KR101149882B1 - Method of high productivity butanol production using microorganism with elevated butanol titer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부탄올 고생산 균주를 이용하여 고생산성으로 부탄올을 생산하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) NCIMB 8052 야생형 균주를 돌연변이 시킨 후, 고농도로 부탄올을 생산할 수 있는 균주를 스크리닝하여 선별된, 부탄올 고생산 균주를 이용하여 부탄올을 고생산성으로 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 부탄올 고생산 균주는 바이오 부탄올 상업화 기술에 매우 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a method for producing butanol with high productivity using a high butanol producing strain, specifically Clostridium Beerlinki beijerinckii ) NCIMB 8052 After mutating a wild-type strain, and screening strains capable of producing butanol at a high concentration, the present invention relates to a method for producing butanol with high productivity using butanol high production strains. Butanol high-producing strain prepared by the method of the present invention can be very useful in the bio-butanol commercialization technology.

Description

부탄올 고생산 균주를 이용한 고생산성 부탄올 생산 방법{Method of high productivity butanol production using microorganism with elevated butanol titer}Method of high productivity butanol production using microorganism with elevated butanol titer

본 발명은 미생물 및 그를 이용한 부탄올 생산 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microorganism and a method for producing butanol using the same.

최근 전 세계적인 국제원유 가격 상승에 의해 수송용 연료인 휘발유를 대체할 수 있는 대체에너지원의 개발이 가속되고 있다. 이에 미국 및 브라질을 중심으로, 전분당 또는 원당을 이용한 바이오에탄올 생산이 2007년 말 기준 100조 갤런을 넘어서며, 점차 그 시장이 확대되고 있다. 또한 유럽 및 동남아시아를 중심으로, 기존의 원유 유래 경유를 대체하기 위한, 식물성 오일을 원료로 하는 바이오디젤도 급속히 성장하고 있다.The recent rise in international crude oil prices has accelerated the development of alternative energy sources that can replace gasoline, a transportation fuel. In the United States and Brazil, bioethanol production using starch sugar or raw sugar has exceeded 100 trillion gallons as of the end of 2007, and the market is gradually expanding. In addition, biodiesel based on vegetable oils is rapidly growing to replace existing crude oils derived from crude oil, mainly in Europe and Southeast Asia.

바이오에탄올과 더불어 최근 다양한 대체에너지원에 대한 관심이 증가하고 있는데, 그중 가장 대표적인 것이 부탄올이다. 부탄올은 연료로서 에탄올보다 많은 장점을 가진다. 먼저 에너지 함량이 에탄올보다 월등히 높아 거의 휘발유 수준에 근접하고, 증기압이 낮아 휘발성이 적으며, 흡습성이 낮고, 부식성이 덜해서 기존의 가솔린 수송 인프라인 파이프라인을 이용한 전송이 가능하다. 이러한 연료로서의 부탄올의 장점은, 현재까지 기술 면에서 에탄올에 비해 열세에 있지만 차세대 대체에너지로서 많은 관심을 불러일으키고 있다. 부탄올은 에탄올과 더불어 가장 오래된 미생물 발효 산물의 하나로, 1861년 파스퇴르에 의해 대사특성이 알려진 클로스트리디움(Clostridium) 속 미생물에 의해 아세톤, 부탄올 및 에탄올이 동시에 생성되므로 ABE 발효라고 일컬어져 왔다. 부탄올 발효의 경우 1950년대까지는 석유화학대비 경제성을 확보하고 있었으나 이후 석유화학의 급속한 발전으로 더 이상 경쟁력을 상실하게 되었다. 하지만 1990년대부터 미래의 대체에너지원으로서 관심이 재조명되면서 많은 연구개발이 진행되고 있다.In addition to bioethanol, interest in various alternative energy sources has recently increased, with butanol being the most representative of them. Butanol has many advantages over ethanol as a fuel. First, the energy content is much higher than that of ethanol, which is almost close to gasoline level, low vapor pressure, low volatility, low hygroscopicity, and low corrosiveness, allowing transmission using the existing gasoline transport infrastructure pipeline. Butanol as a fuel has been inferior to ethanol in terms of technology until now, but it has attracted much attention as a next-generation alternative energy. Butanol is one of the oldest microbial fermentation products, along with ethanol, and has been referred to as ABE fermentation because acetone, butanol and ethanol are simultaneously produced by microorganisms of the genus Clostridium, which was metabolized by Pasteur in 1861. Butanol fermentation had secured economic feasibility until petrochemicals until the 1950s, but since the rapid development of petrochemicals, it is no longer competitive. However, since the 1990s, the interest has been re-emerged as an alternative energy source in the future, and a lot of research and development is progressing.

부탄올 고생산 균주개발의 성과를 살펴보면, 기존의 ABE 발효로 잘 알려진 클로스트리디움속 미생물을 활용한 연구가 가장 많은데, 미국 일리노이 대학의 Hans Blaschek 그룹은 화학적 돌연변이 및 2-디옥시글루코오즈(2-deoxyglucose)라는 화학물질에 내성인 균주를 찾는 과정을 통해, 아밀로스 분해능이 우수한 부탄올 고생산 균주를 개발하였다(Hans Blaschek et al ., Appl . Environ . Microbiol . 57(9):2544-2548, 1991). 상기 아밀로스 분해능이 우수한 균주는 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) BA101로 명명되었으며, 현재까지 20 g/ℓ 수준의 부탄올을 생산하여 가장 우수한 부탄올 발효를 보인 균주로 보고되었다(미국 등록 특허 제 6358717호). 상기 연구그룹은 이와 같은 균주개발 연구와 더불어 가스스트리핑(Gas Stripping)을 이용한 추출 발효 공정개발, P2 배지 개발 등 부탄올 생산과 관련된 다양한 연구개발을 수행해 오고 있다. 또한 미시간 생물공학 연구소(Michigan Biotechnology Institute) 그룹도 클로스트리디움 아세토부틸리쿰(Clostridium acetobutyricum) ATCC 824 균주를 이용하여 화학적 변이법에 의한 새로운 균주를 개발하여 보고한바 있다(미국 등록 특허 제 5192673호). 최근 한국화학연구원에서 화학적 돌연변이와 세포막 저해물질에 내성인 균주를 찾는 과정을 통하여, 부탄올 내성 및 고생산성 균주를 개발하였다 (대한민국 특허 출원 제 10-2008-0078005호). In terms of the results of the development of high-butanol-producing strains, the most research using the Clostridium microorganism, which is well known as the conventional ABE fermentation, is the Hans Blaschek group of the University of Illinois in the United States. Through the process of finding a strain resistant to a chemical called deoxyglucose), a high-butanol-producing strain with high amylose resolution was developed (Hans Blaschek et. al . , Appl . Environ . Microbiol . 57 (9): 2544-2548, 1991). The strain having excellent amylose resolution is Clostridium Beirusky ( Clostridium beijerinckii ) was designated as BA101, it has been reported as the strain showing the best butanol fermentation to produce butanol of 20 g / l level (US Patent No. 6358717). In addition to the strain development research, the research group has been carrying out various research and development related to butanol production, such as the development of extraction fermentation process using gas stripping, P2 medium development. In addition, the Michigan Biotechnology Institute group has also developed and reported a new strain by chemical variation using Clostridium acetobutyricum ATCC 824 strain (US Patent No. 5192673). . Recently, through the process of finding strains resistant to chemical mutations and cell membrane inhibitors at the Korea Research Institute of Chemical Technology, butanol-resistant and highly productive strains were developed (Korean Patent Application No. 10-2008-0078005).

