용배지: 한천배지
+ : 생육, - : 생육하지 못함
표 2. D,L-메티오닌 농도변화에 따른 세팔로스포린 C 생성능 비교
주) 세팔로스포린 C 의 생성확인은 발효배지를 500㎖ 용량의 배양용 삼각 플라스크에 22㎖ 분주하고 살균 및 식균한 다음 25℃에서 230rpm으로 7 일간 진탕배양함으로서 이루어졌다.
한편, 본 발명은 상기 설명한 바와 같은 성질을 갖는 본 발명의 변이주를 시스테인 유사체인 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인의 농도가 0.5% 이상인 조건에서 배지중에서 배양하여 세팔로스포린 C 를 고수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.
이때, 배지로는 주성분으로서 이성화액당, 혼합오일, 땅콩분, 콘스팁리커를 함유하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기위한 것일 뿐 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 3 의 1 차 종배지를 50㎖씩 500㎖ 용량의 진탕용 삼각 플라스크에 가하고 살균한 후, 균주를 식균하여 3℃, 220rpm 의 조건하에 90 내지 96 시간동안1 차 종배양하였다. 하기 표 4 의 2차 종배지를 7ℓ용량의 시험용 발효조에 각각 5ℓ씩 분주하고 121℃에서 30분간 살균, 냉각시킨 후 1 차 종배양에서 얻은 배양 원료액을 15㎖씩 접종하였다. 매 분당 0.5 내지 1.0ℓ의 속도로 공기를 공급하면서 3℃, 600 내지 900 rpm 의 조건하에 80 내지 90 시간동안 종배양하였다.
하기 표 5 의 발효배지를 30ℓ용량의 시험용 발효조에 19.4ℓ씩 분주하고 121℃에서 30분간 살균, 냉각한 다음 2 차 종배양액을 1.6ℓ씩 접종하였다. 공기를 매 분당 0.5 내지 1.0ℓ의 속도로 공급하면서 300 내지 600rpm, 25 내지 30℃ 의 조건하에 배양하였다. 배양중 잔존 혼합오일 농도가 4 내지 5%로 되면 살균된 혼합오일을 수시로 공급하였다. 추가된 혼합오일과 초기에 발효배지에 첨가된 혼합오일의 합계가 발효액량 대비 12 내지 17%로 될 때까지 계속 배양하였다. 배양 중 pH는 암모니아수를 사용하여 5.0 내지 6.0으로 조절하였다. 배양 완료후 CPC의 농도는 공지의 균주 KFCC-10782 가 40.2g/ℓ이고 본 발명에 따른 신규 변이주 세팔로스포리움 아크레모니움 C2(기탁번호: KFCC-10933)가 44.8g/ℓ이었다.
표 3. 1차 종배지 조성
표 4. 2차 종배지 조성
표 5. 발효배지의 조성
실시예 2
사용균주, 1차 및 2차 종배지, 발효배지 조성 및 배양방법을 실시예 1에서와동일하게 실시한 결과, 배양완료 후 세팔로스포린 C 의 농도는 KFCC-10782 균주의 경우 39.5g/ℓ이고 본 발명에 따른 세팔로스포리움 아크레모니움 C2 (기탁번호:KFCC-10933)의 경우 44.2g/ℓ이었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미생물은 시스테인에 대한 내성을 가지게되어 세팔로스포린 C 생산 농도가 향상되는 사실이 확인되었다.
Claims (3)
- 세팔로스포리움 아크레모니움(Cephalosporium acremonium; KFCC-10782)의 변이주로서 시스테인의 유사체인 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인에 대해 내성을 가지며 세팔로스포린 C 를 고농도로 생산할 수 있는 세팔로스포리움 아크레모니움(Cephalosporium acremonium) C2(기탁번호:KFCC-10933).
- 제 1 항의 세팔로스포리움 아크레모니움(Cephalosporium acremonium) C2(기탁번호:KFCC-10933)을 (S)-2-아미노에틸-L-시스테인의 농도가 0.5% 이상인 조건에서 배지중에서 배양하여 세팔로스포린 C 를 제조하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 이성화액당, 혼합오일, 땅콩분 및 콘스팁리커를 함유하는 배지중에서 배양하는 방법.
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