KR100641281B1 - Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12 - Google Patents

Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12 Download PDF

Info

Publication number
KR100641281B1
KR100641281B1 KR1020040083542A KR20040083542A KR100641281B1 KR 100641281 B1 KR100641281 B1 KR 100641281B1 KR 1020040083542 A KR1020040083542 A KR 1020040083542A KR 20040083542 A KR20040083542 A KR 20040083542A KR 100641281 B1 KR100641281 B1 KR 100641281B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acrylic acid
rhodococcus
kctc
erythropolis
accession
Prior art date
Application number
KR1020040083542A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060034794A (en
Inventor
박오진
조준형
이상현
이주원
박시재
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020040083542A priority Critical patent/KR100641281B1/en
Publication of KR20060034794A publication Critical patent/KR20060034794A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100641281B1 publication Critical patent/KR100641281B1/en

Links

Images

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
    • C12P7/52Propionic acid; Butyric acids

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 아크릴산을 출발물질로 하여 로도코커스속 균주인 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 이용하여 3-하이드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention is the Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus sp. erythropolis LG12) provides a method for producing 3-hydroxypropionic acid (3-HP) using accession number KCTC 18102P.

Description

로도코커스 에리스로폴리스 LG12를 이용한 3-하이드록시프로피온산의 생산방법{Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12} Production method of 3-hydroxypropionic acid using Rhodococcus erythropolis L12 [Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12}

도 1a 내지 도 1c는, 경시변화에 따라 아크릴산이 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주에 의해 3-HP로 전환되는 것을 나타낸 HPLC 크로마토그램이다.1A to 1C are HPLC chromatograms showing that acrylic acid is converted into 3-HP by Rhodococcus erythropolis LG12 accession No. KCTC 18102P strain according to the change over time.

도 2는, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주에 의해 생성된 3-HP를 확인할 수 있는 GC-MS 스펙트럼이다.Figure 2, Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) GC-MS spectrum which can identify 3-HP produced by Accession No. KCTC 18102P strain.

본 발명은 아크릴산을 출발물질로 하여 로도코커스속 균주인 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 이용하여 3-하이드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는 방법에 관한 것이다. The present invention is the Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus sp. erythropolis LG12) relates to the production of 3-hydroxypropionic acid (3-HP) using accession number KCTC 18102P.

3-하이드록시프로피온산 (3-HP)은 유기산으로서, 3-HP의 칼슘염은 구연산나 말산의 칼슘염보다 물에 대한 용해도가 100배 정도 높아서, 보일러, 산업시설 등의 스케일 방지용으로 유용성이 있는 물질이다. 3-Hydroxypropionic acid (3-HP) is an organic acid, and calcium salt of 3-HP is about 100 times higher solubility in water than citric acid or malic acid calcium salt. to be.                         

또한 3-HP는 몇몇 화학공정에 있어서 중요한 합성 중간체이다. 특히, 산화반응에 의한 말론산 생산, 알코올과 함께 에스테르화 반응에 의한 특이목적의 폴리에스테르 생산, 환원반응에 의한 1,3-프로판디올 생산 등을 포함하여 몇몇 화학물질과 폴리머의 생산에 중요하다. 3-HP is also an important synthetic intermediate in some chemical processes. In particular, it is important for the production of some chemicals and polymers, including the production of malonic acid by oxidation, the production of specific polyesters by esterification with alcohols, and the production of 1,3-propanediol by reduction. .

3-HP의 제조방법으로는 화학합성법과 생물학적인 방법으로 나눌 수 있다. 화학적 방법으로는 1,3-프로판디올을 출발물질로 하여 팔라듐 촉매를 이용하여 3-HP를 제조하는 방법 (US5321156), 3-히드록시프로피온알데히드로부터 팔라듐, 백금촉매 존재하에서 3-HP를 제조하는 방법(US5831121), 고체산 촉매로서 이온교환 수지(Amberlyst 15)를 이용하여 아크릴산을 출발물질로 고압반응기내에서 100 , 40시간 반응하여 91%선택성과 34% 수율로 3-HP를 얻는 방법(JP2000-159724) 등이 보고되어 있다. The method of preparing 3-HP can be divided into chemical synthesis and biological methods. As a chemical method, a method of preparing 3-HP using a palladium catalyst using 1,3-propanediol as a starting material (US5321156), to prepare 3-HP in the presence of palladium and platinum catalyst from 3-hydroxypropionaldehyde Method (US5831121), A method of obtaining 3-HP with 91% selectivity and 34% yield by reacting acrylic acid with a starting material for 100 hours in a high pressure reactor using ion exchange resin (Amberlyst 15) as a solid acid catalyst (JP2000) -159724).

