KR100542563B1 - Microorganism producing riboflavin and method for producing riboflavin using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리보플라빈을 생산하며 항생제인 트리메토프림(trimethoprim)에 대해 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 변이주 및 상기 미생물을 이용하여 리보플라빈을 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 미생물의 대사 과정 중 테트라하이드로폴레이트(tetrahydrofolate)를 생합성하는 디하이드로폴레이트 리덕테이즈(dihydrofolate reductase)를 저해하는 항생제인 트리메토프림에 대해 내성을 가지기 때문에 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산하는 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 상기 미생물을 배양하고 그 배양물로부터 리보플라빈을 대량으로 수득할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a Bacillus subtilis mutant strain that produces riboflavin and is resistant to the antibiotic trimethoprim, and a method for producing riboflavin using the microorganism. Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention is resistant to trimethoprim, an antibiotic that inhibits dihydrofolate reductase, which biosynthesizes tetrahydrofolate during microbial metabolism. Therefore, riboflavin is characterized by producing high concentration and high yield. Therefore, the present invention has the effect of culturing the microorganism and obtaining a large amount of riboflavin from the culture.

리보플라빈, 바실러스 서브틸리스, 트리메토프림, 항생제 내성Riboflavin, Bacillus subtilis, Trimethoprim, Antibiotic Resistance

Description

리보플라빈을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 리보플라빈의 생산방법{Microorganism producing riboflavin and method for producing riboflavin using thereof}Microorganisms producing riboflavin and method for producing riboflavin using same

본 발명은 리보플라빈을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 리보플라빈의 생산방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 리보플라빈을 생산하며 항생제인 트리메토프림(trimethoprim)에 대해 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003 및 상기 미생물을 이용하여 리보플라빈을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microorganism producing riboflavin and a method for producing riboflavin using the same. More specifically, the present invention relates to a Bacillus subtilis mutant CJKB0003 characterized by producing riboflavin and being resistant to the antibiotic trimethoprim, and a method of producing riboflavin using the microorganism.

리보플라빈(riboflavin, 비타민 B2)은 다양한 종의 미생물과 모든 식물에서 생합성되는 수용성 비타민의 일종이다. 그러나, 인간을 포함한 척추동물에서는 생합성되지 않는 특성이 있다. 리보플라빈은 모든 유기 세포체의 산화-환원반응에 필요한 조효소인 플라빈 아데닌 디뉴클레오티드(flavin adenine dinucleotide, FAD)와 플라민 모노뉴클레오티드(flavin mononucleotide, FMN)의 전구물질로서 인간을 포함한 동물에게 필수영양소이다. 리보플라빈이 결핍되면 구강 및 인두점막의 염증, 피부 염증 및 다른 피부손상, 결막염, 시력감퇴, 성장저해 및 체중감소 등을 유발할 수 있다. 따라서, 리보플라빈은 상술한 바와 같은 비타민 결핍과 관련된 질병의 예방 또는 치료를 위한 비타민 제제 및 가축성장을 위한 사료첨가물로서 사용되어 왔다. 특히, 농축된 상태의 리보플라빈은 그 자체가 사료로 사용되어 왔다. 현재 리보플라빈의 생산량은 전세계적으로 연간 6000톤 규모이며, 그 중 75% 정도가 사료 첨가제로 사용되고, 나머지가 식품 및 의약용으로 사용되고 있다.Riboflavin (vitamin B2) is a water-soluble vitamin that is biosynthesized by various species of microorganisms and all plants. However, there is a property that is not biosynthetic in vertebrates including humans. Riboflavin is a precursor of flavin adenine dinucleotide (FAD) and flamin mononucleotide (FMN), a coenzyme required for the oxidation-reduction of all organic cell bodies, and is an essential nutrient for animals including humans. Deficiency of riboflavin can cause inflammation of the oral and pharyngeal mucosa, skin inflammation and other skin injuries, conjunctivitis, vision loss, growth loss and weight loss. Thus, riboflavin has been used as a vitamin preparation for the prevention or treatment of diseases associated with vitamin deficiency as described above and as a feed additive for livestock growth. In particular, concentrated riboflavin has been used as a feed in itself. Currently, the production of riboflavin is 6000 tonnes annually, about 75% of which is used as feed additive, and the rest is used for food and medicine.

현재, 리보플라빈을 생산하는 방법으로는 화학적 합성법과 미생물을 이용한 발효법이 병용되고 있다. 화학적 합성법은 대개 D-리보오스와 같은 전구물질을 이용하여 다단계 공정을 거쳐 고순도의 리보플라빈을 생산하는 방법이다. 상기 화학적 합성법은 그 출발물질이 고가이기 때문에, 생산비용이 비싼 단점이 있어 미생물을 이용한 발효법이 개발되었다. 미생물을 이용한 발효법은 자연으로부터 리보플라빈을 생산하는 미생물을 분리하거나 또는 리보플라빈이 과생산되도록 유전공학적 방법 또는 화학적-물리적 방법으로 변이를 유도한 미생물을 적절한 조건으로 배양한 다음 상기 배양물로부터 리보플라빈을 분리하는 방법이다.Currently, as a method of producing riboflavin, a chemical synthesis method and a fermentation method using microorganisms are used in combination. Chemical synthesis is a method of producing high purity riboflavin through a multi-step process, usually using a precursor such as D-ribose. The chemical synthesis method has a disadvantage that the production cost is expensive because the starting material is expensive, a fermentation method using a microorganism has been developed. Fermentation method using microorganism is to isolate the riboflavin-producing microorganism from nature or to incubate the microorganism which induced the mutation by genetic engineering method or chemical-physical method under appropriate conditions so that riboflavin is overproduced and then separate riboflavin from the culture. It is a way.

