KR100918121B1 - E. coli strain for increasing acetyl-CoA consumption and method of producing vanillin using the strain and adsorbent resin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하는 바닐린 생산이 증가된 대장균 및 본 발명의 대장균을 페룰산 존재하에 배양하는 단계; 및 상기 배양물로부터 바닐린을 회수하는 단계를 포함하는 페룰산의 전환에 의해 바닐린을 생산하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 대장균을 개발하고, 또한 흡착제 수지를 이용함으로써 바닐린 생산성을 증가시킬 수 있다.The present invention relates to a feruloyl-CoA synthase that converts ferulic acid to feruloyl-CoA, an enoyl-CoA hydratase / aldolase that converts feruloyl-CoA to vanillin, and acetyl-CoA to CoA Culturing E. coli with increased vanillin production overexpressing the citrate synthetase to be converted and E. coli of the present invention in the presence of ferulic acid; And it provides a method for producing vanillin by the conversion of ferulic acid comprising the step of recovering vanillin from the culture. According to the present invention, it is possible to increase the vanillin productivity by developing E. coli, which increases the consumption of acetyl-CoA, and also by using an adsorbent resin.

바닐린, 페룰산, XAD-2 수지, 대장균 Vanillin, ferulic acid, XAD-2 resin, E. coli

Description

아세틸-CoA 소비를 증가시키는 대장균 균주 및 상기 균주 및 흡착제 수지를 이용한 바닐린 생산 방법{E. coli strain for increasing acetyl-CoA consumption and method of producing vanillin using the strain and adsorbent resin}Escherichia coli strain that increases acetyl-COA consumption and vanillin production method using the strain and the adsorbent resin {E. coli strain for increasing acetyl-CoA consumption and method of producing vanillin using the strain and adsorbent resin}

본 발명은 아세틸-CoA 소비를 증가시키는 균주 및 상기 균주 및 흡착제 수지를 이용한 바닐린 생산 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 본 발명은 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 효소를 발현시킴으로써 바닐린 생산성이 증가된 대장균 및 상기 대장균을 이용한 페룰산의 전환에 의해 바닐린을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a strain that increases the acetyl-CoA consumption and vanillin production method using the strain and the adsorbent resin, and more particularly, the present invention is an E. coli increased vanillin productivity by expressing an enzyme that increases the consumption of acetyl-CoA And it relates to a method for producing vanillin by conversion of ferulic acid using the E. coli.

바닐린 (3-메톡시-4-히드록시벤즈알데히드)은 특히 식품뿐만 아니라, 약학, 음료 및 향료 산업에 가장 널리 이용되는 방향족 분자 중의 하나이다. 더욱이, 바닐린은 항균 및 항산화 성질을 가지고 있다. 오늘날, 바닐린의 매년 세계적인 소비는 12,000 톤 이상이며, 이 중에서 천연 바닐린은 단지 약 50톤이며, 나머지는 화학 합성에 의해 제공된다. 천연 바닐린의 수요가 바닐라 포드(vanilla pod) 추출에 의해 충당될 수 없으므로, 생물공학적인 방법을 이용한 바닐린 생산이 대안적인 방 법으로 연구되어 왔다. 천연 바닐린은 합성 바닐린이 US$ 15/kg인 것과 대조적으로 US$ 1,200/kg 내지 US$ 4,000/kg으로 매우 비싸다. 유게놀, 이소유게놀 및 페룰산 같은 천연 물질의 바닐린으로의 미생물 전환이 연구되었으나, 페룰산이 바닐린의 적당한 전구체로서 고려된다.Vanillin (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde) is one of the most widely used aromatic molecules, especially in the food, as well as pharmaceutical, beverage and fragrance industries. Moreover, vanillin has antibacterial and antioxidant properties. Today, the annual global consumption of vanillin is more than 12,000 tonnes, of which only about 50 tonnes of natural vanillin are provided by chemical synthesis. Since the demand for natural vanillin cannot be met by vanilla pod extraction, the production of vanillin using biotechnological methods has been studied as an alternative method. Natural vanillin is very expensive, ranging from US $ 1,200 / kg to US $ 4,000 / kg as opposed to synthetic $ 15 / kg synthetic vanillin. Microbial conversion of natural substances such as eugenol, isoeugenol and ferulic acid to vanillin has been studied, but ferulic acid is considered as a suitable precursor of vanillin.

페룰산은 식물계에서 가장 풍부한 히드록실신남산이며, 주로 세포벽에 있다. 이는 리그닌 및 기타 생물중합체에 공유 결합되어 있다. 농업 폐기물은 바닐린의 생산에 이용되는 페룰산의 높은 비율을 포함한다. 생물전환에서, 페룰산은 먼저 fcs 유전자에 의해 코딩되는 페룰로일-CoA 합성효소에 의해 페룰로일-CoA로 활성화된 후, CoA 티오에스테르가 이어서 수화되며, ech 유전자에 의해 코딩되는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제에 의해 바닐린 및 아세틸-CoA로 절단된다.Ferulic acid is the most abundant hydroxyl cinnamic acid in the plant family and is mainly in the cell wall. It is covalently bound to lignin and other biopolymers. Agricultural waste contains a high percentage of ferulic acid used for the production of vanillin. In biotransformation, ferulic acid first fcs After activation to feruloyl-CoA by a feruloyl-CoA synthase encoded by the gene, the CoA thioester is then hydrated and by the anoyl-CoA hydratase / aldolase encoded by the ech gene Cleaved with vanillin and acetyl-CoA.

수많은 미생물, 예를 들면, 아미콜라톱시스 (Amycolatopsis sp.) 균주 HR167 (Achterholt et al., Appl Microbiol Biotechnol 2000 , 54, 799-807), 델프티아 아시도보란스 (Delftia acidovorans)(Peng et al., Appl Environ Microbiol 2003 , 69, 1417-1427), 바실러스 서틸리스 (Bacillus subtilis)(Plaggenborg et al,, FEMS Microbiol Lett 2001 , 205, 9-16), 슈도모나스 푸티다 (Pseudomonas putida)(Plaggenborg et al,, Appl Microbiol Biotechnol 2003 , 61, 528-535), 스핑고모나스 파우시모빌리스 (Sphingomonas paucimobilis)(Masai et al., Appl Environ Microbiol 2002 , 68, 4416-4424), 스트렙토마이세스 세토니아이 (Streptomyces setonii)(Sutherland et al., Can J Microbiol 1983 , 29, 1253-1257) 및 로도코커스 종 (Rhodococcus sp.)(Plaggenborg et al., Appl Microbiol Biotechnol 2006 , 72, 745-755)이 페룰산으로부터 바닐린의 생산에 대해 제안되어 왔다. 그러나, 생산된 바닐린은 기타 형태로 신속하게 전환되거나 또는 탄소 및 에너지 소스로서 이용된다. 10.0g/L 이상의 바닐린 생산이 아미콜라톱시스 (Amycolatopsis sp.) 균주 HR167 및 스트렙토마이세스 세토니아이 (Streptomyces setonii)와 같은 방선균에 대해 기록되었으나, 발효 및 다운스트림 공정은 상기 미생물에 대해 비용이 비싸다. 그러므로, 대장균이 바닐린 생산에 대한 최상의 선택으로서 고려되는데, 이는 대장균은 바닐린 분해 경로가 없으며, 잘 개발된 발효 및 다운스트림 공정 때문이다 (Kim et al., Biotechnol Bioprocess Eng 1999 , 4, 170-175). 바닐린은 항균 특성을 나타내므로, 바닐린의 만족스러운 생산은 대사적으로 조작된 대장균을 이용하여 초기 연구에서 실현되지 못하였다 (Yoon et al., Biotechnol Bioprocess Eng 2005 , 10, 378-384; Yoon et al., Biotechnol Lett 2005 , 27, 1829-1832).Numerous microorganisms, for example Amycolatopsis sp. Strain HR167 (Achterholt et al., Appl Microbiol Biotechnol 2000 , 54 , 799-807), Delftia Ashdoborance acidovorans ) (Peng et al., Appl Environ Microbiol 2003 , 69 , 1417-1427), Bacillus subtilis (Plaggenborg et al, FEMS Microbiol Lett 2001 , 205 , 9-16), Pseudomonas putida (Plaggenborg et al, Appl. Microbiol Biotechnol 2003 , 61 , 528-535), Sphingomonas paucimobilis ) (Masai et al., Appl Environ Microbiol 2002 , 68 , 4416-4424), Streptomyces setonii (Sutherland et al., Can J Microbiol) 1983, 29, 1253-1257) and species Rhodococcus (Rhodococcus sp.) (Plaggenborg et al., Appl Microbiol Biotechnol 2006 , 72 , 745-755) has been proposed for the production of vanillin from ferulic acid. However, the produced vanillin is quickly converted to other forms or used as a carbon and energy source. Vanillin production of at least 10.0 g / L has been recorded for actinomycetes such as Amycolatopsis sp. Strain HR167 and Streptomyces setonii , but fermentation and downstream processes are costly for the microorganism. expensive. Therefore, E. coli is considered the best choice for vanillin production, because E. coli has no vanillin degradation pathway and is due to well developed fermentation and downstream processes (Kim et al., Biotechnol Bioprocess). Eng 1999 , 4 , 170-175). Since vanillin exhibits antibacterial properties, satisfactory production of vanillin has not been realized in earlier studies using metabolically engineered Escherichia coli (Yoon et al., Biotechnol) . Bioprocess Eng 2005 , 10 , 378-384; Yoon et al., Biotechnol Lett 2005 , 27 , 1829-1832).

한국공개특허 제2001-0085827호에는 탄소원으로부터 바닐린 및 그 유도체를 제조하는 방법에 있어서, a) 탄소원을 재조합 미생물로 바닐린산으로 전환하는 단계; 및 b) 바닐린산을 바닐린으로 환원하는 단계를 포함하는 바닐린 및 그 유도체의 제조 방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 효소를 발현시키는 재조합 균주와는 상이하다.Korean Patent Laid-Open No. 2001-0085827 discloses a method for producing vanillin and its derivatives from a carbon source, the method comprising the steps of: a) converting the carbon source to vanillic acid with a recombinant microorganism; And b) reducing vanillin acid to vanillin, but a method of preparing vanillin and its derivatives is disclosed, but is different from recombinant strains expressing enzymes that increase the consumption of acetyl-CoA of the present invention.

페룰산의 바닐린으로의 생체변환에서 (도 1 참고), 바닐린 생산과 함께 아세틸-CoA의 동시 생성 및 이의 세포내 축적은 2가지 주요한 문제점을 야기할 것이다: (1) 바닐린은 세포 외로 분비되지만, 아세틸-CoA의 세포내 축적으로 인해 페룰로일-CoA의 바닐린으로의 반응의 저해 및 (2) 아세틸-CoA로서 CoA의 포획으로 인해 페룰레이트의 페룰로일-CoA로의 반응을 위한 CoA의 부족.In the bioconversion of ferulic acid to vanillin (see FIG. 1), simultaneous production of acetyl-CoA and its intracellular accumulation along with vanillin production will cause two major problems: (1) Vanillin is secreted extracellularly, Inhibition of the reaction of feruloyl-CoA to vanillin due to intracellular accumulation of acetyl-CoA and (2) Lack of CoA for the reaction of ferulate to feruloyl-CoA due to capture of CoA as acetyl-CoA.

그러므로, 본 발명의 목적은 바닐린 생산을 증진시키기 위해 바닐린 생산 동안 생성된 여분의 아세틸-CoA를 최대한 이용하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to make the best use of the extra acetyl-CoA produced during vanillin production to enhance vanillin production.

본 발명자들은 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 효소를 발현시킴으로써 바닐린 생산성이 증가된 대장균 및 식품 등급의 흡착제 수지를 이용함으로써 고농도의 페룰산의 바닐린으로의 생물전환을 달성할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors have discovered that bioconversion of high concentrations of ferulic acid to vanillin can be achieved by using E. coli and food grade adsorbent resins with increased vanillin productivity by expressing enzymes that increase the consumption of acetyl-CoA. The invention was completed.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 효소를 발현시킴으로써 바닐린 생산성이 증가된 대장균을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides E. coli with increased vanillin productivity by expressing an enzyme that increases the consumption of acetyl-CoA.

또한, 본 발명은 상기 대장균을 이용하여 페룰산의 전환에 의해 바닐린을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing vanillin by conversion of ferulic acid using the E. coli.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 페룰산을 페룰로일-CoA로 전 환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하는 바닐린 생산이 증가된 대장균을 제공한다.To achieve the object of the present invention, the present invention provides a feruloyl-CoA synthetase that converts ferulic acid to feruloyl-CoA, an enoyl-CoA hydratase / al which converts feruloyl-CoA to vanillin E. coli with increased vanillin production and vanillin production overexpressing citrate synthase converting acetyl-CoA to CoA.

본 발명의 일 구체예에서는 fcs 유전자 (서열번호 1)에 의해 코딩되는 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 및 ech 유전자 (서열번호 2)에 의해 코딩되는 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제를 과발현하는, 이전에 본 발명가에 의해 제조된 pTAHEF를 포함하는 대장균 균주 (Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829-1832)에 gltA 유전자 (서열번호 3)에 의해 코딩되는 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하는 바닐린 생산이 증가된 대장균을 제조하였다. 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제의 작용에 의해 아세틸-CoA가 세포 내에 축적된다. 세포 내에 축적된 아세틸-CoA는 페룰로일-CoA의 바닐린으로의 반응을 저해하게 되며, 또한 아세틸-CoA로서 CoA의 포획으로 인해 페룰레이트의 페룰로일-CoA로의 반응을 위한 CoA의 부족 현상을 초래하게 된다.In one embodiment of the present invention, feruloyl-CoA synthetase converts ferulic acid encoded by the fcs gene (SEQ ID NO: 1) into feruloyl-CoA, and ferrule encoded by the ech gene (SEQ ID NO: 2). Escherichia coli strains comprising pTAHEF, previously prepared by the inventors, which overexpress Enoyl-CoA hydratase / aldolase that converts royl-CoA to vanillin (Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829- In 1832), E. coli was produced with increased vanillin production overexpressing citrate synthase, which converts acetyl-CoA encoded by the gltA gene (SEQ ID NO: 3) to CoA. Acetyl-CoA accumulates in cells by the action of the Enoyl-CoA hydratase / aldolase, which converts feruloyl-CoA to vanillin. Acetyl-CoA accumulated in cells inhibits the reaction of feruloyl-CoA to vanillin and also prevents the lack of CoA for the reaction of ferulate to feruloyl-CoA due to the capture of CoA as acetyl-CoA. Will result.

