KR101524340B1 - Recombinant microorganisms, and formate synthesis using recombinant formate dehydrogenase expressed by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재조합 미생물, 그로부터 발현된 포름산 탈수소효소를 이용한 포름산의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 재조합 미생물, 그로부터 발현된 포름산 탈수소효소를 이용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명을 통하여 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 합성량이 현저하게 증가하고 그에 따라 여러 환경 문제를 초래하는 이산화탄소를 현저하게 감소시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
The present invention relates to a recombinant microorganism, a method for producing formic acid using the formate dehydrogenase expressed therefrom, and more particularly to a method for producing formic acid using a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a strain of Thiobacillus sp. The present invention relates to a method for producing formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 using a recombinant microorganism and a formate dehydrogenase expressed therefrom to produce formic acid.
According to the present invention, carbon dioxide is reduced in an acidic condition, and the amount of formic acid to produce formic acid is remarkably increased, thereby remarkably reducing carbon dioxide which causes various environmental problems.

Description

재조합 미생물, 이로부터 발현된 재조합 포름산 탈수소효소를 이용한 포름산의 제조방법{Recombinant microorganisms, and formate synthesis using recombinant formate dehydrogenase expressed by the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recombinant microorganism and a method for producing formic acid using the recombinant formate dehydrogenase expressed therefrom,

본 발명은 재조합 미생물, 이로부터 발현된 포름산 탈수소효소를 이용하여 포름산을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 재조합 미생물, 이로부터 발현된 포름산 탈수소효소를 이용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a recombinant microorganism, a method for producing formic acid using the formate dehydrogenase expressed therefrom, and more particularly, to a recombinant microorganism comprising a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase, formate dehydrogenase The present invention relates to a process for the production of formic acid, which produces formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 using an enzyme.

이산화탄소는 주로 화석 연료의 연소로 생성된다. 산업화에 따른 에너지의 과다 사용으로 대기 중의 이산화탄소의 농도가 계속 증가하고 있고, 이산화탄소의 농도 증가는 지표면에 도달한 태양광이 반사되어 대기를 통하여 지구 밖으로 나가는 과정에서 이산화탄소 가스에 흡수되어 대기 온도를 상승시키는 현상, 온실 효과를 유발시키고 있다. 이러한 온난화는 기상이변, 생태계 변화, 해수면 상승 등의 지구적 규모의 피해를 유발하고 있다. 이에 전 세계적으로 지구 환경 보존에 대한 의식고조와 함께 이산화탄소의 발생량을 억제하거나 발생된 이산화탄소를 처리하거나 활용하기 위한 대책 방안 등이 강구되고 있다. 우리나라는 특히 화석 자원이 매우 적은데도 불구하고 에너지원의 80 % 이상을 석유를 중심으로 한 화석 연료에 의존하고 있어 이산화탄소의 처리 및 변환에 관한 기술 개발이 시급하다.Carbon dioxide is mainly produced by the combustion of fossil fuels. The concentration of carbon dioxide in the atmosphere is continuously increasing due to the excessive use of energy due to industrialization. The increase in the concentration of carbon dioxide is absorbed by the carbon dioxide gas in the process of returning to the earth surface through the atmosphere, Causing the greenhouse effect. Such warming is causing global damage such as extreme weather, ecosystem change, and sea level rise. Therefore, global awareness of global environmental preservation has been raised, and countermeasures have been taken to suppress the generation of carbon dioxide or to treat or utilize the generated carbon dioxide. Despite the very small amount of fossil resources, Korea is dependent on fossil fuels mainly for oil, with more than 80% of the energy sources being developed, so it is urgent to develop technologies for the treatment and conversion of carbon dioxide.

현재 이산화탄소를 변환시키는 방법으로는 화학적으로 메탄올, 연료 등으로 변환시키는 법과 생물학적으로 유기물로 변환시키는 방법 등이 활발히 연구되고 있다(비특허문헌 1 내지 7 참조). 이 중에서 이소시트르산탈수소효소(Isocitrate Dehydrogenase), 피브르산 탈수소효소(Pyruvate Dehydrogenase), 포름산 탈수소효소(Formate Dehydrogenase), 메탄올 탈수소효소(Methanol Dehydrogenase)를 사용하여 이산화탄소를 환원시키는 방법들이 보고되었다. 이들 중에서 이산화탄소를 포름산으로 환원시키는 연구는 상당히 장래성이 있는 방법으로 알려져 있다.At present, as a method for converting carbon dioxide, there have been actively researched methods such as chemical conversion into methanol and fuel and biologically conversion into organic material (see Non-Patent Documents 1 to 7). Methods for reducing carbon dioxide by using isocitrate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, formate dehydrogenase, and methanol dehydrogenase have been reported. Of these, studies to reduce carbon dioxide to formic acid are known to be quite promising.

한편, 상기 효소 중 이산화탄소를 포름산으로 환원시키는 포름산 탈수소효소는 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD)를 전자수용체로 사용하는 것(NAD 의존성)과 사용하지 않는 것(NAD 비의존성)이 존재한다. 이 중 NDA 비의존성 포름산 탈수소효소는 이산화탄소를 제거하는 활성은 매우 우수하나, 텅스텐이나 몰리브데넘과 같은 금속이온, 철-황 클러스터 및 셀레노시스테인과 같은 매우 예민한 작용기를 포함하고 있어(비특허문헌 8 참조) 산소에 극히 불안정하기 때문에 산업적으로 이용하기 어렵다. On the other hand, the formate dehydrogenase that reduces carbon dioxide to formic acid in the enzyme is not used (NAD-dependent) or not (non-NAD-dependent) by using nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) do. Among these, the NDA-independent formate dehydrogenase has excellent activity for removing carbon dioxide, but it contains highly sensitive functional groups such as metal ions such as tungsten and molybdenum, iron-sulfur clusters and selenocysteine 8). It is extremely unstable to oxygen, so it is difficult to use it industrially.

그러므로, 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 효소로는 NAD 의존성 포름산 탈수소효소, 그 중에서도 특히 캔디다 보이디니(Candida boidinii)로부터 유래한 포름산 탈수소효소(CbFDH)가 가장 대표적으로 사용된다. 상기 캔디다 보이디니 유래 포름산 탈수소효소 역시 효소를 통한 환원 반응 과정에서 이산화탄소를 감소시키는 생촉매로서 역할을 하게 되는데, 그 활성이 중성에서 0.5mU/㎎로서 지극히 낮다는 한계가 있다.
Therefore, enzymes that convert carbon dioxide to formic acid include NAD-dependent formate dehydrogenase, especially Candida Formic acid dehydrogenase (CbFDH) derived from boidinii is most commonly used. The formic acid dehydrogenase derived from Candida albicans also acts as a biocatalyst for reducing carbon dioxide during the reduction reaction through enzymes, and its activity is limited to 0.5 mU / mg, which is extremely low in neutral.

한국등록특허 제10-068049호Korea Patent No. 10-068049

Masuda, S. Energy Conv. Mgmt. 1995, 36 , 567-572. Masuda, S. Energy Conv. Mgmt. 1995, 36, 567-572. Kakumoto, T. Energy Conv. Mgmt . 1995, 36 , 661-664. Kakumoto, T. Energy Conv. Mgmt. 1995, 36, 661-664. Souma, Y.; Ando,H.; Fujiwara, M.; Kieffer, R. Energy Conv. Mgmt . 1995, 36 , 593-596. Souma, Y .; Ando, H .; Fujiwara, M .; Kieffer, R. Energy Conv. Mgmt. 1995, 36, 593-596. Michiki, H. Energy Conv. Mgmt . 1995, 36 , 701-705. Michiki, H. Energy Conv. Mgmt. 1995, 36, 701-705. Murakami, M.; Ikenouchi. M. Energy Conv. Mgmt. 1997, 36 , S493-S497. Murakami, M .; Ikenouchi. M. Energy Conv. Mgmt. 1997, 36, S493-S497. El-Zahab B, Donnelly D, Wang P. 2008, Biotechnology and Bioengineering 99(3):508-514. El-Zahab B, Donnelly D, Wang P. 2008, Biotechnology and Bioengineering 99 (3): 508-514. Lee HJ, Lee SH, Park CB, Won K. 2011, Chemical Communications 47(46):12538-12540. Lee HJ, Lee SH, Park CB, Won K. 2011, Chemical Communications 47 (46): 12538-12540. Reda T, Plugge CM, Abram NJ, Hirst J. 2008. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105(31):10654-10658. Reda T, Plugge CM, Abram NJ, Hirst J. 2008. Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (31): 10654-10658. Wood W. L. 등, Proc. Natl. Acad. Sci., vol.82, pp.1585-1588, 1985. Wood W. L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., Vol. 82, pp. 1585-1588, 1985.

본 발명은 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 제조하는 포름산 탈수소효소를 이용한 포름산 제조방법에 있어, 이산화탄소의 환원 효율 및 포름산의 생성량을 현저하게 증가시킬 수 있도록 산성 조건하에서도 활성이 높은 포름산 탈수소효소 및 이를 발현하는 재조합 미생물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention relates to a method for producing formic acid using formic acid dehydrogenase for reducing formic acid by reducing carbon dioxide and a method for producing formic acid using the formic acid dehydrogenase having high activity even under acidic conditions and its expression And to provide a recombinant microorganism.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, pH 7 미만의 산성환경에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 재조합 미생물로서 상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 (a) 서열목록 제4서열의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열; 및 (b) 상기 (a)에 상보적인 서열 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing formic acid, which comprises a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a Thiobacillus sp. Strain and which reduces carbon dioxide in an acidic environment having a pH of less than 7 The nucleotide sequence encoding the acidic formic acid dehydrogenase as a recombinant microorganism comprises (a) a nucleotide sequence encoding a polypeptide of Sequence Listing 4; And (b) a sequence complementary to (a) above.

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본 발명에 따르면, 상기 재조합 미생물은 산성 포름산 탈수소효소를 발현하는 벡터를 대장균, 박테리아, 효모 및 곰팡이로 이루어진 군 중에서 선택된 숙주세포에 도입한 것임을 특징으로 한다.According to the present invention, the recombinant microorganism is characterized in that a vector expressing an acidic formate dehydrogenase is introduced into a host cell selected from the group consisting of E. coli, bacteria, yeast and fungi.

본 발명에 따르면, 상기에서 상술한 재조합 미생물 중 어느 하나 이상으로부터 발현된 재조합 포름산 탈수소효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, there is provided a method for producing formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 by using a recombinant formate dehydrogenase expressed from any one or more of the above-mentioned recombinant microorganisms.

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본 발명에 따르면, 상기 포름산의 제조방법의 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만인 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the acidic condition of the above formic acid production method is characterized by a pH of not less than 5.5 and less than pH 7.

본 발명에 따르면,
(i) 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환하는 단계로서,
상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 (a) 서열목록 제4서열의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열; 및 (b) 상기 (a)에 상보적인 서열 중에서 선택된 어느 하나 이상인 단계,
(ii) 상기에서 수득한 재조합 미생물을 배양하여 상기 재조합 포름산 탈수소효소를 발현하는 단계,
(iii) 상기에서 발현된 재조합 탈수소효소를 분리하여 수득하는 단계 및
(iv) 상기에서 수득한 재조합 포름산 탈수소효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 단계를 포함하는 포름산의 제조방법을 제공한다.
According to the present invention,
(i) introducing an expression vector comprising a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a strain of the genus Thiobacillus sp. into a host cell,
The nucleotide sequence encoding the acidic formate dehydrogenase comprises (a) a nucleotide sequence encoding a polypeptide of Sequence Listing 4; And (b) a sequence complementary to (a) above,
(ii) culturing the recombinant microorganism obtained above to express the recombinant formate dehydrogenase,
(iii) isolating the recombinant dehydrogenase expressed in the above step, and
(iv) a step of producing formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 using the recombinant formate dehydrogenase obtained above.

본 발명에 따르면, 상기 포름산의 제조방법의 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만인 것을 특징으로 한다.
According to the present invention, the acidic condition of the above formic acid production method is characterized by a pH of not less than 5.5 and less than pH 7.

본 발명에 따르면 포름산 탈수소효소의 이산화탄소에 대한 환원활성이 산성환경에서도 우수하게 유지되어, 포름산의 합성량이 현저하게 증가하고 그에 따라 이산화탄소가 현저하게 감소될 수 있다.
According to the present invention, the reducing activity of formic acid dehydrogenase on carbon dioxide is maintained in an acidic environment, so that the amount of formic acid to be synthesized is remarkably increased, and thus carbon dioxide can be remarkably reduced.

