KR101334973B1 - Method for Preparing Transformed Escherichia coli for Over-expression of Fatty Acid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, (a) fabB(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ), fabG(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제), fabZ(3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제) 또는 fabI(이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 뉴클레오타이드 서열을 발현 벡터에 삽입시키는 단계; 및 (b) 상기 fabB, fabG, fabZfabI를 코딩하는 뉴클레오타이드가 삽입된 발현벡터로 대장균을 형질전환 시키는 단계에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 본 발명은 지방산 생합성 경로의 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법을 제공할 수 있으며, 글루코오즈를 하이드로카본으로 전환시키는 지방산 신장 단계의 재조합 대장균을 제공한다. 또한 본 발명은 하나 이상의 유전자 조합에 따라 미생물의 지방산 생합성 대사산물의 생산을 증대 할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a transformed Escherichia coli for fatty acid overexpression, and more particularly, (a) fabB (3- oxoacyl- [acyl-transport-protein] synthase I), fabG (3- oxoacyl- Nucleotide sequence encoding [acyl-transfer-protein] reductase), fabZ (3R-hydroxymyristol acyl transfer protein dehydratase ) or fabI ( innoyl- [acyl-transport-protein] reductase) Inserting at least one nucleotide sequence selected from the group consisting of into an expression vector; And (b) transforming Escherichia coli with an expression vector into which nucleotides encoding the fabB , fabG , fabZ, and fabI are inserted. According to the present invention, the present invention can provide a method for producing a transformant Escherichia coli for overexpression of a fatty acid biosynthetic pathway, and provides a recombinant Escherichia coli of a fatty acid elongation step of converting glucose to hydrocarbon. The present invention can also increase the production of fatty acid biosynthetic metabolites of microorganisms according to one or more gene combinations.

Description

지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법{Method for Preparing Transformed Escherichia coli for Over-expression of Fatty Acid}Method for Preparing Transformed Escherichia coli for Over-expression of Fatty Acid}

본 발명은 지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a transforming Escherichia coli for fatty acid overexpression.

최근에 세계 각국은 고유가 시대 대비와 온실가스 저감화를 위해 환경 친화적인 바이오에너지 개발에 대한 심혈을 기울이고 있으며, 우리나라에서도 연료용 바이오에너지의 생산 필요성이 증가하는 추세이므로 국내 바이오에너지 산업의 국제 경쟁력 확보 및 산업화를 위해서는 새로운 바이오에너지 형태의 생산 기술력을 위한 연구가 중요하다.Recently, countries around the world have been devoting their efforts to developing eco-friendly bioenergy to prepare for the era of high oil prices and reducing greenhouse gas.In Korea, the need for production of fuel bioenergy is increasing. For industrialization, research for new bioenergy production technology is important.

세계적 경제 성장에 따른 에너지 사용증가와 지속적인 가격상승을 보이는 화석연료 자원의 한정성으로 인하여 에탄올, 부탄올 및 바이오디젤과 같은 바이오에너지에 대한 관심이 증가하고 있지만, 언급된 종류의 바이오에너지 모두 전력생산이나 수송용 연료로 사용될 수 있으나, 실적용 및 생산 방법의 몇몇 단점으로 인해 새로운 신재생에너지 자원인 하이드로카본(hydrocarbon) 형태의 화합물에 대한 관심이 증가되고 있다. 이에 따라 장쇄(long chain) 지방산(fatty acid)을 대사산물로서 생성할 수 있는 재조합 균주에 대한 관심도 증대되고 있다.There is increasing interest in bioenergy, such as ethanol, butanol and biodiesel, due to the increasing use of energy as a result of global economic growth and the limited availability of fossil fuel resources. Although it can be used as a transport fuel, due to some drawbacks of performance and production methods, there is a growing interest in compounds in the form of hydrocarbons, which are new renewable energy resources. Accordingly, there is a growing interest in recombinant strains capable of producing long chain fatty acids as metabolites.

본 발명은 단독 미생물 내에서 발효 가능한 탄소 공급원으로부터 하이드로카본을 생물학적으로 생산하는 개선된 방법을 제공하기 위한 연구로서 지방산 생합성(fatty acid biosynthesis: FAS) 경로의 대사 흐름을 향상시키는 방법을 제공한다. 본 발명의 한 측면에서, 글루코오즈를 하이드로카본으로 전환시키기 위한 대사의 흐름을 조절할 지방산 신장(elongation) 단계 재조합 방법은 지방산 생합성 경로의 효소들을 과발현 함으로써 신장 루프의 흐름이 활발하도록 돕는 것이다. 이를 실현하기 위해 말로닐-acp(아실-운반-단백질)를 3-옥소헥사데카노일-[acp] 및 3-옥소스티로일-[acp]로 전환하는 효소(3-옥소아실-[acp] 신티아제)를 코딩하는 fabB 유전자, 3-옥소헥사데카노일-[acp] 및 3-옥소스티로일-[acp]를 (R)-3-하이드록시-팔미토일-[acp] 및 (R)-3-하이드록시-옥타데카노일-[acp]로 전환하는 효소 (3-옥소아실-[아실-운반-단백질] 리덕타아제)를 코딩하는 fabG를 사용하여 형질전환한 대장균(Escherichia coli)을 사용하고, 이에 더하여, (R)-3-하이드록시-팔미토일-[acp] 및 (R)-3-하이드록시-옥타데카노일-[acp]를 트랜스-헥사텍-2-이노일-[acp] 및 트랜스-옥타덱-2-이노일-[acp]로 전환하는 효소인 (3R)-하이드록시미리스톨-[acp] 디하이드레이타제를 코딩하는 fabZ도 균주내로 도입하며, 마지막으로 트랜스-헥사덱-2-이노일-[acp] 및 트랜스-옥타덱-2-이노일-[acp]를 헥사-디카노일-[acp] 및 옥타데카노일-[acp]으로 전환하는 이노일-[acp] 리덕타아제의 과생산을 위한 fabI 유전자를 삽입하여 지방산생산 재조합 균주 개발을 달성한다. 본 형질전환 대장균을 통해 야생종 대장균이 생산하는 말론산 및 지방산 생산량과의 차이를 규명하였다. The present invention provides a method for improving the metabolic flow of the fatty acid biosynthesis (FAS) pathway as a study to provide an improved method for biologically producing hydrocarbons from fermentable carbon sources in a single microorganism. In one aspect of the invention, a fatty acid elongation step recombination method to regulate the flow of metabolism to convert glucose to hydrocarbons is to facilitate the flow of the renal loop by overexpressing enzymes of the fatty acid biosynthetic pathway. To realize this, the enzyme converts malonyl-acp (acyl-carrying-protein) to 3-oxohexadecanoyl- [acp] and 3-oxostyroyl- [acp] (3-oxoacyl- [acp] Syntase ) encoding the fabB gene, 3- oxohexadecanoyl- [acp] and 3- oxostyroyl- [acp], is selected from (R) -3-hydroxy-palmitoyl- [acp] and (R ) -3-hydroxy-octa decanoyl - acp - enzyme (3-oxo acyl transition to [acyl-transport-protein] reductase kinase) a transformant using a fabG encoding the E. coli (Escherichia coli ), and in addition, (R) -3-hydroxy-palmitoyl- [acp] and (R) -3-hydroxy-octadecanoyl- [acp] are trans-hexatec-2-ino FabZ encoding (3R) -hydroxymyristol- [acp] dehydratase, an enzyme that converts to mono- [acp] and trans-octadec-2- inoyl- [acp], is also introduced into the strain, Finally, ino converts trans-hexadec-2-inoyl- [acp] and trans-octadec-2-inoyl- [acp] to hexa-dicanoyl- [acp] and octadecanoyl- [acp]. Development of a fatty acid-producing recombinant strain is achieved by inserting the fabI gene for overproduction of one- [acp] reductase. This transgenic Escherichia coli was used to identify the difference between the production of the wild type Escherichia coli and malonic acid and fatty acid.

지방산은 화학 또는 생화학적으로 카복실산을 말한다. 사슬 모양의 포화 혹은 불포화 모노카르복시산을 말하며, 지방을 가수분해하면 글리세롤과 지방산이 분리되어 생기기 때문에 이러한 이름이 붙었다. 가장 단순한 지방산은 부티르산(4탄소)이지만, 자연에 존재하는 지방산은 탄소 수가 8개(카프릴산) 이상이며 모두 짝수의 탄소 수를 갖고 있다. Fatty acid refers to carboxylic acid chemically or biochemically. It refers to a chain-shaped saturated or unsaturated monocarboxylic acid, which is named because hydrolysis of fat results in the separation of glycerol and fatty acids. The simplest fatty acid is butyric acid (four carbon), but the natural fatty acids have more than eight carbons (caprylic acid) and all have even carbon numbers.