따라서, 세포 내에 축적된 아세틸-CoA 소비를 증가시키는 균주를 개발하였다. 구체적인 방법으로, gltA 유전자에 의해 코딩되는 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현함으로써 세포 내에 축적된 아세틸-CoA를 감소시킴으로써, 바닐린 생산성을 증가시켰다. 예를 들면, 대장균의 게놈 DNA로부터 적당한 PCR 프라이머를 이용하여 gltA 유전자를 증폭하고, 증폭된 gltA 유전자를 pTAHEF의 XbaI 및 PstI 자리 내로 혼입하여 pTAHEF-gltA를 구축함으로써 시트레이 트 합성효소를 과발현할 수 있다.Thus, strains have been developed that increase the acetyl-CoA consumption accumulated in cells. In a specific manner, vanillin productivity was increased by reducing acetyl-CoA accumulated in cells by overexpressing citrate synthase, which converts acetyl-CoA encoded by the gltA gene into CoA. For example, overexpressing a citrate synthetase by amplifying the gltA gene from E. coli genomic DNA using appropriate PCR primers and incorporating the amplified gltA gene into the Xba I and Pst I sites of pTAHEF to construct pTAHEF- gltA can do.

본 발명의 일 구현예에 따른 대장균에서, 상기 대장균은 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소 코딩 유전자 (icdA 유전자)가 결손된 것일 수 있다. 글리옥실레이트 우회로가 TCA 회로보다 더 짧은 경로를 가지지만, 글리옥실레이트 우회로로 아세틸-CoA의 유입은 TCA 회로(1 아세틸-CoA 분자)보다 2배이다 (2 아세틸-CoA 분자). 글리옥실레이트 우회로의 이용은 icdA 유전자의 결손에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이소시트레이트 탈수소 효소를 코딩하는 icdA 유전자를 결손시킨 균주에 gltA 유전자를 증폭시킴으로써 글리옥실레이트 우회로로 이소시트레이트의 더 많은 유동을 유도하였다. 이로 인해 아세틸-CoA의 소비를 증가시켰으며, 결국 바닐린의 생산성을 증가시킬 수 있었다.In Escherichia coli according to an embodiment of the present invention, the E. coli may be deficient in an isocitrate dehydrogenase coding gene ( icdA gene) for converting isocitrate into α-ketoglutarate. Although the glyoxylate bypass has a shorter path than the TCA cycle, the influx of acetyl-CoA into the glyoxylate bypass is twice that of the TCA cycle (1 acetyl-CoA molecule) (2 acetyl-CoA molecules). The use of glyoxylate bypasses can be accomplished by deletion of the icdA gene. Thus, in the present invention, icdA encoding isocitrate dehydrogenase By amplifying the gltA gene in a strain that lacked the gene, more flow of isocitate was induced into the glyoxylate bypass. This increased the consumption of acetyl-CoA, which in turn increased the productivity of vanillin.

본 발명의 대장균의 일 예는, fcs 유전자에 의해 코딩되는 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 및 ech 유전자에 의해 코딩되는 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 gltA 유전자에 의해 코딩되는 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성 효소를 과발현하고, 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소 코딩 유전자 (icdA 유전자)가 결손된 대장균 MG1655의 변이주이다.An example of the E. coli of the present invention is a feruloyl-CoA synthetase that converts ferulic acid encoded by the fcs gene to feruloyl-CoA, and feruloyl-CoA encoded by the ech gene to vanillin. Isoyl-CoA hydratase / aldolase, and isosheet to overexpress citrate synthase, which converts acetyl-CoA encoded by the gltA gene to CoA, and converts isocitrate to α-ketoglutarate The mutant strain of E. coli MG1655 lacks the late dehydrogenase coding gene ( icdA gene).

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 본 발명의 대장균을 페룰산 존재하에 배양하는 단계; 및 b) 상기 배양물로부터 바닐린을 회수하는 단계를 포함하는 페룰산의 전환에 의해 바닐린을 생산하는 방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention comprises the steps of: a) culturing E. coli of the present invention in the presence of ferulic acid; And b) provides a method for producing vanillin by the conversion of ferulic acid comprising the step of recovering vanillin from the culture.

본 발명의 바닐린 생산 방법은 본 발명의 대장균을 페룰산 존재하에 배양하는 단계를 포함한다. 상기 대장균 돌연변이 균주는 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하는 바닐린 생산이 증가된 대장균일 수 있으며, 바람직하게는 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하며, 여기에 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소 코딩 유전자 (icdA 유전자)가 더 결손됨으로써 바닐린 생산이 증가된 대장균일 수 있다. 바람직하게는, fcs 유전자에 의해 코딩되는 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 및 ech 유전자에 의해 코딩되는 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 gltA 유전자에 의해 코딩되는 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성 효소를 과발현하고, 여기에 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소 코딩 유전자 (icdA 유전자)가 더 결손된 대장균 MG1655의 변이주이다.The vanillin production method of the present invention comprises culturing E. coli of the present invention in the presence of ferulic acid. The E. coli mutant strain contains a feruloyl-CoA synthase that converts ferulic acid to feruloyl-CoA, an enoyl-CoA hydratase / aldolase that converts feruloyl-CoA to vanillin, and acetyl-CoA Escherichia coli may have increased production of vanillin, which overexpresses citrate synthase converting to CoA, preferably feruloyl-CoA synthase, feruloyl-CoA converting ferulic acid to feruloyl-CoA Overexpresses Enoyl-CoA hydratase / aldolase to convert to and citrate synthetase to convert from acetyl-CoA to CoA, where isocitrate dehydrogen to convert isocitrate to α-ketoglutarate Further deletion of the enzyme coding gene ( icdA gene) may be E. coli with increased vanillin production. Preferably, feruloyl-CoA synthetase converts ferulic acid encoded by the fcs gene to feruloyl-CoA, and enoyl-CoA converts feruloyl-CoA encoded by the ech gene to vanillin. Hydratase / aldolase, and isocitrate dehydrogenase, which overexpresses citrate synthase, which converts acetyl-CoA encoded by the gltA gene to CoA, and converts isocitrate to α-ketoglutarate The coding gene ( icdA gene) is a variant of Escherichia coli MG1655 which is more deficient.

기질로서 첨가되는 페룰산의 농도는 1.0-10.0 g/L일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The concentration of ferulic acid added as a substrate may be 1.0-10.0 g / L, but is not limited thereto.

본 발명의 대장균 돌연변이 균주는 합성, 반합성, 또는 복합 배양 배지에서 배양할 수 있다. 배양 배지로는 탄소원, 질소원, 비타민 및 미네랄로 구성된 배지 를 사용할 수 있다. 예를 들어, MRS (Man-Rogosa-Sharp) 액체 배지 및 우유가 첨가된 액체 배지를 사용할 수 있다. 탄소원으로는 전분, 글루코스, 수크로스, 갈락토스, 과당, 글리세롤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 글리세롤이다. 질소원으로는 황산암모늄, 질산암모늄, 질산나트륨, 글루탐산, 카사미노산, 효모추출물, 펩톤, 트립톤, 대두박 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 미네랄은 염화나트륨, 인산제이칼륨, 황산마그네슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.E. coli mutant strains of the present invention can be cultured in synthetic, semisynthetic, or complex culture media. As the culture medium, a medium consisting of a carbon source, a nitrogen source, vitamins and minerals can be used. For example, a Man-Rogosa-Sharp (MRS) liquid medium and a liquid medium with milk added can be used. The carbon source may be one selected from the group consisting of starch, glucose, sucrose, galactose, fructose, glycerol and mixtures thereof, preferably glycerol. The nitrogen source may be selected from the group consisting of ammonium sulfate, ammonium nitrate, sodium nitrate, glutamic acid, casamino acid, yeast extract, peptone, tryptone, soybean meal, and mixtures thereof. Minerals include sodium chloride, dipotassium phosphate, magnesium sulfate And mixtures thereof.

미생물 배양 배지 내 상기 탄소원, 질소원 및 미네랄 각각은 리터당 10 내지 100 g, 5 내지 40 g 및 0.5 내지 4 g 을 이용할 수 있다.Each of the carbon source, nitrogen source and mineral in the microbial culture medium may use 10 to 100 g, 5 to 40 g and 0.5 to 4 g per liter.

상기의 통상의 배양 배지에 첨가되는 비타민은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 비타민은 통상의 배양 배지에 상기에서 언급한 탄소원, 질소원, 미네랄 등의 배지와 동시에 첨가하거나, 멸균하여 준비된 배지에 첨가할 수 있다.Vitamins added to the conventional culture medium may be selected from the group consisting of vitamin A, vitamin B, vitamin C, vitamin D, vitamin E and mixtures thereof. The vitamin may be added to a conventional culture medium at the same time as the above-mentioned medium, such as carbon sources, nitrogen sources, minerals, or the like, to the medium prepared by sterilization.

배양은 통상의 대장균 배양 조건으로 수행할 수 있으며, 예를 들어 약 15-45℃에서 약 10-72시간 동안 배양할 수 있다. Incubation can be carried out under conventional E. coli culture conditions, for example at about 15-45 ° C. for about 10-72 hours.

또한, 본 발명에 따른 미생물은 당업계에 공지된 통상적인 물리화학적 돌연변이 방법 등에 의해 이와 동등한 활성을 가지거나 또는 이보다 우수한 활성을 가지도록 개선 또는 개량될 수 있다.In addition, the microorganism according to the present invention may be improved or improved to have equivalent activity or better activity by conventional physicochemical mutation methods and the like known in the art.

본 발명의 바닐린 생산 방법은 상기 배양물로부터 바닐린을 회수하는 단계를 포함한다. 페룰산의 존재하에 본 발명의 대장균 돌연변이 균주를 배양하면 페룰산의 바닐린으로의 전환에 관여하는 효소의 활성에 의해 바닐린이 생성된다. 이렇게 생성된 바닐린은 당업계에 통상적으로 이용되는 방법을 이용하여 배양물로부터 회수할 수 있다.The vanillin production method of the present invention includes recovering vanillin from the culture. Culture of the E. coli mutant strain of the present invention in the presence of ferulic acid produces vanillin by the activity of an enzyme involved in the conversion of ferulic acid to vanillin. The vanillin thus produced can be recovered from the culture using methods commonly used in the art.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 단계 a)에서 상기 배양을 흡착제 수지의 존재하에서 수행할 수 있다. 페룰산에 의해 전환된 바닐린은 바닐린 생산을 저해하므로, 흡착제 수지를 이용하여 흡착함으로써 바닐린 생산을 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 흡착제 수지는 AmberliteTM XAD-2, AmberliteTM XAD-7 및 AmberliteTM XAD-16과 같은 중성 수지이며, 더욱 바람직하게는 AmberliteTM XAD-2 수지이다. 상기 흡착제 수지는 LewatitTM OC 1062 또는 OC 1064를 이용할 수도 있다.In a method according to one embodiment of the invention, the culturing in step a) can be carried out in the presence of an adsorbent resin. Since vanillin converted by ferulic acid inhibits vanillin production, it is possible to increase vanillin production by adsorbing with an adsorbent resin. Preferably, the adsorbent resin is a neutral resin such as Amberlite XAD-2, Amberlite XAD-7 and Amberlite XAD-16, and more preferably Amberlite XAD-2 resin. The adsorbent resin may use Lewatit OC 1062 or OC 1064.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 흡착제 수지의 농도는 10-70% (w/v)일 수 있다. 흡착제 수지의 농도가 상기 범위를 벗어나면 바닐린 생산 효율이 감소하기 때문이다. 바람직하게는, 상기 흡착제 수지의 농도는 40% 내지 60%(w/v), 더욱 바람직하게는 약 50% (w/v)이다.In the method according to an embodiment of the present invention, the concentration of the adsorbent resin may be 10-70% (w / v). This is because vanillin production efficiency decreases when the concentration of the adsorbent resin is outside the above range. Preferably, the concentration of the adsorbent resin is 40% to 60% (w / v), more preferably about 50% (w / v).