도 1은 포름산 탈수소효소의 반응기전을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 재조합 미생물의 포름산 탈수소효소 발현 여부를 확인한 SDS-PAGE GEL 전기영동실험결과 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 온도 안정성을 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 포름산 산화에 대한 효소 활성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 탄산수소나트륨 환원에 대한 효소 활성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 포름산 탈수소효소의 반응의 동역학 변수를 측정하는 데 사용된 반응 모식도이다. V max: 최대반응속도, K A: 보조인자의 미카엘리스 상수, K B: 기질의 미카엘리스 상수, K'A: 효소-NADH 복합체의 분해상수, k cat: 전환수.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 4 및 비교예 1의 포름산 합성양을 액체크로마토그래피로 분석한 결과이다.
1 is a schematic diagram showing the reaction mechanism of formate dehydrogenase.
FIG. 2 is a photograph of an SDS-PAGE gel electrophoresis test showing the expression of formate dehydrogenase in the recombinant microorganism according to the present invention.
3 is a graph showing the temperature stability of the examples and comparative examples according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing enzyme activity for formic acid oxidation in Examples and Comparative Examples according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is a graph showing the enzyme activity for the sodium bicarbonate reduction in the examples and the comparative examples according to the present invention.
Figure 6 is a reaction scheme used to determine kinetic parameters of the reaction of formate dehydrogenase. V max : maximum reaction rate, K A : Michaelis constant of the cofactor, K B : Michaelis constant of the substrate, K ' A : decomposition constant of the enzyme -NADH complex, k cat : conversion number.
Fig. 7 shows the result of analysis of the amount of formic acid synthesis in Example 4 and Comparative Example 1 according to the present invention by liquid chromatography.

본 발명의 구체적인 내용을 기술하기에 앞서 본 명세서에 사용된 용어의 의미를 서술한다.Before describing the specific contents of the present invention, the meaning of the terms used in this specification will be described.

본 명세서에서 사용되는 '폴리펩타이드'는 해당 아미노산 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 아미노산 서열을 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은 본 발명의 아미노산 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 사용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 60%의 상동성, 바람직하게는 최소 80%의 상동성, 더욱 바람직하게는 최소 90%의 상동성을 나타내는 아미노산 서열을 의미한다.As used herein, the term " polypeptide " is interpreted to include an amino acid sequence that exhibits substantial identity to the amino acid sequence of interest. The above substantial identity is determined by aligning the amino acid sequence of the present invention with any other sequence to the greatest correspondence and analyzing the aligned sequence using algorithms commonly used in the art to obtain a homology of at least 60% , Preferably at least 80% homology, more preferably at least 90% homology.

예를 들어, 상기 폴리펩타이드는 기재된 특정의 아미노산 서열과 약 60% 이상, 61% 이상, 62% 이상, 63% 이상, 64% 이상, 65% 이상, 66% 이상, 67% 이상, 68% 이상, 69% 이상, 약 70% 이상, 71% 이상, 72% 이상, 73% 이상, 74% 이상, 75% 이상, 76% 이상, 77% 이상, 78% 이상, 79% 이상, 80% 이상, 81% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 84% 이상, 85% 이상, 86% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 99.1% 이상, 99.2% 이상, 99.3% 이상, 99.4% 이상, 99.5% 이상, 99.6% 이상, 99.7% 이상, 99.8% 이상, 또는 99.9% 이상의 동일성을 갖는 아미노산 서열을 가지며 포름산의 생성에 관련하는 폴리펩타이드를 포함한다. 일반적으로, 상기 동일성의 %가 높을수록 바람직하다.For example, the polypeptide may comprise at least about 60%, at least 61%, at least 62%, at least 63%, at least 64%, at least 65%, at least 66%, at least 67%, at least 68% , 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80% At least 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92% 99% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 94% or more, 95% or more, 96% A polypeptide having an amino acid sequence having 99.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% or more identity and related to the production of formic acid. Generally, the higher the percent identity, the better.

또한 상기 동일성을 가지는 폴리펩타이드는 기재된 특정 아미노산 서열의 폴리펩타이드에서 1 내지 100, 1 내지 90, 1 내지 80, 1 내지 70, 1 내지 60, 1 내지 50, 1 내지 40, 1 내지 39, 1 내지 38, 1 내지 37, 1 내지 36, 1 내지 35, 1 내지 34, 1 내지 33, 1 내지 32, 1 내지 31, 1 내지 30, 1 내지 29, 1 내지 28, 1 내지 27, 1 내지 26, 1 내지 25, 1 내지 24, 1 내지 23, 1 내지 22, 1 내지 21, 1 내지 20, 1 내지 19, 1 내지 18, 1 내지 17, 1 내지 16, 1 내지 15, 1 내지 14, 1 내지 13, 1 내지 12, 1 내지 11, 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2, 또는 1 개의 아미노산 잔기가 소실, 치환, 삽입, 및/또는 첨가된 아미노산 서열을 포함하면서 포름산의 생성과 관련되는 폴리펩타이드를 포함한다. 일반적으로, 소실, 치환, 삽입, 및/또는 첨가의 수는 적을수록 바람직하다.Also, the polypeptides having the same identity may be used in the polypeptides of the specific amino acid sequence described above in the range of 1 to 100, 1 to 90, 1 to 80, 1 to 70, 1 to 60, 1 to 50, 1 to 40, 1 to 39, 38, 1 to 37, 1 to 36, 1 to 35, 1 to 34, 1 to 33, 1 to 32, 1 to 31, 1 to 30, 1 to 29, 1 to 28, 1 to 27, 1 to 26, 1 to 25, 1 to 24, 1 to 23, 1 to 22, 1 to 21, 1 to 20, 1 to 19, 1 to 18, 1 to 17, 1 to 16, 1 to 15, 1 to 14, 13, 1 to 12, 1 to 11, 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, 1 to 2, And polypeptides which involve deletion, substitution, insertion, and / or addition of an amino acid sequence of residues and which are associated with the production of formic acid. Generally, the smaller the number of elimination, substitution, insertion, and / or addition is, the more preferable.

본 명세서에 사용되는 '유전자' 또는 '폴리뉴클레오타이드'는 DNA(gDNA 및 cDNA) 및 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 가지며, 핵산 분자에서 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드는 자연의 뉴클레오타이드 뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체(analogues)도 포함한다.As used herein, the term "gene" or "polynucleotide" has a meaning inclusive of DNA (gDNA and cDNA) and RNA molecules, and the nucleotide, which is a basic constituent unit in a nucleic acid molecule, includes not only natural nucleotides, Also included are analogs where the site has been modified.

본 발명의 유전자는 상기 기재된 특정의 아미노산 서열(폴리펩타이드)을 암호화하는 핵산 분자에 제한되지 않고, 상기에서 서술한 것처럼 특정 아미노산 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 아미노산 서열 또는 그에 상응하는 기능을 갖는 폴리펩타이드를 암호화하는 핵산 분자를 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은 본 발명의 아미노산 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 사용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 60%의 상동성, 바람직하게는 최소 80%의 상동성, 더욱 바람직하게는 최소 90%의 상동성을 나타내는 아미노산 서열을 의미한다.The gene of the present invention is not limited to the nucleic acid molecule encoding the specific amino acid sequence (polypeptide) described above, but may be a polypeptide having an amino acid sequence or a function corresponding to the specific amino acid sequence as described above Encoding nucleic acid molecules. The above substantial identity is determined by aligning the amino acid sequence of the present invention with any other sequence to the greatest correspondence and analyzing the aligned sequence using algorithms commonly used in the art to obtain a homology of at least 60% , Preferably at least 80% homology, more preferably at least 90% homology.

상기 상응하는 기능을 가진 폴리펩타이드는 예를 들어, 하나 이상의 아미노산이 소실, 치환, 삽입, 및/또는 첨가되는 아미노산 서열의 폴리펩타이드를 포함한다. 그러한 폴리펩타이드는 상기 상술한 것처럼 1 개 이상의 아미노산 잔기가 소실, 치환, 삽입, 및/또는 첨가된 아미노산 서열로 이루어지며 포름산 합성과 관련된 폴리펩타이드를 포함하며, 아미노산 잔기의 소실, 치환, 삽입, 및/또는 첨가의 수가 적은 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리펩타이드는 상기 상술한 것처럼 기재된 특정의 아미노산 서열과 약 60% 이상의 동일성을 갖는 아미노산 서열을 가지며 포름산의 생성과 관련되는 폴리펩타이드를 포함하며, 동일성이 높을수록 바람직하다.The polypeptide having the corresponding function includes, for example, a polypeptide having an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted, and / or added. Such a polypeptide comprises a polypeptide associated with the formation of formic acid consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, inserted, and / or added, as described above, and is capable of eliminating, substituting, / Or the number of additions is preferably small. In addition, the polypeptide has an amino acid sequence having an identity of about 60% or more with the specific amino acid sequence described above, and includes a polypeptide associated with the production of formic acid. The higher the identity, the more preferable.

본 명세서에서 사용되는 용어 '상보적'은 퓨린 및 피리미딘 뉴클레오티드가 수소 결합을 통해 결합하여 더블 스트랜드 핵산 분자를 형성하는 것을 의미하며, 부분적으로 상보적인 경우도 포함한다. 구아닌과 시토신, 아데닌과 티민, 및 아데닌과 우라실이 상보적인 핵산 분자를 형성하는 데 관련된다. '상보적'은 상기 언급된 관계가 전장의 상기 분자에 걸쳐 2개의 싱글-스트랜드 핵산 분자를 포함하는 모든 염기쌍에 실질적으로 적용된다. 상기 '부분적으로 상보적'이란 2개의 싱글-스트랜드 핵산 분자 중 하나의 길이가 짧기 때문에 그 분자들 중 하나의 일부가 싱글 스트랜드로 남아있는 것을 의미한다.As used herein, the term " complementary " means that the purine and pyrimidine nucleotides bind through a hydrogen bond to form double stranded nucleic acid molecules, including partially complementary. Guanine and cytosine, adenine and thymine, and adenine and uracil are involved in the formation of complementary nucleic acid molecules. &Quot; Complementary " is substantially applied to all base pairs in which the above-mentioned relationship includes two single-stranded nucleic acid molecules across the molecule of the total length. By "partially complementary" is meant that a portion of one of the molecules remains as a single strand because the length of one of the two single-stranded nucleic acid molecules is short.

본 명세서에서 사용되는 용어 '혼성화'는 싱글 스트랜드 핵산 분자가 뉴클레오티드 염기 쌍을 통해 상보적인 스트랜드와 결합하는 과정을 의미한다. 따라서, 본 명세서에서 '서열목록 제1서열과 혼성화 되는 염기 서열을 포함하는 핵산분자'는 서열목록 제1서열에 기재된 염기 서열의 전부 또는 일부를 사용하여 콜로니 혼성화 기술, 플라크 혼성화 기술, 서던 혼성화 기술 등에 의해 수득된, DNA 와 같은 핵산 분자를 말하며, '엄격한 조건하에서의 혼성화'로 표현될 수 있다. 혼성화 방법은 당업자에게 알려진 다양한 방법이 사용가능하며, 예를 들어, Wood W. I. 등 (비특허문헌 9)에 기술된 방법일 수 있다.The term " hybridization " as used herein refers to the process by which a single stranded nucleic acid molecule binds to a complementary strand through a nucleotide base pair. Therefore, in the present specification, 'a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence hybridizing with the first nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1' means a nucleic acid molecule having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: Refers to a nucleic acid molecule, such as DNA, obtained by, for example, " hybridization under stringent conditions ". A variety of methods known to those skilled in the art can be used for the hybridization method, for example, the method described in Wood W. I. et al. (Non-Patent Document 9).