미생물 생체 내에서의 지방산합성은 아세틸-CoA(acetyl-CoA)에서 시작하여, 그 뒤 탄소원자가 한 번에 두 개의 원자씩 탄화수소사슬에 붙어 사슬이 길어지게 된다. 이화작용은 그와 반대방향으로 진행이 된다. 즉, 카복실 그룹에서 시작하여 아세틸-CoA로 끝나며, 탄화수소사슬의 단편과 아세틸-CoA는 대장균(Escherichia coli)의 시트르산회로(TCA cycle)에서 산화되어 ATP 형태로 저장되는 에너지를 제공한다.Fatty acid synthesis in microorganisms starts with acetyl-CoA, which then leads to longer carbon chains by attaching two atoms of carbon atoms to the hydrocarbon chain at a time. Catabolism proceeds in the opposite direction. In other words, starting with the carboxyl group and ending with acetyl-CoA, the fragment of the hydrocarbon chain and acetyl-CoA are Escherichia coli ) provides energy that is oxidized in the TCA cycle and stored in the form of ATP.

지방산 생합성은 연속적으로 두 개의 탄소단위가 성장 사슬에 덧붙여지며 이루어진다. 말로닐-CoA의 말로닐 그룹에 있는 세 개의 탄소원자 중 두 개가 생합성 반응의 각 단계마다 지방산 사슬에 더해진다. 이 반응은 말로닐-CoA 형성과 마찬가지로 세포질에 있고 막과 결합되어 있지 않는 다효소 복합체가 필요하다. 개별적인 효소들로 구성되어 있는 이 복합체는 지방산 합성효소를 말한다. 이러한 지방산 신티아제 복합체의 일부인 아실 운반 단백질(acyl carrier protein: ACP)은 아세틸-CoA의 아세틸 그룹이 지방산의 탄소 수를 증가시키기 위한 결합에 관여한다.Fatty acid biosynthesis is achieved by adding two carbon units to the growth chain in succession. Two of the three carbon atoms in the malonyl group of malonyl-CoA are added to the fatty acid chain at each stage of the biosynthesis reaction. This reaction, like malonyl-CoA formation, requires a multienzyme complex that is in the cytoplasm and not bound to the membrane. This complex, composed of individual enzymes, refers to fatty acid synthase. Acyl carrier protein (ACP), which is part of this fatty acid synthase complex, is involved in binding the acetyl group of acetyl-CoA to increase the carbon number of fatty acids.

Figure 112011047988697-pat00001
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ACP는 지방산 생합성에 특별히 사용되는 특별한 형태의 CoA(coenzyme A)에 해당된다. 아세틸 트랜스아실라제(Acetyl transacylase)는 아세틸-ACP를 합성 및 아세틸 이외의 다른 아실기들도 운반하며 말로닐 트랜스아실라제(Malonyl transacylase)는 말로닐-ACP를 합성한다. 아실-말로닐-ACP 축합 효소(Acyl-malonyl-ACP condensing enzyme, β-ketoacyl-ACP synthase)는 아세틸-ACP와 말로닐-ACP가 축합되어 아세토아세틸-ACP가 생성된다. 결과적으로 말로닐-CoA에 첨가된 CO2는 이 과정에서 제거된다. 이 반응은 열역학적으로 불리한 반응을 가능케 하는 탈카르복실화 반응에 해당된다.ACP is a special form of coenzyme A (CoA) that is specifically used for fatty acid biosynthesis. Acetyl transacylase synthesizes acetyl-ACP and carries other acyl groups other than acetyl and malonyl transacylase synthesizes malonyl-ACP. Acyl-malonyl-ACP condensing enzyme (β-ketoacyl-ACP synthase) is condensed with acetyl-ACP and malonyl-ACP to produce acetoacetyl-ACP. As a result, CO 2 added to malonyl-CoA is eliminated in this process. This reaction corresponds to a decarboxylation reaction which enables a thermodynamically unfavorable reaction.

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β-케토아실-ACP 리덕타아제는 아세토아세틸-ACP를 환원하여 D-β-하이드록시부티릴-ACP를 만든다. NADPH를 환원보조효소로 사용한다는 것과 L형이 아닌 D형이라는 것이 산화과정과 다르다. 3-하이드록시아실-ACP 탈수효소는 탈수반응을 통해 크로토닐-ACP가 합성한다. 이노일-ACP 환원효소는 NADPH를 환원제로 사용하여 부티릴-ACP를 합성한다. β-ketoacyl-ACP reductase reduces acetoacetyl-ACP to make D-β-hydroxybutyryl-ACP. The use of NADPH as a reducing coenzyme and the type D, not L, are different from the oxidation process. 3-hydroxyacyl-ACP dehydratase is synthesized by crotonyl-ACP through a dehydration reaction. Innoyl-ACP reductase synthesizes butyryl-ACP using NADPH as the reducing agent.

합성된 부티릴-ACP는 전단계로 돌아가 β-케토아실-ACP 합성효소와 결합하여 말로닐-ACP와 합쳐지는 반응이 계속된다. 이러한 순환반응은 탄소사슬 16개가 될 때까지 계속된다. β-케토아실-ACP 합성효소는 이보다 큰 기질은 받아들일 수 없기 때문에 반응은 팔미토일-ACP로 끝나게 된다. 팔미토일-ACP는 가수분해되어 팔미테이티드(palmitated)와 ACP로 전환된다. 결과적으로 7분자의 말로일-CoA와 1분자의 아세틸-CoA가 1분자의 팔미테이트를 합성하는데 이용된다. 말로일-CoA의 합성에 1분자의 ATP가 필요하고, 각 회로당 2분자의 NADPH가 사용되므로, 모두 7분자의 ATP와 14분자의 NADPH가 필요하게 된다. The synthesized butyryl-ACP returns to the previous stage and continues to react with the β-ketoacyl-ACP synthetase and merge with malonyl-ACP. This cycle continues until 16 carbon chains are present. Since β-ketoacyl-ACP synthase cannot accept larger substrates, the reaction ends with palmitoyl-ACP. Palmitoyl-ACP is hydrolyzed and converted to palmitated and ACP. As a result, 7 molecules of maloyl-CoA and 1 molecule of acetyl-CoA are used to synthesize 1 molecule of palmitate. Since one molecule of ATP is required for the synthesis of maloyl-CoA and two molecules of NADPH are used for each circuit, seven molecules of ATP and 14 molecules of NADPH are required.

미생물을 사용하여 FAS 경로의 활발한 대사흐름을 꾀한 효소의 과발현 목적에 해당하는 시도와 노력은 끊임없이 있어왔다. 대장균은 효소 생산 시스템으로 타 생물체에 비해 많은 대사정보가 알려져 있고, 유전자에 대한 정보가 거의 다 밝혀져 재조합 단백질 생산에 널리 이용되고 있다. Attempts and efforts have been made consistently with the purpose of overexpressing enzymes that have actively metabolized the FAS pathway using microorganisms. E. coli is an enzyme production system that is known for a lot of metabolic information compared to other organisms, almost all of the information on the gene is widely used in recombinant protein production.

지방산 생합성의 요점이 되는 유전자와 대사경로의 반응 메카니즘에 대한 정보는 문헌 H. Marrakchi, Y.-M. nWhang and C. O. Rock, Mechanistic diversity and regulation of Type Ⅱ fatty acid synthesis, Biochemical Society Transactions, Vol.30(6), 1050-1055, 2002.에 언급되어있다. 대장균의 지방산 생합성을 위한 대사 작용에 신장 주기 내부의 개별 유전자의 역할에 대해 문헌 Mechanistic diversity and regulation of Type Ⅱ fatty acid synthesis, Biochemical Society Transactions, Vol.30(6), 1050-1055, 2002에 언급되어있다. 또한 지방산 생합성 내의 여러 효소에 의한 지방산 합성 대사 네트워크가 진행됨이 참고 문헌에 나타났다(Current understanding of fatty acid biosynthesis and the acyl carrier protein, Biochem. J, 430, 19, 2010).For information on the reaction mechanisms of genes and metabolic pathways that are key to fatty acid biosynthesis, see H. Marrakchi, Y.-M. nWhang and CO Rock, Mechanistic diversity and regulation of Type II fatty acid synthesis, Biochemical Society Transactions, Vol. 30 (6), 1050-1055, 2002. The role of individual genes in the renal cycle in the metabolism of fatty acid biosynthesis in Escherichia coli is mentioned in the Mechanistic diversity and regulation of Type II fatty acid synthesis, Biochemical Society Transactions, Vol. 30 (6), 1050-1055, 2002 have. In addition, it was shown in the literature that fatty acid synthesis metabolic networks by various enzymes in fatty acid biosynthesis proceed (Current understanding of fatty acid biosynthesis and the acyl carrier protein , Biochem. J, 430, 19, 2010).