본 발명에 따르면, 아세틸-CoA의 소비를 증가시키는 대장균을 개발하고, 또한 흡착제 수지를 이용함으로써 바닐린 생산성을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the vanillin productivity by developing E. coli, which increases the consumption of acetyl-CoA, and also by using an adsorbent resin.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실 시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example

재료 및 방법Materials and methods

박테리아 균주 및 배양Bacteria Strains and Cultures

대장균 DH5α(F-φ80dlacZΔM15Δ(lacZYA-argF)U169 deoR recA1 endA1 hsdR17(rK -, mK +) phoA supE44λ- thi-1 gyrA96 relA1), 및 MG1655를 바닐린 생산에 이용하였다. 대장균 MG1655 ΔicdA 결손 균주는 Datsenko와 Wanner의 방법 (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci U.S.A., 97(12):6640-6645)을 따라서 다음과 같이 제조하였다. icdA 유전자로 상동성 재조합에 의하여 선발마커 유전자인 카나마이신 유전자로 대체하기 위하여, pKD13 플라이스미드 (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci U.S.A., 97(12):6640-6645)의 카나마이신 유전자에 결합하면서 icdA 유전자의 상류 말단과 하류 말단의 염기 서열을 갖는 PCR 프라이머를 제조하였다. 정방향 프라이머는 icdA 유전자의 상류 말단의 50bp 염기서열 다음에, 카나마이신 유전자 결합 염기 서열 20bp로 구성되어 있으며, 역방향 프라이머는 icdA 유전자의 하류 말단의 50bp 염기서열 다음에, 카나마이신 유전자 결합 염기 서열 20bp로 구성되어 있다. 정방향 프라이머의 유전자 염기서열은 5’-GAAAGTAAAGTAGTTGTTCCGGCACAAGGCAAGAAGATCACCCTGCAAAAATTCCGGGGATCCGTCGACC-3' (서열번호 4) 이고 역방향 프라이머의 유전자 염기서열은 5'-CCAGCTGGTAGCCCCAGTCTTTAAACGCTCCTTCGGTGAACTTCATGATGTGTAGGCTGGAGCTGCTTCG-3' (서열번호 5)이다. 카나마이신 유전자 결합부위는 밑줄로 표시하였다. 서열번호 4와 5의 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 하고, pKD13을 주형으로 PCR 반응을 수행하였다. PCR은 중합효소로서, pfu 폴리머라제를 사용하고, 변성 온도는 94℃에서 30초, 어닐링 55℃에서 30초 및 중합 68℃에서 60초를 30회 반복하였다. PCR 반응산물은 전기영동 후에 겔 용출 (gel elution)을 통해서 분리 정제하였다. Escherichia coli DH5α (F - φ80d lac ZΔM15Δ ( lac ZYA- arg F) U169 deo R rec A1 end A1 hsd R17 (r K -, m K +) pho A sup E44λ - thi -1 gyr A96 rel A1), and the MG1655 It was used for vanillin production. E. coli MG1655 Δ icdA -deficient strain was prepared according to the method of Datsenko and Wanner (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci USA, 97 (12): 6640-6645). To replace the kanamycin gene, a selection marker gene by homologous recombination with the icdA gene, to the kanamycin gene of pKD13 plasmid (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci USA, 97 (12): 6640-6645) PCR primers were prepared having the nucleotide sequences of the upstream and downstream ends of the icdA gene while binding. The forward primer consists of a 50bp sequence at the upstream end of the icdA gene, followed by a 20bp kanamycin gene binding sequence, and the reverse primer consists of a 20bp at the downstream end of the icdA gene followed by a 20bp kanamycin gene binding sequence. have. The gene sequence of the forward primer is 5'-GAAAGTAAAGTAGTTGTTCCGGCACAAGGCAAGAAGATCACCCTGCAAAA ATTCCGGGGATCCGTCGACC -3 '(SEQ ID NO: 4) and the gene base sequence of the reverse primer is 5'-CCAGCTGGTAGCCCCAGTCTTTAAACGCTCCTTCGGTGAACTTCATGATG-GG TGTAGGCTGCT -GCTGCTGCT Kanamycin gene binding sites are underlined. PCR reactions were carried out using oligonucleotides of SEQ ID NOs: 4 and 5 as primers and pKD13 as a template. PCR used pfu polymerase as a polymerase, and the denaturation temperature was repeated 30 times at 94 ° C, 30 seconds at annealing 55 ° C and 60 seconds at 68 ° C polymerization. PCR reaction products were separated and purified through gel elution after electrophoresis.

상기의 정제된 PCR 반응산물은 pKD46 (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci U.S.A., 97(12):6640-6645)을 포함한 MG1655 콤페턴트 세포 (competent cell)로 200mm 크기의 큐벳을 통해 2.5kV로 전기 형질전환 (electro transformation)하고, 곧바로 SOC 배지 (2% 박토 트립톤, 0.5% 효모 추출물, 10mM NaCl, 2.5mM KCl, 10mM MgCl2, 10mM MgSO4, 20mM 포도당) 1ml를 첨가하여, 37℃에서 1시간 동안 흔들 배양기 (shaking incubator)에서 세포를 키운 후, 카나마이신 (50㎍ml-1)을 포함하고 있는 평판 배지에 500㎕를 스프레딩하여 37℃에서 배양하였다. 카나마이신 저항성을 가진 평판 배지의 콜로니를 콜로니 PCR을 통하여 카나마이신 유전자가 상동성 재조합에 의해서 icdA 유전자를 대체했는지를 확인하였다. 콜로니 PCR에 사용된 프라이머는 대장균 MG1655 염색체 상에서 icdA 유전자 바로 인접한 영역에 바로 결합하도록 제조하였다. 정방향 프라이머는 5’-CATCGGTGAACTGCGGAAGAACATC-3’(서열번호 6), 역방향 프라이머는 5’-GACCGGCCAGCCTACCCCAAAACTAC-3’(서열번호 7)이다. 콜로니 PCR은 Taq 폴리머라제를 통해 변성 94℃에서 30초, 어닐링 55℃에서 60초 및 중합 72℃에서 20초를 30회 반복하였다.The purified PCR reaction product was a 200 mm cuvette with MG1655 competent cells, including pKD46 (Datsenko KA and Wanner BL., 2000 Proc Natl Acad Sci USA, 97 (12): 6640-6645). Electro transformation to 2.5 kV through 1 ml of SOC medium (2% bacto tryptone, 0.5% yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 10 mM MgCl 2 , 10 mM MgSO 4 , 20 mM glucose) Cells were grown in a shaking incubator at 37 ° C. for 1 hour, and then 500 μl of the plated medium containing kanamycin (50 μg −1 ) was incubated at 37 ° C. Colony of kanamycin-resistant plate media was confirmed by colony PCR and homologous recombination to icdA. It was confirmed whether the gene was replaced. Primers used for colony PCR were prepared to bind directly to the region immediately adjacent to the icdA gene on the E. coli MG1655 chromosome. The forward primer is 5'-CATCGGTGAACTGCGGAAGAACATC-3 '(SEQ ID NO: 6), and the reverse primer is 5'-GACCGGCCAGCCTACCCCAAAACTAC-3' (SEQ ID NO: 7). Colony PCR was repeated 30 times at denaturation 94 ℃, 60 seconds at annealing 55 ℃ and 20 seconds at 72 ℃ polymerization through Taq polymerase.

얻어진 대장균 MG1655 ΔicdA 결손 균주를 37℃에서 진탕 (180rpm) 수조에서 앰피실린 (100㎍ml-1)을 포함하는 2YT 배지 (16g/L 트립톤, 10g/L 효모 추출액, 및 5g/L 염화나트륨)에서 배양하였다. 페룰산 (Sigma-Aldrich)을 2YT 배지에 용해하고, pH를 NaOH를 이용하여 pH 7.0으로 조절한 10%(w/v)의 페룰산 공급액을 제조하였다. 다양한 농도의 페룰산을 상기 배지에 첨가하고, 바닐린 생산에 대한 효과를 시험하였다. 얻어진 대장균 MG1655 ΔicdA 결손 균주는 이하 실시예3, 4 및 5에서 재조합 균주를 제조하기 위한 숙주세포로 사용되었다.The obtained E. coli MG1655 ΔicdA- deficient strain was subjected to 2YT medium (16 g / L tryptone, 10 g / L yeast extract, and 5 g / L sodium chloride) containing ampicillin (100 μg ml −1 ) in a shake (180 rpm) bath at 37 ° C. Incubated at. Ferulic acid (Sigma-Aldrich) was dissolved in 2YT medium and a 10% (w / v) ferulic acid feed was prepared with pH adjusted to pH 7.0 with NaOH. Various concentrations of ferulic acid were added to the medium and the effects on vanillin production were tested. The obtained E. coli MG1655 ΔicdA deficient strain was used as a host cell for preparing recombinant strains in Examples 3, 4 and 5 below.

gltAgltA 를 포함하는 바닐린 플라스미드의 구축Construction of vanillin plasmid containing

시트레이트 합성효소를 코딩하는 gltA 유전자를 하기 프라이머를 이용하여 대장균 MG1655의 게놈 DNA로부터 Pfx 중합효소 (Invitrogen, USA)를 이용하여 PCR에 의해 증폭하였다: 정방향 프라이머 gltA-F, 5'-GCTCTAGAGGAGACCTTAA ATG GCTG-3'(서열번호 8) 및 역방향 프라이머 gltA-R, 5'-GCTGCAGCA TTA ACGCTTGATATCGC-3'(서열번호 9). 상기 프라이머 서열에서, 코딩 영역, 개시 또는 정지 코돈, 및 제한효 소 자리는 각각 진한 글씨, 밑줄, 및 이탤릭체로 나타낸다. 증폭된 gltA 유전자를 pBluescript 벡터 (Stratagene Co.; Alting-MeesMA and Short JM, 1989 Nucleic Acids Res. 17 (22): 9494)의 EcoRV 자리에 서브클로닝하여 pBgltA를 구축한 후, 서열을 확인하였다. pBgltA로부터 XbaI 및 PstI에 의해 절단된 유전자 gltA를 pTAHEF의 XbaI 및 PstI 자리 내로 혼입하여 pTAHEF-gltA를 구축하였다. 플라스미드 pTAHEF는 Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829-1832에 기재된 바와 같이 구축하였다. 간단하게, 아미콜라톱시스 (Amycolatopsis sp.) 균주 HR167 (DSM 9991)의 게놈 DNA로부터 수득된 ech (서열번호 1) 및 fcs (서열번호 2)를 포함하는 DNA 단편을 NheI 및 BamHI을 이용하여 pDAHEF (Yoon et al., Biotechnology and Bioprocess Engineering 2005, 10:1-1)로부터 잘라내고, pTrc99A (NCBI Genbank 허가 번호 M22744: 서열번호 10)NcoI 및 BamHI 자리에 도입하여 pTAHEF를 수득하였다 (도 2). 도 2는 pTAHEF 벡터의 제조과정을 나타내는 도면이다. 형질전환 및 기타 표준 분자생물학 기술은 (Sambrook et al, 2001 Molecular Cloning, 3rd Ed. Cold spring Harbor Laboratory Press, New York)에 기재된 바와 같이 수행하였다.The gltA gene encoding citrate synthase was amplified by PCR using Pfx polymerase (Invitrogen, USA) from the genomic DNA of Escherichia coli MG1655 using the following primers: Forward primer gltA -F, 5'-GC TCTAGA GGAG ACCTTAA ATG GCTG- 3 '(SEQ ID NO: 8) and reverse primer gltA -R, 5'-G CTGCAG CA TTA ACGCTTGATATCGC- 3' (SEQ ID NO: 9). In the primer sequences, coding regions, start or stop codons, and restriction sites are shown in bold, underlined, and italics, respectively. The amplified gltA gene was subcloned into the Eco RV site of the pBluescript vector (Stratagene Co .; Alting-MeesMA and Short JM, 1989 Nucleic Acids Res. 17 (22): 9494) to construct pBgltA, and the sequence was confirmed. The gene gltA cleaved from pBgltA by Xba I and Pst I was incorporated into the Xba I and Pst I sites of pTAHEF to construct pTAHEF- gltA . Plasmid pTAHEF was constructed as described in Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829-1832. Briefly, DNA fragments containing ech (SEQ ID NO: 1) and fcs (SEQ ID NO: 2) obtained from genomic DNA of Amycolatopsis sp., Strain HR167 (DSM 9991) were prepared using Nhe I and Bam HI. Was cut from pDAHEF (Yoon et al., Biotechnology and Bioprocess Engineering 2005, 10: 1-1 ) , and the Nco I and Bam HI of pTrc99A (NCBI Genbank License No. M22744: SEQ ID NO: 10 ) Introduced in situ to obtain pTAHEF (FIG. 2). 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a pTAHEF vector. Transformation and other standard molecular biology techniques were performed as described in Sambrook et al, 2001 Molecular Cloning, 3rd Ed. Cold spring Harbor Laboratory Press, New York.

바닐린 생산을 위한 For vanillin production XADXAD -2 수지의 적용Application of -2 resin

XAD-2 수지를 Aldrich (USA)로부터 구입하였다. XAD-2 수지는 소수성 물질로 교차 결합된 폴리스티렌 (polystyrene)으로 20~60 mesh의 크기를 지닌 구슬 형태이며, 물에 녹지 않는다. 이용 전에, 상기 수지를 메탄올에 적셔, 불순물을 제거한 후, 멸균 증류수로 철저히 세정하여 잔류 메탄올을 제거하였다. 배양 배지에 첨가 하기 전에, 상기 수지를 2YT 배지로 충분히 세정하였다. 48 시간 배양 후에, 상기 수지를 원심분리에 의해 소비된 배양 배지로부터 분리하고, 수지에 흡착된 바닐린을 정량화를 위해 에탄올로 3회 추출하였다.XAD-2 resin was purchased from Aldrich (USA). XAD-2 resin is a polystyrene cross-linked with hydrophobic material and is in the form of beads having a size of 20 to 60 mesh and is insoluble in water. Before use, the resin was soaked in methanol to remove impurities, and then thoroughly washed with sterile distilled water to remove residual methanol. Prior to addition to the culture medium, the resin was thoroughly washed with 2YT medium. After 48 hours of incubation, the resin was separated from the spent culture medium by centrifugation and vanillin adsorbed on the resin was extracted three times with ethanol for quantification.