생물학적인 방법은 상온, 상압의 조건하에서 미생물에 의해 3-HP를 합성하는 방법인데, 캔디다 루고사 변이주(Candida rugosa KT8201)를 이용하여 아크릴산, 프로피온산, 프로피온알데히드로부터 3-HP를 합성하는 방법(JP58-158189), 알칼리제네스 패칼리스 M3A(Alcaligenes faecalis M3A)를 이용하여 아크릴산으로부터 3-HP를 합성하는 방법(Ansede et al., Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65(11) 5075-5081), 대장균의 대사공학적인 기술을 이용하여 포도당으로부터 3-HP를 합성하는 방법이 보고되고 있다(WO0116346, WO0242418). The biological method is a method of synthesizing 3-HP by microorganisms under conditions of room temperature and atmospheric pressure. The method of synthesizing 3-HP from acrylic acid, propionic acid and propionaldehyde using Candida rugosa KT8201 (JP58). -158189), Synthesis of 3-HP from acrylic acid using Alcaligenes faecalis M3A (Ansede et. al ., Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65 (11) 5075-5081), a method for synthesizing 3-HP from glucose using metabolic engineering of Escherichia coli has been reported (WO0116346, WO0242418).

그러나, 아직까지 로도코커스 속(Rhodococcus sp.)의 균주를 이용하여 아크릴산으로부터 3-HP를 생산하는 방법은 보고된 바가 없다. However, no method of producing 3-HP from acrylic acid using a strain of Rhodococcus sp. Has not been reported.

로도코커스 속 (Rhodococcus sp.)의 박테리아는 그람 양성이며, 노카르디오폼 악티노미세테스 (Nocardioform Actinomycetes)에 속하는 미생물이다. 본 발명자들은, 이 중에서도, 생육 조건이 단순하고 빠르게 생육하면서도 고농도의 아크릴산에 내성을 가지고 있으며 아크릴산을 빠르게 전환시킬 수 있는 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 발견하였다. 더 나아가, 이를 이용하여 아크릴산의 분해에 관해 연구를 계속하던 중, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P의 배양액을 이용하여 3-HP를 생산할 수 있음을 알 수 있었고 본 발명을 완성하였다.Bacteria of the genus Rhodococcus sp. Are Gram-positive and are microorganisms belonging to Nocardioform Actinomycetes. The inventors of the present invention, Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus is a growth condition is simple and rapid growth, yet resistant to high concentration of acrylic acid and can convert acrylic acid quickly erythropolis LG12) found accession number KCTC 18102P. Furthermore, while continuing to study the decomposition of acrylic acid using this, Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) It was found that 3-HP can be produced using a culture solution of accession number KCTC 18102P and completed the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주를 이용하여 아크릴산으로부터 3-HP를 생산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. Therefore, the object of the present invention is to Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) using the Accession No. KCTC 18102P strain to provide a method for producing 3-HP from acrylic acid.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 아크릴산과 접촉시켜서, 아크릴산으로부터 3-하이드록시프로피온산(3-HP)을 생산하게 하는 것을 특징으로 하는 3-HP의 생산 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that Rhodococcus erythropolis LG12 accession No. KCTC 18102P is contacted with acrylic acid to produce 3-hydroxypropionic acid (3-HP) from acrylic acid. To provide a production method of 3-HP.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 생산 방법은, 바람직하게는, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 영양배지에서 배양하여 얻어진 배양액에 상기 미생물이 성장단계에 있는 상태로 아크릴산을 가하는 방법으로, 아크릴산과 접촉시킨다.According to one embodiment of the invention, the production method, preferably, Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P is cultured in a nutrient medium to acrylic acid with the above microorganisms in the growth stage, and contacted with acrylic acid.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 생산 방법은, 아크릴산과의 접촉은, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 배양배지에서 배양하여 얻어진 배양액으로부터 미생물을 분리하여 세포 현탁액을 만든 후, 여기에 아크릴산을 가하는 방법으로 아크릴산과 접촉시킨다.According to one embodiment of the invention, the production method, the contact with acrylic acid, Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P was cultured in a culture medium to separate the microorganisms from the culture solution, and a cell suspension was added thereto, followed by contact with acrylic acid by adding acrylic acid.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 아크릴산으로부터 3-HP를 생산하는 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P는 자유 세포의 형태로 혹은 담체에 고정화된 세포 형태로 이용할 수 있다.According to one embodiment of the invention, Rhodococcus Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12 for producing 3-HP from the acrylic acid erythropolis LG12 ) Accession No. KCTC 18102P can be used in the form of free cells or in the form of cells immobilized on a carrier.