따라서, 본 발명에서는 지방산 생합성 대사 경로의 여러 유전자 중에 신장 주기 내의 특정 단계 물질들의 세포내 생산 증대 및 도입을 위해 표적 유전자 및 대사산물을 설정하고, 특정 대사산물을 효율적으로 생산하는 균주를 개발하기 위해서 미생물의 게놈 정보와 대사 네트워크를 이해함과 동시에 야생형 대장균에 적용하여, 표적 유전자의 삽입을 통한 재조합 균주를 개발하여 본 발명이 완성되었다.
Therefore, in the present invention, to set up the target gene and metabolites for the intracellular production of the specific step substances in the renal cycle of the various genes of the fatty acid biosynthetic metabolic pathway, and to develop a strain that efficiently produces a specific metabolite The present invention has been completed by developing a recombinant strain through insertion of a target gene while understanding the genomic information and metabolic network of the microorganism and applying it to the wild type E. coli.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 안정적이고 효과적으로 지방산 생합성 경로를 과발현 시킬 수 있는 형질전환 대장균의 제조방법 개발을 위하여 노력하였고 그 결과 fabB(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ), fabG(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제), fabZ(3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제) 또는 fabI(이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 뉴클레오타이드 서열을 하나의 발현 벡터에 삽입시키고 상기 발현벡터로 대장균을 형질전환시키는 방법을 개발해 냄으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors were stable and effectively working to develop a method for producing a transformed E. coli capable of over-expressing the fatty acid biosynthesis pathway as a result fabB (3- oxo-acyl - [acyl-transfer-protein] synthase Ⅰ), fabG (3- Coding for oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase), fabZ (3R-hydroxymyristol acyl transport protein dehydratase ) or fabI ( innoyl- [acyl-transport-protein] reductase) The present invention has been completed by developing a method of inserting one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of nucleotide sequences into one expression vector and transforming E. coli with the expression vector.

따라서 본 발명의 목적은 지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법을 제공하는 데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a transformant Escherichia coli for fatty acid overexpression.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 지방산 과발현용 형질전환 대장균을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a transformant Escherichia coli for fatty acid overexpression prepared by the above method.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법을 제공한다:According to one aspect of the invention, the present invention provides a method for producing a transforming Escherichia coli for fatty acid overexpression comprising:

(a) fabB(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ), fabG(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제), fabZ(3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제) 또는 fabI(이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 뉴클레오타이드 서열을 발현 벡터에 삽입시키는 단계; 및(a) fabB (3- oxoacyl- [acyl-transport-protein] synthase I), fabG (3- oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase), fabZ (3R-hydroxymyristol acyl Inserting into the expression vector one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of nucleotide sequences encoding transport protein dehydratase ) or fabI ( inoyl- [acyl-transport-protein] reductase); And

(b) 상기 fabB, fabG, fabZfabI를 코딩하는 뉴클레오타이드가 삽입된 발현벡터로 대장균을 형질전환 시키는 단계.(b) transforming Escherichia coli with an expression vector into which the nucleotides encoding the fabB , fabG , fabZ and fabI are inserted.

본 발명자들은 유전자 조작을 통해 지방산 생합성 대사산물을 안정적이고 효과적으로 생산하는 균주의 개발을 위하여 예의 연구 노력하였고, 그 결과 fabB, fabG, fabZfabI 유전자로 대장균을 형질전환 시키는 경우 기초물질이 두 가지 경로를 통하여 지방산 회로로 유도되게 해주므로 매우 효과적으로 지방산 생합성 경로가 과발현 됨을 확인하여, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors earnestly researched for the development of strains that stably and effectively produce fatty acid biosynthetic metabolites through genetic engineering, and as a result fabB , fabG , fabZ and fabI When E. coli is transformed with a gene, it is confirmed that the fatty acid biosynthetic pathway is overexpressed very effectively since the base material is induced into the fatty acid circuit through two pathways, thus completing the present invention.

본 발명의 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ(3-Oxoacyl-[acyl-carrier-protein] synthaseⅠ)는 malonyl-acp(acyl-carrier-protein)를 3-oxohexadecanoyl-[acp] 및 3-oxostearoyl-[acp]로 변환하는 과정에 관여하는 촉매이며, fabB 유전자가 이를 암호화하는 유전자이다. 3-Oxoacyl- [acyl-transfer-protein] synthase I (3-Oxoacyl- [acyl-carrier-protein] synthase I) of the present invention is malonyl-acp (acyl-carrier-protein) 3-oxohexadecanoyl- [acp ] And the catalyst involved in the process of conversion to 3-oxostearoyl- [acp], the fabB gene is the gene encoding it.

본 발명의 발현벡터에서 발현되는 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ는 대장균(Escherichia coli)으로부터 유래한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 E. coli K-12 MG1655의 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ를 발현하도록 할 수 있으며, 상기 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 보다 더 바람직하게는 서열목록 제1서열로 표시될 수 있다.3-oxoacyl- [acyl-transfer-protein] synthase I expressed in the expression vector of the present invention is Escherichia Preference is given to using those derived from coli ). More preferably, it is possible to express 3-oxoacyl- [acyl-transport-protein] synthase I of E. coli K-12 MG1655, and the 3-oxoacyl- [acyl-transport-protein] synthase I The nucleotide sequence encoding the nucleotide sequence may be more preferably represented by SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명의 상기 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제(3-Oxoacyl-[acp] reductase)는 3-oxohexadecanoyl-[acp] 및 3-oxostearoyl-[acp]를 (R)-3-hydroxy-palmitoyl-[acp] 및 (R)-3-hydroxy-octadecanoyl-[acp]로 변환하는 과정에 관여하는 촉매이며, fabG 유전자가 이를 암호화하는 유전자이다. In addition, the 3-oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase (3-Oxoacyl- [acp] reductase) of the present invention is 3-oxohexadecanoyl- [acp] and 3-oxostearoyl- [acp] (R It is a catalyst involved in the conversion to) -3-hydroxy-palmitoyl- [acp] and (R) -3-hydroxy-octadecanoyl- [acp], and the fabG gene encodes it.

본 발명의 발현벡터에서 발현되는 상기 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제는 대장균(Escherichia coli)으로부터 유래한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 E. coli K-12 MG1655의 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제를 발현하도록 할 수 있으며, 상기 3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 보다 더 바람직하게는 서열목록 제2서열로 표시될 수 있다.The 3-oxoacyl- [acyl-transfer-protein] reductase expressed in the expression vector of the present invention is Escherichia coli. Preference is given to using those derived from coli ). More preferably it is possible to express 3-oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase of E. coli K-12 MG1655, said 3-oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase The nucleotide sequence encoding the may be more preferably represented by the sequence listing second sequence.

본 발명의 상기 3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제(3R-hydroxymyristol acyl carrier protein dehydratase)는 (R)-3-hydroxy-palmitoyl-[acp] 및 (R)-3-hydroxy-octadecanoyl-[acp]를 trans-hexadec-2-enoyl-[acp] 및 trans-octadec-2-enoyl-[acp]로 변환하는 과정에 관여하는 촉매이며, fabZ 유전자가 이를 암호화하는 유전자이다. The 3R-hydroxymyristol acyl carrier protein dehydratase of the present invention is (R) -3-hydroxy-palmitoyl- [acp] and (R) -3-hydroxy-octadecanoyl It is a catalyst involved in the conversion of-[acp] to trans-hexadec-2-enoyl- [acp] and trans-octadec-2-enoyl- [acp], and the fabZ gene encodes it.