상기 리보플라빈을 생산하는 미생물로는 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.)과 캔디다 속(Candida sp.)에 속하는 효모, 클로스트리듐 속(Clostridium sp.), 바실러스 속(Bacillus sp.) 및 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.)에 속하는 세균 및 에레모테시움 속(Eremothecium ashbyii sp.)과 에쉬비아(Ashbya sp.) 속에 속하는 곰팡이 등이 알려져 있다.A microorganism producing the riboflavin is Mai in process as Saccharomyces (Saccharomyces sp.) And the Candida genus (Candida sp.) Yeast, genus Clostridium (Clostridium sp.) Belonging to, Bacillus (Bacillus sp.) And Corey Yes tumefaciens in (Corynebacterium sp.) and bacteria belonging to the array: Mote when help in (Eremothecium ashbyii sp.) and there are known such as fungi belonging to the genus Ashton vias (Ashbya sp.).

미국특허 제5,231,007호에는 효모인 캔디다 파마타(Candida famata)를 이용한 리보플라빈의 제조방법이 개시되어 있으며, 문헌에는 리보플라빈 생합성 관련 효소 유전자가 과발현되도록 조작된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 코리네박테리움 암모니아게네스(Corynebacterium ammoniagenes)를 이용하여 각각 4.5g/L와 17.4g/L의 리보플라빈을 생산한 예가 보고된 바 있다.(Perkins et al., J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 22:8-`8, 1999). 유럽특허 제0821063호에는 재조합 바실러스 서브틸리스를 이용한 리보플라빈의 생산방법이 개시되어 있으며, 미국특허 제5,837,528호에는 재조합 기술을 이용하여 바실러스 서브틸리스에 rib 오페론을 가진 벡터를 도입함으로서 리보플라빈의 생산성을 증가시킨 재조합 균주가 개시되어 있다. 또한 미국특허 제5,334,510호에는 5'-GMP 분해능을 약화시켜 리보플라빈 생산성을 향상시킨 바실러스 서브틸리스의 변이주를 이용한 리보플라빈 생산방법이 개시되어 있다. 리보플라빈의 산업적 생산에 있어서는, 자낭균류인 에레모테시움 에쉬비(Eremothecium ashbyii)와 에쉬비아 고시피(Ashbya gossypii)가 가장 많이 사용되는 균주이다. 상기 자낭균류의 변이주를 당밀이나 식물유를 주요 탄소원으로 하는 영양 배지에서 배양하여 발효액 1리터 당 15g의 리보플라빈을 생산한 바 있다. 상기 에쉬비아 고시피(Ashbya gossypii)를 이용한 리보플라빈 생산과 관련해서는 국제특허공개 제9526406호에도 개시된 바 있다.U.S. Patent No. 5,231,007 discloses a method for preparing riboflavin using the yeast Candida famata , and the literature describes Bacillus subtilis and Corynebacte engineered to overexpress riboflavin biosynthesis-related enzyme genes. Examples of producing riboflavin of 4.5 g / L and 17.4 g / L, respectively, have been reported using Corynebacterium ammoniagenes (Perkins et al., J. Ind. Microbiol. Biotechnol. , 22: 8). -` 8, 1999). European Patent No. 0821063 discloses a method for producing riboflavin using recombinant Bacillus subtilis, and US Pat. No. 5,837,528 introduces a vector having rib operon to Bacillus subtilis using recombinant technology to improve the productivity of riboflavin. Increased recombinant strains are disclosed. In addition, U.S. Patent No. 5,334,510 discloses a riboflavin production method using a mutant strain of Bacillus subtilis that attenuates 5'-GMP resolution to improve riboflavin productivity. In the industrial production of riboflavin, it Ascomycetes the array: Mote when a strain is helpful Ashton ratio (Eremothecium ashbyii) and Ashton via blood examination (Ashbya gossypii) are the most common. The mutant strains of the Aspergillus fungus were cultured in a nutrient medium containing molasses or vegetable oil as a main carbon source to produce 15 g of riboflavin per liter of fermentation broth. Regarding the production of riboflavin using the Ashbya gossypii, it has been disclosed in International Patent Publication No. 9526406.

그러나, 상기의 연구성과에도 불구하고 리보플라빈의 산업적인 대량생산은 여전히 요구되고 있기 때문에, 이를 위해 리보플라빈의 생산능이 향상된 미생물을 더욱 더 개발할 필요성이 있다.However, despite the above research achievements, industrial mass production of riboflavin is still required, and thus, there is a need to further develop microorganisms having improved production capacity of riboflavin.

한편, 미생물을 이용한 발효법에 있어서 고농도 및 고수율로 배양산물을 수득하기 위해 여러 가지 항생물질들에 대한 내성을 가지는 균주들이 개발되어 왔다. 항생제인 모넨신에 대한 내성을 가지는 라이신 생산 균주에 도입하여 생산성을 향상시킨 연구결과(대한민국 공개특허 2002-0058956), 본 발명에 사용된 항생제인 트리메토프림 등에 내성을 가지는 균주를 이용하여 싸이미딘(thymidine) 생산성을 향상시킨 연구결과(대한민국 공개특허 2002-0046602) 등 항생제 내성 균주에 의한 다양한 발효산물의 생산성 향상이 알려져 있다. Meanwhile, in the fermentation method using microorganisms, strains having resistance to various antibiotics have been developed to obtain culture products at high concentration and high yield. The result of a study of improving productivity by introducing into a lysine producing strain having resistance to the antibiotic monensin (Korean Patent Laid-Open Publication 2002-0058956), cymidine using a strain resistant to the antibiotic trimethoprim used in the present invention (thymidine) The productivity improvement of various fermentation products by antibiotic-resistant strains, such as the results of studies that improve the productivity (Korean Patent Publication No. 2002-0046602) is known.