바닐린 및 Vanillin and 페룰산의Ferulic acid 분석 analysis

바닐린 및 페룰산 (배양 브로쓰 및 XAD-2 수지로부터 추출된 에탄올 중의)을 이전에 기재된 바와 같이 역상 HPLC 분석에 의해 분석하였다 (Yoon et al,, 2005 Biotechnol Bioprocess Eng 10, 378-384; 및 Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829-1832). 간단하게, 배양 브로쓰 중의 바닐린 및 페룰산을 Sentry guard 칼럼 (20x4.6mm, Waters, USA)을 갖는 Symmetry C18 칼럼 (250 x 4.6mm, 5㎛, Waters, USA)을 이용하여 역상 HPLC 분석에 의해 정량하였다. 이동상은 1 mL/min의 유속으로 다상 구배 (multiphasic gradient)에 의해 20 mM 아세트산나트륨, pH 6.0의 용매 A, 및 메탄올의 용매 B를 이용하였다. 용매 B의 비율은 0 분에 0% (v/v)에서 7분에 50% (v/v)로 증가한 후, 10분에 45% (v/v)로, 최종적으로 20분에 0% (v/v)로 감소하였다. 상기 용출된 대사 산물은 260 nm 및 40℃에서 검출하였다.Vanillin and ferulic acid (in ethanol extracted from culture broth and XAD-2 resin) were analyzed by reversed phase HPLC analysis as described previously (Yoon et al ,, 2005 Biotechnol Bioprocess Eng 10, 378-384; and Yoon et al., 2005 Biotechnol Lett 27, 1829-1832). Briefly, vanillin and ferulic acid in culture broth were subjected to reverse phase HPLC analysis using a Symmetry C18 column (250 × 4.6 mm, 5 μm, Waters, USA) with a Sentry guard column (20 × 4.6 mm, Waters, USA). Quantification The mobile phase used 20 mM sodium acetate, solvent A of pH 6.0, and solvent B of methanol by multiphasic gradient at a flow rate of 1 mL / min. The proportion of solvent B increased from 0% (v / v) at 0 minutes to 50% (v / v) at 7 minutes, then to 45% (v / v) at 10 minutes, finally 0% (at 20 minutes) v / v). The eluted metabolite was detected at 260 nm and 40 ° C.

실시예Example 1: 바닐린 생산에 대한  1: for vanillin production gltAgltA 증폭의 효과 Effect of amplification

페룰산으로부터 바닐린 생산 동안 생성된 아세틸-CoA는 시트레이트 합성효소를 코딩하는 gltA 유전자에 의해 CoA로 전환될 수 있다 (도 1). 그리하여, gltA의 증폭은 아세틸-CoA를 CoA로 효율적으로 전환하여, 페룰로일-CoA를 통한 바닐린의 증진된 생산을 초래할 수 있다. 이를 조사하기 위해, 대장균의 gltA 유전자를 fcsech 유전자를 포함하고 있는 pTAHEF에 도입하여, pTAHEF-gltA를 수득하였다. 바닐린 생산을 전구체로서 2.0 g/L의 페룰산을 포함하는 2YT 배지를 이용하여 수행하였다. 바닐린 생산의 양 및 속도는 대장균 DH5α-pTAHEF와 비교하여 pTAHEF-gltA를 갖는 대장균 DH5α에서 훨씬 높았다 (도 3). pTAHEF 및 pTAHEF-gltA에서 바닐린 생산의 최대량은 36시간에 각각 0.92 g/L 및 1.50 g/L 이었다. pTAHEF-gltA의 경우에, 페룰산은 12시간에 거의 완전히 소모된 반면 (89.4%), pTAHEF의 경우에는 54.4%가 소모되었다. 이는 pTAHEF-gltA 균주가 pTAHEF 균주보다 페룰산 소비에서 훨씬 빠르다는 것을 나타낸다. 바닐린의 몰 전환 수율 (소비된 페룰산 mM 당 생산된 바닐린 mM의 %)은 또한 gltA 증폭이 없는 62.2%와 비교하여 gltA 증폭에 의해 98.9%로 현저하게 증가하였다. 2가지 재조합 균주 사이에 세포 성장 속도에서 어떤 차이도 관찰되지 않았다. 상기 관찰은 gltA 유전자의 증폭이 세포 성장에 어떤 영향 없이 pTAHEF-gltA에서 바닐린 생산을 증진시킨다는 것을 제시한다.Acetyl-CoA produced during vanillin production from ferulic acid can be converted to CoA by the gltA gene encoding citrate synthase (FIG. 1). Thus, amplification of gltA can efficiently convert acetyl-CoA to CoA, resulting in enhanced production of vanillin via feruloyl-CoA. To investigate this, the gltA gene of Escherichia coli was introduced into pTAHEF containing fcs and ech genes, thereby obtaining a pTAHEF- gltA. Vanillin production was performed using 2YT medium containing 2.0 g / L ferulic acid as precursor. The amount and rate of vanillin production were much higher in E. coli DH5α with pTAHEF- gltA compared to E. coli DH5α-pTAHEF (FIG. 3). The maximum amount of vanillin production in pTAHEF and pTAHEF- gltA was 0.92 g / L and 1.50 g / L, respectively, at 36 hours. In the case of pTAHEF- gltA , ferulic acid was consumed almost completely at 12 hours (89.4%), while in the case of pTAHEF 54.4% was consumed. This indicates that the pTAHEF- gltA strain is much faster in ferulic acid consumption than the pTAHEF strain. Of vanillin molar conversion yield (of the sugar consumed ferulic acid production mM mM% vanillin) are also compared with 62.2% non-amplifying gltA was significantly increased to 98.9% by amplifying gltA. No difference in cell growth rate was observed between the two recombinant strains. This observation suggests that amplification of the gltA gene enhances vanillin production in pTAHEF- gltA without any effect on cell growth.

실시예Example 2: 다양한 농도의  2: of various concentrations 페룰산의Ferulic acid 존재하에 바닐린의 생산 Production of vanillin in the presence

다양한 농도의 페룰산을 2YT 배지에 초기에 첨가하였다. gltA 증폭이 페룰산 소비를 촉진하고, 페룰산이 도 3에서 제한적인 것으로 생각되므로, 페룰산 농도 (제한 또는 여분)에 따른 gltA 효과를 조사하였다. pTAHEF-gltA를 갖는 대장균 DH5α에 의한 바닐린의 생산은 초기에 첨가된 모든 페룰산 농도에서 대장균 DH5α-pTAHEF보다 높았다 (도 4). 48시간에 3.0 g/L의 초기 페룰산 농도에서 pTAHEF-gltA 균주는 pTAHEF 균주에 의해 생산된 0.91 g/L의 바닐린보다 2배 이상 높은 1.98 g/L의 가장 많은 바닐린을 생산하였다. pTAHEF-gltA 균주에 의한 바닐린 생산은 3.0 g/L 초과 및 미만의 초기 페룰산에서 감소한 반면, pTAHEF에 의한 바닐린 생산은 2.0g/L 이상의 초기 페룰산 농도에서 0.72 g/L - 1.02 g/L로 거의 유사하였다. 1.0 g/L의 초기 페룰산 농도에서 95.0%의 바닐린의 몰 전환 수율은 gltA 증폭에 의해 수득되었으며, 이는 pTAHEF 균주의 69.5%보다 훨씬 높았다. 다른 초기 페룰산 농도에서도 pTAHEF-gltA 균주의 몰 수율은 pTAHEF 균주의 것보다 현저하게 높았다. 3.0 g/L의 초기 페룰산 농도에서 pTAHEF-gltA 균주에 의해 페룰산은 거의 완전히 고갈되었으나, pTAHEF 균주에서는 비교적 높은의 잔류 페룰산이 배양액에서 관찰되었다. 상기 결과는 pTAHEF-gltA 균주가 pTAHEF 균주보다 페룰산을 더욱 효율적으로 이용한다는 것을 나타낸다. pTAHEF 및 pTAHEF-gltA 사이에 세포 성장의 현저한 차이는 없었다. 증가된 초기 페룰산 농도에 대해 세포 성장의 점차적인 감소가 관찰되었다. pTAHEF-gltA에 의한 바닐린 생산이 pTAHEF보다 높았지만, 세포 성장은 유사하거나 또는 약간 높았다.Various concentrations of ferulic acid were initially added to 2YT medium. Since gltA amplification promotes ferulic acid consumption and ferulic acid is believed to be limited in FIG. 3, the effect of gltA on ferulic acid concentration (limited or redundant) was investigated. Production of vanillin by E. coli DH5α with pTAHEF- gltA was higher than E. coli DH5α-pTAHEF at all ferulic acid concentrations initially added (FIG. 4). At an initial ferulic acid concentration of 3.0 g / L at 48 hours, the pTAHEF- gltA strain produced 1.98 g / L most vanillin, more than two times higher than 0.91 g / L vanillin produced by the pTAHEF strain. Vanillin production by the pTAHEF- gltA strain decreased at initial ferulic acid above and below 3.0 g / L, while vanillin production by pTAHEF was 0.72 g / L-1.02 g / L at an initial ferulic acid concentration of at least 2.0 g / L. Almost similar. The molar conversion yield of 95.0% vanillin at an initial ferulic acid concentration of 1.0 g / L was gltA Obtained by amplification, which was much higher than 69.5% of the pTAHEF strain. At other initial ferulic acid concentrations, the molar yield of the pTAHEF- gltA strain was significantly higher than that of the pTAHEF strain. Ferulic acid was almost completely depleted by the pTAHEF- gltA strain at an initial ferulic acid concentration of 3.0 g / L, while relatively high residual ferulic acid was observed in the culture in the pTAHEF strain. The results indicate that the pTAHEF- gltA strain utilizes ferulic acid more efficiently than the pTAHEF strain. There was no significant difference in cell growth between pTAHEF and pTAHEF- gltA . Gradual decrease in cell growth was observed for increased initial ferulic acid concentration. Although vanillin production by pTAHEF- gltA was higher than pTAHEF, cell growth was similar or slightly higher.

실시예Example 3: 바닐린 생산에 대한  3: for vanillin production TCATCA 회로 및  Circuit and 글리옥실레이트Glyoxylate 우회로( bypass( bypass)의bypass) 효과 effect

gltA 증폭에 의해 TCA 회로를 통한 아세틸-CoA 소비의 증가가 바닐린 생산을 증진시키므로 (도 4), TCA 회로보다 오히려 글리옥실레이트 우회로를 세포가 이용하게 함으로써 바닐린 생산의 증가를 조사하였다. 글리옥실레이트 우회로가 TCA 회 로보다 더 짧은 경로를 가지지만, 글리옥실레이트 우회로로 아세틸-CoA의 유입은 TCA 회로(1 아세틸-CoA 분자)보다 2배이다 (2 아세틸-CoA 분자). 글리옥실레이트 우회로의 이용은 icdA 유전자의 결실에 의해 달성될 수 있다. 이소시트레이트 탈수소효소를 코딩하는 icdA의 결실은 글리옥실레이트 우회로로 이소시트레이트의 유동을 유도할 것이다 (도 1). Since the increase in acetyl-CoA consumption through the TCA circuit by gltA amplification enhanced vanillin production (FIG. 4), the increase in vanillin production was investigated by allowing cells to utilize glyoxylate bypasses rather than the TCA circuit. Although the glyoxylate bypass has a shorter path than the TCA circuit, the influx of acetyl-CoA into the glyoxylate bypass is twice that of the TCA circuit (1 acetyl-CoA molecule) (2 acetyl-CoA molecule). The use of glyoxylate bypass is icdA Can be achieved by deletion of a gene. Deletion of icdA encoding isocitrate dehydrogenase will induce the flow of isocitrate into glyoxylate bypass (FIG. 1).

pTAHEF가 도입된 icdA 유전자가 결실된 MG1655 균주 (MG1655△icdA-pTAHEF)를 3.0 g/L의 페룰산의 초기 첨가와 함께 48시간 동안 2YT 배지에서 배양하였다 (도 5). 배양 48 시간에서 바닐린 생산은 모균주인 MG1655-pTAHEF의 0.79 g/L와 비교하여 icdA 결손 균주인 MG1655△icdA-pTAHEF 균주에서 2.20g/L로 바닐린 생산의 현저한 증가가 있었다. The MG1655 strain ( MG1655ΔicdA- pTAHEF), which lacked the icdA gene into which pTAHEF was introduced, was incubated in 2YT medium for 48 hours with an initial addition of 3.0 g / L of ferulic acid (FIG. 5). At 48 hours of culture, vanillin production showed a significant increase in vanillin production at 2.20 g / L in the icdA- deficient strain MG1655Δ icdA-pTAHEF strain compared to 0.79 g / L of the parent strain MG1655-pTAHEF.

페룰산 소비는 48시간에 초기 첨가된 페룰산의 거의 95.0% (w/v) 소비로 icdA 결손 균주에서 페룰산은 더욱 신속하게 이용되었다. icdA 결손 균주의 세포 성장은 48시간에 OD600nm 값이 모균주의 5.5와 비교하여 4.5로서 약간 감소하였다. icdA 결손 균주의 세포 성장의 감소는 바닐린 생산 증가에 의한 더욱 높은 농도의 바닐린의 저해에 의한 것으로 생각된다.Ferulic acid consumption was more rapidly used in icdA deficient strains with a consumption of almost 95.0% (w / v) of ferulic acid initially added at 48 hours. Cell growth of the icdA- deficient strains slightly decreased at 48 hours as OD 600nm as 4.5 compared to 5.5 of the parent strain. The decrease in cell growth of the icdA deficient strain is thought to be due to the higher concentration of vanillin inhibition by increased vanillin production.

실시예Example 4: 바닐린 생산에 대한  4: for vanillin production gltAgltA 증폭 및  Amplification and 글리옥실레이트Glyoxylate 우회로의 조합 효과 Combination effect of the bypass

pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 유전자가 결손된 대장균 MG1655 (MG1655△icdA- pTAHEF-gltA)을 이용하여 바닐린 생산에 대한 icdA 결손과 gltA 증폭의 조합 효과를 조사하였다 (도 6). 매우 흥미롭게도, 배양 24시간 만에 pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주에 의한 바닐린 생산은 1.97g/L로 48시간에서의 생산량인 2.32g/L에 근접하였다. 그러므로, 대략 48 시간에서의 바닐린 생산량의 85.0%가 초기 첨가된 페룰산의 87.2%의 소비와 함께 24시간 만에 생산되었다.which the icdA gene having the gltA pTAHEF- deficient E. coli MG1655 - using (MG1655 △ icdA pTAHEF- gltA) investigated the effect of the combination icdA deficient and amplifying gltA for vanillin production (Fig. 6). Very interestingly, vanillin production by the icdA- deficient strain with pTAHEF- gltA in 24 hours of cultivation was 1.97 g / L, approaching 2.32 g / L, the yield at 48 hours. Therefore, 85.0% of vanillin production at approximately 48 hours was produced in 24 hours with the consumption of 87.2% of the initially added ferulic acid.