본 발명의 발현벡터에서 발현되는 상기 3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제는 대장균(Escherichia coli)으로부터 유래한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 E. coli K-12 MG1655의 3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제를 발현하도록 할 수 있으며, 상기 3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 보다 더 바람직하게는 서열목록 제3서열로 표시될 수 있다.The 3R-hydroxy myristol acyl transfer protein dehydratase expressed in the expression vector of the present invention is Escherichia Preference is given to using those derived from coli ). More preferably, the nucleotide encoding the 3R-hydroxy myristol acyl transfer protein dehydratase of E. coli K-12 MG1655, and the nucleotide encoding the 3R-hydroxy myristol acyl transfer protein dehydratase. The sequence may be more preferably represented by the sequence listing third sequence.

본 발명의 이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제(enoyl-[acp] reductase)는 trans-hexadec-2-enoyl-[acp] 및 trans-octadec-2-enoyl-[acp]를 hexa-decanoyl-[acp] 및 octadecanoyl-[acp]로 변환하는 과정에 관여하는 촉매이며, fabI 유전자가 이를 암호화하는 유전자이다. Innoyl- [acyl-transfer-protein] reductases of the invention are trans-hexadec-2-enoyl- [acp] and trans-octadec-2-enoyl- [acp] hexa. It is a catalyst involved in the process of conversion to -decanoyl- [acp] and octadecanoyl- [acp], and the fabI gene is the gene encoding it.

본 발명의 발현벡터에서 발현되는 상기 이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제는 대장균(Escherichia coli)으로부터 유래한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 E. coli K-12 MG1655의 이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제를 발현하도록 할 수 있으며, 상기 이노일-[아실-전송-단백질] 리덕타아제를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 보다 더 바람직하게는 서열목록 제4서열로 표시될 수 있다.The innoyl- [acyl-transfer-protein] reductase expressed in the expression vector of the present invention is Escherichia Preference is given to using those derived from coli ). More preferably, the nucleotide encoding the innoyl- [acyl-transport-protein] reductase of E. coli K-12 MG1655, and the nucleotide encoding the inoyl- [acyl-transport-protein] reductase The sequence may be more preferably represented by SEQ ID NO: 4 sequence.

상기에서 기술한, (a) 내지 (b)의 지방산 생합성 과정에 관여하는 효소들을 코딩하는 각각의 뉴클레오타이드 서열들은 발현 조절서열에 작동 가능하게 연결되어 발현 벡터 내에 삽입될 수 있다. 상기에서 '작동 가능하게 연결된다(operably linked to)'는 것은 하나의 핵산 단편이 다른 핵산 단편과 결합되어 그의 기능 또는 발현이 다른 핵산 단편에 의해 영향을 받는 것을 말한다. 또한, '발현 조절 서열(expression control sequence)'이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 핵산 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그러한 조절 서열은 전사를 개시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다.As described above, each of the nucleotide sequences encoding the enzymes involved in the fatty acid biosynthesis process of (a) to (b) may be operably linked to an expression control sequence and inserted into the expression vector. 'Operably linked to' as used herein means that one nucleic acid fragment is combined with another nucleic acid fragment so that its function or expression is affected by another nucleic acid fragment. Also, an " expression control sequence " means a DNA sequence that regulates the expression of a nucleic acid sequence operably linked to a particular host cell. Such regulatory sequences include promoters for initiating transcription, any operator sequences for regulating transcription, sequences encoding suitable mRNA ribosome binding sites, and sequences controlling the termination of transcription and translation.

본 발명에서 제작되는 발현 벡터는 숙주 세포에서 원하는 유전자를 발현할 수 있도록 구축된다. 일반적으로, 발현 벡터는 프로모터-유전자-전사 종결서열의 발현 컨스트럭트를 포함한다.The expression vector prepared in the present invention is constructed so as to express a desired gene in a host cell. Generally, an expression vector comprises a construct for the expression of a promoter-gene-transcription termination sequence.

본 발명에 있어서, 상기 발현벡터에 포함되는 프로모터는 강력한 발현능력을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the promoter contained in the expression vector is preferably used having a strong expression ability.

바람직하게는, 본 발명의 발현 벡터는 박테리아 용으로 프로모터서열 및 발현 대상 유전자(구조 유전자)의 뉴클레오타이드 서열을 포함하며, 상기 서열들이 5'-3' 순서대로 연결되는 것이 바람직하다. Preferably, the expression vector of the present invention comprises a nucleotide sequence of the promoter sequence and the gene of interest (structural gene) for bacterial use, and the sequences are preferably linked in 5'-3 'order.

상기 발현벡터는 lacZ 유전자를 추가적으로 포함한다. lacZ 유전자는 β-galactosidase를 암호화 하고 있으며, 이 경우 구조 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드의 발현을 유도하기 위하여, IPTG(Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside)를 사용할 수 있다.The expression vector further includes a lacZ gene. The lacZ gene encodes β-galactosidase, and in this case, Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) can be used to induce the expression of a nucleotide encoding a structural gene.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 발현벡터는 fabB, fabG, fabZfabI로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상의 뉴클레오타이드 서열 전체를 포함할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 발현벡터에는 상기 유전자들이 효소의 과발현 기능을 포함하여 최소한의 길이를 가지도록 RBS(ribosomal binding site) 및 효소발현에 꼭 필요한 부분을 포함하는 염기서열만을 서열로 정하여 삽입시키는 것이 숙주세포의 대사부담(metabolic burden)을 줄이는 측면에서 바람직하다. 발명의 실시예에서는 서열목록 제5서열을 최소 서열로 포함하는 발현벡터 pSTV28를 사용하였다.According to a preferred embodiment of the present invention, the expression vector may include the entirety of one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of fabB , fabG , fabZ and fabI . However, in the expression vector of the present invention, the genes are inserted into a sequence including only a base sequence including a ribosomal binding site (RBS) and an essential part of the enzyme expression so that the genes have a minimum length including an overexpression function of the enzyme. It is desirable in terms of reducing the metabolic burden of the cells. In the embodiment of the present invention, the expression vector pSTV28 including the fifth sequence as the minimum sequence was used.

본 발명에서 사용되는 발현벡터란 구조유전자를 암호화하는 핵산이 삽입될 수 있고, 숙주 세포 내에서 상기 핵산을 발현할 수 있는 당 분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 벡터 또는 기타 매개체를 의미하며 바람직하게는 플라스미드 벡터일 수 있다.The expression vector used in the present invention means a plasmid, viral vector or other medium known in the art capable of inserting a nucleic acid encoding a structural gene and capable of expressing the nucleic acid in a host cell, preferably a plasmid It may be a vector.

상기 플라스미드로는 대장균에서 복제 및 발현이 가능한 운반체라면 당업계에 공지된 그 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. As the plasmid, any carrier known in the art may be used as long as it is a carrier capable of replication and expression in E. coli.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열 및 fabB 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1020’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence and fabB Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1020'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열 및 fabG 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1021’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence and fabG Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1021'.

보다 바람직하게는. 상기 발현벡터는 프로모터 서열 및 fabZ 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1022’이라 명명하였다. More preferably. The expression vector is a promoter sequence and fabZ Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1022'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열 및 fabI 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1023’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence and fabI Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1023'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열 및 fabI 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1024’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence, fabB Sequence and fabI of gene Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1024'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열 및 fabG 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1025’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence, fabB It contains the sequence of the gene and the sequence of the fabG gene, named ' E. coli JES1025'.

보다 바람직하게는. 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabZ 유전자의 서열 및 fabI 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1026’이라 명명하였다. More preferably. The expression vector is a promoter sequence, fabZ Sequence and fabI of gene Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1026'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열, fabZ 유전자의 서열 및 fabG 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1027’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence, fabB Gene sequence, fabZ It contains the sequence of the gene and the sequence of the fabG gene, named ' E. coli JES1027'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열, fabZ 유전자의 서열 및 fabI 유전자의 서열을 포함하며, ‘E. coli JES1028’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence, fabB Gene sequence, fabZ It contains the sequence of the gene and the sequence of the fabI gene, named ' E. coli JES1028'.

보다 바람직하게는, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열, fabZ 유전자의 서열, fabG 유전자의 서열 및 fabI 유전자의 서열을 포함하며,‘E. coli JES1029’이라 명명하였다. More preferably, the expression vector is a promoter sequence, fabB Gene sequence, fabZ Sequence of gene, sequence of fabG gene and fabI Contains the sequence of the gene, named ' E. coli JES1029'.

바람직하게는, 본 발명에서 제조되는 발현벡터의 프로모터는 lac 프로모터이다. Preferably, the promoter of the expression vector prepared in the present invention is a lac promoter.