2001년에 대표적인 야생 균주인 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 ATCC 824의 전체 염기서열이 밝혀진 후(Nolling J et al ., J. Bacteriol . 183(6):4823-4838, 2001), 재조합 DNA 기술을 이용하여 제조된 새로운 균주들도 다수 보고되고 있다. 대표적인 연구그룹으로는 미국 노스웨스턴 대학의 Papoutsakis 그룹이 있는데, 이들은 부탄올 생산에 유리한 유전자를 안티센스 RNA, 게놈 DNA 라이브러리를 이용하여 발굴함으로써 새로운 가능성을 보여주었다. 또한 Rice 대학의 Bennett 그룹도 재조합 DNA 기술을 이용하여 유기산과 부탄올의 생산과의 상관성에 대한 연구를 다수 진행하였다(Scotcher MC et al ., Appl. Environ . Microbiol . 71(4):1987-1995, 2005).In 2001, the complete sequence of the representative wild strain Clostridium acetobutylicum ATCC 824 was revealed (Nolling J et. al . , J. Bacteriol . 183 (6): 4823-4838, 2001), many new strains produced using recombinant DNA technology have also been reported. A representative research group is the Papoutsakis group at Northwestern University in the United States, which has shown new possibilities by discovering genes favorable for butanol production using antisense RNA and genomic DNA libraries. In addition, the Bennett group of Rice University has conducted a number of studies on the correlation between the production of organic acids and butanol using recombinant DNA technology (Scotcher MC et. al . , Appl. Environ . Microbiol . 71 (4): 1987-1995, 2005).

최근에는 기존의 부탄올 생산 균주들이 여전히 낮은 농도의 부탄올을 생산하는 한계점을 인식하고 대장균이나 다른 균주를 부탄올 생산 균주로 활용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 대표적으로는 DuPont사의 경우 클로스트리디움 균주의 부탄올 생합성 대사경로의 유전자를 전부 클로닝하여 이를 대장균(국제공개특허 제 2007/041269호)이나 락토바실러스(Lactobacillus) 등의 다른 부탄올 내성이 높은 균주(미국 공개 특허 제 2008-0124774호)에 도입함으로써 신규 재조합 균주를 개발하고자 노력하고 있으나, 여전히 발효농도는 매우 미미한 수준으로 파악된다. 또한 최근에 UCLA의 Liao 그룹은 대장균의 아미노산 대사경로와 2-케토산 디카복실아제(2-ketoacid decarboxylase), 알콜 디하이드로게나제(alcohol dehydrogenase)를 결합시켜 새로운 경로의 부탄올 대사경로를 설계한 균주를 보고하였다(Atsumi et al ., Nature 451(3):86-90, 2008). 하지만 실제 부탄올의 생성수준은 역시 미미한 수준이다.Recently, many butanol-producing strains are aware of the limitation of still producing low concentrations of butanol, and many studies have been conducted to utilize E. coli or other strains as butanol-producing strains. Representatively, DuPont clones all genes of the butanol biosynthetic metabolic pathway of Clostridium strains, which are highly resistant to other butanols such as E. coli (International Patent Publication No. 2007/041269) or Lactobacillus (Lactobacillus). Patent No. 2008-0124774) to try to develop a new recombinant strain, but the concentration of fermentation is still very small. In addition, the Liao group of UCLA recently designed a novel butanol metabolic pathway by combining amino acid metabolism of E. coli, 2-ketoacid decarboxylase, and alcohol dehydrogenase. Reported (Atsumi et al . , Nature 451 (3): 86-90, 2008). But the actual level of butanol production is also negligible.

1980년대에 클로스트리디움 속 미생물에 대한 부탄올의 영향에 대해서 많은 연구가 진행되었다. 주요한 영향으로는 부탄올이 증가하면 세포막의 구성성분 중 포화 아실기가 불포화 아실기에 비해 증가한다는 보고가 있으며(Vollherbst-Schneck K et al., Appl . Environ . Microbiol . 47(1):193-194, 1984), 이러한 결과와 비슷한 이유로 외부에서 올레인산(Oleic acid), 엘라이딘산(Elaidic acid) 등을 첨가할 경우 부탄올에 대한 내성이 증가한다는 보고가 있다(Baer SH et al., Appl . Environ . Microbiol. 53(12):2854-2861, 1987). 또한 클로스트리디움 속에서 성장억제를 주는 농도로 부탄올 생성이 증가하여, 세포내 pH의 항상성 유지가 어려워지고, 세포내 에너지원인 ATP 수준이 낮아지며, 주 탄소원인 포도당 흡수속도가 낮아져서 미생물이 더 이상 성장하지 못하게 한다고 보고되어 있다(Bowles LK & Ellefson WL, Appl . Environ . Microbiol . 50(5):1165-1170, 1985). 하지만 이러한 부탄올의 클로스트리디움속 미생물의 세포막이나 생리적인 영향에 대한 다양한 연구에도 불구하고, 이러한 생리적인 특성을 개선하여 신규 균주개발에 적용하여 성공한 사례는 아직까지 보고되고 있지 않다.In the 1980s, much research was conducted on the effect of butanol on microorganisms in Clostridium. The main effect is that the increase in butanol increases the saturated acyl groups in the cell membrane components compared to unsaturated acyl groups (Vollherbst-Schneck K). et al ., Appl . Environ . Microbiol . 47 (1): 193-194, 1984), and for similar reasons, it has been reported that the resistance to butanol is increased by the addition of oleic acid and laidic acid from the outside (Baer SH). et al ., Appl . Environ . Microbiol. 53 (12): 2854-2861, 1987). In addition, the production of butanol increases at a concentration that inhibits growth in Clostridium, making it difficult to maintain the homeostasis of intracellular pH, lowering the level of ATP as an energy source for cells, and lowering the glucose absorption rate as the main carbon source. (Bowles LK & Ellefson WL, Appl . Environ . Microbiol . 50 (5): 1165-1170, 1985). However, despite various studies on the cell membrane and physiological effects of the Clostridium microorganisms of butanol, there have been no reports of successful cases of improving these physiological characteristics and applying them to the development of new strains.