한편 상기 '혼성화'는 발명에 필요한 범위 내에서 행해지는 '엄격한 조건하에서 혼성화'되는 것으로 해석될 수 있다. 상기 '엄격'은 혼성화 조건을 의미한다. 고도로 엄격한 조건은 비상동성인 염기 쌍에 바람직하지 못하다. 낮은 엄격성은 반대 작용을 갖고 있다. 엄격성은 예를 들면, 온도, 염 농도에 의해 변경될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 '엄격한 조건' 은 낮은 엄격한 조건, 중간 엄격한 조건, 또는 높은 엄격한 조건 중 임의일 수 있다. '낮은 엄격한 조건' 은, 예를 들어, 32℃ 에서 5 x SSC, 5 x Denhardt's 용액, 0.5% Sodium Dodecyl Sulfate(SDS), 50% 포름아미드(formamide)이다. '중간 엄격한 조건' 은 예를 들어, 42℃ 에서 5 x SSC, 5 x Denhardt's 용액, 0.5% SDS, 50% 포름아미드이다. '높은 엄격한 조건' 은 예를 들어, 50℃ 에서 5 x SSC, 5 x Denhardt's 용액, 0.5% SDS, 50% 포름아미드이다. 상기 조건 하에, 더 높은 상동성을 가진 DNA와 같은 폴리뉴클레오티드가 더 높은 온도에서 효율적으로 수득될 것으로 예상된다. 그럼에도 불구하고, 다수의 요소가 온도, 프로브 농도, 프로브 길이, 이온 세기, 시간, 염 농도 및 기타를 포함하여 혼성화 엄격성에 관여하고, 당업자는 이러한 요소를 적절하게 선택하여, 유사한 엄격성을 실현시킬 수 있다. 예를 들어, 시판 키트인 Alkphos Direct Labeling Reagents (Amersham Pharmacia, 영국)를 사용하여 혼성화할 수 있다. 이 경우, 첨부된 프로토콜에 따르면, 표지된 프로브로 밤새 인큐베이션시킨 후, 55℃에서 0.1% (w/v) SDS 를 함유하는 1차 세정 완충액으로 막을 세정하여, DNA 와 같은 혼성화 된 핵산 분자를 검출한다.On the other hand, the 'hybridization' can be interpreted as 'hybridization under strict conditions' within the range necessary for the invention. The term " strict " means a hybridization condition. Highly stringent conditions are undesirable for an asymmetric base pair. Low rigidity has the opposite effect. Strictness can be changed by, for example, temperature, salt concentration. As used herein, the term " stringent conditions " may be any of a low stringency condition, a medium stringency condition, or a high stringency condition. 'Low stringency conditions' are, for example, 5 x SSC, 5 x Denhardt's solution, 0.5% Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), 50% formamide at 32 ° C. 'Medium stringent conditions' are, for example, 5 x SSC, 5 x Denhardt's solution, 0.5% SDS, 50% formamide at 42 ° C. 'High stringency conditions' are, for example, 5 x SSC, 5 x Denhardt's solution, 0.5% SDS, 50% formamide at 50 ° C. Under these conditions, it is expected that polynucleotides such as DNA with higher homology will be efficiently obtained at higher temperatures. Nevertheless, many elements are involved in hybridization severity, including temperature, probe concentration, probe length, ionic strength, time, salt concentration, and the like, and those skilled in the art will appreciate that such factors may be selected appropriately to achieve similar stringency . For example, it can be hybridized using a commercial kit, Alkphos Direct Labeling Reagents (Amersham Pharmacia, UK). In this case, according to the attached protocol, incubation with labeled probes overnight, followed by washing of the membrane with primary wash buffer containing 0.1% (w / v) SDS at 55 ° C to detect hybridized nucleic acid molecules such as DNA do.

한편, 혼성화될 수 있는 기타 핵산 분자는 디폴트 변수를 사용하는 FASTA 및 BLAST 와 같은 상동성 연구 소프트웨어에 의해 계산된 바와 같이, 기재된 특정 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 분자에 약 60% 이상, 61% 이상, 62% 이상, 63% 이상, 64% 이상, 65% 이상, 66% 이상, 67% 이상, 68% 이상, 69% 이상, 약 70% 이상, 71% 이상, 72% 이상, 73% 이상, 74% 이상, 75% 이상, 76% 이상, 77% 이상, 78% 이상, 79% 이상, 80% 이상, 81% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 84% 이상, 85% 이상, 86% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 99.1% 이상, 99.2% 이상, 99.3% 이상, 99.4% 이상, 99.5% 이상, 99.6% 이상, 99.7% 이상, 99.8% 이상 또는 99.9% 이상의 동일성을 가진 핵산 분자를 포함한다.On the other hand, other nucleic acid molecules that may be hybridized may contain at least about 60%, at least about 61%, at least about 60%, at least about < RTI ID = 0.0 > 62% or more, 63% or more, 64% or more, 65% or more, 66% or more, 67% or more, 68% or more, 69% or more, 70% or more, 71% or more, 72% or more, Or more, 75% or more, 76% or more, 77% or more, 78% or more, 79% or more, 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% or more, 84% or more, 85% or more, or 86% or more , 87% or more, 88% or more, 89% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% Or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more or 99.9% or more identity.

아미노산 서열 또는 염기 서열 사이의 동일성은 Karlin 및 Altschul 에 의한 알고리즘 BLAST를 사용해 측정될 수 있으며, BLAST 알고리즘을 바탕으로 한 BLASTN 및 BLASTX 프로그램에 의할 수 있다. 염기 서열이 BLASTN 을 사용하여 서열화되는 경우, 변수는 예를 들어, 스코어 = 100 이고, 워드길이 = 12 이다. 아미노산 서열이 BLASTX 를 사용하여 서열화되는 경우, 변수는 예를 들어, 스코어 = 50 이고 워드 길이 = 3 이다. BLAST 및 Gapped BLAST 프로그램이 사용되는 경우, 각각의 프로그램에 대해 디폴트 변수가 적용된다.
The identity between amino acid sequences or base sequences can be measured using the algorithm BLAST by Karlin and Altschul, and can be done with the BLASTN and BLASTX programs based on the BLAST algorithm. When the nucleotide sequence is sequenced using BLASTN, the variable is, for example, a score of 100 and a word length = 12. When the amino acid sequence is sequenced using BLASTX, the variable is, for example, a score of 50 and a word length = 3. When BLAST and Gapped BLAST programs are used, default variables are applied for each program.

상기 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 앤클로박터 아쿠아티쿠스(Ancylobacter aquaticus), 모락셀리아 속(Moraxella sp.) 균주, 파라코커스 속(Paracoccus sp.) 균주 및 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, pH 7 미만의 산성환경에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 재조합 미생물, 이로부터 유래된 재조합 포름산 탈수소효소 및 그를 이용한 포름산의 제조방법을 특징으로 한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.In order to accomplish the above-mentioned object, the present invention provides an anti- which encodes an acidic formate dehydrogenase derived from one or more strains selected from the group consisting of aquaticus , Moraxella sp., Paracoccus sp., and Thiobacillus sp. A recombinant microorganism producing a formic acid by reducing carbon dioxide in an acidic environment containing a nucleotide sequence of less than pH 7, a recombinant formic acid dehydrogenase derived therefrom, and a method for producing formic acid using the same. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은, 앤클로박터 아쿠아티쿠스(Ancylobacter aquaticus), 모락셀리아 속(Moraxella sp.) 균주, 파라코커스 속(Paracoccus sp.) 균주 및 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 하나 이상 포함하고, pH 7 미만의 산성환경에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 재조합 미생물을 제공한다.The present invention relates to the use of an Ancylobacter which encodes an acidic formate dehydrogenase derived from one or more strains selected from the group consisting of aquaticus , Moraxella sp., Paracoccus sp., and Thiobacillus sp. A recombinant microorganism comprising at least one nucleotide sequence and reducing carbon dioxide in an acidic environment below pH 7 to produce formic acid.

상기 '산성 포름산 탈수소효소'에서 포름산 탈소수효소(Formate dehydrogenase)는 포름산이온을 이산화탄소(CO2)로 산화시키는 반응을 촉매하는 효소를 의미한다. 이 효소는 역반응에 의하여 이산화탄소의 환원과 포름산-이산화탄소간의 동위체교환반응에도 촉매로 작용한다(도 1 참조).Formate dehydrogenase in the 'acid formate dehydrogenase' refers to an enzyme that catalyzes the oxidation of formic acid ions to carbon dioxide (CO 2 ). This enzyme also catalyzes the reduction of carbon dioxide and the isotope exchange reaction between formic acid and carbon dioxide by the reverse reaction (see FIG. 1).

상기 '산성 포름산 탈수소효소'에서 '산성'은 산도 pH 7 미만의 조건하에서 효소의 최대 활성이 나타나는 것을 의미하며, 효소의 활성은 산성은 물론 중성 조건에서도 나타날 수 있다. 상기의 산성 포름산 탈소수효소는 캔디다 보이디니(Candida boidinii) 유래 포름산 탈수소효소의 활성과 대비하여 최대 활성이 더 산성이고, 효소 활성도 더 우수하다.In the 'acidic formic acid dehydrogenase', 'acidic' means that the maximum activity of the enzyme appears under conditions of pH less than 7. The activity of the enzyme may occur not only in acidic conditions but also in neutral conditions. The acidic formic acid dephosphate was prepared from Candida Compared to the activity of the formidase dehydrogenase derived from boidinii , the maximum activity is more acidic and the enzyme activity is better.

본 발명에 따르면, 상기 재조합 미생물의 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 (a) 서열목록 제1서열 내지 제4서열 중에서 선택된 어느 하나의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열; 및 (b) 상기 (a)에 상보적인 서열 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.According to the present invention, the nucleotide sequence encoding the acidic formate dehydrogenase of the recombinant microorganism comprises (a) a nucleotide sequence encoding any one of the polypeptides selected from the first to fourth sequences of the sequence listing; And (b) a sequence complementary to (a) above.

보다 구체적으로, 서열목록 제1서열은 앤클로박터 아쿠아티쿠스(Ancylobacter aquaticus) KNK607M에서 유래한 포름산 탈수소효소(AaFDH)의 아미노산 서열이고, 서열목록 제2서열은 모락셀리아 속(Moraxella sp.) 균주 C-1에서 유래한 포름산 탈수소효소(MsFDH)의 아미노산 서열이고, 서열목록 제3서열은 파라코커스 속(Paracoccus sp.) 균주 12-A에서 유래한 포름산 탈수소효소(PsFDH)의 아미노산 서열이고, 서열목록 제4서열은 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주 KNK65MA에서 유래한 포름산 탈수소효소(TsFDH)의 아미노산 서열이다.
More specifically, Sequence Listing first sequence is an Ancylobacter < RTI ID = 0.0 > (AaFDH) derived from aquaticus KNK607M and the second sequence is an amino acid sequence of formic acid dehydrogenase (MsFDH) derived from Moraxella sp. strain C-1, The third sequence is the amino acid sequence of formate dehydrogenase (PsFDH) derived from Paracoccus sp. Strain 12-A, and the fourth sequence is the amino acid sequence derived from Thiobacillus sp. Strain KNK65MA It is the amino acid sequence of formate dehydrogenase (TsFDH).

본 발명에 사용되는 재조합 미생물은 상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 형질전환카세트나 재조합 벡터 등을 만들고 이를 적정한 숙주세포에 도입하여 발현시켜서 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 유전자군(핵산분자)을 박테리움, 바이러스(박테리오파지 T17, M-13 파생파지 등), 코스미드, 효모, 식물 등의 적절한 벡터에 클로닝할 수 있으며, 상기 벡터는 적당한 숙주세포에 도입될 수 있다. 상기 벡터에는 포름산 탈수소효소의 발현을 촉진하기 위하여, 개시 조절 부위, 프로모터 등의 다양한 핵산분자를 더 포함할 수 있다.The recombinant microorganism used in the present invention can be prepared by preparing a transformant cassette or a recombinant vector containing a polynucleotide encoding the acidic formate dehydrogenase and introducing it into an appropriate host cell to express the recombinant microorganism. Therefore, the gene group (nucleic acid molecule) encoding the polypeptide of the present invention can be cloned into appropriate vectors such as bacterium, viruses (bacteriophage T17, M-13 derived phage etc.), cosmid, yeast, The vector may be introduced into an appropriate host cell. The vector may further include various nucleic acid molecules such as an initiation regulatory region, a promoter, etc., in order to promote the expression of formate dehydrogenase.