다른 한편으로는, pTAHEF를 갖는 icdA 결손 균주는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 초기 첨가된 페룰산의 88.6%를 소비하면서 24시간에 단지 1.21g/L의 바닐린을 생산하였다. 바닐린의 몰 전환 수율은 배양 24시간에 gltA 증폭에 의해 56.0% (도 5)에서 92.0%로 증가하였다. 상기 결과는 icdA 유전자 결실과 함께 gltA 유전자 증폭이 바닐린 생산 속도를 증가시켜서 배양의 초기 24시간 동안 바닐린 생산을 현저하게 향상시킨다는 것을 강하게 제시한다. MG1655△icdA-pTAHEF-gltA 균주의 48시간에서의 몰 전환 수율은 98.4%로 다른 균주들에 비하여 현저하게 개선되었다. On the other hand, icdA with pTAHEF The deletion strain produced only 1.21 g / L vanillin at 24 hours, consuming 88.6% of the initially added ferulic acid as can be seen in FIG. The molar conversion yield of vanillin increased from 56.0% (FIG. 5) to 92.0% by gltA amplification at 24 hours of culture. The results strongly suggest that gltA gene amplification together with icdA gene deletion significantly increases vanillin production rate, significantly improving vanillin production during the first 24 hours of culture. The molar conversion yield at 48 hours of the MG1655ΔicdA- pTAHEF- gltA strain was 98.4%, which was markedly improved compared to other strains.

본 발명자들은 MG1655△icdA /pTAHEF-gltA 균주를 부다페스트조약 하의 국제기타기관인 한국생명공학연구원 유전자원센터 유전자 은행 (KCTC)에 2008년 1월2일자로 기탁하였다(수탁번호 KCTC 11253BP). We believe that MG1655 △ icdA / pTAHEF- gltA The strain was deposited on January 2, 2008 with the Korea Institute of Biotechnology Genetic Resources Gene Bank (KCTC), an international organization under the Budapest Treaty (Accession No. KCTC 11253BP).

실시예Example 5:  5: XADXAD -2 수지를 이용한 바닐린 생산-2 resin vanillin production

도 6에서, 24시간 후에 바닐린 생산의 추가적인 현저한 증가가 없었으므로, pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주에서 페룰산의 제한이 있는지 의심되었다. 그러나, 페룰산 농도의 증가와 함께, 배양 동안 초기 페룰산 농도 및 증가된 바닐린 농 도의 조합된 저해를 예상할 수 있다. XAD-2 흡착 수지를 이용한 바닐린 (다수) 및 페룰산 (소수) 독성의 감소는 바닐린 내성 대장균 NTG (N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘) 돌연변이 균주에서 바닐린 생산을 개선하였다. 그러므로, pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주에 대해 동일한 XAD-2 수지를 이용하여 바닐린 생산을 개선하였다. XAD-2 수지는 배양 배지로부터 바닐린을 흡착하는 것으로 여겨진다.In Figure 6, there was no further significant increase in vanillin production after 24 hours, so it was suspected that there was a restriction of ferulic acid in the icdA deficient strain with pTAHEF- gltA . However, with an increase in ferulic acid concentration, a combined inhibition of initial ferulic acid concentration and increased vanillin concentration during culture can be expected. Reduction of Vanillin (Multiple) and Ferulic Acid (Minor) Toxicity Using XAD-2 Adsorbent Resin Improved vanillin production in NTG ( N -methyl- N' -nitro- N -nitrosoguanidine) mutant strains. Therefore, vanillin production was improved using the same XAD-2 resin for icdA deficient strains with pTAHEF- gltA . XAD-2 resin is believed to adsorb vanillin from the culture medium.

pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주를 50% (w/v) XAD-2 수지의 보충과 함께, 10.0 g/L의 초기 페룰산을 포함하는 2YT 배지에서 키웠다. 5.20g/L의 가장 높은 바닐린 생산은 7.59g/L의 페룰산을 소비하면서 pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주에 의해 단지 24시간에 달성되었으며, 그 후에 바닐린 생산의 추가의 증가 없이 정체기에 도달하였다 (도 7). 87.0%의 몰 전환 수율은 XAD-2 수지의 첨가로 pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주에 의해 24시간에 달성되었다. 수지가 없는 동일한 균주는 1.95g/L의 페룰산을 소비하면서 단지 1.15g/L의 바닐린을 생산하였다. 10.0g/L의 유리 페룰산은 대장균의 세포 성장 및 바닐린 생산에 매우 독성이었다. XAD-2 수지를 첨가하는 경우에, 실질적인 양의 5.55 g/L의 페룰산이 페룰산의 독성 수준을 감소시키는 수지에 의해 흡착되었다 (도 7C).the icdA deficient strain having the gltA pTAHEF- with replacement of 50% (w / v) XAD -2 resin, were grown in 2YT medium containing early ferulic acid of 10.0 g / L. The highest vanillin production of 5.20 g / L was achieved in only 24 hours by the icdA deficient strain with pTAHEF- gltA while consuming 7.59 g / L ferulic acid, after which the plateau reached without further increase in vanillin production. (FIG. 7). A molar conversion yield of 87.0% was achieved at 24 hours by the icdA deficient strain with pTAHEF- gltA with the addition of XAD-2 resin. The same strain without resin produced only 1.15 g / L vanillin, consuming 1.95 g / L ferulic acid. 10.0 g / L of free ferulic acid was very toxic to E. coli cell growth and vanillin production. When the XAD-2 resin was added, a substantial amount of 5.55 g / L of ferulic acid was adsorbed by the resin reducing the toxicity level of ferulic acid (FIG. 7C).

생산된 유리 바닐린의 농도는 또한 시간에 따라 크게 증가하지 않았으므로, 세포에 대한 이의 독성 효과를 감소시켰는데, 이는 생산된 바닐린이 수지에 의해 흡착되었기 때문이다 (도 7C). 그러므로, 수지에 의해 감소된 페룰산 및 바닐린 독성은 바닐린 생산을 현저하게 증가시켰다. 수지의 존재하에 세포 성장은 이의 부재보다 낮았다. 더 낮은 세포 성장은 첨가된 수지에 현저한 양의 세포 (약 70%)의 흡 착에 기인하였다. 그러므로, 수지 세포 성장은 흡착된 세포 양을 고려하면 훨씬 높을 것이다.The concentration of free vanillin produced also did not increase significantly over time, thus reducing its toxic effect on cells because the produced vanillin was adsorbed by the resin (FIG. 7C). Therefore, reduced ferulic acid and vanillin toxicity by the resin significantly increased vanillin production. Cell growth in the presence of resin was lower than its absence. Lower cell growth was due to the adsorption of significant amounts of cells (about 70%) to the added resin. Therefore, resin cell growth will be much higher considering the amount of cells adsorbed.

도 1은 대장균에서 TCA 회로 및 글리옥실레이트 우회로와 연결된 페룰산에서 바닐린의 생산 동안 아세틸-CoA로부터 코엔자임 A (CoA)의 재순환을 보여주는 모식도이다. 시트레이트 합성효소를 코딩하는 gltA는 시트레이트가 CoA를 방출하기 위해 아세틸-CoA로부터 합성되는 TCA 회로의 첫번째 반응을 촉매한다. aceAB에 의해 코딩되는 글리옥실레이트 우회로 효소인 이소시트레이트 리아제 및 말레이트 합성 효소는 말레이트를 글리옥실레이트를 통해 이소시트레이트로부터 합성한다. 코엔자임 A는 글리옥실레이트에서 말레이트로 가는 동안 아세틸-CoA로 방출된다. icdA의 결실에 의해 유도된 글리옥실레이트 우회로는 2개의 아세틸-CoA로부터 2개의 CoA의 재순환을 야기할 수 있다. 유전자 및 해당 효소는 하기와 같다: fcs, 페룰로일-CoA 합성효소; ech, 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제; gltA, 시트레이트 합성효소; icdA, 이소시트레이트 탈수소효소; aceA, 이소시트레이트 리아제; aceB, 말레이트 합성효소.1 is a schematic showing the recycling of coenzyme A (CoA) from acetyl-CoA during production of vanillin in ferulic acid linked to the TCA cycle and glyoxylate bypass in E. coli. GltA, which encodes a citrate synthetase, catalyzes the first reaction of the TCA cycle in which citrate is synthesized from acetyl-CoA to release CoA. Isocitrate lyase and malate synthase, the glyoxylate bypass enzymes encoded by aceAB , synthesize malate from isocitrate via glyoxylate. Coenzyme A is released as acetyl-CoA during the journey from glyoxylate to malate. Glyoxylate bypass induced by the deletion of icdA can cause recycling of two CoAs from two acetyl-CoAs. Genes and corresponding enzymes are as follows: fcs , feruloyl- CoA synthetase; ech , Enoyl-CoA hydratase / aldolase; gltA , citrate synthetase; icdA , isocitrate dehydrogenase; aceA , isocitrate lyase; aceB , malate synthetase.

도 2는 pTAHEF 벡터의 제조과정을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a pTAHEF vector.

도 3은 대장균 DH5α에서 페룰산으로부터 바닐린의 생산에 대한 gltA 유전자의 효과를 보여준다. 배양을 37℃에서 48시간 동안 2 g/L 페룰산을 포함하는 2YT 배지에서 수행하였다. 채운 및 빈 기호는 각각 gltA 유전자 증폭의 존재 및 부재의 경우를 나타낸다. 원, 사각형, 및 삼각형은 각각 바닐린의 농도, 페룰산의 농도, 및 세포 성장을 나타낸다.3 shows the effect of the gltA gene on the production of vanillin from ferulic acid in E. coli DH5α. Cultivation was performed in 2YT medium containing 2 g / L ferulic acid at 37 ° C. for 48 hours. Filled and blank symbols indicate the presence and absence of gltA gene amplification, respectively. Circles, squares, and triangles represent the concentration of vanillin, the concentration of ferulic acid, and cell growth, respectively.

도 4는 대장균 DH5α에서 다양한 양의 페룰산으로부터 바닐린의 생산을 보여 준다. 배양을 37℃에서 48시간 동안 2YT 배지에서 수행하였다. 채운 및 빈 막대는 각각 gltA 유전자 증폭의 존재 및 부재의 경우를 나타낸다.4 shows the production of vanillin from varying amounts of ferulic acid in E. coli DH5α. Cultivation was performed in 2YT medium at 37 ° C. for 48 hours. Filled and empty bars indicate the presence and absence of gltA gene amplification, respectively.

도 5는 pTAHEF를 갖는 대장균 MG1655과 icdA 결손 균주로부터 바닐린의 생산을 보여준다. 배양을 37℃에서 48시간 동안 3.0 g/L 페룰산을 포함하는 2YT 배지에서 수행하였다. 빈 및 채운 막대는 각각 24시간 및 48시간에 바닐린 생산을 나타낸다.5 shows the production of vanillin from E. coli MG1655 and icdA deficient strains with pTAHEF . Cultivation was performed in 2YT medium containing 3.0 g / L ferulic acid at 37 ° C. for 48 hours. Empty and filled bars represent vanillin production at 24 and 48 hours, respectively.

도 6은 pTAHEF-gltA를 갖는 대장균 MG1655 및 icdA의 결손 균주로부터 바닐린의 생산을 보여준다. 배양을 37℃에서 48시간 동안 3.0 g/L 페룰산을 포함하는 2YT 배지에서 수행하였다. 빈 및 채운 막대는 각각 24시간 및 48시간에 바닐린 생산을 나타낸다.6 shows the production of vanillin from a deletion strain of E. coli MG1655 and icdA with pTAHEF- gltA . Cultivation was performed in 2YT medium containing 3.0 g / L ferulic acid at 37 ° C. for 48 hours. Empty and filled bars represent vanillin production at 24 and 48 hours, respectively.

도 7은 pTAHEF-gltA를 갖는 icdA 결손 균주의 바닐린 생산에 대한 XAD-2 수지의 효과를 보여준다. 배양을 37℃에서 48시간 동안 10.0 g/L 페룰산을 포함하는 2YT 배지에서 수행하였다. A 및 B에서, 채운 및 빈 기호는 각각 50% (w/v) XAD-2 수지의 첨가의 존재 및 부재의 경우를 나타낸다. 원, 사각형 및 삼각형은 각각 바닐린의 농도, 페룰산의 농도, 및 세포 성장을 나타낸다. (C) 빈 + 음영, 단지 음영 및 단지 빈 영역은 각각 페룰산 및 바닐린의 수지 흡착된 + 수지 비흡착된 부분 (전체), 수지 흡착된 부분 및 수지 비흡착된 부분을 나타낸다.7 shows the effect of XAD-2 resin on vanillin production of icdA deficient strains with pTAHEF- gltA . Cultivation was performed in 2YT medium containing 10.0 g / L ferulic acid at 37 ° C. for 48 hours. In A and B, filled and blank symbols indicate the presence and absence of the addition of 50% (w / v) XAD-2 resin, respectively. Circles, squares and triangles represent the concentration of vanillin, the concentration of ferulic acid, and cell growth, respectively. (C) Empty + shaded, only shaded and only empty areas represent the resin adsorbed + resin nonadsorbed portions (total), resin adsorbed portions and resin nonadsorbed portions of ferulic acid and vanillin, respectively.