상기 연구개발 동향에서 살펴본 바와 같이 균주개발의 다양한 접근전략을 통해서도 여전히 부탄올의 생산은 20 g/L 이하의 수준에 머물러 있다. 이를 극복하기 위해 가스추출법 또는 막을 이용한 투과증발 등 공정측면에서 다양한 연구가 진행되고 있으나, 상업화 적용까지는 많은 어려움이 예상되므로, 부탄올 생산성이 높은 발효방법을 개발하는 것이 부탄올의 상업적 생산을 위한 가장 효율적인 방법이라 할 수 있다.
As described in the above research and development trends, butanol production is still below 20 g / L through various approaches of strain development. In order to overcome this problem, various researches are being conducted in terms of processes such as gas extraction or permeation evaporation using membranes. However, many difficulties are expected until commercialization, so developing a fermentation method with high butanol productivity is the most efficient method for commercial production of butanol. This can be called.

이에, 본 발명자들은 기존의 ABE 발효로 잘 알려진 클로스트리디움속 미생물의 부탄올의 생산성을 높이기 위하여, 상기 미생물에 화학적 돌연변이를 수행한 후 부탄올 고생산 균주를 스크리닝하였고, 상기 균주의 부탄올 생산을 위한 배양 과정을 최적화하여 고생산성으로 부탄올을 생산할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Thus, the present inventors screened a high-butanol-producing strain after chemical mutation to the microorganism, in order to increase the productivity of butanol of the genus Clostridium microorganism well known by conventional ABE fermentation, and cultured for butanol production of the strain The present invention was completed by optimizing the process to confirm that butanol can be produced with high productivity.

본 발명의 목적은 부탄올 고생산 균주 및 그를 이용하여 높은 생산성으로 부탄올을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a high butanol producing strain and a method for producing butanol with high productivity using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KCTC11610BP로 수탁된 부탄올 고생산 돌연변이 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) CBE-2-68 균주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a butanol high-producing mutant Clostridium Beinglinki ( Clostridium) deposited with accession number KCTC11610BP beijerinckii ) provides a CBE-2-68 strain.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 제 1항의 균주를 종배양하는 단계;1) species culture the strain of claim 1;

2) 상기 단계 1)의 종배양한 균주를 본배양하는 단계;2) main culture of the strain cultured in step 1);

3) 상기 단계 2)의 본배양액을 원심분리하여 상청액을 수득하는 단계를 포함하는 부탄올 대량생산 방법을 제공한다.
3) It provides a butanol mass production method comprising the step of obtaining the supernatant by centrifuging the main culture solution of step 2).

본 발명의 돌연변이 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) CBE-2-68 균주는 야생형 클로스트리디움 베이저링키 NCIMB 8052 균주에 비하여 60% 이상 높은 효율로 부탄올을 생산하고, 본 발명의 방법에 따라 배양하였을 때, 부탄올 생산 효율은 더욱 높아지는 것을 확인하였으므로, 본 발명의 균주 및 이를 이용한 부탄올 생산 방법은 바이오 부탄올 상업화 기술에 매우 유용하게 이용될 수 있다.
Mutant Clostridium Bassilinki of the present invention beijerinckii ) The CBE-2-68 strain produces butanol at a higher efficiency of 60% or more than the wild-type Clostridium Bayerlinki NCIMB 8052 strain, and when cultured according to the method of the present invention, the butanol production efficiency is confirmed to be higher. Therefore, the strain of the present invention and the butanol production method using the same can be very usefully used in the bio-butanol commercialization technology.

도 1은 본 발명의 최적화된 부탄올 제조공정을 이용하여 모균주와 기탁균주의 부탄올 발효양상을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the butanol fermentation pattern of the parent strain and the deposited strain using the optimized butanol production process of the present invention.

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

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KCTC11610BP로 수탁된 부탄올 고생산 돌연변이 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) CBE-2-68 균주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a butanol high-producing mutant Clostridium Beinglinki ( Clostridium) deposited with accession number KCTC11610BP beijerinckii ) provides a CBE-2-68 strain.

본 발명의 균주는 클로스트리디움 베이저링키 NCIMB 8052 야생형 균주보다 30% 이상, 바람직하게는 60% 이상 부탄올 생산량이 증가된 것이다.The strain of the present invention is an increase in butanol production of at least 30%, preferably at least 60%, than the Clostridium Beirinki NCIMB 8052 wild type strain.

본 발명의 구체적인 실시예에서 클로스트리디움 베이저링키 NCIMB 8052 세포에 돌연변이 유발을 위한 알킬레이팅 화학물질인 EMS(Ethylmethane sulfonate) 처리하여 변이 균주 라이브러리를 제조하였다. 상기 라이브러리의 균주들을 혐기적 조건에서 배양한 후 모균주에 비하여 부탄올 생산량이 30% 이상 개선된 56개 균주를 선별하여 각각 CBE1 내지 CBE56로 명명하였다. 상기 56개 균주에 다시 EMS를 처리하여 돌연변이를 유발하여 모균주에 비하여 부탄올 생산량이 60% 이상 개선된 최우수 균주로서 CBE-2-68을 선별하였으며, 상기 균주를 한국생명공학연구원 생물자연센터에 2009년 11월 24일자로 수탁하여 기탁번호 KCTC11610BP를 부여받았다.In a specific embodiment of the present invention, a variant strain library was prepared by treating the Clostridium Beaverinky NCIMB 8052 cells with an alkylating chemical EMS (Ethylmethane sulfonate) for mutagenesis. After culturing the strains of the library under anaerobic conditions, 56 strains with 30% or more improvement in butanol production compared to the parent strain were selected and named CBE1 to CBE56, respectively. The 56 strains were treated with EMS again to induce mutations, and CBE-2-68 was selected as the best strain with 60% or more improvement in butanol production compared to the parent strain. It was deposited on 24 November, and was given accession number KCTC11610BP.