본 발명에 있어서, 아크릴산으로부터 3-HP를 생산하는 상기 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P의 배양 배지 및 배양 조건은, 당업계에서 공지된 바와 같이 사용할 수 있다. 배양 배지는 특별히 제한되지는 않지만, 통상적으로 탄소원, 질소원, 무기염류 및 적당한 영양원을 함유한 배지를 사용할 수 있다. 통상적으로, 공업적으로 값싼 당질원료, 질소원 (유기 및 무기질소원) 및 미생물의 생육에 필요한 무기염, 미량원소, 비타민 등을 적당히 첨가한 배지라면 모두 사용 가능하다. 또한 배양 조건은, 통상적인 로도코커스 속의 배양 조건을 사용하며, 바람직하게는, 살균한 배지에 균을 접종하고 20-45(C, pH 6-9에서 진탕배양하며, 호기적으로 수행한다. In the present invention, the Rhodococcus Rhodococcus, which produces 3-HP from acrylic acid. Culture medium and culture conditions of erythropolis LG12) accession number KCTC 18102P can be used as known in the art. The culture medium is not particularly limited, but a medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt, and a suitable nutrient source can usually be used. In general, any medium can be used as long as it is an industrially inexpensive saccharide raw material, a nitrogen source (organic and inorganic nitrogen source), and a medium suitably added with inorganic salts, trace elements, vitamins, and the like necessary for the growth of microorganisms. In addition, the culture conditions, using the culture conditions of the genus Rhodococcus, preferably, inoculate the bacteria in the sterilized medium, shaking culture at 20-45 (C, pH 6-9, and perform aerobic.

또한 본 발명에 있어서, 접촉시키는 아크릴산은, 아크릴산 자체 뿐만 아니라, 아크릴산을 포함하는 모든 기질, 아크릴산으로 전환될 수 있는 모든 기질을 포 함한다.In the present invention, the acrylic acid to be contacted includes not only acrylic acid itself, but also all substrates including acrylic acid, and all substrates that can be converted into acrylic acid.

또한 본 발명에 있어서, 배양액로부터 미생물을 분리하여 세포 현탁액을 만드는 과정은, 당업계에서 통상적으로 알려진 방법을 사용할 수 있다. 즉, 배양액로부터 균체만을 수집하여 적당한 무기염을 함유한 액에 현탁시킴으로써 세포 현탁액을 제조한다. In addition, in the present invention, the process of separating the microorganisms from the culture to make a cell suspension, can be used a method commonly known in the art. That is, a cell suspension is prepared by collecting only cells from the culture and suspending them in a solution containing a suitable inorganic salt.

본 발명에 있어서, 상기 배양액에 직접, 또는 상기와 같이 제조된 세포 현탁액에 아크릴산을 접촉시키는 방법은, 호기적으로 접촉시키는 방법을 포함하며, 이러한 호기적 접촉을 통하여, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P에 생산되는 3-HP를 축적한다. 다량의 3-HP를 축적하기 위해서는, 배양 후반에, 또는 균체와의 접촉반응 시에 에너지 공급원으로서 포도당, 글리세롤 등의 적당한 탄소원을 첨가하는 것이 바람직하다. 축적된 3-HP는 당업계에 알려진 통상의 방법으로 분리, 회수할 수 있다.In the present invention, the method of contacting acrylic acid directly to the culture medium or to the cell suspension prepared as described above includes a method of aerobic contact, and through such aerobic contact, Rhodococcus LG12 ( Rhodococcus) erythropolis LG12) Accumulate 3-HP produced in accession number KCTC 18102P. In order to accumulate a large amount of 3-HP, it is preferable to add a suitable carbon source such as glucose or glycerol as an energy source at the end of the culture or at the time of contact reaction with the cells. Accumulated 3-HP can be separated and recovered by conventional methods known in the art.