본 발명에 사용되는 재조합 미생물은 해당 유전자를 발현할 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 대장균, 박테리아, 효모 및 곰팡이로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 예컨데 시트로박터(Citrobacter), 엔테로박터(Enterobacter), 클로스트리디움(Clostridium), 클렙시엘라(Klebsiella), 에어로박터(Aerobacter), 락토바실러스(Lactobacillus), 아스퍼질러스(Aspergillus), 사카로마이세스(Saccharomyces), 스키조사카로마이세스(Schizosaccharomyces), 자이고사카로마이세스(Zygosaccharomyces), 피키아(Pichia), 클루이베르마이세스(Kluyveromyces), 칸디다(Candida), 한세뉼라(Hansenula), 데바리오마이세스(Debaryomyces), 뮤코(Mucor), 토롤롭시스(Torulopsis), 메틸로박터(Methylobacter), 에스체리아(Escherichia), 살모넬라(Salmonella), 바실러스(Bacillus), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas) 등이 사용될 수 있으며, 일례로 에스체리아 콜라이(Escherichia coli)가 사용되었다.The recombinant microorganism used in the present invention is not limited as long as it is capable of expressing the gene, and may be selected from the group consisting of E. coli, bacteria, yeast and fungi. As for example sheet bakteo (Citrobacter), Enterobacter bakteo (Enterobacter), Clostridium (Clostridium), keulrep when Ella (Klebsiella), Aero bakteo (Aerobacter), Lactobacillus bacteria (Lactobacillus), Aspergillus (Aspergillus), Mai in Saccharomyces a process (Saccharomyces), ski irradiation Caro My process (Schizosaccharomyces), Eisai Kosaka My process (Zygosaccharomyces), Pichia (Pichia), Cluj suberic My process (Kluyveromyces), Candida (Candida), Hanse nyulra (Hansenula), debari Oh, my Seth (Debaryomyces), myuko (Mucor), sat rolrop sheath (Torulopsis), bakteo (Methylobacter), S. cherry Oh (Escherichia), Salmonella (Salmonella), Bacillus (Bacillus), Streptomyces (Streptomyces) methyl, Pseudomonas ( Pseudomonas ) can be used. For example, Escherichia coli was used.

상기 재조합 벡터의 도입 방법으로는 공지의 기술, 예컨대 염화칼슘법, 열 충격법, 전기충격법 등의 형질전환방법이나 재조합 파지 바이러스를 통한 형질주입방법을 이용할 수 있다. 상기의 숙주 세포 이외에도 발현의 목적에 따라 다양한 벡터 및 다양한 균주를 용이하게 이용할 수 있음은 당업자에게 명백한 일이다.As the introduction method of the recombinant vector, there can be used a known technique such as a transformation method such as a calcium chloride method, a heat shock method, an electric shock method, or a transfection method using recombinant phage virus. It is obvious to those skilled in the art that various vectors and various strains can be easily used depending on the purpose of expression in addition to the above host cells.

본 발명은 상기 상술한 재조합 미생물 중 어느 하나 이상으로부터 발현된 재조합 포름산 탈수소효소를 제공한다. 상기 재조합 포름산 탈수소효소의 발현은 통상의 기술자에게 알려진 방법으로 상기 재조합 미생물을 배양한 후 그 배양액으로부터 통상의 기술자에게 알려진 효소 분리, 정제, 여과 등의 방법을 통해 얻을 수 있다.The present invention provides a recombinant formate dehydrogenase expressed from any one or more of the above-mentioned recombinant microorganisms. The expression of the recombinant formate dehydrogenase can be obtained by culturing the recombinant microorganism by a method known to the ordinarily skilled artisan, and then isolating, purifying, or filtering the enzyme from known culture mediums known to those skilled in the art.

본 발명은 상기에서 상술한 재조합 미생물로부터 유래한 재조합 탈소수효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing formic acid by reducing carbon dioxide under acidic conditions below pH 7 using a recombinant dephosphate derived from the above recombinant microorganism.

본 발명은 상기 포름산의 제조방법의 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만일 수 있다. 상기 범위 내의 산도에서 실시하는 경우 포름산의 생성 및 이산화탄소 환원 효율이 우수하다.In the present invention, the acidic condition of the method for producing formic acid may be pH 5.5 or higher and lower than pH 7. When carried out at an acidity within the above range, formation of formic acid and carbon dioxide reduction efficiency are excellent.

본 발명은
(i) 앤클로박터 아쿠아티쿠스(Ancylobacter aquaticus), 모락셀리아 속(Moraxella sp.) 균주, 파라코커스 속(Paracoccus sp.) 균주 및 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 하나 이상 포함하는 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환하는 단계로서,
상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 (a) 서열목록 제1서열 내지 제4서열 중에서 선택된 어느 하나의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열; 및 (b) 상기 (a)에 상보적인 서열 중에서 선택된 어느 하나 이상인 단계,
(ii) 상기에서 수득한 재조합 미생물을 배양하여 상기 재조합 포름산 탈수소효소를 발현하는 단계,
(iii) 상기에서 발현된 재조합 탈수소효소를 분리하여 수득하는 단계 및
(iv) 상기에서 수득한 재조합 포름산 탈수소효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 단계
를 포함하는 포름산의 제조방법을 제공한다. 각 단계의 구체적인 내용은 상기에서 상술한 바와 같다.
The present invention
(i) at least one selected from the group consisting of Ancylobacter aquaticus , Moraxella sp., Paracoccus sp., and Thiobacillus sp. Introducing an expression vector containing at least one nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a strain into a host cell,
Wherein the nucleotide sequence encoding the acidic formate dehydrogenase comprises (a) a nucleotide sequence encoding any one of the polypeptides selected from Sequence Listing Nos. 1 to 4; And (b) a sequence complementary to (a) above,
(ii) culturing the recombinant microorganism obtained above to express the recombinant formate dehydrogenase,
(iii) isolating the recombinant dehydrogenase expressed in the above step, and
(iv) a step of producing formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 using the recombinant formate dehydrogenase obtained in the above step
≪ / RTI > The details of each step are as described above.

본 발명에 따르면, 상기 포름산의 제조방법의 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만일 수 있다. 상기 범위 내의 산도에서 실시하는 경우 포름산의 생성 및 이산화탄소 환원 효율이 우수하다.
According to the present invention, the acidic conditions of the method for producing formic acid may be pH 5.5 or higher and lower than pH 7. When carried out at an acidity within the above range, formation of formic acid and carbon dioxide reduction efficiency are excellent.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It should be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.

1. One. 실시예Example 및 비교예의 제조 And Comparative Example Production

1) 유전자 정보 검색1) Search for genetic information

다양한 포름산 탈수소효소 중에서 산성에서 최적 활성을 갖는 포름산 탈수소효소 펩타이드를 규명하기 위하여, BRENDA(BRaunschweig ENzyme Database, http://www.brenda-enzymes.org)를 이용하여 검색하였다. 검색 결과, 앤클로박터 아쿠아티쿠스(Ancylobacter aquaticus) KNK607M의 AaFDH(BAC65346.1), 모락셀리아 속(Moraxella sp.) 균주 C-1의 MsFDH(CAA73696.1), 파라코커스 속(Paracoccus sp.) 균주 12-A의 PsFDH(AB071373.1) 및 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) KNK65MA의 TsFDH(BAC92737.1)를 사용하기로 하였다. 또한 비교예로는 캔디다 보이디니(Candida boidinii)의 CbFDH(CAA09466.2) 및 세리포리오시스 서브버미스포라(Ceriporiopsis subvermispora)의 CsFDH(BAF98206.1)를 사용하였다.
To identify the formate dehydrogenase peptides with optimal activity in acidic form among the various formate dehydrogenases, we searched using BRENDA (BRaunschweig Enzyme Database, http://www.brenda-enzymes.org). As a result of the search, Ancylobacter aquaticus ) AaFDH (BAC65346.1) of KNK607M, MsFDH (CAA73696.1) of the Moraxella sp. strain C-1, PsFDH (AB071373.1) of the Paracoccus sp. strain 12- And TsFDH (BAC92737.1) of Thiobacillus sp. KNK65MA were to be used. Also, as a comparative example, CbFDH (CAA09466.2) of Candida boidinii and Ceriporiopsis CsFDH ( BAF98206.1 ) of subvermispora was used.

2) 재조합 미생물의 제조2) Preparation of recombinant microorganisms

각각의 유전자를 합성 후 대장균(Escherichia coli) DH5α에 도입하여 형질전환하여 유전자를 증폭한 후 추출하였다. 상기 얻어진 유전자를 제한효소(Nde1과 Xho1)로 자른 후 각각 pET-23b(+) 벡터(Novagen)에 삽입하여 재조합 벡터를 제작하였다. 상기에서 제작한 재조합 벡터를 대장균(Escherichia coli) BL-21(DE3)에 도입하여 형질전환하였다.
Each gene was synthesized and introduced into Escherichia coli DH5α, transformed and amplified. The obtained gene was digested with restriction enzymes (Nde1 and Xho1), and inserted into pET-23b (+) vector (Novagen) to prepare a recombinant vector. The recombinant vector prepared above was introduced into Escherichia coli BL-21 (DE3) and transformed.

구분division 도입된 유전자Introduced gene 유전자 유래 미생물Gene-derived microorganism 사용한 숙주세포Used host cell 실시예1RExample 1R AaFDHAaFDH AncylobacterAncylobacter aquaticusaquaticus 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3) 실시예2RExample 2R MsFDHMsFDH Moraxella sp. Moraxella sp. 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3) 실시예3RExample 3R PsFDHPsFDH Paracoccus sp. Paracoccus sp. 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3) 실시예4RExample 4R TsFDHTsFDH Thiobacillus sp. Thiobacillus sp. 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3) 비교예1RComparative Example 1R CbFDHCbFDH CandidaCandida boidiniiboidinii 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3) 비교예2RComparative Example 2R CsFDHCsFDH CeriporiopsisCeriporiopsis subvermisporasubvermispora 대장균 BL-21(DE3)Escherichia coli BL-21 (DE3)

3) 재조합 포름산 탈수소효소의 발현3) Expression of recombinant formate dehydrogenase

상기에서 제조한 각각의 재조합 미생물을 LB(Luria Bertani)배지 15㎖에 접종한 후 진탕배양기(shaking incubator)에서 200 rpm, 37℃로 배양을 하였다. 1L 삼각플라스크에 LB 배지 250 ㎖를 담고, 상기에서 미리 배양한 미생물을 각각 접종한 후 진탕배양기에서 200 rpm, 37℃로 배양을 하였다.
Each of the recombinant microorganisms prepared above was inoculated in 15 ml of LB (Luria Bertani) medium and cultured at 200 rpm and 37 ° C in a shaking incubator. A 1 L Erlenmeyer flask was filled with 250 ml of LB medium, and the microorganisms previously cultured in the above were respectively inoculated, followed by culture at 200 rpm and 37 ° C in a shaking incubator.

4) 재조합 포름산 탈수소효소의 분리4) Isolation of recombinant formate dehydrogenase

상기에서 제조된 실시예 및 비교예의 재조합 미생물의 배양액을 4,000 rpm으로 20분간 원심분리하였다. 침전된 세포를 BugBuster Master Mix (Novagen)에 현탁하여 30분 동안 상온에서 진탕하여 세포막을 파쇄하였다. 12,000 rmp으로 20분 원심분리하여 세포잔해를 제거하고 상등액에 3㎖의 Ni-NTA 아가로오스(QIAGEN)를 첨가 후 재조합 포름산 탈수소효소를 결합하였다. The cultures of the recombinant microorganisms of the examples and comparative examples prepared above were centrifuged at 4,000 rpm for 20 minutes. The precipitated cells were suspended in BugBuster Master Mix (Novagen) and shaken at room temperature for 30 minutes to disrupt the cell membrane. The cell debris was removed by centrifugation at 12,000 rpm for 20 minutes, and 3 mL of Ni-NTA agarose (QIAGEN) was added to the supernatant, followed by recombinant formate dehydrogenase.

상기 결합된 재조합 포름산 탈수소효소를 세척완충액 (50mM NaH2PO4, 300mM 염화나트륨, 20mM 이미다졸(imidazole), 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH 7로 조정)를 이용하여 세척한 후, 용출완충액(50mM 인산이수소나트륨(NaH2PO4), 300mM 염화나트륨(NaCl), 20mM 이미다졸(imidazole), 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH 7로 조정)을 이용하여 정제하였다.
The bound recombinant formate dehydrogenase was washed using a washing buffer (50 mM NaH 2 PO 4 , 300 mM sodium chloride, 20 mM imidazole, adjusted to pH 7 by adding sodium hydroxide (NaOH)) and eluted with elution buffer 50mM phosphoric acid and purified by the use of sodium hydrogen (NaH 2 PO 4), 300mM sodium chloride (NaCl), 20mM imidazole (imidazole), adjusted to pH 7 by addition of sodium hydroxide (NaOH)).