<110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION GYEONGSANG NATIONAL UNIVERSITY <120> E. coli strain for increasing acetyl-CoA consumption and method of producing vanillin using the strain and adsorbent resin <130> PN075382 <160> 11 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 864 <212> DNA <213> Amycolatopsis sp. HR167 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(864) <223> ech gene <400> 1 atgagcacag cggtcggcaa cgggcgggtc cggacggagc cgtggggcga gacggttctg 60 gtggagttcg acgaaggcat cgcctgggtc atgctcaacc ggccggacaa gcgcaacgcc 120 atgaacccca ccctgaacga cgagatggtg cgggtgctgg accacctgga gggcgacgac 180 cgctgccgag tgctggtgct gaccggcgcg ggcgagtcgt tctccgcggg catggacctc 240 aaggagtact tccgcgaggt cgacgccacc ggcagcaccg ccgtgcagat caaggtgcgg 300 cgggccagcg cggagtggca gtggaagcgg ctggcgaact ggagcaagcc gacgatcgcg 360 atggtcaacg gctggtgctt cggcggcgcg ttcaccccgc tggtggcctg cgacctggcc 420 ttcgccgacg aggacgcgcg gttcgggctg tccgaggtca actggggcat cccgccgggc 480 ggcgtggtca gccgggcgct ggcggcgacc gtgccgcagc gcgacgcgct gtactacatc 540 atgaccggtg agcccttcga cggcccgccg cgcgcggaga tgcgcctggt caacgaggcg 600 ctgcccgccg accggctgcg ggagcgcacc cgcgaggtgg cgctgaagct cgcgtcgatg 660 aaccaggtgg tcctgcacgc ggccaagacc gggtacaaga tcgcccagga gatgccctgg 720 gagcaggccg aggactacct ctacgccaag ctcgaccagt cccagttcgc cgacaaggcg 780 ggcgcccgcg ccaaggggct gacccagttc ctcgaccaga agtcctaccg gcccggcctg 840 agcgccttcg acccggagaa gtag 864 <210> 2 <211> 1476 <212> DNA <213> Amycolatopsis sp. HR167 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(1476) <223> fcs gene <400> 2 gtgcgcaacc agggtctggg ctcctggccg gtgcgccgcg ccaggatgag cccgcacgcg 60 acagccgtcc ggcacggcgg gacggcgctg acctacgccg agctgtcccg ccgcgtcgcg 120 cggctcgcca acgggctgcg ggccgccggg gtccgccccg gcgaccgggt ggcctacctc 180 gggccgaacc acccggccta cctggagacc ctgttcgcgt gcgggcaggc cggcgcggtg 240 ttcgtgccgc tgaacttccg gctgggcgtc ccggaactgg accacgcgct ggccgactcc 300 ggcgcgtcgg tccttatcca caccccggag cacgcggaga cggtcgcggc gctcgccgcc 360 ggccggctgc tgcgcgtgcc cgcgggcgag ctggacgccg cggacgacga gccgcccgac 420 ctgcccgtcg gcctcgacga cgtgtgcctg ctgatgtaca cctcgggcag caccggacgc 480 cccaagggcg cgatgctcac ccacggcaac ctcacctgga actgcgtcaa cgtcctggtg 540 gagaccgacc tggcgagcga cgagcgggca ctggtcgccg cgccgctgtt ccacgccgcc 600 gcgctcggca tggtgtgcct gcccaccctg ctcaagggcg gcacggtgat cctgcactcc 660 gcgttcgacc ccggcgccgt gctgtccgcg gtggaacagg agcgggtcac gctcgtgttc 720 ggcgtgccca cgatgtacca ggcgatcgcc gcgcacccgc ggtggcgcag cgccgacctg 780 tccagcctgc ggaccctgct gtgcggcggc gcgccggtgc ccgccgacct cgccagccgc 840 tacctcgacc gcgggctcgc gttcgtgcag ggctacggca tgaccgaggc cgcgccgggc 900 gtgctggtcc tcgaccgcgc gcacgtcgcg gagaagatcg gctccgccgg ggtgccctcg 960 ttcttcaccg acgtgcggct ggccggcccg tccggcgagc cggtgccgcc gggggagaag 1020 ggcgagatcg tggtcagcgg gcccaacgtg atgaagggct actggggcag gccggaggcg 1080 accgccgagg tgctgcgcga cgggtggttc cactccggcg acgtggccac cgtggacggc 1140 gacgggtact tccacgtcgt cgaccggctc aaggacatga tcatctccgg cggcgagaac 1200 atctacccgg ccgaggtgga gaacgagctg tacggctacc cgggtgtgga ggcgtgcgcc 1260 gtgatcggcg tgccggaccc gcgctggggc gaggtgggca aggcggtcgt cgtgcccgcc 1320 gacgggagcc gcatcgacgg cgacgagctg ctggcctggc tgcgcacccg gctggccggg 1380 tacaaggtgc ccaagtcggt cgagttcacc gaccggctgc ccacgaccgg ctccggcaag 1440 atcctcaagg gcgaggtccg ccgccgcttc ggctga 1476 <210> 3 <211> 1284 <212> DNA <213> Escherichia coli <220> <221> misc_feature <222> (1)..(1284) <223> glt gene <400> 3 atggctgata caaaagcaaa actcaccctc aacggggata cagctgttga actggatgtg 60 ctgaaaggca cgctgggtca agatgttatt gatatccgta ctctcggttc aaaaggtgtg 120 ttcacctttg acccaggctt cacttcaacc gcatcctgcg aatctaaaat tacttttatt 180 gatggtgatg aaggtatttt gctgcaccgc ggtttcccga tcgatcagct ggcgaccgat 240 tctaactacc tggaagtttg ttacatcctg ctgaatggtg aaaaaccgac tcaggaacag 300 tatgacgaat ttaaaactac ggtgacccgt cataccatga tccacgagca gattacccgt 360 ctgttccatg ctttccgtcg cgactcgcat ccaatggcag tcatgtgtgg tattaccggc 420 gcgctggcgg cgttctatca cgactcgctg gatgttaaca atcctcgtca ccgtgaaatt 480 gccgcgttcc gcctgctgtc gaaaatgccg accatggccg cgatgtgtta caagtattcc 540 attggtcagc catttgttta cccgcgcaac gatctctcct acgccggtaa cttcctgaat 600 atgatgttct ccacgccgtg cgaaccgtat gaagttaatc cgattctgga acgtgctatg 660 gaccgtattc tgatcctgca cgctgaccat gaacagaacg cctctacctc caccgtgcgt 720 accgctggct cttcgggtgc gaacccgttt gcctgtatcg cagcaggtat tgcttcactg 780 tggggacctg cgcacggcgg tgctaacgaa gcggcgctga aaatgctgga agaaatcagc 840 tccgttaaac acattccgga atttgttcgt cgtgcgaaag acaaaaatga ttctttccgc 900 ctgatgggct tcggtcaccg cgtgtacaaa aattacgacc cgcgcgccac cgtaatgcgt 960 gaaacctgcc atgaagtgct gaaagagctg ggcacgaagg atgacctgct ggaagtggct 1020 atggagctgg aaaacatcgc gctgaacgac ccgtacttta tcgagaagaa actgtacccg 1080 aacgtcgatt tctactctgg tatcatcctg aaagcgatgg gtattccgtc ttccatgttc 1140 accgtcattt tcgcaatggc acgtaccgtt ggctggatcg cccactggag cgaaatgcac 1200 agtgacggta tgaagattgc ccgtccgcgt cagctgtata caggatatga aaaacgcgac 1260 tttaaaagcg atatcaagcg ttaa 1284 <210> 4 <211> 70 <212> DNA <213> Forward primer <400> 4 gaaagtaaag tagttgttcc ggcacaaggc aagaagatca ccctgcaaaa attccgggga 60 tccgtcgacc 70 <210> 5 <211> 70 <212> DNA <213> Reverse primer <400> 5 ccagctggta gccccagtct ttaaacgctc cttcggtgaa cttcatgatg tgtaggctgg 60 agctgcttcg 70 <210> 6 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 6 catcggtgaa ctgcggaaga acatc 25 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 7 gaccggccag cctaccccaa aactac 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Foward primer <400> 8 gctctagagg agaccttaaa tggctg 26 <210> 9 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 9 gctgcagcat taacgcttga tatcgc 26 <210> 10 <211> 4176 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pTrc99A cloning vector : Genbank Accession NO.M22744 <400> 10 gtttgacagc ttatcatcga ctgcacggtg caccaatgct tctggcgtca ggcagccatc 60 ggaagctgtg gtatggctgt gcaggtcgta aatcactgca taattcgtgt cgctcaaggc 120 gcactcccgt tctggataat gttttttgcg ccgacatcat aacggttctg gcaaatattc 180 tgaaatgagc tgttgacaat taatcatccg gctcgtataa tgtgtggaat tgtgagcgga 240 taacaatttc acacaggaaa cagaccatgg aattcgagct cggtacccgg ggatcctcta 300 gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggct gttttggcgg atgagagaag attttcagcc 360 tgatacagat taaatcagaa cgcagaagcg gtctgataaa acagaatttg cctggcggca 420 gtagcgcggt ggtcccacct gaccccatgc cgaactcaga agtgaaacgc cgtagcgccg 480 atggtagtgt ggggtctccc catgcgagag tagggaactg ccaggcatca aataaaacga 540 aaggctcagt cgaaagactg ggcctttcgt tttatctgtt gtttgtcggt gaacgctctc 600 ctgagtagga caaatccgcc gggagcggat ttgaacgttg cgaagcaacg gcccggaggg 660 tggcgggcag gacgcccgcc ataaactgcc aggcatcaaa ttaagcagaa ggccatcctg 720 acggatggcc tttttgcgtt tctacaaact ctttttgttt atttttctaa atacattcaa 780 atatgtatcc gctcatgaga caataaccct gataaatgct tcaataatat tgaaaaagga 840 agagtatgag tattcaacat ttccgtgtcg cccttattcc cttttttgcg gcattttgcc 900 ttcctgtttt tgctcaccca gaaacgctgg tgaaagtaaa agatgctgaa gatcagttgg 960 gtgcacgagt gggttacatc gaactggatc tcaacagcgg taagatcctt gagagttttc 1020 gccccgaaga acgttttcca atgatgagca cttttaaagt tctgctatgt ggcgcggtat 1080 tatcccgtgt tgacgccggg caagagcaac tcggtcgccg catacactat tctcagaatg 1140 acttggttga gtactcacca gtcacagaaa agcatcttac ggatggcatg acagtaagag 1200 aattatgcag tgctgccata accatgagtg ataacactgc ggccaactta cttctgacaa 1260 cgatcggagg accgaaggag ctaaccgctt ttttgcacaa catgggggat catgtaactc 1320 gccttgatcg ttgggaaccg gagctgaatg aagccatacc aaacgacgag cgtgacacca 1380 cgatgcctac agcaatggca acaacgttgc gcaaactatt aactggcgaa ctacttactc 1440 tagcttcccg gcaacaatta atagactgga tggaggcgga taaagttgca ggaccacttc 1500 tgcgctcggc ccttccggct ggctggttta ttgctgataa atctggagcc ggtgagcgtg 1560 ggtctcgcgg tatcattgca gcactggggc cagatggtaa gccctcccgt atcgtagtta 1620 tctacacgac ggggagtcag gcaactatgg atgaacgaaa tagacagatc gctgagatag 1680 gtgcctcact gattaagcat tggtaactgt cagaccaagt ttactcatat atactttaga 1740 ttgatttaaa acttcatttt taatttaaaa ggatctaggt gaagatcctt tttgataatc 1800 tcatgaccaa aatcccttaa cgtgagtttt cgttccactg agcgtcagac cccgtagaaa 1860 agatcaaagg atcttcttga gatccttttt ttctgcgcgt aatctgctgc ttgcaaacaa 1920 aaaaaccacc gctaccagcg gtggtttgtt tgccggatca agagctacca actctttttc 1980 cgaaggtaac tggcttcagc agagcgcaga taccaaatac tgtccttcta gtgtagccgt 2040 agttaggcca ccacttcaag aactctgtag caccgcctac atacctcgct ctgctaatcc 2100 tgttaccagt ggctgctgcc agtggcgata agtcgtgtct taccgggttg gactcaagac 2160 gatagttacc ggataaggcg cagcggtcgg gctgaacggg gggttcgtgc acacagccca 2220 gcttggagcg aacgacctac accgaactga gatacctaca gcgtgagcta tgagaaagcg 2280 ccacgcttcc cgaagggaga aaggcggaca ggtatccggt aagcggcagg gtcggaacag 2340 gagagcgcac gagggagctt ccagggggaa acgcctggta tctttatagt cctgtcgggt 2400 ttcgccacct ctgacttgag cgtcgatttt tgtgatgctc gtcagggggg cggagcctat 2460 ggaaaaacgc cagcaacgcg gcctttttac ggttcctggc cttttgctgg ccttttgctc 2520 acatgttctt tcctgcgtta tcccctgatt ctgtggataa ccgtattacc gcctttgagt 2580 gagctgatac cgctcgccgc agccgaacga ccgagcgcag cgagtcagtg agcgaggaag 2640 cggaagagcg cctgatgcgg tattttctcc ttacgcatct gtgcggtatt tcacaccgca 2700 tatggtgcac tctcagtaca atctgctctg atgccgcata gttaagccag tatacactcc 2760 gctatcgcta cgtgactggg tcatggctgc gccccgacac ccgccaacac ccgctgacgc 2820 gccctgacgg gcttgtctgc tcccggcatc cgcttacaga caagctgtga ccgtctccgg 2880 gagctgcatg tgtcagaggt tttcaccgtc atcaccgaaa cgcgcgaggc agcagatcaa 2940 ttcgcgcgcg aaggcgaagc ggcatgcatt tacgttgaca ccatcgaatg gtgcaaaacc 3000 tttcgcggta tggcatgata gcgcccggaa gagagtcaat tcagggtggt gaatgtgaaa 3060 ccagtaacgt tatacgatgt cgcagagtat gccggtgtct cttatcagac cgtttcccgc 3120 gtggtgaacc aggccagcca cgtttctgcg aaaacgcggg aaaaagtgga agcggcgatg 3180 gcggagctga attacattcc caaccgcgtg gcacaacaac tggcgggcaa acagtcgttg 3240 ctgattggcg ttgccacctc cagtctggcc ctgcacgcgc cgtcgcaaat tgtcgcggcg 3300 attaaatctc gcgccgatca actgggtgcc agcgtggtgg tgtcgatggt agaacgaagc 3360 ggcgtcgaag cctgtaaagc ggcggtgcac aatcttctcg cgcaacgcgt cagtgggctg 3420 atcattaact atccgctgga tgaccaggat gccattgctg tggaagctgc ctgcactaat 3480 gttccggcgt tatttcttga tgtctctgac cagacaccca tcaacagtat tattttctcc 3540 catgaagacg gtacgcgact gggcgtggag catctggtcg cattgggtca ccagcaaatc 3600 gcgctgttag cgggcccatt aagttctgtc tcggcgcgtc tgcgtctggc tggctggcat 3660 aaatatctca ctcgcaatca aattcagccg atagcggaac gggaaggcga ctggagtgcc 3720 atgtccggtt ttcaacaaac catgcaaatg ctgaatgagg gcatcgttcc cactgcgatg 3780 ctggttgcca acgatcagat ggcgctgggc gcaatgcgcg ccattaccga gtccgggctg 3840 cgcgttggtg cggatatctc ggtagtggga tacgacgata ccgaagacag ctcatgttat 3900 atcccgccgt caaccaccat caaacaggat tttcgcctgc tggggcaaac cagcgtggac 3960 cgcttgctgc aactctctca gggccaggcg gtgaagggca atcagctgtt gcccgtctca 4020 ctggtgaaaa gaaaaaccac cctggcgccc aatacgcaaa ccgcctctcc ccgcgcgttg 4080 gccgattcat taatgcagct ggcacgacag gtttcccgac tggaaagcgg gcagtgagcg 4140 caacgcaatt aatgtgagtt agcgcgaatt gatctg 4176 <210> 11 <211> 1251 <212> DNA <213> E.coli <400> 11 atggaaagta aagtagttgt tccggcacaa ggcaagaaga tcaccctgca aaacggcaaa 60 ctcaacgttc ctgaaaatcc gattatccct tacattgaag gtgatggaat cggtgtagat 120 gtaaccccag ccatgctgaa agtggtcgac gctgcagtcg agaaagccta taaaggcgag 180 cgtaaaatct cctggatgga aatttacacc ggtgaaaaat ccacacaggt ttatggtcag 240 gacgtctggc tgcctgctga aactcttgat ctgattcgtg aatatcgcgt tgccattaaa 300 ggtccgctga ccactcctgt tggtggcggt attcgctctc tgaacgttgc cctgcgccag 360 gaactggatc tctacatctg cctgcgtccg gtacgttact atcagggcac tccaagcccg 420 gttaaacacc ctgaactgac cgatatggtt atcttccgtg aaaactcgga agacatttat 480 gcgggtatcg aatggaaagc agactctgcc gacgccgaga aagtgattaa attcctgcgt 540 gaagagatgg gggtgaagaa aattcgcttc ccggaacatt gtggtatcgg tattaagccg 600 tgttcggaag aaggcaccaa acgtctggtt cgtgcagcga tcgaatacgc aattgctaac 660 gatcgtgact ctgtgactct ggtgcacaaa ggcaacatca tgaagttcac cgaaggcgcg 720 tttaaagact ggggctacca gctggcgcgt gaagagtttg gcggtgaact gatcgacggc 780 ggcccgtggc tgaaagttaa aaacccgaac accggcaaag agatcgtcat taaagacgtg 840 attgctgatg cattcctgca acagatcctg ctgcgtccgg ctgaatatga tgttatcgcc 900 tgtatgaacc tgaacggtga ctacatttct gacgctctgg cagcgcaggt tggcggtatc 960 ggtatcgccc ctggagcaaa catcggtgac gaatgcgccc tgtttgaagc cacccacggt 1020 actgcgccga aatacgccgg tcaggacaaa gtaaaccctg gctctattat tctctccgct 1080 gagatgatgt tacgccatat gggctggact gaagccgcag acctgattgt taaaggtatg 1140 gaaggcgcaa tcaatgcgaa gaccgtaacc tatgacttcg agcgtctgat ggaaggcgct 1200 aaactgctga aatgttcaga atttggtgat gcgatcatca agaacatgta