본 발명에 있어서, 아크릴산과 접촉시키는 시기는, 배양 중후반이 바람직하다. 상기 미생물의 배양 초기부터 아크릴산을 첨가하면, 비록 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P가 아크릴산에 견디는 특성을 갖고 있다 하더라도 균체의 생육이 더디게 진행되므로, 배양 초반에는 균체의 생육이 일어나도록 아크릴산을 첨가하지 않고, 배양 중후반 상태에서 아크릴산을 접촉시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 20 내지 48시간 배양 후, 더욱 바람직하게는 24 내지 48 시간 후의 배양액, 또는 그 배양액으로부터 분리된 미생물 세포 현탁액을 이용하여 아크릴산을 접촉시키는 것이 수율 면에서 우 수하다.In the present invention, the time of contact with acrylic acid is preferably in the middle of the culture. If acrylic acid is added from the beginning of the culture of the microorganism, Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Even if Accession No. KCTC 18102P is resistant to acrylic acid, the growth of the cells is slow. Therefore, it is preferable to contact acrylic acid in the middle of the culture without adding acrylic acid so that the growth of the cells occurs. . Preferably, contacting acrylic acid with a culture solution after 20 to 48 hours, more preferably after 24 to 48 hours, or a microbial cell suspension separated from the culture solution is excellent in yield.

본 발명에 있어서, 상기 아크릴산으로부터 3-HP를 생산하는 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P는 자유 세포의 형태로 혹은 담체에 고정화된 세포 형태로 이용할 수 있다. 즉, 위에서 배양한 미생물의 휴지상태의 균체를 이용하거나, 혹은 각종 고분자등을 이용한 고정화 균체를 사용하는 것도 가능하다. 고정화 방법은, 당업계에 알려진 통상의 방법을 사용하는데, 알지네이트 (.alginate), 카라지난 (carrageenan)등과 같은 천연 고분자에 젤 형태로 고정화하는 방법, 아크릴아마이드, 폴리비닐알콜과 같은 합성 고분자에 고정화 하는 방법, 고분자 수지에 고정화하는 방법 등이 있다.In the present invention, Rhodococcus Rhodococcus to produce 3-HP from the acrylic acid erythropolis LG12 ) Accession No. KCTC 18102P can be used in the form of free cells or in the form of cells immobilized on a carrier. That is, it is also possible to use the immobilized cells of the microorganisms cultured above, or to use immobilized cells using various polymers. The immobilization method is a conventional method known in the art, such as a method of immobilizing in a gel form to a natural polymer such as alginate, carrageenan and the like, and to a synthetic polymer such as acrylamide, polyvinyl alcohol And a method of immobilization on the polymer resin.

본 발명의 로도코커스 에리스로폴리스 LG12 (Rhodococcus erythropolis LG12) 균주는 국제기탁기관인 한국생명공학연구원 유전자 은행에 2004년 5월 19일자로 기탁되었다 (수탁번호 KCTC 18102P). Rhodococcus of the present invention Rhodococcus erythropolis LG12 strain was deposited on May 19, 2004 with the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank, an international depository institution (Accession No. KCTC 18102P).

이하, 본 발명을 실시 예를 들어 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to 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.

실시예Example 1 One

로도코커스 에리스로폴리스 LG12( Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주 휴지세포 (resting cell)를 이용한 아크릴산으로부터 3-HP의 생산. Rhodococcus erythromycin Indianapolis LG12 (Rhodococcus erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P Production of 3-HP from acrylic acid using strain resting cells.

포도당 20g/L, 펩톤 20g/L, 효모추출액 10g/L로 이루어진 멸균된 YEPD배지 5mL에 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주를 접종하고 24시간 30℃, 200rpm에 배양한 뒤, 동일한 조성의 배지 50mL가 담긴 250mL 플라스크로 접종하고 30℃, 200rpm에서 24시간 배양한 뒤, 아크릴산(최종농도 0.1% wt/vol)을 첨가하고 8시간 배양한 뒤 배양액 내의 아크릴산 농도를 HPLC로 분석하여 모두 제거됨을 확인하였다. Rhodococcus Rhodococcus in 5 mL of sterile YEPD medium consisting of 20 g / L glucose, 20 g / L peptone and 10 g / L yeast extract erythropolis LG12) inoculated with Accession No. KCTC 18102P strain and incubated at 30 ° C. and 200 rpm for 24 hours, inoculated into a 250 mL flask containing 50 mL of the same composition, incubated at 30 ° C. and 200 rpm for 24 hours, and then, acrylic acid (final concentration 0.1). % wt / vol) was added, and after 8 hours of incubation, acrylic acid concentration in the culture was analyzed by HPLC to confirm that all of them were removed.