구분division 도입된 유전자Introduced gene 유전자 유래 미생물Gene-derived microorganism 배양 미생물Cultured microorganism 실시예1DExample 1D AaFDHAaFDH AncylobacterAncylobacter aquaticusaquaticus 실시예1RExample 1R 실시예2DExample 2D MsFDHMsFDH Moraxella sp. Moraxella sp. 실시예2RExample 2R 실시예3DExample 3D PsFDHPsFDH Paracoccus sp. Paracoccus sp. 실시예3RExample 3R 실시예4DExample 4D TsFDHTsFDH Thiobacillus sp. Thiobacillus sp. 실시예4RExample 4R 비교예1DComparative Example 1D CbFDHCbFDH CandidaCandida boidiniiboidinii 비교예1RComparative Example 1R 비교예2DComparative Example 2D CsFDHCsFDH CeriporiopsisCeriporiopsis subvermisporasubvermispora 비교예2RComparative Example 2R

2. 실험 방법 및 결과2. Experimental methods and results

1) 포름산 탈수소효소 발현 평가1) Formate dehydrogenase expression evaluation

상기에서 제조한 각각의 재조합 미생물을 LB(Luria Bertani)배지 15 ㎖에 접종한 후 진탕배양기(shaking incubator)에서 200 rpm, 37℃로 배양을 하였다. 1L 삼각플라스크에 LB 배지 250 ㎖를 담고, 상기에서 미리 배양한 미생물을 각각 접종한 후 진탕배양기에서 200 rpm, 37℃로 배양을 하였다. 600nm 파장에서 세포의 흡광도(OD) 값이 0.6 내지 0.8이 되었을 때 이소프로필 베타-D-티오갈락토피라노사이드(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)를 1mM이 되도록 첨가 후 진탕배양기에서 200 rpm, 23℃로 24시간 동안 유도(incudtion)하였다.Each of the recombinant microorganisms prepared above was inoculated in 15 ml of LB (Luria Bertani) medium and cultured at 200 rpm and 37 ° C in a shaking incubator. In a 1 L Erlenmeyer flask, 250 ml of LB medium was placed, and the microorganisms previously cultured in the above were respectively inoculated, followed by incubation at 200 rpm and 37 ° C in a shaking incubator. D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) at a wavelength of 600 nm was added so that the OD value of the cells became 0.6 to 0.8, and the mixture was added to 1 mM of the isopropyl beta-D-1-thiogalactopyranoside 200 rpm, 23 [deg.] C for 24 hours.

본 발명에 따른 재조합 미생물의 포름산 탈수소효소 발현 정도를 SDS-PAGE GEL로 전기영동실험한 결과를 도 2에 나타내었다. 실험 결과, 실시예 1D 내지 실시예 4D는 물론 비교예 모두 포름산 탈수소효소 유전자가 잘 발현된 것을 알 수 있었다.
FIG. 2 shows the results of SDS-PAGE gel electrophoresis of the degree of formate dehydrogenase expression of the recombinant microorganism according to the present invention. As a result of the experiment, it was found that the formate dehydrogenase gene was well expressed in all of Examples 1D to 4D as well as Comparative Examples.

2) 포름산 탈수소효소 구조용해온도2) Structure temperature for formate dehydrogenase

본 발명에 따른 재조합 미생물에 의해 발현된 포름산 탈수소효소의 구조적 안정성을 측정한 결과를 도 3에 도시하였다. FIG. 3 shows the structural stability of the formate dehydrogenase expressed by the recombinant microorganism according to the present invention.

실험 결과, 비교예 1(CbFDH)의 구조 용해 온도(Tm : Transition temperature)는 62.0℃이고, 비교예 2(CsFDH)의 구조 용해 온도는 49.7℃인 반면, 각 실시예 중에서는 실시예 3(PsFDH)이 42.0℃로서 가장 낮았고, 실시예 2(MsFDH)가 57.3℃인 것으로 나타났다. 상기 결과는 본 발명에 따른 재조합 미생물의 포름산 탈수소효소가 온도에 대해 충분히 안정적이라는 점을 알려준다.
The experimental results, in Comparative Example 1, the structure melting temperature (CbFDH) (T m: Transition temperature) is, while in each embodiment is the third embodiment structure of the melting temperature of the comparison and 62.0 ℃, Example 2 (CsFDH) is 49.7 ℃ ( PsFDH) was the lowest at 42.0 占 폚, and Example 2 (MsFDH) was found to be 57.3 占 폚. These results indicate that the formate dehydrogenase of the recombinant microorganism according to the present invention is sufficiently stable against temperature.

2) 포름산 탈수소효소 활성 측정2) Measurement of formate dehydrogenase activity

본 발명에 따른 재조합 포름산 탈수소효소의 활성을 스펙트로포토미터를 이용하여 측정하였다. The activity of the recombinant formate dehydrogenase according to the present invention was measured using a spectrophotometer.

포름산의 산화 반응은 pH를 달리하여 반응완충액(200 mM 포름산 나트륨(sodium formate), 2 mM NAD+ and 100 mM 인산나트륨 완충액)을 1 cm 길이의 셀에 분주한 후, 최종 부피가 2 ㎖이 되도록 20㎍ 단백질을 첨가함으로써 반응을 시작시켜 340 nm에서 NADH의 증가를 측정하였다. The oxidation reaction of formic acid is carried out in a reaction buffer (200 mM sodium formate, 2 mM NAD + and 100 mM sodium phosphate buffer) at different pHs in a 1 cm cell and the final volume is adjusted to 2 ml The reaction was initiated by the addition of 20 ug protein and the increase in NADH was measured at 340 nm.

이산화 탄소의 환원 반응은 pH를 달리하여 반응버퍼 (50 mM 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate, NaHCO3), 0.15 mM NADH, 100 mM 인산나트륨 완충액)를 1cm 길이 셀에 분주한 후 최종 부피가 2 ㎖이 되도록 3 mg 단백질을 첨가함으로써 반응을 시작시켜 340 nm에서 NADH의 감소를 측정하였다.The reduction reaction of carbon dioxide was carried out by using a reaction buffer (50 mM sodium bicarbonate, NaHCO 3 , 0.15 mM NADH, 100 mM sodium phosphate buffer) at a different pH and dividing the cells into 1 cm long cells, The reaction was initiated by adding 3 mg protein as much as possible to determine the decrease in NADH at 340 nm.

이산화탄소 환원 정도에 대한 실험에서는 이산화탄소를 공급하기 위하여 50mM 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate, NaHCO3)를 기질로 사용하였다.
In experiments on the degree of carbon dioxide reduction, 50 mM sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) was used as a substrate to supply carbon dioxide.

상기 실험 결과 중에서, 포름산 산화 활성에 대한 결과는 도 4에 나타내고, 이산화탄소 감소에 대한 결과는 도 5에 나타내었다. Among the above experimental results, the results for the formic acid oxidation activity are shown in FIG. 4, and the results for the carbon dioxide reduction are shown in FIG.

포름산 산화 활성 실험 결과, 실시예 1D 내지 실시예 4D 모두 포름산 산화에 충분한 활성을 나타내는 것으로 나타났다. 특히 실시예 1D(AaFDH)은 pH 5.5에서 효소 ㎎당 20.0 단위(이하 U/mg로 표시)의 활성을 보여 가장 높은 활성을 나타냈으며, 이는 비교예 1D(CbFDH, 3.8 U/mg, pH 5.5) 보다 5.2배 높은 수치이다. 이를 통해 실시예 1D(AaFDH)은 NADH 재생 효소의 대안으로서 다양한 pH 범위에서 사용될 수 있음을 추정할 수 있다.Formic Acid Oxidation Activity As a result, both Examples 1D to 4D showed sufficient activity for formic acid oxidation. In particular, Example 1D (AaFDH) exhibited the highest activity with a activity of 20.0 units per mg of enzyme (expressed as U / mg) at pH 5.5, which was comparable to that of Comparative Example 1D (CbFDH, 3.8 U / mg, Which is 5.2 times higher. It can be deduced that Example 1D (AaFDH) can be used in various pH ranges as an alternative to NADH regenerating enzyme.

이산화탄소 환원에 대한 실험 결과, 실시예 1D 내지 실시예 4D 모두가 각각 모든 pH 조건 범위에서 비교예 1D 및 비교예 2D에 비하여 우수한 이산화탄소 환원 활성을 나타내는 것으로 나타났다. 특히 실시예 4D(TsFDH)는 pH 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 조건에서 각각 순서대로 12.2, 9.5, 8.7, 4.0 U/mg의 이산화탄소 활성을 보여 가장 높은 활성을 나타냈으며, 이는 비교예 1D(CbFDH, pH 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 각각에서 1.6, 1.3, 0.7, 0.5 U/mg) 보다 최소 7.4배 높은 수치이다.
Experiments on carbon dioxide reduction showed that both Examples 1D to 4D exhibit excellent carbon dioxide reducing activity over all pH conditions, respectively, as compared to Comparative Examples 1D and 2D. In particular, Example 4D (TsFDH) showed the highest activity in the order of 12.2, 9.5, 8.7 and 4.0 U / mg at pH 5.5, 6.0, 6.5 and 7.0, 1.6, 1.3, 0.7, 0.5 U / mg at pH 5.5, 6.0, 6.5 and 7.0, respectively).

3) 동력학 변수(Kinetic parameter)3) Kinetic parameter

본 발명에 따른 재조합 포름산 탈수소효소의 이산화탄소 환원 및 포름산 형성 반응의 효율을 확인하기 위하여, 도 6에 도시한 것과 같은 반응경로를 기반으로 하여 하기와 같은 조건하에서 정반응 및 역반응을 수행하여 동력학 변수를 측정하였다. 한편, NADH가 산성에 지극히 불안정하기 때문에 동력학 변수는 pH 7에서 측정되었다.
In order to confirm the efficiency of the carbon dioxide reduction and formic acid formation reaction of the recombinant formate dehydrogenase according to the present invention, based on the reaction path as shown in FIG. 6, the forward and reverse reactions were performed under the following conditions, Respectively. On the other hand, kinetic parameters were measured at pH 7 because NADH was extremely unstable to acidity.

(1) 정반응(1) regular reaction

- 100mM 인산완충액, 25℃, pH 7.0- 100 mM phosphate buffer, 25 < 0 > C, pH 7.0

- A : NAD+ (0.1 ~ 0.3 mM)- A: NAD + (0.1-0.3 mM)

- B : 포름산 나트륨 (10 ~ 50 mM)B: Sodium formate (10 to 50 mM)

(2) 역반응(2) reverse reaction

- 100mM 인산완충액, 25℃, pH 7.0- 100 mM phosphate buffer, 25 < 0 > C, pH 7.0

- A : NAD+ (0.1 ~ 0.3 mM)- A: NAD + (0.1-0.3 mM)

- B : 탄산수소나트륨 (10 ~ 50 mM)
B: Sodium bicarbonate (10 to 50 mM)

실시예 4D(TsFDH)의 동력학 변수를 비교예 1D과 비교하여 하기 표 3에 나타내었다.
The kinetic parameters of Example 4D (TsFDH) are shown in Table 3 below in comparison with Comparative Example 1D.


실시예 4DExample 4D 비교예 1DComparative Example 1D
정반응Regular reaction 역반응Reverse reaction 정반응Regular reaction 역반응Reverse reaction K A(mM) K A (mM) 0.1810.181 0.2100.210 0.0860.086 0.2970.297 K A'(mM) K A ' (mM) 0.0250.025 0.1000.100 0.1000.100 0.0250.025 K B(mM) K B (mM) 9.4499.449 7.8807.880 6.0346.034 17.45017.450 k cat(s-1) k cat (s -1 ) 1.3311.331 0.2700.270 2.6002.600 0.0170.017 K cat/KB(mM-1s-1) K cat / K B (mM -1 s -1 ) 0.1400.140 0.0340.034 0.4300.430 0.974×10-3 0.974 × 10 -3 ( K cat / K B ) forward
(K cat/K B)reverse
( K cat / K B ) forward
( K cat / K B ) reverse
4.1114.111 0.442×103 0.442 x 10 3

실험 결과, 포름산 산화 과정에서는 비교예 1D이 실시예 4D에 비해 기질 결합력(K B)과 전환수(turnover number. K cat)가 높았으며, 작용효율(K cat/K B)도 3.3배 높았다. As a result of the experiment, in Comparative Example 1D, the substrate binding force ( K B ) and the number of conversion (turnover number. K cat ) were higher and the working efficiency ( K cat / K B ) was 3.3 times higher than that in Example 4D.