a 1251 <110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION GYEONGSANG NATIONAL UNIVERSITY <120> E. coli strain for increasing acetyl-CoA consumption and method          of producing vanillin using the strain and adsorbent resin <130> PN075382 <160> 11 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 864 <212> DNA <213> Amycolatopsis sp. HR167 <220> <221> misc_feature <222> (1) .. (864) <223> ech gene <400> 1 atgagcacag cggtcggcaa cgggcgggtc cggacggagc cgtggggcga gacggttctg 60 gtggagttcg acgaaggcat cgcctgggtc atgctcaacc ggccggacaa gcgcaacgcc 120 atgaacccca ccctgaacga cgagatggtg cgggtgctgg accacctgga gggcgacgac 180 cgctgccgag tgctggtgct gaccggcgcg ggcgagtcgt tctccgcggg catggacctc 240 aaggagtact tccgcgaggt cgacgccacc ggcagcaccg ccgtgcagat caaggtgcgg 300 cgggccagcg cggagtggca gtggaagcgg ctggcgaact ggagcaagcc gacgatcgcg 360 atggtcaacg gctggtgctt cggcggcgcg ttcaccccgc tggtggcctg cgacctggcc 420 ttcgccgacg aggacgcgcg gttcgggctg tccgaggtca actggggcat cccgccgggc 480 ggcgtggtca gccgggcgct ggcggcgacc gtgccgcagc gcgacgcgct gtactacatc 540 atgaccggtg agcccttcga cggcccgccg cgcgcggaga tgcgcctggt caacgaggcg 600 ctgcccgccg accggctgcg ggagcgcacc cgcgaggtgg cgctgaagct cgcgtcgatg 660 aaccaggtgg tcctgcacgc ggccaagacc gggtacaaga tcgcccagga gatgccctgg 720 gagcaggccg aggactacct ctacgccaag ctcgaccagt cccagttcgc cgacaaggcg 780 ggcgcccgcg ccaaggggct gacccagttc ctcgaccaga agtcctaccg gcccggcctg 840 agcgccttcg acccggagaa gtag 864 <210> 2 <211> 1476 <212> DNA <213> Amycolatopsis sp. HR167 <220> <221> misc_feature (222) (1) .. (1476) <223> fcs gene <400> 2 gtgcgcaacc agggtctggg ctcctggccg gtgcgccgcg ccaggatgag cccgcacgcg 60 acagccgtcc ggcacggcgg gacggcgctg acctacgccg agctgtcccg ccgcgtcgcg 120 cggctcgcca acgggctgcg ggccgccggg gtccgccccg gcgaccgggt ggcctacctc 180 gggccgaacc acccggccta cctggagacc ctgttcgcgt gcgggcaggc cggcgcggtg 240 ttcgtgccgc tgaacttccg gctgggcgtc ccggaactgg accacgcgct ggccgactcc 300 ggcgcgtcgg tccttatcca caccccggag cacgcggaga cggtcgcggc gctcgccgcc 360 ggccggctgc tgcgcgtgcc cgcgggcgag ctggacgccg cggacgacga gccgcccgac 420 ctgcccgtcg gcctcgacga cgtgtgcctg ctgatgtaca cctcgggcag caccggacgc 480 cccaagggcg cgatgctcac ccacggcaac ctcacctgga actgcgtcaa cgtcctggtg 540 gagaccgacc tggcgagcga cgagcgggca ctggtcgccg cgccgctgtt ccacgccgcc 600 gcgctcggca tggtgtgcct gcccaccctg ctcaagggcg gcacggtgat cctgcactcc 660 gcgttcgacc ccggcgccgt gctgtccgcg gtggaacagg agcgggtcac gctcgtgttc 720 ggcgtgccca cgatgtacca ggcgatcgcc gcgcacccgc ggtggcgcag cgccgacctg 780 tccagcctgc ggaccctgct gtgcggcggc gcgccggtgc ccgccgacct cgccagccgc 840 tacctcgacc gcgggctcgc gttcgtgcag ggctacggca tgaccgaggc cgcgccgggc 900 gtgctggtcc tcgaccgcgc gcacgtcgcg gagaagatcg gctccgccgg ggtgccctcg 960 ttcttcaccg acgtgcggct ggccggcccg tccggcgagc cggtgccgcc gggggagaag 1020 ggcgagatcg tggtcagcgg gcccaacgtg atgaagggct actggggcag gccggaggcg 1080 accgccgagg tgctgcgcga cgggtggttc cactccggcg acgtggccac cgtggacggc 1140 gacgggtact tccacgtcgt cgaccggctc aaggacatga tcatctccgg cggcgagaac 1200 atctacccgg ccgaggtgga gaacgagctg tacggctacc cgggtgtgga ggcgtgcgcc 1260 gtgatcggcg tgccggaccc gcgctggggc gaggtgggca aggcggtcgt cgtgcccgcc 1320 gacgggagcc gcatcgacgg cgacgagctg ctggcctggc tgcgcacccg gctggccggg 1380 tacaaggtgc ccaagtcggt cgagttcacc gaccggctgc ccacgaccgg ctccggcaag 1440 atcctcaagg gcgaggtccg ccgccgcttc ggctga 1476 <210> 3 <211> 1284 <212> DNA <213> Escherichia coli <220> <221> misc_feature (222) (1) .. (1284) <223> glt gene <400> 3 atggctgata caaaagcaaa actcaccctc aacggggata cagctgttga actggatgtg 60 ctgaaaggca cgctgggtca agatgttatt gatatccgta ctctcggttc aaaaggtgtg 120 ttcacctttg acccaggctt cacttcaacc gcatcctgcg aatctaaaat tacttttatt 180 gatggtgatg aaggtatttt gctgcaccgc ggtttcccga tcgatcagct ggcgaccgat 240 tctaactacc tggaagtttg ttacatcctg ctgaatggtg aaaaaccgac tcaggaacag 300 tatgacgaat ttaaaactac ggtgacccgt cataccatga tccacgagca gattacccgt 360 ctgttccatg ctttccgtcg cgactcgcat ccaatggcag tcatgtgtgg tattaccggc 420 gcgctggcgg cgttctatca cgactcgctg gatgttaaca atcctcgtca ccgtgaaatt 480 gccgcgttcc gcctgctgtc gaaaatgccg accatggccg cgatgtgtta caagtattcc 540 attggtcagc catttgttta cccgcgcaac gatctctcct acgccggtaa cttcctgaat 600 atgatgttct ccacgccgtg cgaaccgtat gaagttaatc cgattctgga acgtgctatg 660 gaccgtattc tgatcctgca cgctgaccat gaacagaacg cctctacctc caccgtgcgt 720 accgctggct cttcgggtgc gaacccgttt gcctgtatcg cagcaggtat tgcttcactg 780 tggggacctg cgcacggcgg tgctaacgaa gcggcgctga aaatgctgga agaaatcagc 840 tccgttaaac acattccgga atttgttcgt cgtgcgaaag acaaaaatga ttctttccgc 900 ctgatgggct tcggtcaccg cgtgtacaaa aattacgacc cgcgcgccac cgtaatgcgt 960 gaaacctgcc atgaagtgct gaaagagctg ggcacgaagg atgacctgct ggaagtggct 1020 atggagctgg aaaacatcgc gctgaacgac ccgtacttta tcgagaagaa actgtacccg 1080 aacgtcgatt tctactctgg tatcatcctg aaagcgatgg gtattccgtc ttccatgttc 1140 accgtcattt tcgcaatggc acgtaccgtt ggctggatcg cccactggag cgaaatgcac 1200 agtgacggta tgaagattgc ccgtccgcgt cagctgtata caggatatga aaaacgcgac 1260 tttaaaagcg atatcaagcg ttaa 1284 <210> 4 <211> 70 <212> DNA <213> Forward primer <400> 4 gaaagtaaag tagttgttcc ggcacaaggc aagaagatca ccctgcaaaa attccgggga 60 tccgtcgacc 70 <210> 5 <211> 70 <212> DNA <213> Reverse primer <400> 5 ccagctggta gccccagtct ttaaacgctc cttcggtgaa cttcatgatg tgtaggctgg 60 agctgcttcg 70 <210> 6 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 6 catcggtgaa ctgcggaaga acatc 25 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 7 gaccggccag cctaccccaa aactac 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Foward primer <400> 8 gctctagagg agaccttaaa tggctg 26 <210> 9 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 9 gctgcagcat taacgcttga tatcgc 26 <210> 10 <211> 4176 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pTrc99A cloning vector: Genbank Accession NO.M22744 <400> 10 gtttgacagc ttatcatcga ctgcacggtg caccaatgct tctggcgtca ggcagccatc 60 ggaagctgtg gtatggctgt gcaggtcgta aatcactgca taattcgtgt cgctcaaggc 120 gcactcccgt tctggataat gttttttgcg ccgacatcat aacggttctg gcaaatattc 180 tgaaatgagc tgttgacaat taatcatccg gctcgtataa tgtgtggaat tgtgagcgga 240 taacaatttc acacaggaaa cagaccatgg aattcgagct cggtacccgg ggatcctcta 300 gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggct gttttggcgg atgagagaag attttcagcc 360 tgatacagat taaatcagaa cgcagaagcg gtctgataaa acagaatttg cctggcggca 420 gtagcgcggt ggtcccacct gaccccatgc cgaactcaga agtgaaacgc cgtagcgccg 480 atggtagtgt ggggtctccc catgcgagag tagggaactg ccaggcatca aataaaacga 540 aaggctcagt cgaaagactg ggcctttcgt tttatctgtt gtttgtcggt gaacgctctc 600 ctgagtagga caaatccgcc gggagcggat ttgaacgttg cgaagcaacg gcccggaggg 660 tggcgggcag gacgcccgcc ataaactgcc aggcatcaaa ttaagcagaa ggccatcctg 720 acggatggcc tttttgcgtt tctacaaact ctttttgttt atttttctaa atacattcaa 780 atatgtatcc gctcatgaga caataaccct gataaatgct tcaataatat tgaaaaagga 840 agagtatgag tattcaacat ttccgtgtcg cccttattcc cttttttgcg gcattttgcc 900 ttcctgtttt tgctcaccca gaaacgctgg tgaaagtaaa agatgctgaa gatcagttgg 960 gtgcacgagt gggttacatc gaactggatc tcaacagcgg taagatcctt gagagttttc 1020 gccccgaaga acgttttcca atgatgagca cttttaaagt tctgctatgt ggcgcggtat 1080 tatcccgtgt tgacgccggg caagagcaac tcggtcgccg catacactat tctcagaatg 1140 acttggttga gtactcacca gtcacagaaa agcatcttac ggatggcatg acagtaagag 1200 aattatgcag tgctgccata accatgagtg ataacactgc ggccaactta cttctgacaa 1260 cgatcggagg accgaaggag ctaaccgctt ttttgcacaa catgggggat catgtaactc 1320 gccttgatcg ttgggaaccg gagctgaatg aagccatacc aaacgacgag cgtgacacca 1380 cgatgcctac agcaatggca acaacgttgc gcaaactatt aactggcgaa ctacttactc 1440 tagcttcccg gcaacaatta atagactgga tggaggcgga taaagttgca ggaccacttc 1500 tgcgctcggc ccttccggct ggctggttta ttgctgataa atctggagcc ggtgagcgtg 1560 ggtctcgcgg tatcattgca gcactggggc cagatggtaa gccctcccgt atcgtagtta 1620 tctacacgac ggggagtcag gcaactatgg atgaacgaaa tagacagatc gctgagatag 1680 gtgcctcact gattaagcat tggtaactgt cagaccaagt ttactcatat atactttaga 1740 ttgatttaaa acttcatttt taatttaaaa ggatctaggt gaagatcctt tttgataatc 1800 tcatgaccaa aatcccttaa cgtgagtttt cgttccactg agcgtcagac cccgtagaaa 1860 agatcaaagg atcttcttga gatccttttt ttctgcgcgt aatctgctgc ttgcaaacaa 1920 aaaaaccacc gctaccagcg gtggtttgtt tgccggatca agagctacca actctttttc 1980 cgaaggtaac tggcttcagc agagcgcaga taccaaatac tgtccttcta gtgtagccgt 2040 agttaggcca ccacttcaag aactctgtag caccgcctac atacctcgct ctgctaatcc 2100 tgttaccagt ggctgctgcc agtggcgata agtcgtgtct taccgggttg gactcaagac 2160 gatagttacc ggataaggcg cagcggtcgg gctgaacggg gggttcgtgc acacagccca 2220 gcttggagcg aacgacctac accgaactga gatacctaca gcgtgagcta tgagaaagcg 2280 ccacgcttcc cgaagggaga aaggcggaca ggtatccggt aagcggcagg gtcggaacag 2340 gagagcgcac gagggagctt ccagggggaa acgcctggta tctttatagt cctgtcgggt 2400 ttcgccacct ctgacttgag cgtcgatttt tgtgatgctc gtcagggggg cggagcctat 2460 ggaaaaacgc cagcaacgcg gcctttttac ggttcctggc cttttgctgg ccttttgctc 2520 acatgttctt tcctgcgtta tcccctgatt ctgtggataa ccgtattacc gcctttgagt 2580 gagctgatac cgctcgccgc agccgaacga ccgagcgcag cgagtcagtg agcgaggaag 2640 cggaagagcg cctgatgcgg tattttctcc ttacgcatct gtgcggtatt tcacaccgca 2700 tatggtgcac tctcagtaca atctgctctg atgccgcata gttaagccag tatacactcc 2760 gctatcgcta cgtgactggg tcatggctgc gccccgacac ccgccaacac ccgctgacgc 2820 gccctgacgg gcttgtctgc tcccggcatc cgcttacaga caagctgtga ccgtctccgg 2880 gagctgcatg tgtcagaggt tttcaccgtc atcaccgaaa cgcgcgaggc agcagatcaa 2940 ttcgcgcgcg aaggcgaagc ggcatgcatt tacgttgaca ccatcgaatg gtgcaaaacc 3000 tttcgcggta tggcatgata gcgcccggaa gagagtcaat tcagggtggt gaatgtgaaa 3060 ccagtaacgt tatacgatgt cgcagagtat gccggtgtct cttatcagac cgtttcccgc 3120 gtggtgaacc aggccagcca cgtttctgcg aaaacgcggg aaaaagtgga agcggcgatg 3180 gcggagctga attacattcc caaccgcgtg gcacaacaac tggcgggcaa acagtcgttg 3240 ctgattggcg ttgccacctc cagtctggcc ctgcacgcgc cgtcgcaaat tgtcgcggcg 3300 attaaatctc gcgccgatca actgggtgcc agcgtggtgg tgtcgatggt agaacgaagc 3360 ggcgtcgaag cctgtaaagc ggcggtgcac aatcttctcg cgcaacgcgt cagtgggctg 3420 atcattaact atccgctgga tgaccaggat gccattgctg tggaagctgc ctgcactaat 3480 gttccggcgt tatttcttga tgtctctgac cagacaccca tcaacagtat tattttctcc 3540 catgaagacg gtacgcgact gggcgtggag catctggtcg cattgggtca ccagcaaatc 3600 gcgctgttag cgggcccatt aagttctgtc tcggcgcgtc tgcgtctggc tggctggcat 3660 aaatatctca ctcgcaatca aattcagccg atagcggaac gggaaggcga ctggagtgcc 3720 atgtccggtt ttcaacaaac catgcaaatg ctgaatgagg gcatcgttcc cactgcgatg 3780 ctggttgcca acgatcagat ggcgctgggc gcaatgcgcg ccattaccga gtccgggctg 3840 cgcgttggtg cggatatctc ggtagtggga tacgacgata ccgaagacag ctcatgttat 3900 atcccgccgt caaccaccat caaacaggat tttcgcctgc tggggcaaac cagcgtggac 3960 cgcttgctgc aactctctca gggccaggcg gtgaagggca atcagctgtt gcccgtctca 4020 ctggtgaaaa gaaaaaccac cctggcgccc aatacgcaaa ccgcctctcc ccgcgcgttg 4080 gccgattcat taatgcagct ggcacgacag gtttcccgac tggaaagcgg gcagtgagcg 4140 caacgcaatt aatgtgagtt agcgcgaatt gatctg 4176 <210> 11 <211> 1251 <212> DNA <213> E. coli <400> 11 atggaaagta aagtagttgt tccggcacaa ggcaagaaga tcaccctgca aaacggcaaa 60 ctcaacgttc ctgaaaatcc gattatccct tacattgaag gtgatggaat cggtgtagat 120 gtaaccccag ccatgctgaa agtggtcgac gctgcagtcg agaaagccta taaaggcgag 180 cgtaaaatct cctggatgga aatttacacc ggtgaaaaat ccacacaggt ttatggtcag 240 gacgtctggc tgcctgctga aactcttgat ctgattcgtg aatatcgcgt tgccattaaa 300 ggtccgctga ccactcctgt tggtggcggt attcgctctc tgaacgttgc cctgcgccag 360 gaactggatc tctacatctg cctgcgtccg gtacgttact atcagggcac tccaagcccg 420 gttaaacacc ctgaactgac cgatatggtt atcttccgtg aaaactcgga agacatttat 480 gcgggtatcg aatggaaagc agactctgcc gacgccgaga aagtgattaa attcctgcgt 540 gaagagatgg gggtgaagaa aattcgcttc ccggaacatt gtggtatcgg tattaagccg 600 tgttcggaag aaggcaccaa acgtctggtt cgtgcagcga tcgaatacgc aattgctaac 660 gatcgtgact ctgtgactct ggtgcacaaa ggcaacatca tgaagttcac cgaaggcgcg 720 tttaaagact ggggctacca gctggcgcgt gaagagtttg gcggtgaact gatcgacggc 780 ggcccgtggc tgaaagttaa aaacccgaac accggcaaag agatcgtcat taaagacgtg 840 attgctgatg cattcctgca acagatcctg ctgcgtccgg ctgaatatga tgttatcgcc 900 tgtatgaacc tgaacggtga ctacatttct gacgctctgg cagcgcaggt tggcggtatc 960 ggtatcgccc ctggagcaaa catcggtgac gaatgcgccc tgtttgaagc cacccacggt 1020 actgcgccga aatacgccgg tcaggacaaa gtaaaccctg gctctattat tctctccgct 1080 gagatgatgt tacgccatat gggctggact gaagccgcag acctgattgt taaaggtatg 1140 gaaggcgcaa tcaatgcgaa gaccgtaacc tatgacttcg agcgtctgat ggaaggcgct 1200 aaactgctga aatgttcaga atttggtgat gcgatcatca agaacatgta a 1251  