균체를 원심분리에 의해 회수한 뒤, 0.1M 인산완충용액 (pH 7.0) 10mL에 현탁하였다. 회수된 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주 휴지 세포 현탁액 3mL (건조세포중량 15.6mg/mL)에 아크릴산 농도 1% (wt/vol, 10g/L)를 첨가하고 28℃, 170rpm에서 반응하면서 시료를 채취하여 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 분석하였다. 분석에 사용한 이동상은 0.01N H2SO4을 제조하여 사용하였으며, 용매의 유속은 0.6 ml/min이었고 Bio-Rad 사의 Aminex87H column을 사용하였다. 24시간에 아크릴산은 76%의 전환율을 보였으며 이 때 생성된 3-HP는 53.9% 수율(5.1g/L농도)로 얻었다. The cells were recovered by centrifugation and then suspended in 10 mL of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). Recovered Rhodococcus erythropolis LG12 erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P Strain Resting cell suspension 3mL (dry cell weight 15.6mg / mL) was added with 1% acrylic acid concentration (wt / vol, 10g / L) and the sample was collected at 28 ℃ and 170rpm. Analyzed using chromatography (HPLC). The mobile phase used for the analysis was prepared by using 0.01NH 2 SO 4 , the flow rate of the solvent was 0.6 ml / min and Aminex87H column of Bio-Rad company was used. At 24 hours, acrylic acid showed a conversion of 76%, and the resulting 3-HP was obtained in 53.9% yield (5.1 g / L concentration).

경시변화에 따라 아크릴산이 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주에 의해 3-HP로 전환되는 것을 도 1의 HPLC 크로마토그램을 통해 확인하였다.It was confirmed by the HPLC chromatogram of FIG. 1 that acrylic acid is converted into 3-HP by the Rhodococcus erythropolis LG12 Accession No. KCTC 18102P strain according to the change over time.

또한 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주에 의해 생성된 3-HP를 도 1의 GC-MS 스펙트럼을 통해 확인하였다. In addition, 3-HP produced by the Rhodococcus erythropolis LG12 (Accessory No. KCTC 18102P strain) was confirmed through the GC-MS spectrum of FIG.

실시예Example 2 2

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P의 성장단계(growing cell) 세포를 이용한 아크릴산으로부터의 3-HP의 합성. Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12 ) Synthesis of 3-HP from acrylic acid using growing cell of Accession No. KCTC 18102P.