그러나 탄산수소나트륨 환원 반응에서는 실시예 4D가 비교예 1D에 비해 기질 결합력(K B) 및 전환수(K cat)가 각각 2.2배 및 15.9배 높았고, 작용효율(K cat/K B)도 35.2배 높았다. 특히 실시예 4D는 효소 촉매작용에 있어 산화효율 대비 환원 효율(K cat/KB)이 비교예 1D에 비하여 무려 107.6배나 높아 환원 효율이 현저하게 우수한 것으로 나타났다.
However, in Example 4D, the substrate binding force ( K B ) and the number of conversions ( K cat ) were 2.2 times and 15.9 times higher than those of Comparative Example 1D, respectively, and the operation efficiency ( K cat / K B ) Respectively. In particular, in Example 4D, the reduction efficiency ( K cat / K B ) was 107.6 times higher than that of Comparative Example 1D in the enzyme catalysis, indicating that the reduction efficiency was remarkably excellent.

4) 포름산의 액체크로마토그래피(HPLC) 측정4) Liquid chromatography (HPLC) measurement of formic acid

반응 용액(150 mM 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate), 100 mM 인산나트륨완충액(sodium phosphate buffer, pH 6.0), 4.4x10-8 mol 포름산 탈수소효소, 7mM NADH)을 사용하였고 반응 용액의 최종 부피는 5 ㎖이 되게 하였다. NADH를 제외한 모든 반응물이 포함되어 있는 4 ㎖의 반응 용액에 50 mM의 NADH를 1 ㎖ 넣음으로써 반응을 시작하였고 200 rpm으로 교반하였다. 반응 시작 후 즉시 반응 용기를 뚜껑으로 막아서 이산화탄소의 손실을 방지하였다.The reaction solution (150 mM sodium bicarbonate, 100 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0, 4.4 x 10 -8 mol formate dehydrogenase, 7 mM NADH) was used and the final volume of the reaction solution was 5 ml . The reaction was initiated by adding 1 ml of 50 mM NADH to 4 ml of the reaction solution containing all the reagents except NADH, and the reaction was started at 200 rpm. Immediately after the start of the reaction, the reaction vessel was capped to prevent the loss of carbon dioxide.

니들 시린지(Needle syringe)를 이용하여 상기 반응액 190 ㎕를 취하여 5M 황산 10 ㎕와 혼합함으로써 반응을 정지시켰다. 0.20 ㎛ 시린지 필터(친수성)로 여과하여 HPLC 분석 시료로 이용하였다. HPLC의 측정시 상기의 분석 시료 40 ㎕를 주입하였으며, 용리액으로 5mM의 황산을 0.6 ㎖/min의 속도로 흘려 주었다. 칼럼은 Aminex HPX-87H Ion Exclusion Column(Bio-Rad)을 35℃로 사용하였고, 검출기는 Refractive index detector(RID)를 사용하였다.
Using a needle syringe, 190 μl of the reaction solution was mixed with 10 μl of 5 M sulfuric acid to stop the reaction. It was filtered with a 0.20 탆 syringe filter (hydrophilic) and used as a HPLC analysis sample. In the HPLC measurement, 40 μl of the above analytical sample was injected, and 5 mM sulfuric acid was flowed at an elution rate of 0.6 ml / min. The column used the Aminex HPX-87H Ion Exclusion Column (Bio-Rad) at 35 ° C and the detector used a Refractive Index Detector (RID).

본 발명에 따른 재조합 포름산 탈수소효소(실시예 4D)에 의한 포름산 합성양을 반응시간별로 측정하였다. 상기 실험 결과는 비교예 1D와 대비하여 도 7에 나타내었다.The amount of formic acid synthesized by the recombinant formate dehydrogenase (Example 4D) according to the present invention was measured by reaction time. The experimental results are shown in FIG. 7 in comparison with Comparative Example 1D.

실험 결과, 비교예 1D는 포름산의 합성이 거의 없는 반면, 실시예 4D는 반응시간에 따라 포름산의 합성이 증가하는 것을 알 수 있다. 이를 통해 실시예 4D가 포름산 합성과 그에 따른 이산화탄소 감소 효과가 우수한 것을 확인할 수 있다.
As a result of the experiment, it can be seen that the synthesis of formic acid in Comparative Example 1D hardly occurs, whereas the synthesis of formic acid in Example 4D increases with the reaction time. Thus, it can be confirmed that Example 4D is superior in the effect of the formation of formic acid and the reduction of carbon dioxide.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. Do. The actual scope of the invention is thus defined by the appended claims and their equivalents.