Claims (10)

페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하고, 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소를 코딩하는 유전자 (icdA 유전자)가 결손된 대장균 (Escherichia coli)으로서, 상기 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소를 코딩하는 서열번호 2의 fcs 유전자, 상기 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제를 코딩하는 서열번호 1의 ech 유전자, 및 상기 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성 효소를 코딩하는 서열번호 3의 gltA 유전자가 외래로부터 도입되고, 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소를 코딩하는 서열번호 11의 icdA 유전자가 결실된 것인 대장균 (Escherichia coli).Feruloyl-CoA synthase to convert ferulic acid to feruloyl-CoA, Enoyl-CoA hydratase / aldolase to convert feruloyl-CoA to vanillin, and sheet converting acetyl-CoA to CoA Escherichia coli , which lacks a gene encoding an isocitrate dehydrogenase ( icdA gene) that overexpresses a rate synthase and converts isocitrate to α-ketoglutarate, wherein the ferulic acid is feruloyl The fcs gene of SEQ ID NO: 2 encoding feruloyl -CoA synthetase converting to -CoA, the sequence of SEQ ID NO: 1 encoding enoyl-CoA hydratase / aldolase converting the feruloyl-CoA to vanillin ech gene, and the gltA gene of SEQ ID NO: 3 coding for citrate synthase that convert the acetyl -CoA as CoA is introduced from foreign, the conversion of isocitrate to α- Kane toggle rate doubles Of small citrate dehydrogenase is the icdA gene of SEQ ID NO: 11 encoding deletion to the E. coli (Escherichia coli). 삭제delete 제1항에 있어서, 대장균 (Escherichia coli) KCTC11253BP.The Escherichia coli KCTC11253BP. a) 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소, 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제, 및 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성효소를 과발현하는 바닐린 생산이 증가된 대장균을 페룰산 존재하에 배양하는 단계; 및a) Feruloyl-CoA synthase to convert ferulic acid to feruloyl-CoA, Enoyl-CoA hydratase / aldolase to convert feruloyl-CoA to vanillin, and acetyl-CoA to CoA Culturing E. coli with increased vanillin production overexpressing citrate synthetase in the presence of ferulic acid; And b) 상기 배양물로부터 바닐린을 회수하는 단계를 포함하는 페룰산의 전환에 의해 바닐린을 생산하는 방법.b) recovering vanillin from the culture, the method of producing vanillin by conversion of ferulic acid. 제4항에 있어서, 단계 a)에서 상기 배양을 흡착제 수지의 존재하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein the culturing in step a) is carried out in the presence of an adsorbent resin. 제5항에 있어서, 상기 흡착제 수지는 중성 수지인 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein said adsorbent resin is a neutral resin. 제6항에 있어서, 상기 중성 수지는 XAD-2 수지인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 6, wherein the neutral resin is XAD-2 resin. 제5항에 있어서, 상기 흡착제 수지의 농도는 10-70% (w/v)인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5, wherein the concentration of the adsorbent resin is 10-70% (w / v). 제4항에 있어서, 상기 대장균은 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소를 코딩하는 유전자 (icdA 유전자)가 결손된 것인 방법.The method of claim 4, wherein the E. coli is deficient in a gene encoding an isocitrate dehydrogenase ( icdA gene) that converts isocitrate to α-ketoglutarate. 제9항에 있어서, 상기 대장균은 상기 페룰산을 페룰로일-CoA로 전환시키는 페룰로일-CoA 합성효소는 서열번호 2의 fcs 유전자에 의하여 코딩되는 것이고, 상기 페룰로일-CoA를 바닐린으로 전환시키는 에노일-CoA 히드라타제/알돌라제는 서열번호 1의 ech 유전자에 의하여 코딩되는 것이고, 상기 아세틸-CoA를 CoA로 전환시키는 시트레이트 합성 효소는 서열번호 3의 gltA 유전자에 의하여 코딩되는 것이고, 이소시트레이트를 α-케토글루타레이트로 전환시키는 이소시트레이트 탈수소효소는 서열번호 11의 icdA 유전자에 의하여 코딩되는 것을 특징으로 하는 대장균 MG1655의 변이 대장균인 것인 방법.The method according to claim 9, wherein the E. coli is a feruloyl-CoA synthase that converts the ferulic acid to feruloyl-CoA is encoded by the fcs gene of SEQ ID NO: 2, the feruloyl- CoA to vanillin Enoyl-CoA hydratase / aldolase to be converted is encoded by the ech gene of SEQ ID NO: 1, and the citrate synthetase to convert acetyl-CoA to CoA is encoded by the gltA gene of SEQ ID NO: 3 Isocitrate dehydrogenase for converting isocitrate to α-ketoglutarate is E. coli MG1655 variant E. coli, characterized in that encoded by the icdA gene of SEQ ID NO: 11.
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