먼저, YEPD 평판 배지에서 배양된 각 미생물의 콜로니를 3 ml의 YEPD 액체 배지 (효모 추출물 10 g/L, 박토 펩톤 20 g/L, 포도당 20 g/L)에 접종하고 배양하였다. 얻어진 배양액 0.3 ml를 3 ml의 YEPD 액체 배지가 포함된 15 ml용 일회용 튜브 (Falcon 사)에 첨가하고 진탕 배양기 (제이오텍 사)에서 200 rpm, 30℃ 에서 균체 성장이 OD600 값이 16이상이 될 때까지 배양하여 아크릴산의 최종농도가 0.05% (wt/vol)가 되게 아크릴산을 투여하여 관련 유전자 발현을 유도하였다. 이후 계속 배양하여 균체 성장이 OD600 30이 될 때까지 배양하였으며 이때 아크릴산의 최종농도가 0.05% (wt/vol)가 되게 아크릴산을 투여하여 1 일 후 잔류 아크릴산의 농도를 액체 크로마토그래피 (HPLC) (Shimadzu 사)를 이용해 분석하였다. 액체 크로마토그래피분석에 사용한 이동상은 0.01N H2SO4을 제조하여 사용하였으며, 용매의 유속은 0.6 ml/min이었고 Bio-Rad 사의 Aminex87H column을 사용하였다. 검출은 Reflective index 검출기를 이용하여 수행하였다. 94%의 아크릴산이 전환되었으며 이 때 생성된 3-HP는 3.2g/L농도로 27.3%의 수율로 얻을 수 있었다.First, colonies of each microorganism cultured in YEPD plate medium were inoculated and incubated in 3 ml of YEPD liquid medium (10 g / L yeast extract, 20 g / L bactopeptone, 20 g / L glucose). Addition of 0.3 ml the resulting culture solution to 3 ml of a YEPD a disposable tube 15 ml containing a liquid medium (Falcon Co.) and cells were grown at 200 rpm, 30 ℃ in a shaking incubator (J. ohtek Inc.), this yi OD 600 value of more than 16 Incubation was performed until acrylic acid was administered so that the final concentration of acrylic acid was 0.05% (wt / vol) to induce related gene expression. After that, the culture was continued until the cell growth reached OD 600 30. At this time, acrylic acid was administered so that the final concentration of acrylic acid was 0.05% (wt / vol), and the concentration of residual acrylic acid was measured by liquid chromatography (HPLC) ( Shimadzu Co.). The mobile phase used for liquid chromatography was prepared by using 0.01 N H2SO4, the solvent flow rate was 0.6 ml / min and Biomine-Aminex87H column was used. Detection was performed using a reflective index detector. 94% of acrylic acid was converted and the produced 3-HP was obtained at a yield of 27.3% at 3.2 g / L concentration.

실시예Example 3 3

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주의 아크릴산염의 3-HP염으로의 전환 Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Conversion of Acrylate to 3-HP Salt of Accession No. KCTC 18102P

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주를 YEPD배지 100mL에서 배양 후 원심분리에 의해 세포를 회수한 뒤 0.1M 인산완충용액 (pH 7.0) 10mL에 현탁하였다. 회수된 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주 휴지 세포 현탁액 3mL (건조세포중량 18.4mg/mL)에 다양한 아크릴산 염을 농도 1% (wt/vol, 10g/L)를 첨가하고 30℃, 200rpm에서 반응하면서 시료를 채취하여 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 분석하였다. 다양한 아크릴산 염에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P strain was incubated in 100 mL of YEPD medium, and the cells were recovered by centrifugation and suspended in 10 mL of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). Recovered Rhodococcus erythropolis LG12 erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P Strain Resting cell suspension 3 mL (dry cell weight 18.4 mg / mL) was added with various concentrations of 1% (wt / vol, 10 g / L) of various acrylic acid salts and reacted at 30 ° C. Collected and analyzed by the same method as in Example 1 using liquid chromatography (HPLC). The results according to the various acrylic acid salts are shown in Table 1 below.

아크릴산 염Acrylic acid salt 전환율 (%)% Conversion 수율(%)yield(%) 아크릴산-소듐염Acrylic acid sodium salt 87.687.6 15.615.6 아크릴산-칼륨염Acrylic acid-potassium salt 70.670.6 21.121.1 아크릴산-암모늄염Acrylic acid-ammonium salt 86.386.3 18.718.7

실시예Example 4 4

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주 세포 농도에 따른 전환 반응. Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Accession number KCTC 18102P strain Conversion reaction according to cell concentration.

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주를 YEPD배지 100mL에서 배양 후 원심분리에 의해 세포를 회수한 뒤 0.1M 인산완충용액 (pH 7.0) 10mL에 현탁하였다. 회수된 Rhodococcus erythropolis LG12균주 휴지 세포 현탁액을 변화시키면서 세포농도에 따른 반응성을 조사하였다. 다양한 아크릴산 염 (sodium)을 농도 1% (wt/vol, 10g/L)로 고정하 고 28℃, 170rpm에서 15시간 반응하면서 시료를 채취하여 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 분석하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12) Accession No. KCTC 18102P strain was incubated in 100 mL of YEPD medium, and the cells were recovered by centrifugation and suspended in 10 mL of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). Recovered Rhodococcus The erythropolis LG12 strain was examined to investigate the reactivity according to the cell concentration by changing the suspension cell suspension. Various acrylic acid salts (sodium) were fixed at a concentration of 1% (wt / vol, 10 g / L), and the samples were collected while reacting at 28 ° C. and 170 rpm for 15 hours, using liquid chromatography (HPLC). The method was analyzed. The results are shown in Table 2 below.