본 발명의 fabB, fabZ, fabG fabI 유전자를 포함하는 발현 벡터는 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 이에 한정되지는 않으나, CaCl2 완충액을 사용한 컴피턴트 세포를 만든 후 열충격(42℃) 방법에 의해 발현벡터를 숙주세포내로 넣는 방법, 전기 충격에 의한 형질전환 방법, 일시적 형질감염(transient transfection), 미세주사, 세포융합, 칼슘 포스페이트 침전법, 전기침공법(electroporation) 등에 의해 숙주 세포 내로 도입할 수 있다. 형질전환체의 안정적 제조와 효율을 높이기 위해서는 전기 충격에 의한 형질전환 방법을 사용하는 것이 바람직하다. FabB , fabZ , fabG of the present invention And fabI The expression vector containing the gene is a method known in the art, such as, but not limited to, making a competent cell using CaCl 2 buffer, and then inserting the expression vector into the host cell by thermal shock (42 ° C.). , Can be introduced into the host cell by a transformation method by electric shock, transient transfection, microinjection, cell fusion, calcium phosphate precipitation, electroporation, and the like. In order to stably manufacture and improve the efficiency of the transformant, it is preferable to use a transformation method by electric shock.

지방산 생합성 경로를 과발현 하도록 형질전환 시킬 숙주세포 대장균으로는 산업 미생물로 적용가능하고 그 기능이 뛰어난 야생종을 선정한다. 박테리아 그람 음성인 대장균(Escherichia coli) 속별 특징을 확인 및 비교하여 가장 그 기능이 뛰어난 야생종을 선정할 수 있다. 상기 에세리키아 속 미생물은 박테리아 그람 음성형 대장균인 Escherichia coli이며, 예를 들어 MG1655, W3110, DH5α, XL1-Blue 및 BL21이 포함된다. 바람직하게는 대장균 K-12 MG1655이다.Host cell Escherichia coli to be transformed to overexpress the fatty acid biosynthetic pathway is selected as a wild species that is applicable to industrial microorganisms and excellent in function. Escherichia coli negative for bacteria gram coli ) can identify and compare the characteristics of the genus and select the most powerful wild species. The microorganism of the genus Escherichia is Escherichia , a bacterium Gram-negative Escherichia coli. coli , for example MG1655, W3110, DH5α, XL1-Blue and BL21. Preferably E. coli K-12 MG1655.

본 발명의 헥사데카노산(hexadecanoic acid) 및 옥타데카노산(octadecanoic acid)의 생산 증대를 위한 에세리키아 속 미생물은 내재적으로 지방산 생합성 경로를 가지고 있는 것이나, 지방산(fatty acid)를 생산하기 위한 효소를 코딩하는 유전자 즉 fabB, fabZ, fabG 및/또는 fabI 유전자가 추가적으로 도입되고, 상기 지방산(fatty acid)를 생산하기 위한 효소를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열이 증폭, 즉 과발현 되는 균주이다. 이와 관련하여, 용어 '증폭'은 예를 들어 강력한 프로모터를 사용하거나 활성이 높은 적절한 효소를 암호화하는 유전자를 사용하고 임의로 이들 수단을 함께 사용하여 유전자(들)의 카피수를 증가시킴으로써, 적합한 DNA에 의해 암호화되는 하나 이상의 효소의 세포내 활성을 미생물 내에서 증가시키는 것을 기술한다.
Microorganisms of the genus Escherichia for increasing the production of hexadecanoic acid and octadecanoic acid of the present invention inherently have a fatty acid biosynthesis pathway, but enzymes for producing fatty acids The gene that encodes fabB , fabZ , fabG And / or fabI A gene is additionally introduced and a nucleotide sequence encoding an enzyme for producing the fatty acid is amplified, i.e. overexpressed. In this regard, the term 'amplification' refers to a suitable DNA by, for example, using a strong promoter or using a gene encoding a suitable enzyme with high activity and optionally using these means together to increase the copy number of the gene (s). Increasing the intracellular activity of one or more enzymes encoded by in a microorganism is described.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 방법으로 제조된 형질전환 대장균을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a transformant Escherichia coli prepared by the method of the present invention described above.

상기 형질전환 대장균 내에서 생합성된 지방산을 분리하는 단계는 당업계에 공지된 통상의 분리 또는 정제 방법에 따라 실시될 수 있다(참조: B. Aurousseau et al., Journal of the American Oil Chemists' Society, 57(3):1558-9331( 1980); Frank C. Magne et al., Journal of the American Oil Chemists' Society, 34(3):127-129(1957)).
The step of isolating the biosynthesized fatty acids in the transformed E. coli can be carried out according to conventional separation or purification methods known in the art (see B. Aurousseau et al., Journal of the American Oil Chemists' Society , 57 (3): 1558-9331 (1980); Frank C. Magne et al., Journal of the American Oil Chemists' Society , 34 (3): 127-129 (1957).

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 지방산 생합성 경로의 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법을 제공할 수 있다. (a) The present invention can provide a method for producing transformed Escherichia coli for overexpression of a fatty acid biosynthetic pathway.

(b) 본 발명은 글루코오즈를 하이드로카본으로 전환시키는 지방산 신장 단계의 재조합 대장균을 제공한다. (b) The present invention provides recombinant E. coli at the fatty acid elongation stage, which converts glucose into hydrocarbons.

(c) 본 발명은 하나 이상의 유전자 조합에 따라 미생물의 지방산 생합성 대사산물의 생산을 증대 할 수 있다.
(c) The present invention can increase the production of fatty acid biosynthetic metabolites of microorganisms according to one or more gene combinations.

도 1 Escherichia coli 생체 내에서 글루코오즈에서부터 지방산 생합성 경로를 보여주는 도식이다.
도 2은 Escherichia coli와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabB 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE120라 명명한다.
도 3는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabG 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE121라 명명한다.
도 4는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabZ 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE122라 명명한다.
도 5는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabI 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE123라 명명한다.
도 6는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabBfabI 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE124라 명명한다.
도 7는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabBfabG 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE125라 명명한다.
도 8는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabZfabI 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE126라 명명한다.
도 9는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabB , fabGfabZ 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE127라 명명한다.
도 10는 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabB , fabZfabI 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE128라 명명한다.
도 11은 Escherichia coli 와 같은 박테리아용 발현벡터인 pSTV28에 fabB , fabG fabZfabI 의 유전자가 삽입되어있는 구조의 도식화이다. pJE129라 명명한다.
도 12는 재조합 Escherichia coli의 생장곡선을 야생종 Escherichia coli 와 비교한 결과를 그린 그래프이다. 범례의 표시는 wtE.coliMG1655는 야생형 E. coli MG1655를 의미하며, E.coli.B는 E. coli JES1020, E.coli.G는 E. coli JES1021, E.coli.Z는 E. coli JES1022, E.coli.I는 E. coli JES1023, E.coli.BI는 E. coli JES1024, E.coli.BG는 E. coli JES1025, E.coli.ZI는 E. coli JES1026, E.coli.BGZ는 E. coli JES1027, E.coli.BZI는 E. coli JES1028, E.coli.BGZI는 E. coli JES1029를 의미한다.
도 13은 GC-MS로 분석한 야생종 E. coli와 재조합 E. coli의 세포내부에서 헥사데카노산(C16), 옥타데카노산(C18)의 생산량 차이를 나타낸 결과이다.
1 is Escherichia coli This diagram shows the fatty acid biosynthetic pathway from glucose in vivo.
2 is Escherichia Schematic representation of the structure with the fabB gene inserted into pSTV28, a bacterial expression vector such as coli . Called pJE120.
3 Escherichia coli FabG to pSTV28, an expression vector for bacteria Schematic representation of the structure in which the gene is inserted. Named pJE121.
4 is Escherichia coli FabZ in pSTV28, an expression vector for bacteria Schematic representation of the structure in which the gene is inserted. Named pJE122.
5 Escherichia coli This is a schematic diagram of a structure in which the fabI gene is inserted into pSTV28, which is an expression vector for bacteria. Named pJE123.
FIG. 6 is a cross- coli This is a schematic diagram of a structure in which genes of fabB and fabI are inserted into pSTV28, which is a bacterial expression vector. Named pJE124.
7 Escherichia coli This is a schematic diagram of a structure in which the genes of fabB and fabG are inserted into pSTV28, which is a bacterial expression vector. Called pJE125.
8 is Escherichia coli This is a schematic diagram of the structure in which the genes of fabZ and fabI are inserted into pSTV28, which is a bacterial expression vector. Named pJE126.
9 Escherichia coli This is a schematic diagram of the structure in which the genes of fabB , fabG and fabZ are inserted into pSTV28, a bacterial expression vector. Named pJE127.
10 Escherichia coli This is a schematic diagram of the structure in which genes of fabB , fabZ and fabI are inserted into pSTV28, which is a bacterial expression vector. Named pJE128.
11 is Escherichia coli PSTV28 , an expression vector for bacteria such as fabB and fabG Schematic representation of the structure in which the genes of fabZ and fabI are inserted. Named pJE129.
12 Recombinant Escherichia coli growth curves in wild species Escherichia coli This graph shows the result of comparing with. Legend indicates that wtE.coliMG1655 means wild type E. coli MG1655, E. coli.B is E. coli JES1020, E.coli.G is E. coli JES1021, E.coli.Z is E. coli JES1022, E. coli.I is E. coli JES1023, E.coli.BI is E. coli JES1024, E.coli.BG is E. coli JES1025, E.coli.ZI is E. coli JES1026, E.coli.BGZ E. coli JES1027, E. coli.BZI means E. coli JES1028, E. coli.BGZI means E. coli JES1029.
Figure 13 shows the difference in the production of hexadecanoic acid (C16), octadecanoic acid (C18) in the cells of wild species E. coli and recombinant E. coli analyzed by GC-MS.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