<110> Kwangwoon University Industry-Academic Collaboration Foundation <120> Recombinant microorganisms, recombinant formate dehydrogenase expressed by the same, and formate synthesis using the same <130> DP120355 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 401 <212> PRT <213> Ancylobacter aquaticus <400> 1 Met Ala Lys Val Leu Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Ile Asp Gly Tyr 1 5 10 15 Pro Thr Thr Tyr Ala Arg Asp Asn Leu Pro Lys Ile Asp His Tyr Pro 20 25 30 Gly Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly 35 40 45 Thr Met Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu 50 55 60 Glu Ser Asn Gly His Thr Leu Val Val Thr Ser Asp Lys Asp Gly Pro 65 70 75 80 Asp Ser Val Phe Glu Lys Glu Leu Val Asp Ala Asp Ile Val Ile Ser 85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Pro Glu Arg Phe Ala Lys Ala 100 105 110 Lys Asn Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val 115 120 125 Asp Leu Gln Ser Ala Ile Asp Arg Gly Val Thr Val Ala Glu Val Thr 130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Ile Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Ile Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Leu Pro Ala His Asp Trp Ala Arg Lys Gly 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Lys His Ser Tyr Asp Leu Glu Ala 180 185 190 Met Ser Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu 195 200 205 Arg Arg Leu Ala Pro Phe Asp Val Lys Leu His Tyr Thr Asp Arg His 210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ser Val Glu Lys Glu Leu Asn Leu Thr Trp His Ala 225 230 235 240 Ser Pro Thr Asp Met Tyr Pro His Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Val Asn Glu Glu Thr Leu Lys 260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Ile Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu 275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Ile Ala Arg Ala Leu Glu Asn Gly Thr Leu Ala 290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Ala Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Ala Trp Asn Gly Met Thr Pro His Met Ser Gly 325 330 335 Thr Ser Leu Thr Ala Gln Thr Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile 340 345 350 Leu Glu Cys Phe Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile 355 360 365 Val Gln Gly Gly Asn Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys 370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Gly Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 Gly <210> 2 <211> 402 <212> PRT <213> Moraxella sp. <400> 2 Met Ala Lys Val Val Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Ile Asn Gly Tyr 1 5 10 15 Pro Thr Ser Tyr Ala Arg Asp Asp Leu Pro Arg Ile Asp Lys Tyr Pro 20 25 30 Asp Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly 35 40 45 Ala Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu 50 55 60 Glu Ser Gln Gly His Glu Leu Val Val Thr Ser Ser Lys Asp Gly Pro 65 70 75 80 Asp Ser Glu Leu Glu Lys His Leu His Asp Ala Glu Val Ile Ile Ser 85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Ala Glu Arg Ile Ala Lys Ala 100 105 110 Pro Lys Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val 115 120 125 Asp Leu Gln Ala Ala Ile Asp Asn Asn Ile Thr Val Ala Glu Val Thr 130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Asn Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Val Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Ile Pro Ser His Asp Trp Ala Arg Asn Gly 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Ala Arg Ser Tyr Asp Val Glu Gly 180 185 190 Met His Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Arg Val Leu 195 200 205 Arg Leu Leu Ala Pro Phe Asp Met His Leu His Tyr Thr Asp Arg His 210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ala Val Glu Lys Glu Leu Asn Leu Thr Trp His Ala 225 230 235 240 Thr Arg Glu Asp Met Tyr Gly Ala Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Ile Asn Asp Glu Thr Leu Lys 260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Leu Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu 275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Ile Val Arg Ala Leu Glu Ser Gly Arg Leu Ala 290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Asn Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Pro His Asn Gly Met Thr Pro His Ile Ser Gly 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Thr Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile 340 345 350 Leu Glu Cys Tyr Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile 355 360 365 Val Gln Gly Gly Gly Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys 370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Tyr Glu Lys Leu 385 390 395 400 Asp Ala <210> 3 <211> 400 <212> PRT <213> Paracoccus sp. <400> 3 Met Ala Lys Val Val Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Val Asp Gly Tyr 1 5 10 15 Pro Thr Ser Tyr Ala Arg Asp Ser Leu Pro Val Ile Glu Arg Tyr Pro 20 25 30 Asp Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Val Pro Gly 35 40 45 Ser Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Asn Tyr Leu 50 55 60 Glu Ala Gln Gly His Glu Leu Val Val Thr Ser Ser Lys Asp Gly Pro 65 70 75 80 Asp Ser Glu Leu Glu Lys His Leu His Asp Ala Glu Val Val Ile Ser 85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Ala Glu Arg Ile Ala Lys Ala 100 105 110 Pro Lys Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val 115 120 125 Asp Leu Gln Ala Ala Ile Asp Arg Gly Ile Thr Val Ala Glu Val Thr 130 135 140 Phe Cys Asn Ser Ile Ser Val Ser Glu His Val Val Met Thr Ala Leu 145 150 155 160 Asn Leu Val Arg Asn Tyr Thr Pro Ser His Asp Trp Ala Val Lys Gly 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Thr Arg Ser Tyr Asp Ile Glu Gly 180 185 190 Met His Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu 195 200 205 Arg Arg Phe Lys Pro Phe Gly Met His Leu His Tyr Thr Asp Arg His 210 215 220 Arg Leu Pro Arg Glu Val Glu Leu Glu Leu Asp Leu Thr Trp His Glu 225 230 235 240 Ser Pro Lys Asp Met Phe Pro Ala Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Val Asn Asp Glu Thr Leu Lys 260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Leu Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu 275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Val Ala Arg Ala Leu Glu Ser Gly Gln Leu Ala 290 295 300 Gly Tyr Gly Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Gln Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Pro His Asn Ala Met Thr Pro His Ile Ser Gly 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Ala Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile 340 345 350 Leu Glu Cys His Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile 355 360 365 Val Gln Gly Gly Ser Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys 370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 <210> 4 <211> 401 <212> PRT <213> Thiobacillus sp. <400> 4 Met Ala Lys Ile Leu Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Val Asp Gly Tyr 1 5 10 15 Pro Lys Thr Tyr Ala Arg Asp Asp Leu Pro Lys Ile Asp His Tyr Pro 20 25 30 Gly Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly 35 40 45 Gln Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu 50 55 60 Glu Ala Asn Gly His Thr Phe Val Val Thr Ser Asp Lys Asp Gly Pro 65 70 75 80 Asp Ser Val Phe Glu Lys Glu Leu Val Asp Ala Asp Val Val Ile Ser 85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Pro Glu Arg Ile Ala Lys Ala 100 105 110 Lys Asn Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val 115 120 125 Asp Leu Gln Ser Ala Ile Asp Arg Gly Ile Thr Val Ala Glu Val Thr 130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Ile Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Ile Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Ile Pro Ser His Asp Trp Ala Arg Lys Gly 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Glu His Ser Tyr Asp Leu Glu Gly 180 185 190 Met Thr Val Gly Ser Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu 195 200 205 Arg Arg Leu Ala Pro Phe Asp Val Lys Leu His Tyr Thr Asp Arg His 210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ala Val Glu Lys Glu Leu Gly Leu Val Trp His Asp 225 230 235 240 Thr Arg Glu Asp Met Tyr Pro His Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Val 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Ile Asn Asp Glu Thr Leu Lys 260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Ile Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu 275 280 285 Ala Asp Arg Asp Ala Ile Val Arg Ala Ile Glu Ser Gly Gln Leu Ala 290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Lys Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Lys Trp Glu Gly Met Thr Pro His Ile Ser Gly 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Ala Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile 340 345 350 Leu Glu Cys Phe Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile 355 360 365 Val Gln Gly Gly Ala Leu Ala Gly Thr Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys 370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 Gly <210> 5 <211> 364 <212> PRT <213> Candida boidinii <400> 5 Met Lys Ile Val Leu Val Leu Tyr Asp Ala Gly Lys His Ala Ala Asp 1 5 10 15 Glu Glu Lys Leu Tyr Gly Cys Thr Glu Asn Lys Leu Gly Ile Ala Asn 20 25 30 Trp Leu Lys Asp Gln Gly His Glu Leu Ile Thr Thr Ser Asp Lys Glu 35 40 45 Gly Gly Asn Ser Val Leu Asp Gln His Ile Pro Asp Ala Asp Ile Ile 50 55 60 Ile Thr Thr Pro Phe His Pro Ala Tyr Ile Thr Lys Glu Arg Ile Asp 65 70 75 80 Lys Ala Lys Lys Leu Lys Leu Val Val Val Ala Gly Val Gly Ser Asp 85 90 95 His Ile Asp Leu Asp Tyr Ile Asn Gln Thr Gly Lys Lys Ile Ser Val 100 105 110 Leu Glu Val Thr Gly Ser Asn Val Val Ser Val Ala Glu His Val Val 115 120 125 Met Thr Met Leu Val Leu Val Arg Asn Phe Val Pro Ala His Glu Gln 130 135 140 Ile Ile Asn His Asp Trp Glu Val Ala Ala Ile Ala Lys Asp Ala Tyr 145 150 155 160 Asp Ile Glu Gly Lys Thr Ile Ala Thr Ile Gly Ala Gly Arg Ile Gly 165 170 175 Tyr Arg Val Leu Glu Arg Leu Val Pro Phe Asn Pro Lys Glu Leu Leu 180 185 190 Tyr Tyr Asp Tyr Gln Ala Leu Pro Lys Asp Ala Glu Glu Lys Val Gly 195 200 205 Ala Arg Arg Val Glu Asn Ile Glu Glu Leu Val Ala Gln Ala Asp Ile 210 215 220 Val Thr Val Asn Ala Pro Leu His Ala Gly Thr Lys Gly Leu Ile Asn 225 230 235 240 Lys Glu Leu Leu Ser Lys Phe Lys Lys Gly Ala Trp Leu Val Asn Thr 245 250 255 Ala Arg Gly Ala Ile Cys Val Ala Glu Asp Val Ala Ala Ala Leu Glu 260 265 270 Ser Gly Gln Leu Arg Gly Tyr Gly Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro 275 280 285 Ala Pro Lys Asp His Pro Trp Arg Asp Met Arg Asn Lys Tyr Gly Ala 290 295 300 Gly Asn Ala Met Thr Pro His Tyr Ser Gly Thr Thr Leu Asp Ala Gln 305 310 315 320 Thr Arg Tyr Ala Gln Gly Thr Lys Asn Ile Leu Glu Ser Phe Phe Thr 325 330 335 Gly Lys Phe Asp Tyr Arg Pro Gln Asp Ile Ile Leu Leu Asn Gly Glu 340 345 350 Tyr Val Thr Lys Ala Tyr Gly Lys His Asp Lys Lys 355 360 <210> 6 <211> 358 <212> PRT <213> Ceriporiopsis subvermispora <400> 6 Met Lys Val Leu Ala Ile Leu Tyr Lys Gly Gly Asp Ala Ala Thr Gln 1 5 10 15 Glu Pro Arg Leu Leu Gly Thr Ile Glu Asn Gln Leu Gly Ile Arg Gln 20 25 30 Trp Leu Glu Ser Glu Gly His Glu Leu Ile Val Ser Asp Ser Lys Glu 35 40 45 Gly Pro Asp Ser Asp Phe Gln Lys His Ile Val Asp Ala Glu Val Leu 50 55 60 Ile Thr Thr Pro Phe His Pro Gly Tyr Leu Thr Arg Asp Leu Ile Asp 65 70 75 80 Lys Ala Lys Asn Leu Lys Ile Cys Ile Thr Ala Gly Val Gly Ser Asp 85 90 95 His Ile Asp Leu Asn Ala Ala Val Glu Arg Lys Ile Gln Val Leu Glu 100 105 110 Val Ser Gly Ser Asn Val Val Ser Val Ala Glu His Val Met Met Ser 115 120 125 Ile Leu Leu Leu Val Arg Asn Phe Val Pro Ala His Glu Met Ile Glu 130 135 140 Arg Gly Asp Trp Gln Val Ser Asp Ile Ala Arg Asn Ala Phe Asp Leu 145 150 155 160 Glu Gly Lys Val Val Gly Thr Ile Gly Ala Gly Arg Ile Gly Tyr Arg 165 170 175 Val Leu Gln Arg Leu Val Pro Phe Asp Cys Lys Glu Leu Leu Tyr Tyr 180 185 190 Asp Tyr Ala Pro Leu Pro Glu His Ala Ala Lys Ala Val Asn Ala Arg 195 200 205 Arg Val Glu Asp Leu Lys Glu Phe Val Ser Gln Cys Asp Val Val Thr 210 215 220 Val Asn Ala Pro Leu His Glu Gly Thr Arg Gly Leu Val Asn Ala Glu 225 230 235 240 Leu Leu Lys His Phe Lys Lys Gly Ala Trp Leu Val Asn Thr Ala Arg 245 250 255 Gly Ala Ile Cys Asp Lys Asp Ala Val Ala Glu Ala Leu Lys Ser Gly 260 265 270 Gln Leu Ala Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Asn Val Gln Pro Ala Pro 275 280 285 Lys Asp His Val Trp Arg Thr Met Lys Asn Pro Leu Gly Gly Gly Asn 290 295 300 Gly Met Val Pro His Tyr Ser Gly Thr Thr Leu Asp Ala Gln Ala Arg 305 310 315 320 Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Thr Ile Leu Glu Asn Tyr Leu Lys Asn Lys 325 330 335 Pro Gln Glu Pro Gln Asn Val Ile Val Gly Ile Gly Lys Tyr Glu Thr 340 345 350 Thr Ala Tyr Gly Gln Arg 355 <110> Kwangwoon University Industry-Academic Collaboration Foundation <120> Recombinant microorganisms, recombinant formate dehydrogenase          expressed by the same, and formate synthesis using the same <130> DP120355 <160> 6 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 401 <212> PRT <213> Ancylobacter aquaticus <400> 1 Met Ala Lys Val Leu Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Ile Asp Gly Tyr   1 5 10 15 Pro Thr Thr Tyr Ala Arg Asp Asn Leu Pro Lys Ile Asp His Tyr Pro              20 25 30 Gly Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly          35 40 45 Thr Met Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu      50 55 60 Glu Ser Asn Gly His Thr Leu Val Val Thr Ser Asp Lys Asp Gly Pro  65 70 75 80 Asp Ser Val Phe Glu Lys Glu Leu Val Asp Ala Asp Ile Val Ile Ser                  85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Pro Glu Arg Phe Ala Lys Ala             100 105 110 Lys Asn Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val         115 120 125 Asp Leu Gln Ser Ala Ile Asp Arg Gly Val Thr Val Ala Glu Val Thr     130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Ile Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Ile Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Leu Pro Ala His Asp Trp Ala Arg Lys Gly                 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Lys His Ser Tyr Asp Leu Glu Ala             180 185 190 Met Ser Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu         195 200 205 Arg Arg Leu Ala Pro Phe Asp Val Lys Leu His Tyr Thr Asp Arg His     210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ser Val Glu Lys Glu Leu Asn Leu Thr Trp His Ala 225 230 235 240 Ser Pro Thr Asp Met Tyr Pro His Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys                 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Val Asn Glu Glu Thr Leu Lys             260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Ile Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu         275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Ile Ala Arg Ala Leu Glu Asn Gly Thr Leu Ala     290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Ala Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Ala Trp Asn Gly Met Thr Pro His Met Ser Gly                 325 330 335 Thr Ser Leu Thr Ala Gln Thr Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile             340 345 350 Leu Glu Cys Phe Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile         355 360 365 Val Gln Gly Gly Asn Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys     370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Gly Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 Gly     <210> 2 <211> 402 <212> PRT <213> Moraxella sp. <400> 2 Met Ala Lys Val Val Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Ile Asn Gly Tyr   1 5 10 15 Pro Thr Ser Tyr Ala Arg Asp Asp Leu Pro Arg Ile Asp Lys Tyr Pro              20 25 30 Asp Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly          35 40 45 Ala Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu      50 55 60 Glu Ser Gln Gly His Glu Leu Val Val Thr Ser Ser Lys Asp Gly Pro  65 70 75 80 Asp Ser Glu Leu Glu Lys His Leu His Asp Ala Glu Val Ile Ile Ser                  85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Ala Glu Arg Ile Ala Lys Ala             100 105 110 Pro Lys Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val         115 120 125 Asp Leu Gln Ala Ile Asp Asn Asn Ile Thr Val Ala Glu Val Thr     130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Asn Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Val Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Ile Pro Ser His Asp Trp Ala Arg Asn Gly                 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Ala Arg Ser Tyr Asp Val Glu Gly             180 185 190 Met His Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Arg Val Leu         195 200 205 Arg Leu Leu Ala Pro Phe Asp Met His Leu His Tyr Thr Asp Arg His     210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ala Val Glu Lys Glu Leu Asn Leu Thr Trp His Ala 225 230 235 240 Thr Arg Glu Asp Met Tyr Gly Ala Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys                 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Ile Asn Asp Glu Thr Leu Lys             260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Leu Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu         275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Ile Val Arg Ala Leu Glu Ser Gly Arg Leu Ala     290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Asn Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Pro His Asn Gly Met Thr Pro His Ile Ser Gly                 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Thr Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile             340 345 350 Leu Glu Cys Tyr Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile         355 360 365 Val Gln Gly Gly Gly Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys     370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Tyr Glu Lys Leu 385 390 395 400 Asp Ala         <210> 3 <211> 400 <212> PRT <213> Paracoccus sp. <400> 3 Met Ala Lys Val Val Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Val Asp Gly Tyr   1 5 10 15 Pro Thr Ser Tyr Ala Arg Asp Ser Leu Pro Val Ile Glu Arg Tyr Pro              20 25 30 Asp Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Val Pro Gly          35 40 45 Ser Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Asn Tyr Leu      50 55 60 Glu Ala Gln Gly His Glu Leu Val Val Thr Ser Ser Lys Asp Gly Pro  65 70 75 80 Asp Ser Glu Leu Glu Lys His Leu His Asp Ala Glu Val Val Ser Ser                  85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Ala Glu Arg Ile Ala Lys Ala             100 105 110 Pro Lys Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val         115 120 125 Asp Leu Gln Ala Ala Ile Asp Arg Gly Ile Thr Val Ala Glu Val Thr     130 135 140 Phe Cys Asn Ser Ile Ser Val Ser Glu His Val Val Met Thr Ala Leu 145 150 155 160 Asn Leu Val Arg Asn Tyr Thr Pro Ser His Asp Trp Ala Val Lys Gly                 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Thr Arg Ser Tyr Asp Ile Glu Gly             180 185 190 Met His Val Gly Thr Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu         195 200 205 Arg Arg Phe Lys Pro Phe Gly Met His Leu His Tyr Thr Asp Arg His     210 215 220 Arg Leu Pro Arg Glu Val Glu Leu Glu Leu Asp Leu Thr Trp His Glu 225 230 235 240 Ser Pro Lys Asp Met Phe Pro Ala Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Cys                 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Val Asn Asp Glu Thr Leu Lys             260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Leu Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu         275 280 285 Cys Asp Arg Asp Ala Val Ala Arg Ala Leu Glu Ser Gly Gln Leu Ala     290 295 300 Gly Tyr Gly Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Gln Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Pro His Asn Ala Met Thr Pro His Ile Ser Gly                 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Ala Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile             340 345 350 Leu Glu Cys His Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile         355 360 365 Val Gln Gly Gly Ser Leu Ala Gly Val Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys     370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 <210> 4 <211> 401 <212> PRT <213> Thiobacillus sp. <400> 4 Met Ala Lys Ile Leu Cys Val Leu Tyr Asp Asp Pro Val Asp Gly Tyr   1 5 10 15 Pro Lys Thr Tyr Ala Arg Asp Asp Leu Pro Lys Ile Asp His Tyr Pro              20 25 30 Gly Gly Gln Thr Leu Pro Thr Pro Lys Ala Ile Asp Phe Thr Pro Gly          35 40 45 Gln Leu Leu Gly Ser Val Ser Gly Glu Leu Gly Leu Arg Lys Tyr Leu      50 55 60 Glu Ala Asn Gly His Thr Phe Val Val Thr Ser Asp Lys Asp Gly Pro  65 70 75 80 Asp Ser Val Phe Glu Lys Glu Leu Val Asp Ala Asp Val Val Ser Ser                  85 90 95 Gln Pro Phe Trp Pro Ala Tyr Leu Thr Pro Glu Arg Ile Ala Lys Ala             100 105 110 Lys Asn Leu Lys Leu Ala Leu Thr Ala Gly Ile Gly Ser Asp His Val         115 120 125 Asp Leu Gln Ser Ala Ile Asp Arg Gly Ile Thr Val Ala Glu Val Thr     130 135 140 Tyr Cys Asn Ser Ile Ser Val Ala Glu His Val Val Met Met Ile Leu 145 150 155 160 Gly Leu Val Arg Asn Tyr Ile Pro Ser His Asp Trp Ala Arg Lys Gly                 165 170 175 Gly Trp Asn Ile Ala Asp Cys Val Glu His Ser Tyr Asp Leu Glu Gly             180 185 190 Met Thr Val Gly Ser Val Ala Ala Gly Arg Ile Gly Leu Ala Val Leu         195 200 205 Arg Arg Leu Ala Pro Phe Asp Val Lys Leu His Tyr Thr Asp Arg His     210 215 220 Arg Leu Pro Glu Ala Val Glu Lys Glu Leu Gly Leu Val Trp His Asp 225 230 235 240 Thr Arg Glu Asp Met Tyr Pro His Cys Asp Val Val Thr Leu Asn Val                 245 250 255 Pro Leu His Pro Glu Thr Glu His Met Ile Asn Asp Glu Thr Leu Lys             260 265 270 Leu Phe Lys Arg Gly Ala Tyr Ile Val Asn Thr Ala Arg Gly Lys Leu         275 280 285 Ala Asp Arg Asp Ala Ile Val Arg Ala Ile Glu Ser Gly Gln Leu Ala     290 295 300 Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro Ala Pro Lys Asp His 305 310 315 320 Pro Trp Arg Thr Met Lys Trp Glu Gly Met Thr Pro His Ile Ser Gly                 325 330 335 Thr Ser Leu Ser Ala Gln Ala Arg Tyr Ala Ala Gly Thr Arg Glu Ile             340 345 350 Leu Glu Cys Phe Phe Glu Gly Arg Pro Ile Arg Asp Glu Tyr Leu Ile         355 360 365 Val Gln Gly Gly Ala Leu Ala Gly Thr Gly Ala His Ser Tyr Ser Lys     370 375 380 Gly Asn Ala Thr Gly Gly Ser Glu Glu Ala Ala Lys Phe Lys Lys Ala 385 390 395 400 Gly     <210> 5 <211> 364 <212> PRT <213> Candida boidinii <400> 5 Met Lys Ile Val Leu Val Leu Tyr Asp Ala Gly Lys His Ala Ala Asp   1 5 10 15 Glu Glu Lys Leu Tyr Gly Cys Thr Glu Asn Lys Leu Gly Ile Ala Asn              20 25 30 Trp Leu Lys Asp Gln Gly His Glu Leu Ile Thr Thr Ser Asp Lys Glu          35 40 45 Gly Gly Asn Ser Val Leu Asp Gln His Ile Pro Asp Ala Asp Ile Ile      50 55 60 Ile Thr Thr Pro Phe His Pro Ala Tyr Ile Thr Lys Glu Arg Ile Asp  65 70 75 80 Lys Ala Lys Lys Leu Lys Leu Val Val Ala Gly Val Gly Ser Asp                  85 90 95 His Ile Asp Leu Asp Tyr Ile Asn Gln Thr Gly Lys Lys Ile Ser Val             100 105 110 Leu Glu Val Thr Gly Ser Asn Val Val Ser Val Ala Glu His Val Val         115 120 125 Met Thr Met Leu Val Leu Val Arg Asn Phe Val Pro Ala His Glu Gln     130 135 140 Ile Ile Asn His Asp Trp Glu Val Ala Ala Ile Ala Lys Asp Ala Tyr 145 150 155 160 Asp Ile Glu Gly Lys Thr Ile Ala Thr Ile Gly Ala Gly Arg Ile Gly                 165 170 175 Tyr Arg Val Leu Glu Arg Leu Val Pro Phe Asn Pro Lys Glu Leu Leu             180 185 190 Tyr Tyr Asp Tyr Gln Ala Leu Pro Lys Asp Ala Glu Glu Lys Val Gly         195 200 205 Ala Arg Arg Val Glu Asn Ile Glu Glu Leu Val Ala Gln Ala Asp Ile     210 215 220 Val Thr Val Asn Ala Pro Leu His Ala Gly Thr Lys Gly Leu Ile Asn 225 230 235 240 Lys Glu Leu Leu Ser Lys Phe Lys Lys Gly Ala Trp Leu Val Asn Thr                 245 250 255 Ala Arg Gly Ala Ile Cys Val Ala Glu Asp Val Ala Ala Ala Leu Glu             260 265 270 Ser Gly Gln Leu Arg Gly Tyr Gly Gly Asp Val Trp Phe Pro Gln Pro         275 280 285 Ala Pro Lys Asp His Pro Trp Arg Asp Met Arg Asn Lys Tyr Gly Ala     290 295 300 Gly Asn Ala Met Thr Pro His Tyr Ser Gly Thr Thr Leu Asp Ala Gln 305 310 315 320 Thr Arg Tyr Ala Gln Gly Thr Lys Asn Ile Leu Glu Ser Phe Phe Thr                 325 330 335 Gly Lys Phe Asp Tyr Arg Pro Gln Asp Ile Ile Leu Leu Asn Gly Glu             340 345 350 Tyr Val Thr Lys Ala Tyr Gly Lys His Asp Lys Lys         355 360 <210> 6 <211> 358 <212> PRT <213> Ceriporiopsis subvermispora <400> 6 Met Lys Val Leu Ala Ile Leu Tyr Lys Gly Gly Asp Ala Ala Thr Gln   1 5 10 15 Glu Pro Arg Leu Leu Gly Thr Ile Glu Asn Gln Leu Gly Ile Arg Gln              20 25 30 Trp Leu Glu Ser Glu Gly His Glu Leu Ile Val Ser Asp Ser Lys Glu          35 40 45 Gly Pro Asp Ser Asp Phe Gln Lys His Ile Val Asp Ala Glu Val Leu      50 55 60 Ile Thr Pro Phe His Pro Gly Tyr Leu Thr Arg Asp Leu Ile Asp  65 70 75 80 Lys Ala Lys Asn Leu Lys Ile Cys Ile Thr Ala Gly Val Gly Ser Asp                  85 90 95 His Ile Asp Leu Asn Ala Ala Val Glu Arg Lys Ile Gln Val Leu Glu             100 105 110 Val Ser Gly Ser Asn Val Val Ser Val Ala Glu His Val Met Met Ser         115 120 125 Ile Leu Leu Leu Val Arg Asn Phe Val Pro Ala His Glu Met Ile Glu     130 135 140 Arg Gly Asp Trp Gln Val Ser Asp Ile Ala Arg Asn Ala Phe Asp Leu 145 150 155 160 Glu Gly Lys Val Val Gly Thr Ile Gly Ala Gly Arg Ile Gly Tyr Arg                 165 170 175 Val Leu Gln Arg Leu Val Pro Phe Asp Cys Lys Glu Leu Leu Tyr Tyr             180 185 190 Asp Tyr Ala Pro Leu Pro Glu His Ala Ala Lys Ala Val Asn Ala Arg         195 200 205 Arg Val Glu Asp Leu Lys Glu Phe Val Ser Gln Cys Asp Val Val Thr     210 215 220 Val Asn Ala Pro Leu His Glu Gly Thr Arg Gly Leu Val Asn Ala Glu 225 230 235 240 Leu Leu Lys His Phe Lys Lys Gly Ala Trp Leu Val Asn Thr Ala Arg                 245 250 255 Gly Ala Ile Cys Asp Lys Asp Ala Val Ala Glu Ala Leu Lys Ser Gly             260 265 270 Gln Leu Ala Gly Tyr Ala Gly Asp Val Trp Asn Val Gln Pro Ala Pro         275 280 285 Lys Asp His Val Trp Arg Thr Met Lys Asn Pro Leu Gly Gly Gly Asn     290 295 300 Gly Met Val Pro His Tyr Ser Gly Thr Thr Leu Asp Ala Gln Ala Arg 305 310 315 320 Tyr Ala Gly Thr Arg Thr Ile Leu Glu Asn Tyr Leu Lys Asn Lys                 325 330 335 Pro Gln Glu Pro Gln Asn Val Val Gly Ile Gly Lys Tyr Glu Thr             340 345 350 Thr Ala Tyr Gly Gln Arg         355