본 발명의 부탄올 내성 및 부탄올 고생산 균주는 부탄올을 고농도로 생산할 수 있으므로, 부탄올 대량 생산에 유용하게 이용될 수 있다.
Butanol-resistant and high butanol-producing strains of the present invention can produce a high concentration of butanol, it can be usefully used for the mass production of butanol.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 제 1항의 균주를 종배양하는 단계;1) species culture the strain of claim 1;

2) 상기 단계 1)의 종배양한 균주를 본배양하는 단계;2) main culture of the strain cultured in step 1);

3) 상기 단계 2)의 본배양액을 원심분리하여 상청액을 수득하는 단계를 포함하는 부탄올 대량생산 방법을 제공한다.3) It provides a butanol mass production method comprising the step of obtaining the supernatant by centrifuging the main culture solution of step 2).

상기 단계 3) 이후에 부탄올을 정제하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 부탄올을 정제하는 단계는 컬럼을 이용한 크로마토그래피를 통해 이루어지는 것이 바람직하나, 당업계에서 부탄올을 포함한 기체의 분리에 이용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 모두 사용할 수 있다. After step 3) may further comprise the step of purifying butanol. Purifying the butanol is preferably performed through chromatography using a column, but any method used in the art for separating gas including butanol may be used without particular limitation.

상기 단계 1의 종배양액의 600 ㎚에서의 흡광도가 1.5 내지 8에 도달하였을 때, 바람직하게는 2 내지 5에 도달하였을 때, 더욱 바람직하게는 2에 도달하였을 때 본배양액에 접종하여 본배양하는 것이 바람직하지만 이에 제한되는 것은 아니다. When the absorbance at 600 nm of the seed culture solution of step 1 reaches 1.5 to 8, preferably 2 to 5, and more preferably 2, the main culture is inoculated into the main culture solution. Preferred but not limited to.

상기 단계 2)에서 본배양 배지에 종배양액을 10 내지 15%(v/v)로 접종하여 본배양하는 것이 바람직하고, 10%(v/v)로 접종하여 본배양하는 것이 더욱 바람직하지만 이에 제한되는 것은 아니다.In step 2), the main culture is inoculated at 10 to 15% (v / v) of the seed culture solution in the main culture, and the main culture is more preferably inoculated at 10% (v / v), but not limited thereto. It doesn't happen.

상기 단계 2)의 본 배양은 The main culture of step 2)

ⅰ) 상기 단계 1)의 종배양액을 본배양 배지에 접종한 후 혐기성 조건에서 5 내지 15시간 동안, 바람직하게는 5시간 동안 배양하는 단계; 및,Iii) culturing the seed culture solution of step 1) in the main culture medium for 5 to 15 hours, preferably 5 hours in anaerobic conditions; And,

ⅱ) 상기 단계 ⅰ)의 본배양액의 pH를 5.0 내지 6.0으로, 바람직하게는 5.0 내지 5.5로 조정한 후, 31 내지 36℃, 바람직하게는 32 내지 34℃, 더욱 바람직하게는 34℃의 배양온도 및 혐기성 조건에서 25 내지 50시간, 바람직하게는 40시간 동안 배양하는 단계로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Ii) after adjusting the pH of the main culture solution of step iii) to 5.0 to 6.0, preferably 5.0 to 5.5, the culture temperature of 31 to 36 ℃, preferably 32 to 34 ℃, more preferably 34 ℃ And incubating for 25 to 50 hours, preferably 40 hours in anaerobic conditions, but is not limited thereto.

본 발명의 구체적인 실시예에서 본 발명의 균주를 이용하여 부탄올을 대량생산할 수 있는 최적 배양 조건을 확립하고자, 종배양된 본 발명의 균주를 본배양 배지에 접종할 시기 및 본배양 배지에 대한 종배양액의 최적 부피비를 확인한 결과, 대수성장기 초기인 흡광도가 2일 때 본배양 배지에 대한 종배양액의 부피비가 10%가 되도록 접종하는 것이, 본 발명의 내성 변이 균주의 부탄올 발효에 가장 효과적임을 확인하였다(표 1 및 2 참조).In order to establish the optimum culture conditions for mass production of butanol using the strain of the present invention in a specific embodiment of the present invention, when the strain of the present invention inoculated into the main culture medium and the seed culture liquid for the main culture medium As a result of confirming the optimal volume ratio of, it was confirmed that inoculation so that the volume ratio of the seed culture medium to the culture medium at the initial absorbance of the logarithmic growth period is 10%, the most effective for the butanol fermentation of the resistant variant strain of the present invention ( See Tables 1 and 2).

부탄올 발효시 배양액의 초기 pH 조절은 매우 중요한 공정변수이다. 일반적으로 클로스트리디움속 미생물의 경우 포도당을 이용하여 발효를 진행하는 경우 중성 pH 수준에서는 유기산 축적이 주된 대사특성을 이루고, 배양이 진행되면서 배지 내의 산성도가 높아지면 부탄올을 비롯한 유기용매를 생산하는 단계로 전환되는 특성을 보인다(Papoutsakis et al ., Bioenergy Chapter 25:323-334, 2008, ASM Press). 따라서 부탄올 생산 균주의 경우 발효과정에서 부탄올의 전구체인 부틸산의 최대생산과 부탄올으로의 효율적인 전환을 위해서는 발효과정에서의 배양 배지의 초기 pH 조절 및 본배양중의 pH 조절이 필요하다. 이에, 상기 본배양중의 본배양액의 pH 조정 시점 및 적정 pH를 확인한 결과, 본배양 10시간 후 pH를 5.0으로 조정할 경우, 본 발명의 내성 변이 균주의 부탄올 발효에 가장 효과적임을 확인하였다(표 3 및 표 4 참조).During butanol fermentation, the initial pH control of the culture is a very important process variable. In general, in the case of Clostridium microorganisms, when fermentation is performed using glucose, organic acids accumulate at the neutral pH level, and the acidity in the medium increases as the culture proceeds to produce an organic solvent including butanol. Has been converted to (Papoutsakis et al . , Bioenergy Chapter 25: 323-334, 2008, ASM Press). Therefore, in the case of butanol producing strains, in order to maximize the production of butanol as the precursor of butanol and the efficient conversion to butanol, the initial pH control of the culture medium during fermentation and the pH control in the main culture are necessary. Thus, as a result of confirming the pH adjustment time and the proper pH of the main culture solution in the main culture, when the pH was adjusted to 5.0 after 10 hours in the main culture, it was confirmed that the most effective in the butanol fermentation of the resistant variant strain of the present invention (Table 3 And Table 4).