각 유전자 조합의 발현을 위한 플라즈미드 pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 및 pJE129의 제조Preparation of plasmids pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 and pJE129 for the expression of each gene combination

대장균 K-12의 염색체를 주형으로 하여 3-옥소헥사데카노일-[acp], 3-옥소스티로일-[acp], (R)-3-하이드록시-팔미토일-[acp], (R)-3-하이드록시-옥타데카노일-[acp], 트랜스-헥사덱-2-이노일-[acp], 트랜스-옥타덱-2-이노일-[acp], 헥사-데카노일-[acp] 및 옥타데카노일-[acp]의 생산을 위한 효소를 암호화하는 fabB, fabG, fabZ, fabI 의 유전자서열(genebank, NCBI)을 중합효소연쇄반응(PCR, DaKaRa Korea) 방법을 통해 클로닝 하였다(표 1-2). With the chromosome of Escherichia coli K-12 as a template, 3-oxohexadecanoyl- [acp], 3-oxostyroyl- [acp], (R) -3-hydroxy-palmitoyl- [acp], (R ) -3-hydroxy-octadecanoyl- [acp], trans-hexadec-2-inoyl- [acp], trans-octadec-2-inoyl- [acp], hexa-decanoyl- [acp ] And nucleotide genes ( fabbank , NCBI) of fabB, fabG, fabZ, and fabI, which encode enzymes for the production of octadecanoyl- [acp] , were cloned by polymerase chain reaction (PCR, DaKaRa Korea). 1-2).

유전자서열
(genebank 허가번호)
Gene sequence
(genebank authorization number)
유전자gene 생산 효소Production enzyme
서열목록 제 2 서열
(GeneID: 946799)
Sequence Listing Second Sequence
(GeneID: 946799)
fabB fabB 3-옥소아실-[아실-운반-단백질] 신타아제 I 3-oxoacyl- [acyl-carrying-protein] synthase I
서열목록 제 3 서열
(Gene ID: 945645)
Sequence Listing Third Sequence
(Gene ID: 945645)
fabGfabG 3-옥소아실-[아실-운반-단백질] 리덕타아제 3-oxoacyl- [acyl-carrying-protein] reductase
서열목록 제 4 서열
(Gene ID: 944888)
SEQ ID NO: 4 Sequence
(Gene ID: 944888)
fabZfabZ (3R)-하이드록시미리스톨 아실 운반 단백질 디하이드레이타제 (3R) -hydroxymyristol acyl transporter protein dehydratase
서열목록 제 5 서열
(Gene ID: 945870)
SEQ ID NO: 5 Sequence
(Gene ID: 945870)
fabIfabi 이노일-[아실-운반-단백질] 리덕타아제Innoyl- [acyl-carrying-protein] reductase

유전자gene 프라이머 서열Primer sequence 제한 효소Restriction enzyme fabB fabB 정방향Forward 5‘-GAGCTCCAGAGGTATTGAATGAAACGTGC-3'5'-GAGCTCCAGAGGTATTGAATGAAACGTGC-3 ' Sac ISac i 역방향Reverse 5‘-GGTACCTTAATCTTTCAGCTTGCGCA-3'5'-GGTACCTTAATCTTTCAGCTTGCGCA-3 ' Kpn I Kpn I fabGfabG 정방향Forward 5‘-CCCGGGAAGAGGAAAATCATGAATTTTGAAG-3'5'-CCCGGGAAGAGGAAAATCATGAATTTTGAAG-3 ' Sma ISma I 역방향Reverse 5‘-GGATCCCAAATCGCGGTCAGACCATGTA-3'5'-GGATCCCAAATCGCGGTCAGACCATGTA-3 ' BamH IBamH I fabZfabZ 정방향Forward 5‘-GGATCCAGGAAGAGTATCTTGACTACTAACACTCATAC-3'5'-GGATCCAGGAAGAGTATCTTGACTACTAACACTCATAC-3 ' BamH IBamH I 역방향Reverse 5‘-GTCGACTCAGGCCTCCCGGCTA-3'5'-GTCGACTCAGGCCTCCCGGCTA-3 ' Sal ISal I fabIfabi 정방향Forward 5‘-GTCGACAGGATTAAAGCTATGGGTTTTCTTT-3'5'-GTCGACAGGATTAAAGCTATGGGTTTTCTTT-3 ' Sal ISal I 역방향Reverse 5‘-GCATGCTTATTTCAGTTCGAGTTCGTTCA-3'5'-GCATGCTTATTTCAGTTCGAGTTCGTTCA-3 ' Sph ISph i

표 1의 유전자들을 표 2에 열거된 프라이머를 사용하여 증폭하였다. 증폭된 산물을 표 2에 열거된 제한 효소를 이용하여 pSTV28 벡터(서열목록 제 9 서열, Seon-Won Kim et al., Biotechnol . Prog. 2007, 23, 599-605)에 도입하여 pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 및 pJE129를 제조하였다. The genes of Table 1 were amplified using the primers listed in Table 2. The amplified product was introduced into the pSTV28 vector (SEQ ID NO: 9, Seon-Won Kim et al., Biotechnol . Prog. 2007, 23, 599-605) using the restriction enzymes listed in Table 2 to pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 and pJE129 were prepared.

도 2 내지 도 11은 상기 pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 및 pJE129라 명명된 벡터의 지도를 나타내는 도면이다. 각각의 중합효소연쇄반응은 통상적인 반응조건(10 mM Tris-HCl(pH9.0), 50 mM KCI, 0.1% Triton X-100, 2 mM MgSO4, Taq DNA 중합효소(DaKaRa))아래에서 95℃/5분(변성), 60℃/1분(어닐링), 72/1분(증폭)로 1회 수행한 후, 95℃/1분(변성), 60℃/30초(어닐링), 72/1분(증폭)로 30회 반복수행하였다. 마지막 단계로 안정적인 증폭을 위해 95℃/1분(변성), 60℃/1분(어닐링), 72/5분(증폭) 반응시켰다. 중합효소연쇄반응 후 증폭된 DNA는 1% 아가로즈 젤 상에서 확인 후 정제하여 제한효소반응에 이용하였다. 제한효소 처리된 각각의 DNA 조작들을 pSTV28벡터의 다중삽입부위(multicloning site)에 도 2, 3, 4 및 5에 개시된 것과 같이 삽입하였다. 각 단계마다 삽입된 유전자의 삽입여부를 확인하기 위해 형질전환된 대장균(E. coli DH5α 컴피턴트 세포(HIT-DH5α,한국)에서 플라즈미드를 추출하여 이를 다시 원래 삽입부위의 제한효소로 처리하여 잘린 DNA 조작의 크기를 1% 아가로즈 젤 상에서 전기영동하여 비교하는 방법을 사용하였다.
2 to 11 show maps of the vectors named pJE120, pJE121, pJE122, pJE123, pJE124, pJE125, pJE126, pJE127, pJE128 and pJE129. Each polymerase chain reaction was carried out under normal reaction conditions (10 mM Tris-HCl (pH 9.0), 50 mM KCI, 0.1% Triton X-100, 2 mM MgSO 4 , Taq DNA Polymerase (DaKaRa)). 1 time at 5 ° C./5 min (modification), 60 ° C./1 min (annealing), 72/1 min (amplification), then 95 ° C./1 min (modification), 60 ° C./30 sec (annealing), 72 Thirty replicates were performed at / 1 min (amplification). In the final step, 95 ° C / 1 min (modification), 60 ° C / 1 min (annealing), and 72/5 min (amplification) reactions were performed for stable amplification. The DNA amplified after the polymerase chain reaction was identified and purified on 1% agarose gel and used for restriction enzyme reaction. Each restriction enzyme treated DNA manipulation was inserted into the multicloning site of the pSTV28 vector as described in FIGS. 2, 3, 4 and 5. E. coli transformed to confirm the insertion of the inserted gene at each step Plasmids were extracted from DH5α competent cells (HIT-DH5α, Korea) and treated with restriction enzymes at the original insertion sites to compare the size of the cut DNA by electrophoresis on 1% agarose gel.

대장균 형질전환체(E. coli transformants ( transformanttransformant )의 제조)

통상적으로 클로닝용으로 많이 쓰이는 대장균의 경우 CaCl2 버퍼를 사용한 컴피턴트 세포를 만든 후 열충격(42℃) 방법에 의해 플라즈미드를 숙주세포 내로 넣지만, 본 발명에서는 형질전환체의 안정적 제조와 효율을 높이기 위해 전기천공법에 의한 형질전환방법을 사용하였다.In general, Escherichia coli, which is widely used for cloning, prepares competent cells using CaCl 2 buffer and inserts plasmid into host cells by a thermal shock (42 ° C.) method. For the transformation method by electroporation was used.

상기 전기충격에 의한 형질전환방법을 위해 16시간동안 배양된 200 ㎕의 야생종 대장균 배양액을 250 ㎖ 플라스크에 들어있는 50 ㎖의 LB(10 g/L 트립톤, 10 g/L NaCl, 5 g/L 효모 추출물)배지에 접종하여 배양액의 흡광도(absorbance)가 600 nm파장에서 0.6에 이르렀을 때, 배양액 전체에 해당하는 50 ㎖의 배양액은 원심분리하여 상등액과 세포를 분리한다. 수득한 세포를 10% 글리세롤 5 ㎖로 2-3회 반복적으로 세척해준 후, 10% 글리세롤 100-200 ㎕로 희석한다. 희석한 세포를 50 ㎕씩 분주하고 1-3 ㎕의 플라스미드를 넣어준다.For the electroshock transformation method, 50 μl of LB (10 g / L tryptone, 10 g / L NaCl, 5 g / L) in 200 μl of wild E. coli culture cultured for 16 hours in a 250 mL flask When the absorbance of the broth was inoculated into the yeast extract) medium and reached 0.6 at 600 nm wavelength, 50 ml of the broth corresponding to the entire broth was centrifuged to separate the supernatant from the cells. The obtained cells were repeatedly washed 2-3 times with 5 ml of 10% glycerol, and then diluted with 100-200 µl of 10% glycerol. Dispense 50 μl of diluted cells and add 1-3 μl of plasmid.

상기 플라즈미드가 들어있는 분주된 50 ㎕의 액체는 전기천공용 큐벳에 담아 전기 충격(1800 v, 25 uF, 200 Ω)을 가한다. 미리준비해둔 1 ㎖ LB(10 g/L 트립톤, 10 g/L NaCl, 5 g/L 효모 추출물)를 첨가한 뒤 1시간동안 37℃에서 배양한다. 배양된 형질전환체는 선택배지 클로람페니콜 (30 ㎍/㎖)는 이 첨가된 LB 고체배지)에서 단일균체가 생성될 때까지 배양한다.An aliquot of 50 μl of liquid containing the plasmid is placed in an electroporation cuvette and subjected to electric shock (1800 v, 25 uF, 200 Ω). 1 ml LB (10 g / L tryptone, 10 g / L NaCl, 5 g / L yeast extract) prepared in advance is added and incubated at 37 ° C. for 1 hour. The cultured transformants are incubated in the selective medium chloramphenicol (30 μg / ml) with the added LB solid medium until a single cell is produced.

도 2 내비 도 11의 컨스트럭트를 제조하여 위와 같은 방법으로 발현벡터가 삽입된 재조합 대장균 10종이 개발하였다.  FIG. 2 Navi The construct of FIG. 11 was prepared, and 10 recombinant E. coli strains into which an expression vector was inserted were developed.

개발균주Development strain 유전형Genotype E. coli JES1020 E. coli JES1020 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB E. coli JES1021 E. coli JES1021 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabG Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabG E. coli JES1022 E. coli JES1022 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabZ Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabZ E. coli JES1023 E. coli JES1023 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabI Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabI E. coli JES1024 E. coli JES1024 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB::fabI Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB :: fabI E. coli JES1025 E. coli JES1025 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB::fabG Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB :: fabG E. coli JES1026 E. coli JES1026 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabZ::fabI Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabZ :: fabI E. coli JES1027 E. coli JES1027 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB::fabG::fabZ Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB :: fabG :: fabZ E. coli JES1028 E. coli JES1028 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB::fabZ::fabI Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB :: fabZ :: fabI E. coli JES1029 E. coli JES1029 Escherichia coli K12 MG1655::pSTV28::fabB::fabG::fabZ::fabI Escherichia coli K12 MG1655 :: pSTV28 :: fabB :: fabG :: fabZ :: fabI

대장균의 배양 및 재조합 균주로부터 단백질의 생산 Culture of Escherichia Coli and Production of Proteins from Recombinant Strains

형질 전환의 정확성이 확인된 각각의 균들을 LB배지에 12시간정도 배양시키고 글리세롤 농도가 25%가 되게 보관용 균액으로 만든 다음 -80℃에서 배양실험 시까지 저장하였다. 배양은 전기 보관용 균액 1 ㎖을 10 ㎖ 튜브에 들어있는 클로람페니콜(50 ㎍/㎖)이 첨가된 3 ㎖의 LB에 12시간동안 배양한 후, 이를 다시 500 ㎖ 플라스크에 들어있는 클로람페니콜(50 ㎍/㎖)이 첨가된 200 ㎖의 LB(10 g/L 트립톤, 10 g/L NaCl, 5 g/L 효모 추출물)배지에 1/200의 전기 배양액을 접종하여 37℃, 170 rpm상태에서 24시간동안 배양하였다(도 12). 단백질 발현을 위해 배양액의 흡광도가 600nm파장에서 0.6에 이르렀을 때 유도물질인 1 mM IPTG(isopropylthio-β-D-galactoside, sigma, 미국)를 첨가하여 재조합 단백질의 발현을 유도하였다.
Each bacterium whose transformation accuracy was confirmed was incubated in LB medium for about 12 hours, and made into a storage solution so that the glycerol concentration was 25%, and stored at -80 ° C until the culture experiment. The culture was incubated for 12 hours in 1 ml of the electrolytic storage solution in 3 ml of LB to which chloramphenicol (50 µg / ml) in a 10 ml tube was added, and then again to chloramphenicol (50 µg / ml in 500 ml flask). 200 ml of LB (10 g / L tryptone, 10 g / L NaCl, 5 g / L yeast extract) medium to which ml) was added was inoculated with 1/200 electric culture solution at 37 ° C. and 170 rpm for 24 hours. Incubated (Figure 12). When protein absorbance reached 0.6 at 600 nm wavelength, 1 mM IPTG (isopropylthio-β-D-galactoside, sigma, USA), an inducer, was added to induce expression of recombinant proteins.

재조합 대장균의 Of recombinant E. coli 세포내로부터의From within the cell 지방산 ( Fatty acids ( fattyfatty acidacid ) 측정) Measure

본 명세서의 실시예 중‘대장균의 배양 및 재조합 균주로부터 단백질의 생산 ’에 언급된 조건으로 배양한 배양액 중 IPTG를 첨가한 후 4시간 후와 24시간 동안 대장균의 양이 충분해 졌을 때 세포 내에 있는 지방산를 측정하기 위해서 지방산 추출을 다음과 같은 방법으로 진행하였다: In the examples herein, the culture medium cultured under the conditions mentioned in 'Cultivation of E. coli and Production of Proteins from Recombinant Strains' contained in cells when the amount of E. coli was sufficient for 4 hours and 24 hours after addition of IPTG. Fatty acid extraction was performed in the following manner to determine fatty acids:

추출과정은 5 단계로 나누어지며 첫 번째 과정 배양단계로 배양액 5 ㎖를 원심분리(4500 rpm, 10분)후 대장균은 -80℃에 저장하였다. 두 번째 과정은 비누화 (saponification)단계로 저장된 재조합 대장균들을 용액1(NaOH 45 g, MeOH 150 ㎖, 증류수 150 ㎖)을 1 ㎖ 넣고 5-10초간 볼텍스 하였다. 100℃에서 5분 동안 반응해준 후 다시 5-10초 동안 볼텍스 해준 후 다시 100℃, 25분 반응시켜 준 후 열을 식혔다. 세 번째 과정은 메틸화(methylation)단계로, 용액2(6 N HCl 325 ㎖, MeOH 275 ㎖)을 2 ㎖ 넣고 5-10초 동안 볼텍스 해준 뒤 80℃에서 10분 동안 반응하였다. 반응이 끝난 후에는 빨리 열을 식혔다. 네 번째 단계는 추출 (extration)단계로, 용액3(헥산:메틸 텔트-부틸 이스터=1:1) 1.25 ㎖을 첨가하고 10분간 위아래로 흔들어 준 뒤 층이 분리 되면 아래층은 추출해서 버린다. 다섯 번째 단계는 GC로 분석을 용이하게 하기위해 세척단계로 앞 단계의 남은 상층액에 용액4(NaOH 10.8 g, 증류수 900 ㎖) 3 ㎖을 첨가해서 5분 동안 위아래로 흔들어 준 뒤 상층액을 추출하여 GC/MS로 분석하였다.The extraction process was divided into 5 stages. As the first process culture stage, 5 ml of the culture solution was centrifuged (4500 rpm, 10 minutes), and E. coli was stored at -80 ° C. In the second process, the recombinant E. coli stored in the saponification step was vortexed for 5-10 seconds with 1 ml of Solution 1 (NaOH 45 g, MeOH 150 ml, distilled water 150 ml). After reacting at 100 ° C. for 5 minutes, the solution was vortexed again for 5-10 seconds, then reacted again at 100 ° C. for 25 minutes, and then cooled. The third process is a methylation step. 2 ml of solution 2 (6 N HCl 325 ml, MeOH 275 ml) was added and vortexed for 5-10 seconds, followed by reaction at 80 ° C. for 10 minutes. After the reaction was over, it quickly cooled down. The fourth step is an extraction step, in which 1.25 ml of solution 3 (hexane: methyl tet-butyl ester = 1: 1) is added, shaken up and down for 10 minutes, and the bottom layer is extracted and discarded. The fifth step is a washing step to facilitate the analysis by GC. 3 ml of solution 4 (NaOH 10.8 g, distilled water 900 ml) is added to the remaining supernatant of the previous step, shaken up and down for 5 minutes, and the supernatant is extracted. Was analyzed by GC / MS.

본 발명에서 사용한 CG/MS는 5975 series MSD(휴렛팩커드(HP), 독일) 및 Agilent 7890A(휴렛팩커드(HP), 독일)이며 HP-5 컬럼(30m×0.32 mm, 필름 두께 0.25 )을 사용하였다. 분석하기 위한 GC 온도 조건은 40℃/5분, 220℃까지 3℃/분, 250℃까지 3℃/분 및 250℃/5분이었으며 MS 계면온도는 160℃이다. The CG / MS used in the present invention was 5975 series MSD (Hewlett-Packard (HP), Germany) and Agilent 7890A (Hewlett-Packard (HP), Germany) and used an HP-5 column (30m × 0.32 mm, film thickness 0.25). The GC temperature conditions for analysis were 40 ° C./5 min, 3 ° C./min up to 220 ° C., 3 ° C./min up to 250 ° C. and 250 ° C./5 min, and the MS interface temperature was 160 ° C.

이 추출 방법으로 헥사데카노산(C16)과 옥타데카노산(C18)이 추출되고 분석됨을 알 수 있었다. 이 결과, 야생종보다 지방산 합성에 관여하는 신장 주기의 유전자가 과발현 된 재조합 대장균의 지방산, 헥사데카노산(C16)과 옥타데카노산(C18)이 과량 생산 되었다(도 13). 특히, 대장균의 생장률을 고려하면 야생종과 비교했을 시에, 그들의 생장성이 삽입된 유전자에 의해 특별히 저해를 받지 않으면서도, fabB , fabG , fabZ 또는 fabI 유전자들로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자를 발현 벡터에 삽입하여 형질전환 시킨 균주인 모든 재조합 대장균(E. coli JES1020-E.coli JES1029)이 야생종에 비해 지방산 생산성이 월등히 향상된 것을 알 수 있다(도 12 및 도 13). 도 13에서 보여지는 결과는 야생종 E. coli MG1655에 비해 생산물 지방산의 최고점이 현저히 높게 나타남을 증명하였다. 이 발명을 통해서 지방산 생합성 내부의 신장 단계에 위치한 fabB, fabG , fabZ fabI 유전자가 지방산의 생산 증진에 중요한 역할을 한다는 것을 증명하였다.
Hexadecanoic acid (C16) and octadecanoic acid (C18) were extracted and analyzed by this extraction method. As a result, the fatty acid, hexadecanoic acid (C16) and octadecanoic acid (C18) of recombinant E. coli overexpressed the kidney cycle genes involved in fatty acid synthesis than wild species were produced in excess (FIG. 13). In particular, considering the growth rate of E. coli, fabB , fabG , fabZ , compared with wild species, are not particularly inhibited by the inserted gene. or consisting of fabI genes E. coli , which is a strain transformed by inserting one or more genes selected from the group into an expression vector. JES1020- E.coli JES1029) can be seen that the fatty acid productivity is significantly improved compared to the wild species (Figs. 12 and 13). The results shown in Figure 13 shows wild E. coli Compared to MG1655, the peak of the product fatty acid was found to be significantly higher. Through this invention , fabB , fabG and fabZ are located in the elongation stage inside fatty acid biosynthesis. And The fabI gene proved to play an important role in enhancing fatty acid production.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (19)

다음을 포함하는 지방산 과발현용 형질전환 대장균의 제조방법:
(a) 서열목록 제1서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 fabB(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 신타아제Ⅰ)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열, 서열목록 제2서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 fabG(3-옥소아실-[아실-전송-단백질] 리덕타아제)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열 및 서열목록 제3서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 fabZ(3R-하이드록시미리스톨 아실 전송 단백질 디하이드레타아제)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 발현 벡터에 삽입시키는 단계; 및
(b) 상기 fabB, fabG fabZ를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열이 삽입된 발현벡터로 대장균을 형질전환 시키는 단계.
Method for producing a transforming Escherichia coli for fatty acid overexpression comprising:
(a) a fab sequence encoding fabB (3- oxoacyl- [acyl-transport-protein] synthase I) comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, fabG comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 FabZ (3R-hydroxymyristol acyl transfer protein dehydratase ) comprising a nucleotide sequence encoding (3- oxoacyl- [acyl-transport-protein] reductase) and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 Inserting a nucleotide sequence encoding A into the expression vector; And
(b) transforming Escherichia coli with an expression vector into which the nucleotide sequences encoding the fabB , fabG and fabZ are inserted.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 발현벡터는 프로모터 서열, fabB 유전자의 서열, fabZ 유전자의 서열 및 fabG 유전자의 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 형질전환 대장균의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the expression vector is a promoter sequence, fabB Sequence of gene, sequence of fabZ gene and fabG Method for producing a transformant E. coli, characterized in that comprising the sequence of the gene.
삭제delete 삭제delete 제 13 항에 있어서, 상기 프로모터는 lac 프로모터임을 특징으로 하는 형질전환된 대장균의 제조방법.
The method of claim 13, wherein the promoter is a lac promoter.
제 1 항에 있어서, 상기 발현벡터는 서열목록 제 5 서열의 최소 서열로 포함하는 백본벡터에 도입된 것을 특징으로 하는 형질전환된 대장균의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the expression vector is introduced into a backbone vector comprising the minimum sequence of SEQ ID NO 5 sequence.
제 1 항에 있어서, 상기 대장균을 형질전환시키는 단계 (b)는 전기충격 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 형질전환된 대장균의 제조방법.
According to claim 1, wherein the step of transforming E. coli (b) is a method for producing transformed E. coli, characterized in that the electroshock method.
상기 제 1 항, 제 13 항 및 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 형질전환된 대장균.The transformed E. coli produced by the method of any one of claims 1, 13 and 16 to 18.
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SunHee LEE. 2011년도 한국생물공학회 춘계학술발표대회. 페이지 192 (2011.04.) *
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