Claims (8)

티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, pH 7 미만의 산성환경에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 재조합 미생물로서,
상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 하기 (a) 및 (b) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물:
(a) 서열목록 제4서열의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열;
(b) 상기 (a)에 상보적인 서열.
A recombinant microorganism which contains a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from the genus Thiobacillus sp. And which produces formic acid by reducing carbon dioxide in an acidic environment below pH 7,
Wherein the nucleotide sequence encoding the acidic formic acid dehydrogenase is at least one selected from the following (a) and (b):
(a) a nucleotide sequence encoding a polypeptide of Sequence Listing 4;
(b) a sequence complementary to (a) above.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 재조합 미생물은 산성 포름산 탈수소효소를 발현하는 벡터를 대장균, 박테리아, 효모 및 곰팡이로 이루어진 군 중에서 선택된 숙주세포에 도입한 것임을 특징으로 재조합 미생물.
The method according to claim 1,
Wherein the recombinant microorganism is one wherein a vector expressing an acidic formate dehydrogenase is introduced into a host cell selected from the group consisting of E. coli, bacteria, yeast and fungi.
삭제delete 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, 상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은
(a) 서열목록 제4서열의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열;
(b) 상기 (a)에 상보적인 서열
중에서 선택된 어느 하나 이상인 재조합 미생물로부터 발현된 재조합 포름산 탈수소효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 포름산의 제조방법.
A nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a Thiobacillus sp. Strain, wherein the nucleotide sequence encoding the acidic formate dehydrogenase is
(a) a nucleotide sequence encoding a polypeptide of Sequence Listing 4;
(b) a sequence complementary to the above (a)
, The method comprising reducing carbon dioxide under acidic conditions below pH 7 to produce formic acid by using the recombinant formate dehydrogenase expressed from the recombinant microorganism.
제5항에 있어서,
상기 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the acidic condition is pH 5.5 or higher and lower than pH 7.
(i) 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.) 균주로부터 유래된 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환하는 단계로서,
상기 산성 포름산 탈수소효소를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 하기 (a) 및 (b) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 단계:
(a) 서열목록 제4서열의 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열;
(b) 상기 (a)에 상보적인 서열,
(ii) 상기에서 수득한 재조합 미생물을 배양하여 상기 재조합 포름산 탈수소효소를 발현하는 단계,
(iii) 상기에서 발현된 재조합 탈수소효소를 분리하여 수득하는 단계 및
(iv) 상기에서 수득한 재조합 포름산 탈수소효소를 사용하여 pH 7 미만의 산성 조건에서 이산화탄소를 환원시켜 포름산을 생산하는 단계
를 포함하는 포름산의 제조방법.
(i) introducing an expression vector comprising a nucleotide sequence encoding an acidic formate dehydrogenase derived from a strain of the genus Thiobacillus sp. into a host cell,
Wherein the nucleotide sequence encoding the acidic formate dehydrogenase is at least one selected from the following (a) and (b):
(a) a nucleotide sequence encoding a polypeptide of Sequence Listing 4;
(b) a sequence complementary to the above (a)
(ii) culturing the recombinant microorganism obtained above to express the recombinant formate dehydrogenase,
(iii) isolating the recombinant dehydrogenase expressed in the above step, and
(iv) a step of producing formic acid by reducing carbon dioxide under an acidic condition of less than pH 7 using the recombinant formate dehydrogenase obtained in the above step
&Lt; / RTI &gt;
제7항에 있어서,
상기 산성 조건은 pH 5.5 이상 pH 7 미만인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the acidic condition is pH 5.5 or higher and lower than pH 7.
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