Rhodococcus erythropolis LG12균주 농도 (세포건조중량, mg/mL) Rhodococcus erythropolis LG12 strain concentration (cell dry weight, mg / mL) 전환율 (%)% Conversion 수율(%)yield(%) 4.1mg/mL4.1mg / mL 24%24% 31.531.5 15.6 mg/mL15.6 mg / mL 48%48% 48.648.6 31.2 mg/mL31.2 mg / mL 52%52% 70.370.3

실시예Example 5  5

아크릴산 농도에 따른 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P 균주의 전환반응 Conversion of Rhodococcus erythropolis LG12 Accession No. KCTC 18102P Strains According to Acrylic Acid Concentration

실시예 4와 같은 방법으로 배양한 세포를 세포 건조중량을 15.6 mg/mL로 고정하고 아크릴산 염(sodium)을 변화하면서 28℃, 170rpm에서 15시간 반응하면서 시료를 채취하여 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 분석하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The cells cultured in the same manner as in Example 4 were fixed at 15.6 mg / mL of the cell dry weight, and sampled while reacting for 15 hours at 170 ° C. and 170 rpm while changing the acrylic acid salt (HPLC). It was analyzed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3 below.

아크릴산 염(sodium) 농도 (wt%/vol)Acrylic acid concentration (wt% / vol) 전환율 (%)% Conversion 수율(%)yield(%) 1.01.0 48%48% 48.648.6 2.02.0 28%28% 37.837.8 4.04.0 26.3%26.3% 18.318.3

상기 실시예를 통해서 살펴본 바와 같이 발명 균주인 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12)는 다양한 배양 및 반응조건에서 아크릴산으로부터 3-HP를 생산할 수 있음을 알 수 있었다. Rhodococcus Rhodococcus invention strain Rhodococcus erythropolis as seen through the above embodiment erythropolis LG12 ) was able to produce 3-HP from acrylic acid under various culture and reaction conditions.

Claims (4)

로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 아크릴산과 접촉시켜서, 아크릴산으로부터 3-하이드록시프로피온산(3-HP)을 생산하게 하는 것을 특징으로 하는 3-HP의 생산 방법. Rhodococcus Rhodococcus erythropolis LG12 ) Process for producing 3-HP, characterized by contacting accession no. KCTC 18102P with acrylic acid to produce 3-hydroxypropionic acid (3-HP) from acrylic acid. 제1항에 있어서, 아크릴산과의 접촉은, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 영양배지에서 배양하여 얻어진 배양액에 상기 미생물이 성장단계에 있는 상태로 아크릴산을 가하는 것을 특징으로 하는 3-HP의 생산 방법. The method of claim 1, wherein the contact with acrylic acid is characterized in that acrylic acid is added to the culture medium obtained by culturing Rhodococcus erythropolis LG12 accession No. KCTC 18102P in a nutrient medium while the microorganism is in the growth stage. 3-HP production method. 제1항에 있어서, 아크릴산과의 접촉은, 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P를 영양배지에서 배양하여 얻어진 배양액으로부터 미생물을 분리하여 세포 현탁액을 만든 후, 여기에 아크릴산을 가하는 것을 특징으로 하는 3-HP의 생산 방법. The method according to claim 1, wherein the contact with acrylic acid is made by separating microorganisms from a culture medium obtained by culturing Rhodococcus erythropolis LG12 accession number KCTC 18102P in a nutrient medium to make a cell suspension, and then adding acrylic acid thereto. 3-HP production method characterized in that. 제1항의 로도코커스 에리스로폴리스 LG12(Rhodococcus erythropolis LG12) 수탁번호 KCTC 18102P는 자유 세포의 형태로 혹은 담체에 고정화된 세포 형태로 사용하는 것을 특징으로 하는 3-HP의 생산 방법. Rhodococcus of claim 1 Rhodococcus erythropolis LG12 ) Accession No. KCTC 18102P is a production method of 3-HP, characterized in that it is used in the form of free cells or in the form of cells immobilized on a carrier.
KR1020040083542A 2004-10-19 2004-10-19 Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12 KR100641281B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040083542A KR100641281B1 (en) 2004-10-19 2004-10-19 Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040083542A KR100641281B1 (en) 2004-10-19 2004-10-19 Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060034794A KR20060034794A (en) 2006-04-26
KR100641281B1 true KR100641281B1 (en) 2006-11-01