또한, 본 발명의 균주 및 모균주인 클로스트리디움 베이저링키 NCIMB 8052를 상기 최적화한 배양조건에서 배양한 후, 부탄올 생산량을 비교하였을 때, 대략 84% 이상 생산성이 향상된 것을 확인하였다(도 1 참조)In addition, after culturing the strain and the parent strain Clostridium Bayerkinki NCIMB 8052 under the optimized culture conditions, butanol production was compared, it was confirmed that the productivity is improved by about 84% or more (see FIG. 1). )

이에 본 발명의 균주를 이용한 본 발명에 따른 부탄올 생산 방법은 모균주에 비하여 높은 효율로 부탄올을 생산할 수 있으므로 부탄올의 대량생산에 유용하게 이용될 수 있다.
The butanol production method according to the present invention using the strain of the present invention can be useful for mass production of butanol because it can produce butanol with high efficiency compared to the parent strain.

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

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

화학적 돌연변이에 의한 변이 균주 라이브러리 제조Preparation of Mutant Strain Libraries by Chemical Mutation

<1-1> <1-1> 종배양Cultivation

4℃에서 포자상태로 보관중인 모균주인 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) NCIMB 8052 세포를 80℃에서 10분간 열처리한 후, 5 ㎖ RCM 배지(DIFCO, USA)에 접종하여 혐기성 조건에서 16시간 동안 1차 종배양하였다. 이후, 상기 배양액 1 ㎖을 다시 100 ㎖ RCM 배지에 접종한 후, 600 ㎚에서 흡광도가 약 2 정도인 대수성장기가 될 때까지 4시간 정도 2차 종배양하였다.
Clostridium beijerinckii NCIMB 8052 cells, which were stored in spores at 4 ° C., were heat-treated at 80 ° C. for 10 minutes, and then inoculated in 5 ml RCM medium (DIFCO, USA) for 16 in anaerobic conditions. Primary seed cultures were performed for hours. Thereafter, 1 ml of the culture solution was inoculated again into 100 ml RCM medium, and then secondary culture was performed for 4 hours until the absorbance at 600 nm reached a logarithmic growth phase.

<1-2> <1-2> 본배양Main culture

pH 6.0의 포도당 60 g/ℓ 및 효모 추출물 2 g/ℓ가 함유된 변형된 P2 배지(Annous A & Blaschek HP, Appl . Environ . Microbiol . 56:2559-2561, 1990) 1ℓ를 넣어주고, 질소가스를 0.5 vvm 수준으로 공급함으로써 혐기성 조건으로 조정된 발효조에, 상기 종배양액을 접종한 후, 37℃, 200 rpm의 조건으로 본배양하였다.
Add 1 liter of modified P2 medium (Annous A & Blaschek HP, Appl . Environ . Microbiol . 56: 2559-2561, 1990) containing 60 g / l of glucose at pH 6.0 and 2 g / l of yeast extract . The seed culture solution was inoculated into a fermenter adjusted to anaerobic conditions by supplying 0.5 vvm level, followed by main culture at 37 ° C. and 200 rpm.

<1-3> 돌연변이 유발 화학물질의 농도 결정<1-3> Determination of Concentrations of Mutagenic Chemicals

4 내지 5 시간 정도 본배양하여 대수성장기 초기에 이르면, 약 10 ㎖의 본배양액을 원심분리하여 세포를 회수한 후 이를 1 ㎖의 TYA 배지로 재현탁하였다. 상기 1 ㎖에 0, 1, 2, 5, 10 및 15 ㎕/㎖의 농도로 돌연변이 유발을 위한 화학물질인 EMS(Ethylmethane sulfonate)(Sigma, USA)를 각각 처리한 후, 혐기성 조건하에서 37℃, 200 rpm의 조건으로 60분간 돌연변이를 유도하였다. 이후, 1 ㎖의 PT 완충용액(Annous A & Blaschek HP, Appl . Environ . Microbiol . 56:2559-2561, 1990)으로 3회 세척한 후, 1 ㎖의 TYA 배지에 현탁하여, 혐기성 조건하에서 37℃, 200 rpm의 조건으로 약 7시간 배양하였다. 상기 배양액을 멸균수로 1,000배 희석한 후 RCM 고체배지에 도말하여 생존하는 세포의 수를 조사한 후, 각 처리농도당 사멸율을 하기 수학식 1을 이용하여 계산하였다.
After the main culture for about 4 to 5 hours to reach the beginning of the logarithmic growth phase, the cells were recovered by centrifugation of about 10 ml of the main culture solution and then resuspended in 1 ml of TYA medium. 1 ml of each of the chemicals for the mutagenesis EMS (Ethylmethane sulfonate) (Sigma, USA) at the concentration of 0, 1, 2, 5, 10 and 15 μl / ㎖ respectively, 37 ℃, under anaerobic conditions, Mutations were induced for 60 minutes at 200 rpm. Then, washed three times with 1 ml of PT buffer (Annous A & Blaschek HP, Appl . Environ . Microbiol . 56: 2559-2561, 1990), and then suspended in 1 ml of TYA medium, 37 ° C. under anaerobic conditions. , And incubated for about 7 hours at 200 rpm. After diluting the culture solution 1,000 times with sterile water, and then counting the number of surviving cells by plating in RCM solid medium, the killing rate per treatment concentration was calculated using Equation 1 below.

Figure 112010002816114-pat00001
Figure 112010002816114-pat00001

EMS 처리 농도(ul/ml)EMS treatment concentration (ul / ml) 세포수(콜로니수) Cell count (colonies) 사멸율(%) % Mortality 0(대조군)0 (control) ~ 10,000To 10,000 00 1One ~ 10,000To 10,000 00 22 ~ 10,000To 10,000 00 55 ~ 7,000To 7,000 3030 1010 5353 99.4799.47 1515 00 100100

그 결과, 표 1에서 나타난 바와 같이, 사멸율이 약 99%이상이 되는 최적의 EMS 처리 농도를 10 ul/ml로 결정하였다. 또한, 상기 10 ul/ml로 EMS 처리시 생존한 세포를 변이균주 라이브러리로 사용하였다.
As a result, as shown in Table 1, the optimal EMS treatment concentration at which the killing rate was about 99% or more was determined to be 10 ul / ml. In addition, the cells that survived the EMS treatment at 10 ul / ml was used as a mutant strain library.

부탄올Butanol 고생산 균주 선별 High Production Strain Selection

<2-1> 돌연변이 균주의 배양<2-1> Culture of Mutant Strains

상기 실시예 1-3에서 수득한 변이균주 라이브러리를 실시예 1-3과 동일한 방법으로 RCM 고체배지에 20개씩 도말한 후, 혐기성 조건하에서 37℃, 200 rpm의 조건으로 약 4일간 배양하였다. 그 결과, 총 1323개의 변이 균주를 수득하였으며, 상기 균주로부터 부탄올 고생산 균주를 단기간에 선별하기 위해, 상기 변이 균주를 14개의 96웰 마이크로플레이트(용적: 2.5 ㎖/웰)에서 동시에 배양하였다. 구체적으로, 총 1323개의 내성 변이 균주를 콜로니 피킹장치 QPIX2(GENETIX사, USA)를 이용하여 각 웰당 1% 거품방지제(Antifoam A; Sigma, USA)를 포함하는 P2 배지 1 ㎖을 포함하는 96웰 플레이트에 접종한 후, 혐기성 조건하에서 37℃에서 4일간 정치 배양하였다.
The mutant strain library obtained in Example 1-3 was plated in RCM solid medium in the same manner as in Example 1-3, and then incubated at 37 ° C. and 200 rpm under anaerobic conditions for about 4 days. As a result, a total of 1323 mutant strains were obtained, and the mutant strains were simultaneously incubated in 14 96-well microplates (volume: 2.5 ml / well) in order to shortly select high butanol-producing strains from the strains. Specifically, a total of 1323 resistant mutant strains using a colony picking device QPIX2 (GENETIX, USA) using a 96-well plate containing 1 ml of P2 medium containing 1% antifoam (Antifoam A; Sigma, USA) per well After inoculation to, it was incubated for 4 days at 37 ° C. under anaerobic conditions.

<2-2> <2-2> 부탄올Butanol 정량 dose

상기 실시예 2-1의 96웰 플레이트를 전용 원심분리기(Hanil, Korea)로 3000 rpm, 10분간 원심분리하여 세포와 발효액을 분리한 후 공지의 방법으로 HPLC(1100 series Agilent, USA)를 수행하고(Bunday et al ., Enzyme Microbiol . Technol . 12(1):24-27, 1990), Aminex HPX-87H 칼럼을 이용하여 부탄올의 농도를 분석하였다. The 96-well plate of Example 2-1 was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes using a dedicated centrifuge (Hanil, Korea) to separate cells and fermentation broth, and then HPLC (1100 series Agilent, USA) was performed by a known method. Bunday et al . , Enzyme Microbiol . Technol . 12 (1): 24-27, 1990), butanol concentration was analyzed using an Aminex HPX-87H column.

그 결과, 부탄올 생산량이 모균주에 비하여 30% 이상 개선된 56개의 균주를 수득하였고, 이를 CBE1 내지 CBE56로 명명하였다.
As a result, 56 strains in which butanol production was improved by at least 30% compared to the parent strain were obtained, which were named CBE1 to CBE56.

<2-3> 돌연변이 균주의 재생성<2-3> Regeneration of Mutant Strains

상기 실시예 2-2에서 수득한 56개의 균주를 실시예 1-3과 동일한 방법으로 다시 돌연변이를 유발한 다음, 각각 RCM 배지에 도말한 후, 혐기성 조건하에서 37℃, 200 rpm의 조건으로 약 4일간 배양하였다. 이후, 상기 실시예2-1과 동일한 방법으로 배양한 후 상기 실시예 2-2의 방법으로 부탄올 생산량을 정량하였다. 56 strains obtained in Example 2-2 were induced again by the same method as in Example 1-3, and then plated in RCM medium, respectively, and then subjected to about 4 at 37 ° C. and 200 rpm under anaerobic conditions. Incubated daily. Thereafter, the culture was performed in the same manner as in Example 2-1, and the butanol production was quantified by the method of Example 2-2.

그 결과, 상기 56개 균주들 중에서 모균주와 비교하여 60% 이상 부탄올 생산량이 개선된 CBE-2-68 균주를 최우수 부탄올 생산 균주로서 선별하였으며, 이를 한국생물공학연구원 생물자원센터에 2009년 11월 24일자로 수탁하여 기탁번호 KCTC11610BP를 부여받았다.
As a result, among the 56 strains, CBE-2-68 strains with improved butanol production of over 60% compared to the parent strain were selected as the best butanol-producing strains. It was deposited on the 24th and was given accession number KCTC11610BP.

부탄올Butanol 생산 발효공정 최적화 Production fermentation process optimization

<3-1> <3-1> 본배양Main culture 접종 시기 Inoculation time

상기 CBE-2-68 균주를 상기 실시예 1-1의 방법으로 종배양한 후, 상기 종배양액의 600 ㎚에서의 흡광도가 2, 5, 8 및 10일 때, 100 ㎖의 종배양액을 상기 실시예 1-2의 본배양 배지 1 ℓ에 각각 접종한 뒤, 상기 1-2와 동일한 방법으로 본배양하였다. 상기 본배양이 완료된 후, 본배양액의 부탄올 생성량을 실시예 2-2와 동일한 방법으로 측정하였다.After culturing the CBE-2-68 strain by the method of Example 1-1, when the absorbance at 600 nm of the seed culture solution was 2, 5, 8 and 10, 100 ml of the seed culture solution was performed. After inoculation into 1 L of the main culture medium of Example 1-2, the main culture was carried out in the same manner as in the above 1-2. After the main culture was completed, butanol production amount of the main culture solution was measured in the same manner as in Example 2-2.

그 결과, 표 2에 나타난 바와 같이 대수성장기 초기인 흡광도가 2일 때 본배양 배지에 접종하는 것이, 본 발명의 내성 변이 균주의 부탄올 발효에 가장 효과적인 것을 확인하였다.
As a result, as shown in Table 2, it was confirmed that inoculation into the main culture medium when the absorbance at the beginning of the logarithmic growth phase was 2 was most effective for the butanol fermentation of the resistant mutant strain of the present invention.

종배양 OD(600 ㎚)Seed Culture OD (600 nm) 최고 부탄올 농도(g/ℓ) Maximum Butanol Concentration (g / ℓ) 1One 14.714.7 22 16.416.4 55 15.315.3 88 13.513.5 1010 10.910.9

<3-2> <3-2> 본배양Main culture 접종 시,  At the time of inoculation, 종배양Cultivation 부피비Volume ratio

상기 CBE-2-68 균주를 상기 실시예 1-1의 방법으로 종배양한 후, 50, 100, 150 및 200 ㎖의 종배양액을 상기 실시예 1-2의 본배양 배지 1 ℓ에 각각 접종하여 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 본배양하였다. 상기 본배양이 완료된 후, 본배양액의 부탄올 생성량을 실시예 2-2와 동일한 방법으로 측정하였다.After straining the CBE-2-68 strain by the method of Example 1-1, 50, 100, 150 and 200 ml of the seed culture solution were inoculated into 1 L of the main culture medium of Example 1-2, respectively. The culture was carried out in the same manner as in Example 1-2. After the main culture was completed, butanol production amount of the main culture solution was measured in the same manner as in Example 2-2.

그 결과, 표 3에서 나타난 바와 같이 본배양 배지에 대한 종배양액의 부피비가 10%가 되도록 접종하는 것이, 본 발명의 내성 변이 균주의 부탄올 발효에 가장 효과적인 것을 확인하였다.
As a result, as shown in Table 3, it was confirmed that inoculating so that the volume ratio of the seed culture medium to the main culture medium is 10%, the most effective for the butanol fermentation of the resistant variant strain of the present invention.

종배양 규모(부피비, %)Species Culture Size (Volume Ratio,%) 최고 부탄올 농도(g/ℓ) Maximum Butanol Concentration (g / ℓ) 55 14.514.5 1010 16.416.4 1515 15.715.7 2020 12.412.4

<3-3> <3-3> 본배양액Main culture pHpH 조정 adjustment

상기 CBE-2-68 균주를 실시예 1-1의 방법으로 종배양한 후, 100 ㎖의 종배양액을 실시예 1-2의 본배양 배지의 pH가 6.5로 조정된 본배양 배지 1 ℓ에 접종하여 동일한 방법으로 본배양하였다. 10시간 후, 상기 본배양액의 pH를 4.5, 5.0, 5.5 및 6.0 이상으로 조정하였다. 조정된 pH에 따라 최고 부탄올 생산에 도달하는 시간의 차이를 실시예 2-2와 동일한 방법으로 부탄올의 농도를 측정하면서 발효양상을 분석하였다.After straining the CBE-2-68 strain by the method of Example 1-1, 100 ml of the seed culture solution was inoculated into 1 L of the main culture medium whose pH of the main culture medium of Example 1-2 was adjusted to 6.5. By the same method. After 10 hours, the pH of the main culture solution was adjusted to 4.5, 5.0, 5.5, and 6.0 or higher. The difference in the time to reach the highest butanol production according to the adjusted pH was analyzed by measuring the concentration of butanol in the same manner as in Example 2-2.

그 결과, 표 4에서 나타난 바와 같이 본배양액의 pH가 5.0이상일 경우에서 본 발명의 균주의 부탄올 발효가 가장 효과적인 것을 확인하였다.
As a result, as shown in Table 4, butanol fermentation of the strain of the present invention was confirmed that the most effective when the pH of the culture medium is 5.0 or more.

조정 pHAdjustable pH 부탄올 최고농도(g/ℓ) Butanol maximum concentration (g / ℓ) 도달 시간(hr) Reach time (hr) 4.5 이상4.5 or more 3.73.7 1212 5.0 이상5.0 or more 16.516.5 3232 5.5 이상5.5 or more 14.514.5 3030 6.0 이상6.0 and above 14.114.1 3030

<3-4> <3-4> 본배양액Main culture pHpH 조정 시점 Adjustment point

상기 CBE-2-68 균주를 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로으로 종배양한 후, 100 ㎖의 종배양액을 실시예 1-2의 본배양 배지 1 ℓ에 접종하여 동일한 방법으로 본배양하였다. 5, 10, 15 및 20시간 배양한 후, 상기 본배양액의 pH를 5.0으로 조정하였다. pH 조정 시점에 따른 최고 부탄올 생산에 도달하는 시간이 차이를 실시예 2-2와 동일한 방법으로 부탄올의 농도를 측정하면서 발효양상을 분석하였다.The CBE-2-68 strain was cultured in the same manner as in Example 1-1, and then 100 ml of the seed culture solution was inoculated in 1 L of the main culture medium of Example 1-2, and then cultured in the same manner. . After incubation for 5, 10, 15 and 20 hours, the pH of the main culture solution was adjusted to 5.0. The difference in time to reach the peak butanol production according to the pH adjustment time was analyzed by measuring the concentration of butanol in the same manner as in Example 2-2.

그 결과, 표 5에서 나타난 바와 같이 5시간 동안 본배양을 실시한 후 본배양액의 pH를 5.0이상으로 조정하였을 때, 본 발명의 변이 균주의 부탄올 발효가 가장 효과적인 것을 확인하였다.
As a result, after the main culture for 5 hours as shown in Table 5, when the pH of the main culture solution was adjusted to 5.0 or more, it was confirmed that butanol fermentation of the mutant strain of the present invention is most effective.

조정시간(hr)Adjust time (hr) 부탄올 최고농도(g/ℓ) Butanol maximum concentration (g / ℓ) 도달 시간(hr) Reach time (hr) 22 10.710.7 4747 55 17.117.1 3232 1010 16.816.8 3232 1515 16.716.7 3232 2020 8.08.0 3030

<3-5> 배양액 온도 조정<3-5> Culture temperature adjustment

상기 CBE-2-68 균주를 상기 실시예 1-1의 방법으로 종배양한 후, 100 ㎖의 종배양액을 상기 실시예 1-2의 본배양 배지 1 ℓ에 접종하여 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 본배양하였다. 배양액의 온도를 30, 32, 34 및 37℃로 조정한 다음, 조정된 온도에 따라 최고 부탄올 생산에 도달하는 시간의 차이를 실시예 2-2와 동일한 방법으로 부탄올의 농도를 측정하면서 발효양상을 분석하였다.After culturing the CBE-2-68 strain by the method of Example 1-1, 100 ml of the seed culture solution was inoculated into 1 L of the main culture medium of Example 1-2, and Example 1-2 and The main culture was carried out in the same manner. The temperature of the culture solution was adjusted to 30, 32, 34 and 37 ° C, and then the fermentation phase was measured by measuring the concentration of butanol in the same manner as in Example 2-2. Analyzed.

그 결과, 표 6에서 나타난 바와 같이 본배양액의 온도를 34℃으로 조정한 경우에서 본 발명의 균주의 부탄올 발효가 가장 효과적인 것을 확인하였다.
As a result, as shown in Table 6, butanol fermentation of the strain of the present invention was confirmed to be most effective when the temperature of the main culture solution was adjusted to 34 ° C.

조정 온도 (℃)Fixed temperature (℃) 부탄올 최고농도(g/ℓ) Butanol maximum concentration (g / ℓ) 도달 시간(hr) Reach time (hr) 3030 14.114.1 3232 3232 16.516.5 3232 3434 17.117.1 3030 3737 14.114.1 3030

배양조건 최적화 검증Optimization of culture conditions

상기 CBE-2-68 균주 및 모균주인 클로스트리디움 베이저링키 NCIMB 8052를 상기 실시예 3-1 내지 실시예 3-5에서 최적화한 배양조건(접종시기는 OD 600 ㎚가 2; 접종 시 종배양 부피비는 10%; 본배양 배치의 초기 pH는 6.2; 본배양 배치의 온도는 34℃; 본배양액의 pH 조절 시점 및 pH: 본배양 5시간 후, 5.0이상으로 조정; 및, 본배양에서 pH 조정후, 배양시간은 40시간)에서 배양한 후 상기 실시예 2-2와 동일한 방법으로 부탄올의 농도를 측정하였다.The CBE-2-68 strain and the culture strain Clostridium Bayeringki NCIMB 8052 was optimized in Examples 3-1 to 3-5 (inoculation time is OD 600 nm 2; species at inoculation Culture volume ratio is 10%; initial pH of the main batch is 6.2; the temperature of the main batch is 34 ° C; pH control time and pH of the main culture solution: adjusted to 5.0 or more after 5 hours of the main culture; and, pH in the main culture After the adjustment, the incubation time was 40 hours) and the concentration of butanol was measured in the same manner as in Example 2-2.

그 결과, 모균주는 약 10.7 g/ℓ의 부탄올을 생산한 것에 비하여, 본 발명의 CBE-2-68 균주는 19.7 g/ℓ의 부탄올을 생산하였다. 이로써, 본 발명의 CBE-2-68 균주는 모 균주보다 부탄올 생산성이 대략 84%이상 향상한 것을 확인하였다.
As a result, the parent strain produced about 10.7 g / l butanol, whereas the CBE-2-68 strain of the present invention produced 19.7 g / l butanol. As a result, the CBE-2-68 strain of the present invention confirmed that the butanol productivity was improved by approximately 84% or more than the parent strain.

한국생명공학연구원Korea Biotechnology Research Institute KCTC11610KCTC11610 2009122120091221

Claims (15)

삭제delete 1) 기탁번호 KCTC11610BP로 수탁된 부탄올 고생산 돌연변이 클로스트리디움 베이저링키(Clostridium beijerinckii) CBE-2-68 균주를 종배양하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 종배양액의 600 ㎚에서의 흡광도가 1.5 내지 8에 도달하였을 때 본 배양액 배지에 종배양한 균주를 5 내지 17 %(v/v)로 접종한 후 혐기성 조건에서 5 내지 15 시간 동안 본배양하는 단계;
3) 단계 2)의 본배양액의 pH를 5.0 내지 6.0으로 조정한 후 31 내지 36 ℃의 배양온도 및 혐기성 조건에서 25 내지 50 시간 동안 배양하는 단계; 및,
4) 상기 단계 3)의 본배양액을 원심분리하여 상청액을 수득하는 단계를 포함하는 부탄올 대량생산 방법.
1) species culture of the butanol high production mutant Clostridium beijerinckii CBE-2-68 strain deposited with accession number KCTC11610BP;
2) When the absorbance at 600 nm of the seed culture medium of step 1) reached 1.5 to 8, 5 to 17% (v / v) of the strain cultured in the culture medium was inoculated at 5 to 17% under anaerobic conditions. Main culture for 15 hours;
3) adjusting the pH of the main culture solution of step 2) to 5.0 to 6.0 and then incubating for 25 to 50 hours at an incubation temperature of 31 to 36 ° C. and anaerobic conditions; And,
4) Butanol mass production method comprising the step of obtaining the supernatant by centrifuging the main culture solution of step 3).
제 2항에 있어서, 상기 단계 4) 이후에 부탄올을 정제하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, further comprising purifying butanol after step 4).
삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 단계 2)에서 종배양액의 600 ㎚에서의 흡광도가 2 내지 5에 도달하였을 때 본 배양액 배지에 접종하여 본배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein in step 2), the absorbance at 600 nm of the seed culture solution reaches 2 to 5, and the main culture is inoculated into the culture medium.
제 5항에 있어서, 종배양액의 600 ㎚에서의 흡광도가 2에 도달하였을 때 본 배양액 배지에 접종하여 본배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 5, wherein the culture medium is inoculated in the main culture medium when the absorbance at 600 nm of the seed culture solution reaches 2, and the main culture is carried out.
삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 단계 2)에서 본배양 배지에 종배양액을 10 내지 15 %(v/v)로 접종하여 본배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein the main culture is inoculated at 10 to 15% (v / v) in the main culture medium in step 2).
제 8항에 있어서, 본배양 배지에 종배양액을 10 %(v/v)로 접종하여 본배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 8, wherein the main culture is inoculated at 10% (v / v) with the seed culture solution.
삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 단계 2)에서 혐기성 조건에서 5 시간 동안 본배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein the step 2) is carried out for 5 hours under anaerobic conditions.
제 2항에 있어서, 상기 단계 3)에서 본배양액의 pH를 5.0 내지 5.5로 조정하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein the pH of the main culture solution is adjusted to 5.0 to 5.5 in step 3).
제 2항에 있어서, 상기 단계 3)에서 본 배양액을 32 내지 34 ℃의 배양온도에서 배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein the culture medium is cultured at a culture temperature of 32 to 34 ° C in step 3).
제 13항에 있어서, 본 배양액을 34 ℃의 배양온도에서 배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.
The method for mass production of butanol according to claim 13, wherein the culture medium is incubated at a culture temperature of 34 ° C.
제 2항에 있어서, 상기 단계 3)에서 혐기성 조건에서 40 시간 동안 배양하는 것을 특징으로 하는 부탄올 대량생산 방법.The method for mass production of butanol according to claim 2, wherein the step 3) is incubated for 40 hours under anaerobic conditions.
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