이에 본 발명자들은 리보플라빈의 생산능이 향상된 미생물을 연구하던 중, 바실러스 서브틸리스에 항생제인 트리메토프림에 대한 내성을 부여함으로써 미생물 대사 과정 중 리보플라빈의 전구물질인 퓨린류 생합성이 강화되어 모균주에 비해 현저하게 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산하는 변이주를 선별하고 이를 이용하여 리보플라빈을 고농도로 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors, while studying the microorganisms with improved production capacity of riboflavin, by giving resistance to the antibiotic trimethoprim to the Bacillus subtilis, the biosynthesis of purin, a precursor of riboflavin is enhanced during the metabolic process of microorganisms compared to the parent strain The present invention was completed by selecting mutant strains that produce remarkably high concentrations and high yields of riboflavin and using them to produce high concentrations of riboflavin.

따라서, 본 발명의 목적은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a Bacillus subtilis mutant CJKB0003 that produces riboflavin.

본 발명의 다른 목적은 상기 미생물을 이용한 리보플라빈의 생산방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing riboflavin using the microorganism.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리보플라빈을 생산하며 트리메토프림(trimethoprim)에 대해 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003(KCCM-10526)을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a Bacillus subtilis mutant CJKB0003 (KCCM-10526) characterized by producing riboflavin and having resistance to trimethoprim.

또한, 본 발명은 상기 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 이용한 리보 플라빈의 생산방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing riboflavin using the Bacillus subtilis mutant CJKB0003.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스 CJKB0001(Bacillus subtilis CJKB0001)의 변이주로서 미생물 대사 과정 중 테트라하이드로폴레이트(tetrahydrofolate)의 생합성에 관여하는 효소를 저해하는 항생제인 트리메토프림에 대한 강화된 내성을 가지기 때문에 결과적으로 리보플라빈 생합성 경로가 강화되며, 이에 따라 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 비해 현저하게 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산하는 특징이 있다. 트리메토프림은 5-((3,4,5-Trimethoxyphenyl)methyl)-2,4-pyrimidinediamine의 화학명을 가지는 디아미노피리미딘(diaminopyrimidine)으로 그람 양성과 그람 음성 세균에 모두 작용하며 특히 E.coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae 등에 의한 요도 감염과 호흡기 감염 치료에 사용되는 항생물질이다. 트리메토프림의 항균 기작은 세균의 폴레이트(folate) 생합성 저해에 의한 것으로 알려져 있다. 트리메토프림은 인체의 디하이드로폴레이트 리덕테이즈에 작용하는 것보다 세균의 디하이드로폴레이트 리덕테이즈(dehydrofolate reductase)에 50000배 이상 강하게 결합한다. 이 경우 트리메토프림은 디하이드로폴레이트 리덕테이즈에 결합하여 효소 작용을 저해함으로써 디하이드로폴레이트로부터 테트라하이드로폴레이트의 생합성을 억제한다. 테트라하이드로폴레이트는 분자 사이에서 일탄소 단위(one-carbon fragment)를 전달하며, 싸이미딘(thymidine), 퓨린류(purines), 아미노산들의 생합성에 중요한 역할을 하게 된다. 이러한 기작에 의해 트리메토프림은 세균의 핵산과 단백질 생합성을 선택적으로 저해하여 항균 효과를 나타내게 되는 것이다.Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention is a mutant of Bacillus subtilis CJKB0001 producing riboflavin and is an antibiotic that inhibits enzymes involved in the biosynthesis of tetrahydrofolate during microbial metabolism. As a result of the enhanced resistance to trimethoprim, the riboflavin biosynthetic pathway is consequently strengthened, thus producing riboflavin at a high concentration and high yield in comparison to the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Trimethoprim is 5 - ((3,4,5-Trimethoxyphenyl) methyl) with diamino-pyrimidine (diaminopyrimidine) having the chemical name of -2,4-pyrimidinediamine action both on Gram-positive and Gram-negative bacteria, especially E.coli , Antibiotics used for the treatment of urethral and respiratory infections caused by Proteus mirabilis and Klebsiella pneumoniae . The antimicrobial mechanism of trimethoprim is known to be due to inhibition of bacterial folate biosynthesis. Trimethoprim binds more than 50000 times more strongly to bacterial dehydrofolate reductase than acts on the body's dihydrofolate reductase. Trimethoprim in this case inhibits the biosynthesis of tetrahydrofolate from dihydrofolate by binding to dihydrofolate reductase and inhibiting enzyme action. Tetrahydrofolate transfers one-carbon fragments between molecules and plays an important role in the biosynthesis of thymidine, purines and amino acids. By this mechanism, trimethoprim selectively inhibits the nucleic acid and protein biosynthesis of bacteria to exhibit an antimicrobial effect.

이러한 일련의 기작으로부터 트리메토프림에 대한 내성이 강화된 균주의 경우 테트라하이드로폴레이트의 생합성이 강화될 것으로 유추할 수 있다. 한편, 테트라하이드로폴레이트는 퓨린류 생합성에서 일탄소 단위를 전달하는 반응의 조효소 역할을 한다. 결론적으로 트리메토프림에 대한 내성도입에 의한 테트라하이드로폴레이트의 생합성 강화는 리보플라빈의 전구물질인 퓨린의 생합성을 강화하여 리보플라빈 생산성을 증가시킬 것으로 생각되었다.It can be inferred from this series of mechanisms that the biosynthesis of tetrahydrofolate will be enhanced for strains with enhanced resistance to trimethoprim. Tetrahydrofolate, on the other hand, acts as a coenzyme in the reaction of delivering one carbon unit in purine biosynthesis. In conclusion, the enhanced biosynthesis of tetrahydrofolate by the introduction of resistance to trimethoprim is thought to increase the productivity of riboflavin by enhancing the biosynthesis of purine, a precursor of riboflavin.

따라서, 본 발명자들은 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 트리메토프림 내성을 부여하기 위해 돌연변이원을 처리하여 변이를 유도한 다음 트리메토프림이 함유된 배지에서 생육할 수 있는 트리메토프림에 대한 내성을 갖는 균주를 선별하고, 이 중에서 리보플라빈 생성능이 가장 우수한 균주를 선별하였다.Therefore, the present inventors have treated the mutagen to give the Bacillus subtilis CJKB0001 resistance to trimethoprim, inducing mutations, and then having a resistance to trimethoprim that can grow in a medium containing trimethoprim. Were selected, and among them, the strains with the best riboflavin production ability were selected.

상기 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001(Bacillus subtilis CJKB0001)은 대한민국특허 제10-2002-076868호로 출원되어 있다. 모균주에 변이를 유도하는 방법으로는 당업계에 공지된 물리적 또는 화학적 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 물리적 방법으로는 X선 또는 자외선을 사용할 수 있으며, 화학적 방법으로는 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(N-methyl-N'-nitrosoguanidine, NTG), 디에틸설페이트(diethyl sulfate) 및 에틸아민(ethylamine) 등의 화학변이제를 사용할 수 있다. Bacillus subtilis CJKB0001 ( Bacillus subtilis CJKB0001) used as the parent strain has been filed in Korean Patent No. 10-2002-076868. As a method of inducing mutations in the parent strain, physical or chemical methods known in the art may be used. For example, X-rays or ultraviolet rays may be used as physical methods, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) and diethyl may be used as chemical methods. Chemical modifiers such as sulfate and ethylamine may be used.

본 발명자들은 상기와 같은 방법으로 변이가 유도된 균주를 항생제인 트리메 토프림이 농도별로 함유된 배지에서 배양하여 고농도의 트리메토프림 존재하에서 생육이 가능한 변이주를 선별하고 이 중에서 리보플라빈 생성능이 가장 우수한 변이주 1주를 선별하였다. 이를 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003으로 명명하고 한국종균협회(Korean Culture Center of Microorganisms)에 2003년 11월 17일 기탁하여 수탁번호 제KCCM-10526호를 부여받았다.The present inventors cultivated the strains induced by the mutation in the medium containing the antibiotic trimethoprim by concentration as described above to select the mutants capable of growing in the presence of a high concentration of trimethoprim, among which the best riboflavin production ability One week of variation was selected. It was named Bacillus subtilis mutant CJKB0003 and was deposited with the Korean Culture Center of Microorganisms on November 17, 2003 and was given accession number KCCM-10526.

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003(KCCM-10526)은 트리메토프림이 130㎍/l까지 포함된 배지에서도 생육이 가능한 특성이 있다. 이에 반해 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001는 트리메토프림이 100㎍/l이하로 포함된 배지에서 생육이 가능하며 그 이상의 농도에서는 생육하지 못하는 특성이 있다.Bacillus subtilis mutant CJKB0003 (KCCM-10526) according to the present invention has the characteristics that can be grown even in a medium containing up to 130㎛ / l trimethoprim. On the contrary, Bacillus subtilis CJKB0001, which is used as a parent strain, is capable of growing in a medium containing less than 100 µg / l of trimethoprim and has a characteristic of not growing at higher concentrations.

따라서, 본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 트리메토프림에 대한 내성이 부여되어, 이에 따라 균주의 대사 과정중 디하이드로폴레이트 리덕테이즈의 트리메토프림에 의한 저해가 완화되고 리보플라빈 생합성의 전구물질인 퓨린류의 생합성이 강화됨으로써, 결과적으로 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 비해 리보플라빈 생산능이 현저하게 향상된 균주이다. Thus, the Bacillus subtilis mutant CJKB0003 of the present invention is endowed with resistance to trimethoprim, thereby alleviating the inhibition by trimethoprim of dihydrofolate reductase during metabolic process of the strain and propelling riboflavin biosynthesis. As a result, the biosynthesis of purines, which is a substance, is strengthened, and as a result, the riboflavin production ability is remarkably improved compared to the parental strain Bacillus subtilis CJKB0001.

본 발명자들은 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 플라스크에서 배양한 결과, 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001 균주에 비해 약 13.8% 높은 농도인 9.1g/l의 리보플라빈을 배지 내에 축적함을 확인하였다. 또한, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 51 발효조에서 배양한 결과, 모균주에 비해 약 10.4% 높은 농도인 29.6g/l의 리보플라빈을 배지 내에 축적 함을 확인하였다.The present inventors cultured Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention in a flask, and confirmed that it accumulates 9.1 g / l of riboflavin in a medium having a concentration of about 13.8% higher than that of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. It was. In addition, the Bacillus subtilis mutant strain CJKB0003 according to the present invention was cultured in 51 fermentor, and it was confirmed that 29.6 g / l of riboflavin accumulated in the medium was about 10.4% higher than the parent strain.

따라서, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003(KCCM-10526) 은 모균주에 비해 항생제인 트리메토프림에 대한 내성이 향상된 균주로 퓨린류 생합성 강화에 의해 리보플라빈 생산능이 현저하게 향상된 균주이다.Therefore, Bacillus subtilis mutant CJKB0003 (KCCM-10526) according to the present invention is a strain with improved resistance to antibiotics trimethoprim compared to the parent strain is remarkably improved riboflavin production capacity by strengthening the purine biosynthesis.

또한, 본 발명은 본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 적합한 조건 하에 배양함으로써 상기 배양물로부터 리보플라빈을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of producing riboflavin from the culture by culturing the Bacillus subtilis mutant CJKB0003 of the present invention under suitable conditions.

즉, 상기 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003(KCCM-10526)을 적당한 탄소원, 질소원, 아미노산 및 비타민 등이 함유된 통상의 배지 내에 접종하고 호기적인 조건 하에서 온도 및 pH 등을 조절함으로써 배양한다. 상기 탄소원으로는 포도당(glucose), 당밀(molasses), 젖당(lactose), 설탕(sucrose), 말토스(maltose), 덱스트린(dextrin), 전분(starch), 만니톨(mannitol), 솔비톨(sorbitol) 및 글리세롤(glycerol)을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 포도당과 당밀을 사용한다. 상기 질소원으로는 암모니아(ammonia), 염화암모늄(ammonium chloride), 황산암모늄(ammonium sulfate)과 같은 각종 무기 질소원이나 펩톤(peptone), NZ-아민(NZ-amine), 육류 추출물(beef extract), 효모 추출물(yeast extract), 옥수수 침지액(corn steep liquor), 카세인 가수분해물, 어류 또는 그의 분해 생성물, 탈지 대두 케이크 또는 그의 분해 생성물과 같은 유기 질소원을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 효모 추출물 및 옥수수 침지액을 사용한다. 상기 무기 화합물로는 인산1수소칼륨(Kalium monohydrogen phosphate), 인산2수소칼륨(Kalium dihydrogen phosphate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산철(ferrous sulfate), 황산망간(magnese sulfate) 및 탄산칼슘(calcium carbonate) 등을 사용할 수 있으며, 이외에 필요에 따라 비타민 및 영양 요구성 염기 등을 추가로 첨가할 수 있다. 배양은 호기적 조건 하에서 예를 들면, 진탕 배양 또는 통기 교반 배양에 의해 30~45℃의 온도, 바람직하게는 37~40℃의 온도에서 수행한다. 배지의 pH는 배양하는 동안 중성근처에서 유지하는 것이 바람직하며, 배양 기간은 2~6일간 수행한다.That is, the Bacillus subtilis mutant CJKB0003 (KCCM-10526) is inoculated in a conventional medium containing a suitable carbon source, nitrogen source, amino acids and vitamins, and cultured by adjusting the temperature and pH under aerobic conditions. The carbon source may be glucose, molasses, lactose, sugar, sucrose, maltose, dextrin, starch, mannitol, sorbitol, and sorbitol. Glycerol may be used. Preferably, glucose and molasses are used. As the nitrogen source, various inorganic nitrogen sources such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, peptone, NZ-amine, meat extract, yeast Organic nitrogen sources such as extracts, corn steep liquors, casein hydrolysates, fish or degradation products thereof, skim soy cakes or degradation products thereof can be used. Preferably, yeast extract and corn steep liquor are used. The inorganic compound may include potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, manganese sulfate, and calcium carbonate. carbonate) and the like, and vitamins and nutrient bases may be additionally added as necessary. The culturing is carried out at a temperature of 30 to 45 ° C., preferably 37 to 40 ° C., under aerobic conditions, for example, by shaking culture or aeration stirred culture. The pH of the medium is preferably maintained near the neutral during the culturing, and the culture period is performed for 2 to 6 days.

본 발명에 따른 일 실시예에서는 본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003을 종배지에 접종하여 공기를 1vvm으로 공급하면서 37℃, 800rpm에서 20시간 배양한 후, 발효배지에 상기 종배양액을 접종하여 공기를 1vvm으로 공급하고 40℃, 800rpm, pH 7.0에서 60~70시간동안 진탕배양하면서, 배양액 내 잔존 당농도가 0.5~1%가 되도록 포도당이 첨가된 추가배지를 공급하여 배양액 내 총당 함량이 27%가 되도록 첨가하여 배양함으로써 모균주에 비해 약 10.4% 향상된 농도로 리보플라빈을 수득하였다.In one embodiment according to the present invention inoculated Bacillus subtilis mutant CJKB0003 of the present invention to the seed medium and incubated for 20 hours at 37 ℃, 800rpm while supplying air at 1vvm, inoculated the seed culture solution in the fermentation medium by air Was fed at 1 vmv and shaken at 40 ° C., 800 rpm, pH 7.0 for 60-70 hours, while supplying an additional medium containing glucose so that the residual sugar concentration in the culture was 0.5-1%, and the total sugar content in the culture was 27%. Riboflavin was obtained at a concentration of about 10.4% improved compared to the parent strain by culturing by addition.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003의 선별Example 1: Selection of Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention

본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 모균주인 바실러스 서브 틸리스 CJKB0001에 돌연변이원을 처리하여 변이를 유도한 다음 트리메토프림이 함유된 배지에서 배양하여 생육이 가능한 콜로니를 수득한 후 이 중에서 리보플라빈 생성능이 가장 우수한 변이주를 선별함으로써 이루어졌다.Bacillus subtilis mutant CJKB0003 of the present invention is treated with a mutagen to the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 to induce mutations and then cultured in a medium containing trimethoprim to obtain a colony capable of growing riboflavin This was done by selecting the best mutant strains.

모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001은 대한민국특허 제10-2002-076868호로 출원된 균주이다. 상기 바실러스 서브틸리스 CJKB0001을 인산 완충액(phosphate buffer, pH7.0) 또는 구연산 완충액(citrate buffer, pH5.5)에 107~108cells/ml의 농도로 현탁하였다. 상기 현탁액에 변이 유발제인 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(N-methyl-N'-nitro-N-nitroguanidine)을 최종농도가 10~50㎍/ml가 되도록 첨가하였다. 이를 실온 또는 30℃에서 30~60분간 처리하여 돌연변이를 유발시켰다. 이를 0.85% 식염수로 3회 세척하고 적절히 희석한 다음, 1.8%의 한천(agar)이 함유된 최소배지에 트리메토프림을 농도별로 첨가하여 배지를 제조한 다음 상기 트리메토프림을 첨가한 배지에 도말한 후 37℃에서 5일동안 배양하여 콜로니(colony)를 수득하였다. 이 때, 트리메토프림의 농도는 0mg/l~140mg/l가 되도록 하였다. 다양한 농도의 트리메토프림을 함유한 최소배지에서 생장한 콜로니를 각각 영양배지에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 후, 이를 발효배지에 접종하여 37℃에서 4~5일간 배양하여 발효 배양액에 축적되는 리보플라빈의 생성량이 가장 우수한 균주를 선별하였다. 리보플라빈의 생성량은 HPLC를 이용하여 분석하였다.Bacillus subtilis CJKB0001 used as a parent strain is a strain filed in Korean Patent No. 10-2002-076868. The Bacillus subtilis CJKB0001 of phosphate buffer and suspended in a concentration of 10 7 ~ 10 8 cells / ml in (phosphate buffer, pH7.0) or citrate buffer (citrate buffer, pH5.5). To the suspension, a mutagenic agent, N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, was added so that the final concentration was 10-50 µg / ml. This was treated for 30 to 60 minutes at room temperature or 30 ° C. to induce mutations. After washing three times with 0.85% saline and diluting appropriately, trimethoprim was added to a minimum medium containing 1.8% agar in different concentrations to prepare a medium, and then smeared on the medium containing trimethoprim. After incubation at 37 ℃ for 5 days to obtain a colony (colony). At this time, the concentration of trimethoprim was adjusted to 0 mg / l to 140 mg / l. Colonies grown in minimal medium containing various concentrations of trimethoprim were inoculated in nutrient medium and incubated for 24 hours at 37 ° C. Strains with the highest yield of riboflavin were selected. The amount of riboflavin produced was analyzed using HPLC.

HPLC를 이용한 리보플라빈의 분석방법은 다음과 같다.The analysis method of riboflavin using HPLC is as follows.

장치: Water 510Device: Water 510

컬럼 크기: 내경 4.6mm, 길이 250mmColumn size: inner diameter 4.6mm, length 250mm

충진제: 크로마실 C18 5umFiller: Chromasil C18 5um

이동상: A. 5mM 소디움 헥사네술포네이트(5mM Sodium hexanesulfonate)Mobile phase: A. 5 mM Sodium hexanesulfonate

+ 20mM H3PO4 + 20 mM H 3 PO 4

B. 아세토니트릴(Acetonitrile)        B. Acetonitrile

A : B = 89 : 11        A: B = 89: 11

유속: 1ml/minFlow rate: 1ml / min

검출기: TSP UV2000(UV 260nm)Detector: TSP UV2000 (UV 260 nm)

시료주입량: 15ulSample injection volume: 15ul

시료용매: 증류수Sample solvent: distilled water

실험에 사용된 각각의 배지 조성은 표 1에 나타낸 바와 같다.Each medium composition used in the experiment is shown in Table 1.

발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003의 선별을 위한 배지조성Medium composition for selection of Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the invention 배지badge 조성Furtherance 영양한천배지Nutritional Agar Badge 트립토스 10g/l, 우육 추출물 3g/l, 염화나트륨 5g/l, 한천 15g/lTrypsose 10g / l, Beef Extract 3g / l, Sodium Chloride 5g / l, Agar 15g / l 최소 배지Minimal badge 포도당 2.5g/l, 인산제1칼륨 7g/l, 인산제2칼륨 3g/l, 구연산나트륨 0.5g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.75g/l, 효모 추출물 0.5g/l, 카사미노산 0.15g/l, 트립토판 20mg/lGlucose 2.5g / l, Potassium phosphate 7g / l, Dipotassium phosphate 3g / l, Sodium citrate 0.5g / l, Magnesium sulfate heptahydrate 0.75g / l, Yeast extract 0.5g / l, Casamino acid 0.15g / l, tryptophan 20mg / l 트리메토프림 첨가배지Trimethoprim medium 최소배지에 트리메토프림(trimethoprim) 40~140㎍/l을 첨가한 배지Medium containing trimethoprim 40-140 ㎍ / l in minimal medium 발효 배지Fermentation medium 포도당 100g/l, 건조효모 20g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l, 인산제1칼륨 1.5g/l, 인산제2칼륨 3.5g/l, 요소 6g/l, 에리스로마이신 10mg/l, 클로람페니콜 10mg/l, pH 7.2~7.4Glucose 100g / l, Dry yeast 20g / l, Magnesium sulfate heptahydrate 0.5g / l, Potassium phosphate 1.5g / l, Dipotassium phosphate 3.5g / l, Urea 6g / l, Erythromycin 10mg / l, Chloramphenicol 10 mg / l, pH 7.2 ~ 7.4

배양 결과, 트리메토프림 130㎍/l가 함유된 배지에서 생육하는 균주 중에서 리보플라빈 생성량이 가장 우수한 변이주 1주를 선별하고 이를 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003으로 명명하였다. 이렇게 선별된 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 한국종균협회(Korean Culture Center of Microorganisms)에 2003년 11월 17일 기탁하여 수탁번호 제KCCM-10526호를 부여받았다. As a result of the culture, one strain of the best strain of riboflavin was selected among the strains grown in a medium containing 130 µg / l of trimethoprim and named as Bacillus subtilis strain CJKB0003. The selected Bacillus subtilis mutant strain CJKB0003 was deposited with the Korean Culture Center of Microorganisms on November 17, 2003 and was assigned accession number KCCM-10526.

실시예 2: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003과 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 트리메토프림에 대한 내성 비교Example 2: Comparison of resistance to Trimethoprim of Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention and Bacillus subtilis CJKB0001 used as parent strain

상기 실시예 1에서 선별한 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003(KCCM-10526)과 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001을 트리메토프림이 농도별로 첨가된 배지에서 배양하여 트리메토프림에 대한 내성을 비교하였다. 즉, 각각의 균주를 상기 실시예 1의 표 1에 나타낸 바와 같은 트리메토프림 첨가배지에 접종하고 37℃에서 5일간 배양하였다.Bacillus subtilis mutant CJKB0003 (KCCM-10526) selected from Example 1 and Bacillus subtilis CJKB0001, which were used as a parent strain, were cultured in a medium to which trimethoprim was added to compare the resistance to trimethoprim. . That is, each strain was inoculated into the trimethoprim medium as shown in Table 1 of Example 1 and incubated at 37 ° C. for 5 days.

실험 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001 균주는 트리메토프림이 100㎍/l 첨가된 배지에서는 생육할 수 있었으나 그 이상의 농도에서는 생육할 수 없었다. 이에 반해 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 트리메토프림 130㎍/l가 포함된 배지에서도 생육이 가능하였다.As a result, as shown in Table 2, the Bacillus subtilis CJKB0001 strain used as the parent strain could grow in a medium to which trimethoprim was added, but not at a concentration higher than that. In contrast, the Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention was able to grow in a medium containing 130 µg / l of trimethoprim.

바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003과 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 트리메토프림에 대한 내성 비교Comparison of Tolerance to Trimethoprim of Bacillus subtilis Mutant CJKB0003 and Bacillus subtilis CJKB0001 균주/티아프롤린농도(㎍/l)Strain / Tiaproline Concentration (㎍ / l) 00 4040 6060 100100 120120 130130 140140 바실러스 서브틸리스 CJKB0001Bacillus subtilis CJKB0001 ++++++ ++++ ++ ++ -- -- -- 바실러스 서브틸리스 CJKB0003(KCCM-10526)Bacillus subtilis CJKB0003 (KCCM-10526) ++++++ ++++++ ++++++ ++++ ++++ ++ --

+: 생육함, -: 생육하지 못함+: Grow,-: fail to grow

실시예 3: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003의 플라스크 발효 역가Example 3: Flask fermentation titer of Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 CJKB0003(KCCM-10526)의 플라스크 발효 역가를 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 발효 역가와 비교하여 조사하였다. 상기 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 종배지에 접종하여 종배양한 다음 종배양액을 플라스크 발효 배지에 접종하여 발효하였다. 종배지는 지름 18mm의 시험관에 5ml씩 분주한 다음 이를 121℃에서 15분간 가압 살균하여 제조하였다. 여기에 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 접종하고 200rpm, 37℃에서 20시간 동안 진탕배양하였다. 배양이 완료되면 종배양액 1ml를 플라스크 발효 배지에 접종하고 200rpm, 37℃에서 90~96시간 동안 진탕 배양하였다. 상기에서 플라스크 발효 배지는 본 배지와 별살 배지를 상기 종배지와 동일한 방법으로 가압 살균한 다음 미리 가압 살균한 250ml 용량의 플라스크에 각각 15ml와 5ml씩 분주하여 제조하였다. 배양이 완료되면, 배지 내에 축적된 리보플라빈의 양을 분석하였다. 리보플라빈 농도는 HPLC로 분석하였으며, 이 경우 분석 조건은 앞서 기술한 바와 같다.The flask fermentation titer of Bacillus subtilis CJKB0003 (KCCM-10526) according to the present invention was investigated in comparison with the fermentation titer of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Mutant strains and parent strains according to the present invention were inoculated in the seed medium, and then cultured, followed by fermentation of the seed culture solution in a flask fermentation medium. The seed medium was prepared by dispensing 5 ml in a test tube having a diameter of 18 mm and then autoclaving it at 121 ° C. for 15 minutes. Mutant strains and mother strains according to the present invention were inoculated and shaken for 20 hours at 200 rpm and 37 ° C. When the culture was completed, 1 ml of the seed culture solution was inoculated into the flask fermentation medium and shaken at 200 rpm and 37 ° C. for 90 to 96 hours. The flask fermentation medium was prepared by autoclaving the medium and the starlet medium in the same manner as the seed medium, and then dispensing 15 ml and 5 ml, respectively, in a 250 ml flask previously autoclaved. Upon completion of the culture, the amount of riboflavin accumulated in the medium was analyzed. Riboflavin concentrations were analyzed by HPLC, in which case the assay conditions were as described above.

실험에 사용한 종배지와 발효 배지의 조성은 표 3에 나타낸 바와 같다.The composition of the seed medium and the fermentation medium used in the experiment is shown in Table 3.

플라스크 발효를 위한 배지 조성Medium composition for flask fermentation 배지badge 조성Furtherance 종배지Species 효모 추출물 5g/l, 트립톤 10g/l, 염화나트륨 10g/l, pH 조정 안함Yeast extract 5g / l, tryptone 10g / l, sodium chloride 10g / l, no pH adjustment 발효 배지Fermentation medium 본배지: 포도당 100g/l, 건조효모 20g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l 별살배지: 인산제1칼륨 1.5g/l, 인산제2칼륨 3.5g/l, 요소 6g/l, 에리스로마이신 10mg/l, 클로람페니콜 10mg/l, pH 7.2~7.4Main medium: glucose 100g / l, dry yeast 20g / l, magnesium sulfate heptahydrate 0.5g / l Starch medium: 1.5g / l potassium phosphate, 3.5g / l potassium phosphate, urea 6g / l, erythromycin 10mg / l, Chloramphenicol 10mg / l, pH 7.2 ~ 7.4

실험 결과, 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 배지 내 리보플라빈 축적량은 8.0g/l였으며, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003의 배지 내 리보플라빈의 축적량은 모균주에 비해 무려 13.8%가 향상된 9.1g/l였다.As a result, the riboflavin accumulation in the medium of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 was 8.0g / l, and the accumulation of riboflavin in the medium of the Bacillus subtilis mutant strain CJKB0003 was 13.8% higher than that of the parent strain 9.1. g / l.

실시예 4: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003의 51 발효조에서의 발효 역가Example 4: Fermentation titer in 51 fermenter of Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 CJKB0003(KCCM-10526)의 51 발효조에서의 발효 역가를 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 발효 역가와 비교하여 조사하였다. 상기 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 종배지에 접종하여 종배양한 다음 종배양액을 발효 배지에 접종하여 유가식 발효(fed-batch fermentation)를 수행하였다. 먼저, 종배지를 2.5L 용량의 실험용 발효조에 11씩 분주한 다음 121℃에서 10분간 가압 살균하여 제조하였다. 이를 냉각한 다음 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003과 모균주를 각각 식염수에 현탁하여 10ml씩 접종한 후 제균된 공기를 1vvm으로 공급하고 37℃에서 800rpm으로 교반하면서 20시간 동안 배양하였다. 배양 중 pH는 조절하지 않았다. 종배양이 완료되면, 상기 종배양액을 발효 배지에 접종하여 유가식 발효를 수행하였다. 상기 발효 배지는 51 용량의 실험용 발효조에 1.41씩 분주한 다음 121℃에서 20분간 가압 살균하여 제조하였 다. 이를 냉각한 다음 상기의 종배양액 200ml씩을 접종하고 제균된 공기를 1vvm으로 공급하면서 800rpm, 40℃에서 배양하였다. 이 때, 배양 중 잔존 당농도가 0.5~1%가 되도록 조절하면서 추가 배지를 공급하여 발효배지에 첨가된 총당농도가 27%가 되도록 하였다. 배양 중 pH는 암모니아수를 이용하여 7.0으로 조절하면서, 60~70시간 동안 배양하였다. 배양이 완료된 후 리보플라빈의 배지 내 축적량을 HPLC법으로 분석하였다. HPLC에 의한 리보플라빈 분석방법은 앞서 기술된 바와 같다. The fermentation titer of 51 Bacillus subtilis CJKB0003 (KCCM-10526) according to the present invention in the fermenter was investigated in comparison with the fermentation titer of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Mutant strains and parent strains according to the present invention were inoculated in the seed medium, followed by seed culture, followed by seed culture inoculation into the fermentation medium to perform fed-batch fermentation. First, seed medium was dispensed by 11 into a 2.5L experimental fermenter and then prepared by sterilizing for 10 minutes at 121 ℃. After cooling, the Bacillus subtilis mutant strain CJKB0003 and the parent strain of the present invention were respectively inoculated in saline and inoculated by 10 ml, and then inoculated with sterilized air at 1vvm and incubated for 20 hours while stirring at 800 rpm at 37 ° C. The pH was not adjusted during incubation. When the seed culture was completed, the seed culture solution was inoculated into the fermentation medium to perform fed-batch fermentation. The fermentation medium was prepared by dispensing 1.41 in a 51-volume experimental fermenter and then autoclaving for 20 minutes at 121 ℃. After cooling it, the seed culture solution was inoculated 200 ml each and incubated at 800rpm and 40 ° C while supplying the sterilized air at 1vvm. At this time, while controlling the residual sugar concentration in culture to 0.5 ~ 1% by supplying an additional medium to the total sugar concentration added to the fermentation broth was 27%. The pH of the culture was incubated for 60 ~ 70 hours, adjusting to 7.0 using ammonia water. After incubation was completed, the accumulation of riboflavin in the medium was analyzed by HPLC. Riboflavin analysis by HPLC is as described above.

본 발명에서 사용한 배지의 조성은 표 4에 나타낸 바와 같다.The composition of the medium used in the present invention is as shown in Table 4.

51 발효조 배양을 위한 배지 조성51 Composition of medium for fermenter culture 배지badge 조성Furtherance 종배지Species 당밀(50% 당기준)30g/l, 옥수수 침지액(corn steep liquor) 15g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l, 황산암모늄 5g/l, 요소 3g/l, 에리스로마이신 10mg/l, 클로람페니콜 10mg/l, pH 7.4Molasses (50% sugar) 30 g / l, corn steep liquor 15 g / l, magnesium sulfate heptahydrate 0.5 g / l, ammonium sulfate 5 g / l, urea 3 g / l, erythromycin 10 mg / l, chloramphenicol 10 mg / l, pH 7.4 발효 배지Fermentation medium 본배지: 건조효모 20g/l, 옥수수 침지액 5g/l, 황산암모늄 2g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l, 인산 제1칼륨 17.5g/l, 인산 제2칼륨 7.5g/l, 에리스로마이신 5mg/l, 클로람페니콜 10mg/l, pH 7.2~7.4 추가배지: 포도당 270g/l, 건조효모 26.7g/l, 옥수수 침지액 26.7g/lMain medium: 20 g / l dry yeast, 5 g / l corn steep liquor, 2 g / l ammonium sulfate, 0.5 g / l magnesium sulfate heptahydrate, 17.5 g / l potassium phosphate, 7.5 g / l potassium phosphate, erythro Mycin 5mg / l, Chloramphenicol 10mg / l, pH 7.2 ~ 7.4 Additional Medium: Glucose 270g / l, Dry Yeast 26.7g / l, Corn Soak 26.7g / l

실험 결과, 리보플라빈의 배지 내 축적량은 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 26.8g/l였으며, 본 발명에 따른 변이주 CJKB0003의 경우에는 모균주에 비해 약 10.4%가 향상된 29.6g/l였다.As a result, the accumulation of riboflavin in the medium was 26.8 g / l of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001, and in the case of the mutant strain CJKB0003 according to the present invention, it was about 29.6 g / l improved by about 10.4% compared to the parent strain.

이상, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0003은 미생물 대사과정 중 리보플라빈의 전구물질인 퓨린류 생합성에 관여하는 조효소인 테트라하이드로폴레이트 생합성을 저해하는 트리메토프림 에 대해 내성을 가지기 때문에 퓨린 생합성이 강화되어 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 비해 현저하게 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 상기 미생물을 배양하고 그 배양물로부터 리보플라빈을 대량으로 수득할 수 있는 효과가 있다.As described in the above examples, Bacillus subtilis mutant CJKB0003 according to the present invention is a trimethoprim enzyme that inhibits tetrahydrofolate biosynthesis, a coenzyme involved in purine biosynthesis, a precursor of riboflavin, during microbial metabolism. Because of its resistance to purine biosynthesis, it is possible to produce riboflavin at high concentration and high yield significantly compared to the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Therefore, the present invention has the effect of culturing the microorganism and obtaining a large amount of riboflavin from the culture.

Claims (3)

리보플라빈을 생산하며 트리메토프림(trimethoprim)에 대해 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) CJKB0003 KCCM-10526. Bacillus subtilis CJKB0003 KCCM-10526, which produces riboflavin and is resistant to trimethoprim. 삭제delete 제1항에 따른 미생물을 배양하여 그 배양물로부터 리보플라빈을 생산하는 방법.A method of producing a riboflavin from the culture by culturing the microorganism according to claim 1.
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