Family

ID=37143457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040083542A KR100641281B1 (en) 2004-10-19 2004-10-19 Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100641281B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158189A (en) * 1982-03-16 1983-09-20 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Preparation of beta-hydroxypropionic acid
JPH01199585A (en) * 1987-12-01 1989-08-10 Shell Internatl Res Maatschappij Bv Production of substituted phenoxypropanoic acid
JPH03236785A (en) * 1990-02-13 1991-10-22 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Production of optically active (s)-3-phenyl-3-hydroxypropionic acid derivative
US5155043A (en) * 1989-04-06 1992-10-13 Idemitsu Kosan Company Limited Method for preparing optically active substances
US5523220A (en) * 1994-03-31 1996-06-04 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method for producing 3,4-dihydroxyphthalic acid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158189A (en) * 1982-03-16 1983-09-20 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Preparation of beta-hydroxypropionic acid
JPH01199585A (en) * 1987-12-01 1989-08-10 Shell Internatl Res Maatschappij Bv Production of substituted phenoxypropanoic acid
US5155043A (en) * 1989-04-06 1992-10-13 Idemitsu Kosan Company Limited Method for preparing optically active substances
JPH03236785A (en) * 1990-02-13 1991-10-22 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Production of optically active (s)-3-phenyl-3-hydroxypropionic acid derivative
US5523220A (en) * 1994-03-31 1996-06-04 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method for producing 3,4-dihydroxyphthalic acid

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060034794A (en) 2006-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2459871C2 (en) Method for enzymatic production of 2-hydroxy-2-methyl carboxylic acids
CN109504634B (en) Bacillus WZZ006 and application thereof
KR101430537B1 (en) Method for producing glucuronic acid by glucuronic acid fermentation
JPS63254986A (en) Production of alcohol
CN103045504B (en) Microorganism catalysis prepared (2S,3R)-2-benzoyl aminomethyl-3-hydroxybutyric acid ester and bacterial strain
US5262315A (en) Production of vanillin by bioconversion of benzenoid precursors by pyenoporus
US11001866B2 (en) Burkholderia and applications thereof
KR102090063B1 (en) New microorganism having ability to produce aldonic acid and producing method for aldonic acid using the same
KR100641281B1 (en) Production of 3-hydroxypropionic acid by Rhodococcus erythropolis LG12
CN112063531A (en) Geotrichum candidum ZJPH1907 and application thereof in preparing (S) -2-chloro-1- (3, 4-difluorophenyl) ethanol
CN116814572A (en) Carbonyl reductase and mutant thereof and application of carbonyl reductase and mutant in preparation of chiral (R) -8-chloro-6-hydroxy ethyl octanoate
JP3014171B2 (en) Method for producing 4-halo-3-hydroxybutyramide
US5155030A (en) Process for preparing optically active (R)-(-)-3-halo-1,2-propanediol from an epihalohydrin by a strain of corynebacterium or microbacterium
CN110982757B (en) Enterobacter cloacae ZJPH1903 and application
CN110358687B (en) Gibberellin for producing D-pantolactone hydrolase and application and fermentation method thereof
CN115975826B (en) Saccharomyces cerevisiae mStr003 and application thereof in production of beta-arbutin
CN103834600A (en) Fermentation method of photosensitive nitrile hydratase bacterial strain for catalyzed synthesis of acrylamide
CN117070417B (en) Pseudomonas grass HD530 for producing 6-hydroxynicotinic acid and application thereof
CN107586750B (en) Bacterial strain for producing nitrile hydratase and method for producing p-hydroxyphenylacetamide by using bacterial strain
CN113215064B (en) Slime bacterium for producing meishadazole compounds and application thereof
CN111088198B (en) Pseudomonas fuscogongensis, application thereof and method for catalytically synthesizing L (+) -tartaric acid or salt thereof
JP7197086B2 (en) Microorganism producing allitol and D-talitol from D-allulose and method for producing allitol and D-talitol using the same
CN109852648B (en) Method for preparing dextran selenium polymer by enzyme method
CN118480484A (en) Bacillus marinus capable of producing nicotinamide mononucleotide and application thereof
JP4266296B2 (en) Method for producing salicylic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, or γ-resorcinic acid

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20091019

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee