KR101622460B1 - Corynebacterium glutamicum having improved L-ornithine production and method for preparing L-ornithine using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포막 단백질의 활성이 감소 또는 불활성화 된 것을 특징으로 하는, L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물, 세포막 단백질의 활성이 감소되거나 불활성화된 재조합 벡터, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 제조방법 및 이를 이용한 L-오르니틴 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Corynebacterium glutamicum microorganism having improved L-ornithine producing ability, characterized in that the activity of a cell membrane protein is reduced or inactivated, a recombinant vector having reduced or inactivated cell membrane protein activity , A method for producing the Corynebacterium glutamicum microorganism and a method for producing L-ornithine using the same.

Description

L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 및 이를 이용한 L-오르니틴의 제조방법{Corynebacterium glutamicum having improved L-ornithine production and method for preparing L-ornithine using the same}Ornithine production method and a method for producing L-ornithine using the L-ornithine production method and a method for producing L-ornithine using the same,

본 발명은 세포막 단백질의 활성이 감소 또는 불활성화 된 것을 특징으로 하는, L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물, 세포막 단백질의 활성이 감소되거나 불활성화된 재조합 벡터, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 제조방법 및 이를 이용한 L-오르니틴 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a Corynebacterium glutamicum microorganism having improved L-ornithine producing ability, characterized in that the activity of a cell membrane protein is reduced or inactivated, a recombinant vector having reduced or inactivated cell membrane protein activity , A method for producing the Corynebacterium glutamicum microorganism and a method for producing L-ornithine using the same.

L-오르니틴은 생체내의 요소 회로 상에 존재하는 아미노산 중의 하나이며, 아르기닌 생합성 과정의 중간물질로서 간 기능을 촉진시키는 의약성분으로 알려진 바 있다. L-오르니틴은 시트룰린, 프롤린과 같이 암모니아에 대한 해독기능을 갖고 있어 간장 질환의 치료제로서 사용될 뿐 아니라, 비만을 예방하는 식품소재로서도 이용되고 있으며, 주름살개선과 같은 피부미용작용 등 새로운 기능성이 있는 것으로 알려져 있다.L-ornithine is one of the amino acids present on elemental circuits in vivo and is known as a medicinal component that promotes liver function as an intermediate in arginine biosynthesis. L-ornithine has a detoxifying function against ammonia, such as citrulline and proline, and is used not only as a therapeutic agent for liver diseases, but also as a food material for preventing obesity, and has a novel function such as skin- .

한편, 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.) 미생물, 예를 들어 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)은 L-아미노산 생산에 많이 이용되고 있는 그람 양성의 미생물이다. 이와 같이 코리네박테리움 속 미생물을 이용한 L-아미노산의 제법은 중요하기 때문에 그 제조방법을 개선하기 위해 많은 시도가 행해지고 있다.On the other hand, the genus Corynebacterium sp .) microorganisms such as Corynebacterium glutamicum are gram-positive microorganisms that are widely used for the production of L-amino acids. Since the method of producing L-amino acid using microorganisms of the genus Corynebacterium is important, many attempts have been made to improve the production method thereof.

구체적으로 오르니틴 생산에 이용되는 미생물로는 자외선 처리 등에 의하여 시트룰린 또는 아르기닌 영양 요구성 돌연변이주인 마이크로코커스 글루타미쿠스(Micrococcus glutamicus)(교와하꼬공업(주), 일본, 미국 특허 제 2,988,489호), 브레비박테리움 락토페르멘툼(Brevibacterium lactofermentum), 동속 카와사키(B. kawasaki), 동 속 플라붐(B. flavum)(아지노모토, 일본 특허공고 제68-8712, 68-8714 및 69-26,910호), 동속 케토글루타미쿰(B. ketoglutamicum), 아스로박터 파라피네우스(Arthrobacter paraffineus), 코리네박테리움 히드로카보클라스투스(C. hydrocarboclastus)(교와하꼬공업(주), 미국 특허 제3,574,061호)등이 알려져 있다. 또한 아르기닌이나 시트룰린의 영양 요구성 균주인 아스로박터 시트레우스(A. citreus), 브레비박테리움 락토페르멘툼(B. Lactofermentum), 코리네박테리움 글루타미쿰(C. glutamicum)(아지노모토(주), 유럽특허 공개 제 0393708 A2) 중 마이코페놀산(mycophenolic acid) 또는 오르니티놀(ornithinol)에 저항성을 갖는 영양 요구성 돌연변이 균주를 선별하여 오르니틴 생산에 사용하는 것이 알려져 있다. Specifically ornithine microorganisms used in the production of tin is required citrulline or arginine nutrition by ultraviolet treatment or the like configured mutant master micro Lactococcus glue Tommy kusu (Micrococcus glutamicus (Kyoho Kako Kogyo Co., Ltd., Japan, US Patent No. 2,988,489), Brevibacterium ( Brevibacterium lactofermentum , B. kawasaki , B. flavum (Ajinomoto, Japanese Patent Publication Nos. 68-8712, 68-8714 and 69-26,910), B. ketoglutamicum ), Arthrobacter paraffineus , C. hydrocarboclastus (Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd., U.S. Patent No. 3,574,061), and the like are known. It is also known that A. citreus , B. lactofermentum , C. glutamicum ( azurin ), which are auxotrophic strains of arginine and citrulline, It is known to use an auxotrophic mutant strain resistant to mycophenolic acid or ornithinol in the production of ornithine by screening.

상기 미국 특허 제3,574,061호에서는 영양 요구성 돌연변이주인 브레비박테리움 케토글루타미쿰(ATCC 21092)을 탄화수소, 예를 들어, 파라핀을 주요 탄소원으로 하는 배지에서 배양하여 L-오르니틴을 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 이 방법에 의하면 오르니틴의 생산성은 4일간의 배양에서 8.6 mg/ml로 그다지 높지 않았다. The above-mentioned U.S. Patent No. 3,574,061 discloses a method for producing L-ornithine by culturing Brevibacterium keto glutamicum (ATCC 21092), an auxotrophic mutant, in a medium containing a hydrocarbon, for example, paraffin as a main carbon source However, according to this method, the productivity of ornithine was not as high as 8.6 mg / ml in the culture for 4 days.

그러나 L-오르니틴의 산업적 대량생산은 여전히 요구되고 있기 때문에 이를 위하여 L-오르니틴의 생산방법을 더욱 개발할 필요성이 있다.
However, since industrial mass production of L-ornithine is still required, there is a need to further develop the production method of L-ornithine.

한편, L-오르니틴은 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp) 미생물 중 하나인 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물에 의해 글루타메이트로부터 순환경로(cyclic pathway)를 통해 생합성 되고, 상기 생합성 과정은 argB 유전자에 의해 코딩된 N-아세틸글루타메이트 키나아제(N-acetylglutamate kinase), argC 유전자에 의해 코딩된 N-아세틸글루타메이트 세미알데하이드 디하이드로게나제(N-acetylglutamate semialdehyde dehydrogenase), argD 유전자에 의해 코딩된 N-아세틸오르니틴 아미노트랜스퍼라제(N-acetylornithine aminotransferase), 및 argJ 유전자에 의해 코딩된 오르니틴 N-아세틸트랜스퍼라제(ornithine N-acetyltransferase)에 의해 촉매화 된다.On the other hand, L- ornithine is a genus Corynebacterium (Corynebacterium sp), one of the microorganisms Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium glutamicum ) microorganism, and the biosynthetic process comprises the steps of: N-acetylglutamate kinase encoded by the argB gene; N-acetylglutamate kinase encoded by the argC gene; Acetylglutamate dehydrogenase, N-acetylglutamate dehydrogenase, N-acetylornithine aminotransferase encoded by the argD gene, and ornithine N-acetyltransferase (SEQ ID NO: ornithine N-acetyltransferase.

본 발명자는 이전의 연구에서, 시트룰린과 프롤린 생합성 유전자가 결손되고 아르기닌 억제자(ArgR)에 의한 피드백 제어가 차단된 돌연변이 균주에서 argCJBD 오페론 유전자의 상동적 발현(homologous expression)으로 L-오르니틴의 생산량이 증가하였으나, 상기 L-오르니틴의 생산량 증가는 글루타메이트의 추가적인 공급에 의존적이지 않음을 보고한 바 있다[Hwang et al., (2008) J Microbiol Biotechnol 18:704-710]. 그러나 L-오르니틴의 생합성 경로로 최대의 카본 플럭스를 유지하기 위해서는 argCJBD 유전자의 과 발현뿐 아니라, 다른 방법을 통한 L-오르니틴 제조방법의 필요성이 여전히 요구되고 있다.
In a previous study, the present inventors found that the production of L-ornithine by the homologous expression of the argCJBD operon gene in a mutant strain in which citrulline and proline biosynthesis genes are defective and feedback control by arginine suppressor (ArgR) is blocked , But the increase in the production of L-ornithine was not dependent on the additional supply of glutamate (Hwang et al., (2008) J Microbiol Biotechnol 18: 704-710]. However, in order to maintain the maximum carbon flux in the biosynthesis pathway of L-ornithine, there is still a need for a method for producing L-ornithine through other methods as well as overexpression of the argCJBD gene.

이러한 배경하에, 본 발명자는 L-오르니틴을 보다 효과적으로 생산하는 방법을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 세포막 단백질을 코딩하는 유전자로 추정되는 NCgl0929 ORF 염기서열의 일부를 염색체로부터 결실을 유도할 경우, L-오르니틴의 생산량을 증가시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
Under such background, the present inventor has made intensive efforts to develop a method for more effectively producing L-ornithine. As a result, when a part of NCgl0929 ORF base sequence presumed to be a cell membrane protein coding sequence is derived from a chromosome, L - production of ornithine can be increased, and the present invention is completed.

본 발명의 목적은 내재적 세포막 단백질인 아미노산 트랜스포터의 활성이 감소 또는 불활성화 된 것을 특징으로 하는, L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing L-ornithine, which is characterized in that the activity of an amino acid transporter, which is an intrinsic plasma membrane protein, is reduced or inactivated, and Corynebacterium glutamicum ) microorganisms.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 제조방법을 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing Corynebacterium glutamicum microorganisms with improved L-ornithine production ability.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 이용한 L-오르니틴 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing L-ornithine using the Corynebacterium glutamicum microorganism with improved L-ornithine producing ability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일구현예는 내재적 세포막 단백질인 아미노산 트랜스포터의 활성의 감소 또는 불활성화 된 것을 특징으로 하는, L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물에 관한 것이다. In one embodiment of the present invention for achieving the abovementioned objects is improved from Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium ability intrinsic membrane protein of amino acid transport, characterized in that the decrease in activity or inactivation, L- ornithine Porter production glutamicum ) microorganisms.

L-오르니틴 생산 미생물의 NCgl0929 유전자 염기서열 일부의 결실을 유도하여 NCgl0929 유전자가 코딩하는 세포막 단백질의 기능이 불활성화됨으로써 세포내 글루타메이트의 농도가 증가되고, L-오르니틴 생산능이 향상되도록 변이된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 제공한다.Ornithine-producing microorganism by inducing the deletion of a part of the NCgl0929 gene base sequence, thereby inactivating the function of the cell membrane protein encoded by the NCgl0929 gene, thereby increasing the intracellular glutamate concentration and enhancing the L- It provides four bacterium glutamicum microorganisms.

구체적인 본 발명의 일구현예는, 활성의 감소 또는 불활성화는 서열번호 1의 세포막 단백질을 코딩하는 유전자에 부위 특이적 결실을 통해 이루어진, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 2로 이루어진 NCg10929 유전자일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the decrease or inactivation of the activity may be a Corynebacterium glutamicum microorganism which is obtained through site-specific deletion of a gene coding for the cell membrane protein of SEQ ID NO: 1, and more specifically, The gene coding for the cell membrane protein may be the NCg10929 gene of SEQ ID NO: 2.

본 발명에서, 상기 “활성의 감소 또는 불활성화”는 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자 내로 하나 이상의 염기쌍의 삽입에 의한 삽입 돌연변이, 상기 유전자 내의 하나 이상의 염기쌍의 결실을 갖는 결실 돌연변이 및 상기 유전자 내의 넌센스 코돈 또는 상이한 코돈을 도입시키는 염기쌍의 전이(transition) 또는 전환(transversion) 돌연변이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 돌연변이에 의하여 유발된 것일 수 있으며, 바람직하게는 상동재조합에 의하여 상기 유전자를 결실시키는 방법을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the "reduction or inactivation of the activity" as referred to above means the insertion mutation by inserting one or more base pairs into the gene coding for the cell membrane protein, the deletion mutation which deletes one or more base pairs in the gene and the nonsense codon Or a transition of a base pair that introduces a different codon or a transversion mutation, and preferably a method of deleting the gene by homologous recombination is used But is not limited thereto.

“불활성화”란, 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 야생 균주에 비하여 낮은 수준으로 감소하거나 전혀 발현이 되지 않는 경우 및 발현이 되더라도 그 활성이 없거나 감소된 것을 의미하며, 상기 개시된 돌연변이에 의한 방법뿐 아니라 당업계에 알려진 임의의 불활성화 방법에 의해서도 이루어질 수 있다.&Quot; Inactivated " means that the expression of the gene encoding the cell membrane protein is decreased to a low level or is not expressed at all, and when the expression is expressed, the activity is lost or decreased. The mutation As well as by any inert method known in the art.

본 발명자는 L-오르니틴의 생산성이 우수한 미생물을 개발하기 위하여 다양한 연구를 수행하던 중, L-오르니틴 또는 L-오르니틴 생합성의 전구체에 해당하는 글루타메이트의 배출 및 흡수 경로에 주목하게 되었다. 통상적으로, 코리네박테리움 속 미생물 세포에서는 lysE 유전자로부터 발현되는 세포막 단백질이 라이신 및 아르기닌의 배출 경로에 직접적으로 관여하는 것으로 알려져 있으며, 최근에는 NCgl1221 유전자로부터 발현되는 세포막 단백질이 글루타메이트의 배출 경로에 직접 관여하는 것으로 밝혀진 바 있다 [Nakamura et al., (2007) Appl Environ Microbiol 73:4491-4498]. 그러나 아직까지 코리네박테리움 속 미생물, 예를 들어, 코리네박테리움 글루타미쿰 세포에서 오르니틴의 배출 및 흡수 경로에 직접 관여하는 세포막 단백질이 알려진 바 없다. 이에 놀랍게도 이와 유사한 기능을 지니는 세포막 단백질의 활성을 변화시킴으로써 L-오르니틴 생산능을 향상시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have focused on the discharge and absorption pathway of glutamate corresponding to the precursor of L-ornithine or L-ornithine biosynthesis while carrying out various studies to develop microorganisms having excellent productivity of L-ornithine. It is known that the cell membrane protein expressed from the lysE gene is directly involved in the pathway of lysine and arginine in the Corynebacterium sp. Microorganism cells. In recent years, the cell membrane protein expressed from the NCgl1221 gene has been directly involved in the release pathway of glutamate (Nakamura et al., (2007) Appl Environ Microbiol 73: 4491-4498]. However, there is no known cell membrane protein directly involved in the excretion and absorption pathways of ornithine in Corynebacterium sp. Microorganisms, for example, Corynebacterium glutamicum cells. Ornithine production ability by changing the activity of a cell membrane protein having a similar function. The present invention has been completed based on this finding.

본 발명의 용어 "L-오르니틴"이란, 고등동물의 생체 내의 요소 회로 상에 존재하는 염기성 아미노산으로서, 간에 대해 독성이 강한 암모니아를 무독성의 요소로 변환, 오줌으로 배출함으로써 간을 보호하는 역할을 하는 아미노산을 의미한다. L-오르니틴은 성장호르몬을 분비시킴으로써 근육합성을 증가시키고 기초대사를 촉진시켜 비만을 예방하는 식품소재로서 많이 이용되고 있다. 최근에는 주름살 개선과 같은 피부미용 작용 등의 새로운 기능이 있는 것으로 밝혀졌다. L-오르니틴은 L-오르니틴알파케토글루타메이트염(OKG: L-오르니틴과 알파케토글루타메이트가 2:1의 비율로 함유되어 있음)의 형태로 근육증강, 비만예방 및 면역증강소재로서도 폭넓게 이용되고 있다. L-오르니틴은 유럽에서는 간장 장애를 개선하는 의약품으로서 이용되고 있고, 일본에서는 L-오르니틴산염의 형태로 식품소재로서 사용되고 있으며, 미국에서는 식품보조제로서 사용되고 있다. The term "L-ornithine" of the present invention is a basic amino acid present on the urea element in vivo of a higher animal, and protects the liver by converting ammonia, which is highly toxic to the liver, ≪ / RTI > L-ornithine is widely used as a food material to prevent obesity by promoting muscle metabolism and promoting basic metabolism by secretion of growth hormone. Recently, it has been found that there are new functions such as skin cosmetic action such as wrinkle improvement. L-ornithine is widely used as a material for muscle strengthening, obesity prevention and immunity enhancement in the form of L-ornithine alpha-keto glutamate salt (OKG: L-ornithine and alpha-keto glutamate are contained in a ratio of 2: 1) . L-ornithine is used as a medicinal product for improving hepatic disorder in Europe, and as a food material in the form of L-ornithine in Japan, and as a food supplement in the United States.

본 발명에서 용어, “L-오르니틴 생산”이란, 미생물에 내재적으로 존재하는 유전자들로부터 발현되는 일련의 효소들을 사용하여 글루타메이트로부터 오르니틴을 생산하는 일련의 대사과정을 의미한다.The term " L-ornithine production " in the present invention means a series of metabolic processes that produce ornithine from glutamate using a series of enzymes expressed from genes that are inherently present in microorganisms.

본 발명의 용어, "L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물"이란, 상기 L-오르니틴을 내재적으로 생산할 수 있는 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물의 염색체 상에서 본원 발명 세포막 단백질을 코딩하는 유전자의 일부 또는 모두가 결실된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 의미하며, NCgl0929가 결실되어, 세포내 글루타메이트가 축적되어 오르니틴 생산능이 향상될 수 있는 미생물은 제한없이 포함될 수 있다.The term " Corynebacterium glutamicum microorganism having improved L-ornithine production ability "of the present invention means a microorganism capable of producing L-ornithine by the present invention on the chromosome of Corynebacterium glutamicum microorganism, Is deleted, and microorganisms capable of enhancing ornithine production ability by accumulating intracellular glutamate by deletion of NCgl0929 can be encompassed without limitation. The microorganism of the present invention is a microorganism of the genus Corynebacterium glutamicum.

또한, 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자는 특별히 제한되지 않으나, 서열번호 2로 이루어지는 NCgl0929일 수 있다. 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 속 미생물은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518(수탁번호 KACC91938P)일 수 있다.The gene coding for the cell membrane protein is not particularly limited, but NCgl0929 of SEQ ID NO: 2 can be used. The microorganism of Corynebacterium glutamicum is not particularly limited, but preferably Corynebacterium glutamicum SJ9518 (Accession No. KACC91938P).

본 발명의 용어 "NCgl0929 유전자"란, "Cgl0968 유전자"라고도 하며, 코리네박테리움 글루타미쿰 세포에서 NCgl0929 유전자가 코딩하는 단백질은 대장균 (Escherichia coli)의 ydgI 유전자가 코딩하는 ArcD 단백질과 28% 이상의 상동성을 나타낸다. 상기 NCgl0929 유전자는 1,506개의 뉴클레오티드로 구성된 폴리뉴클레오티드(서열번호 2)로서, 501개의 아미노산으로 구성된 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 아미노산 트랜스포터 (amino acid transporter)를 생성하는 것으로 추정된다. The term "NCgl0929 gene" of the present invention is also referred to as "Cgl0968 gene ", and the protein encoded by NCgl0929 gene in Corynebacterium glutamicum cells contains 28% or more of ArcD protein encoded by the ydgI gene of Escherichia coli Lt; / RTI > The NCgl0929 gene is a polynucleotide consisting of 1,506 nucleotides (SEQ ID NO: 2) and is presumed to produce an amino acid transporter comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 consisting of 501 amino acids.

본 발명에서 용어,“상동성”이란, 단백질을 코딩하는 유전자의 염기 서열이나 아미노산 서열의 유사한 정도를 의미하는데, 상동성이 충분히 높은 경우 해당 유전자의 발현 산물은 동일하거나 유사한 활성을 가질 수 있다.The term " homology " in the present invention means a base sequence or a similar degree of amino acid sequence of a gene encoding a protein. If the homology is sufficiently high, the expression product of the gene may have the same or similar activity.

본 발명에서는 실시예를 통하여 L-오르니틴 생산 미생물의 염색체에서 NCgl0929 유전자의 일부가 결실된 경우, L-오르니틴의 생산성을 향상시키는 것을 확인하였는바, L-오르니틴의 생산성 향상을 위하여 NCgl0929 유전자의 일부 또는 전부를 결실시켜 사용할 수 있으며, 상기 생산성 향상은 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 이용하여 이루어질 수 있다.In the present invention, it was confirmed that when the NCgl0929 gene was partially deleted in the chromosome of the L-ornithine producing microorganism, the productivity of L-ornithine was improved. In order to improve the productivity of L-ornithine, NCgl0929 gene May be partially or wholly deleted, and the productivity may be improved by using a Corynebacterium glutamicum microorganism.

본 발명의 용어 "아미노산 트랜스포터(amino acid transporter)"란 세포막 단백질로서 다양한 종류의 아미노산의 배출 또는 흡수 이동에 관여하는 단백질을 의미하며, L형 아미노산을 기질로서 사용할 수 있으며, 사용되는 기질에 따라 다양한 종류의 트랜스포터 단백질이 존재할 수 있다. 본 발명 실시예 4에서는 아미노산 트랜스포터를 코딩하는 것으로 추정되는 NCgl0929 유전자의 일부 서열을 결실시킴으로써 L-오르니틴의 생산능이 향상되는 것을 확인하였다(표 4). 따라서, 본 발명에서 상기 아미노산 트랜스포터와 동일한 활성을 갖는 한 서열번호 1의 아미노산 서열 뿐 아니라, 상기 서열과 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 특히 바람직하게는 97% 이상의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 이러한 상동성을 갖는 서열로서 실질적으로 상기 각 단백질과 동일하거나 상응하는 효능을 나타내는 단백질을 나타내는 아미노산 서열이라면 제한 없이 포함할 수 있다. 또한 이러한 상동성을 갖는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 아미노산 서열도 본 발명의 범위 내에 포함됨은 자명하다.The term "amino acid transporter" as used herein means a protein which is involved in the release or absorption of various kinds of amino acids as cell membrane proteins, and can be used as a substrate. Depending on the substrate used, A wide variety of transporter proteins may be present. In Example 4 of the present invention, it was confirmed that the production ability of L-ornithine was improved by deleting a part of the sequence of NCgl0929 gene presumed to encode an amino acid transporter (Table 4). Therefore, in the present invention, as long as it has the same activity as the above-mentioned amino acid transporter, not only the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 but also 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% Or an amino acid sequence having a homology of 97% or more. As the sequence having such homology, any amino acid sequence which represents a protein exhibiting substantially the same or equivalent activity as the respective proteins can be included without limitation. It is also apparent that amino acid sequences in which some sequences are deleted, modified, substituted or added are also included within the scope of the present invention, provided that they have such homology.

아울러, 본 발명의 상기 각 단백질을 코딩하는 유전자는 상기 각 서열번호로 기재한 아미노산을 코딩하는 염기서열뿐만 아니라, 상기 서열과 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 더욱 바람직하게는 98% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상의 상동성을 나타내는 염기 서열로서 실질적으로 상기 각 단백질과 동일하거나 상응하는 효능을 나타내는 단백질을 코딩하는 유전자 서열이라면 제한 없이 포함할 수 있다. 또한 이러한 상동성을 갖는 염기서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 염기서열도 본 발명의 범위 내에 포함됨은 자명하다.In addition, the gene encoding each protein of the present invention may contain not only the nucleotide sequence coding for the amino acid sequence shown in the above SEQ ID NOs, but also the nucleotide sequence having 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more , More preferably not less than 98%, and most preferably not less than 99%, of a protein having substantially the same or equivalent activity as the above-mentioned respective proteins. Also, it is obvious that base sequences having deletion, modification, substitution or addition of some sequences are also included within the scope of the present invention if they are base sequences having such homology.

더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 모균주로 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260(ATCC13032, argF△, argR△, NCgl2053△, NCgl2582△, NCgl0281△)(KACC91800P)을 사용하였으며, 여기에 NCg10929 염기서열의 부위 특이적으로 결실된 변이주를 제조하였는바, 본 발명의 일구현예는 글루코스 디하이드로게나제(GDH)를 코딩하는 유전자의 일부 또는 전부가 추가로 결실된 것인, 코리네박테리움 글루타미쿰일 수 있다.More specifically, in one embodiment of the present invention, Corynebacterium glutamicum SJ8260 (ATCC13032, argFΔ, argRΔ, NCgl2053Δ, NCgl2582Δ, NCgl0281Δ) (KACC91800P) was used as the parent strain, and NCg10929 One example of the present invention is a mutant strain in which a part or all of the gene encoding glucose dehydrogenase (GDH) is additionally deleted. Glutamic acid.

본 발명의 또 다른 일구현예는 세포막 단백질을 코딩하는 유전자 내에 하나 이상의 염기쌍의 삽입에 의한 삽입 돌연변이, 상기 유전자 내의 하나 이상의 염기쌍의 결실을 갖는 결실 돌연변이 및 상기 유전자 내의 넌센스 코돈 또는 상이한 코돈을 도입시키는 염기쌍의 전이(transition) 또는 전환(transversion) 돌연변이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 돌연변이를 포함하여, 세포막 단백질의 활성이 감소되거나 불활성화된, 재조합 벡터에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention is a method for producing a cell membrane protein comprising the steps of: introducing an insertion mutation by inserting one or more base pairs into a gene encoding a cell membrane protein, a deletion mutation having deletion of one or more base pairs in the gene and a nonsense codon or a different codon Wherein the activity of the cell membrane protein is reduced or inactivated, including at least one mutation selected from the group consisting of a base pair transition or a transversion mutation.

구체적으로, 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 2로 이루어진 NCg10929 유전자일 수 있다.Specifically, the gene coding for the cell membrane protein may be the NCg10929 gene of SEQ ID NO: 2.

본 발명에서 용어, “재조합 벡터”란, 숙주세포의 염색체와 따로 복제될 수 없는 벡터로서, 유전자 삽입물이 상기 숙주세포의 염색체상의 특정 유전자와 상동 재조합 될 수 있는 필수적인 구성요소를 포함하는 유전자 작제물을 말하며, 구체적으로 항생제 마커로서 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며 더욱 구체적으로 상기 항생제 내성 유전자로서 카나마이신 내성 유전자를 사용할 수 있다. As used herein, the term " recombinant vector " refers to a vector that can not be cloned separately from the chromosome of a host cell, and that includes a gene construct containing an essential component whose gene insert can be homologously recombined with a specific gene on the chromosome of the host cell Specifically, an antibiotic resistance gene may be contained as an antibiotic marker, and more specifically, a kanamycin resistance gene may be used as the antibiotic resistance gene.

통상 사용되는 벡터의 예로는 천연 상태이거나 재조합된 상태의 플라스미드, 코스미드, 바이러스 및 박테리오파지를 들 수 있다. 예를 들어, 파지 벡터 또는 코스미드 벡터로서 pWE15, M13, λMBL3, λMBL4, λIXII, λASHII, λAPII, λt10, λt11, Charon4A, 및 Charon21A 등을 사용할 수 있으며, 플라스미드 벡터로서 pBR계, pUC계, pBluescriptII계, pGEM계, pTZ계, pCL계 및 pET계 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 pK18mobsacB 벡터로부터 유래된 것을 사용할 수 있다.Examples of commonly used vectors include plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages in their natural or recombinant state. For example, pWE15, M13, λMBL3, λMBL4, λIXII, λASHII, λAPII, λt10, λt11, Charon4A, and Charon21A can be used as the phage vector or cosmid vector, and pBR type, pUC type, pBluescriptII type , pGEM system, pTZ system, pCL system, pET system and the like can be used. Specifically, those derived from pK18mobsacB vector can be used.

또한 구체적으로, 상기 재조합 벡터는 NCgl0929 유전자의 일부 또는 전부가 결실된 유전자를 더욱 포함할 수 있으며, 상기 재조합 벡터는 도 1에 도시된 개열지도를 가지는 pSJC3501일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.More specifically, the recombinant vector may further include a gene in which part or all of the NCgl0929 gene has been deleted, and the recombinant vector may be pSJC3501 having the cleavage map shown in FIG. 1, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 일구현예는, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물의 염색체상에 존재하는 세포막 단백질을 코딩하는 유전자를 상동 재조합의 방법으로 변이시켜서, 세포막 단백질의 활성을 감소시키는 단계를 포함하는, L-오르니틴의 생산성이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물의 제조방법에 관한 것이다. Another embodiment of the present invention includes a step of mutating a gene encoding a cell membrane protein present on the chromosome of a Corynebacterium glutamicum microorganism by a method of homologous recombination to reduce the activity of the cell membrane protein , And a method for producing Corynebacterium glutamicum microorganisms with improved productivity of L-ornithine.

구체적으로,Specifically,

ⅰ) 세포막 단백질을 코딩하는 유전자의 일부 서열이 변이된 폴리뉴클레오티드 단편을 수득하는 단계;I) obtaining a polynucleotide fragment in which a partial sequence of a gene encoding a cell membrane protein is mutated;

ⅱ) L-오르니틴을 생산할 수 있는 숙주세포에 도입될 수 있고 염색체상에서 상동 재조합을 수행할 수 있는 벡터에 상기 수득한 폴리뉴클레오티드 단편을 도입하여 재조합 벡터를 수득하는 단계; Ii) introducing the obtained polynucleotide fragment into a vector capable of being introduced into a host cell capable of producing L-ornithine and performing homologous recombination on the chromosome, to obtain a recombinant vector;

ⅲ) 상기 수득한 재조합 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질 전환체를 수득하는 단계; 및Iii) introducing the obtained recombinant vector into a host cell to obtain a transformant; And

ⅳ) 상기 형질 전환체 중에서 세포막 단백질의 활성을 감소 또는 불활성화된 균주를 선발하는 단계를 포함하는, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 제조방법에 관한 것이다.And iv) selecting a strain that reduces or inactivates the activity of a cell membrane protein in the transformant.

구체적으로, 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 2로 이루어진 NCg10929 유전자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the gene coding for the cell membrane protein may be the NCg10929 gene of SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto.

아울러, 상기 숙주세포는 이에 제한되지 않으나 L-오르니틴을 생산하는 미생물을 이용할 수 있는데, 세포막 단백질 활성이 억제되어 세포내 글루타메이트의 배출 기능이 억제된 미생물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 L-오르니틴을 생산하는 코리네박테리움 글루타미쿰일 수 있으며, 가장 바람직하게는 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518(수탁번호 KACC91938P)일 수 있다.Alternatively, the host cell may be a microorganism that produces L-ornithine. However, microorganisms whose cell membrane protein activity is inhibited and intracellular glutamate excretion is inhibited may be used. Preferably, L-ornithine- Tincture, and most preferably Corynebacterium glutamicum SJ9518 (Accession No. KACC91938P).

본 발명의 일 실시예에 의하면, Escherichia coli의 아미노산 트랜스포터 ArcD의 아미노산 서열과 28%의 상동성을 나타내는 아미노산 서열을 가지는 세포막 단백질로 추정되는 NCgl0929 유전자를 선별하고(실시예 1), NCgl0929 유전자 염기서열의 일부가 결실된 폴리뉴클레오타이드를 pK18mobsacB 벡터에 도입하여 재조합 벡터 pSJC3501을 제작하였으며(실시예 2 및 도 1), L-오르니틴을 생산할 수 있으면서도, 염색체 상에서 글루코오스 디하이드로게나제를 코딩하는 유전자인 NCgl0281, NCgl2582 및 NCgl2053의 일부가 모두 결실된 숙주 미생물인 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260에 상기 재조합 벡터 pSJC3501을 형질 전환하여 상동재조합을 유도함으로써 세포막 단백질을 코딩하는 NCgl0929 유전자의 일부 염기서열이 염색체로부터 결실된 형질 전환체 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518을 제작하였다(실시예 3). 또한, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518에서 세포 내의 글루타메이트 및 L-오르니틴의 농도가 증가된 것을 확인하였다(표 3 및 표 4).According to one embodiment of the present invention, Escherichia NCgl0929 gene, which is presumed to be a cell membrane protein having an amino acid sequence that is 28% homologous with the amino acid sequence of the amino acid transporter of E. coli , was selected (Example 1), and a polynucleotide in which a part of the NCgl0929 gene sequence was deleted was selected as pK18mobsacB (Example 2 and FIG. 1), a part of NCgl0281, NCgl2582 and NCgl2053, which are genes encoding glucose dehydrogenase on the chromosome, can be deleted, while L-ornithine can be produced, and a recombinant vector pSJC3501 The recombinant vector pSJC3501 was transformed into the host microorganism Corynebacterium glutamicum SJ8260 to induce homologous recombination. Thus, the transformant Corynebacterium glue, in which some nucleotide sequences of the NCgl0929 gene coding for the cell membrane protein were deleted from the chromosome Tamikum SJ9518 was prepared (Example 3). In addition, it was confirmed that the concentration of glutamate and L-ornithine in the cells was increased in the Corynebacterium glutamicum SJ9518 (Table 3 and Table 4).

이에 따라, 본 발명자는 L-오르니틴을 생산할 수 있으면서도, 염색체 상에서 글루코오스 디하이드로게나제를 코딩하는 유전자인 NCgl0281, NCgl2582 및 NCgl2053의 일부가 모두 결실된 숙주 미생물 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260에 상기 유전체 재조합 벡터 pSJC3501을 형질 전환하여 상동 재조합을 유도함으로써 코리네박테리움 글루타미쿰 게놈 염색체의 NCgl0929 유전자의 일부 부위가 결실된 형질 전환체 균주를 "코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518(Corynebacterium glutamicum SJ9518)"라 명명하고, 2014년 03월 20일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 기탁하여 수탁번호 KACC91938P를 부여받았다.Accordingly, the present inventors have found that, in addition to the host microorganism Corynebacterium glutamicum SJ8260 in which all of NCgl0281, NCgl2582 and NCgl2053, which are genes encoding glucose dehydrogenase on the chromosome, can be produced while producing L-ornithine, A transformant strain in which some parts of the NCgl0929 gene of the Corynebacterium glutamicum genome chromosome was deleted by transforming the genome recombinant vector pSJC3501 to induce homologous recombination was referred to as " Corynebacterium glutamicum SJ9518 ""And deposited with the National Institute of Agricultural Science and Technology, National Institute of Agricultural Science and Technology, on March 20, 2014, and received the accession number KACC91938P.

본 발명의 또 다른 일구현예는,In another embodiment of the present invention,

i) 탄소원 또는 질소원이 포함된 배양 배지에 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 접종하고 배양하여 배양물을 수득하는 단계; 및i) Inoculating and culturing the Corynebacterium glutamicum microorganism in a culture medium containing a carbon source or a nitrogen source to obtain a culture; And

ii) 상기 배양물로부터 L-오르니틴을 회수하는 단계를 포함하는, L-오르니틴 제조방법에 관한 것이다.ornithine, and ii) recovering L-ornithine from the culture.

본 발명에서 용어 "배양"은 미생물을 적당히 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 발명에서 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 배양하는 방법은 당업계에 널리 알려져 있는 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 배양은 배치 공정 또는 주입 배치 또는 반복 주입 배치 공정(fed batch or repeated fed batch process)에서 연속식으로 배양할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "cultivation" in the present invention means cultivation of microorganisms under moderately artificially controlled environmental conditions. The method for culturing the Corynebacterium glutamicum microorganism in the present invention can be carried out by a method well known in the art. Specifically, the culturing can be carried out continuously in a batch process or in an injection batch or a repeated batch batch process (but not limited thereto).

배양조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 염기성 화합물(예를 들어, 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 암모니아) 또는 산성 화합물(예를 들어, 인산 또는 황산)을 사용하여 적정 pH(pH 5 내지 9, 바람직하게는 pH 6 내지 8, 가장 바람직하게는 pH 6.8)를 조절할 수 있고, 산소 또는 산소-함유 가스 혼합물을 배양물에 도입시켜 호기성 조건을 유지할 수 있다. 또한, 배양온도는 20 내지 45℃, 바람직하게는 25 내지 40℃를 유지할 수 있고, 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있으며, 10 내지 160시간 동안 배양함이 바람직하다. 상기 배양에 의하여 생산된 오르니틴은 배양액으로 분비되거나 세포내에 잔류할 수 있다.The culture conditions include, but are not limited to, a basic compound (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia) or an acidic compound (for example, phosphoric acid or sulfuric acid) pH 6 to 8, most preferably pH 6.8), and oxygen or an oxygen-containing gas mixture can be introduced into the culture to maintain aerobic conditions. The culture temperature can be maintained at 20 to 45 캜, preferably 25 to 40 캜, and bubble formation can be suppressed by using a defoaming agent such as fatty acid polyglycol ester, and the culture is preferably performed for 10 to 160 hours . The ornithine produced by the above culture may be secreted into the culture medium or left in the cells.

배양에 사용되는 배지는 적절한 방식으로 특정 균주의 요건을 충족해야 한다. 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물에 대한 배양 배지는 공지되어 있다 (예를 들면, Manual of Methods for General Bacteriology. American Society for Bacteriology. Washington D.C., USA, 1981). 사용될 수 있는 당 원으로는 글루코스, 수크로즈, 락토즈, 프락토즈, 말토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산이 포함된다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄이 포함될 수 있다. 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염이 포함될 수 있다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있다.The medium used for the culture should meet the requirements of the particular strain in an appropriate manner. Culture media for Corynebacterium glutamicum microorganisms are known (see, for example, the Manual of Methods for General Bacteriology, American Society for Bacteriology, Washington, D.C., USA, 1981). Sugars which may be used include sugars and carbohydrates such as glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, starch and cellulose, oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, castor oil, coconut oil, Stearic acid, fatty acids such as linoleic acid, glycerol, alcohols such as ethanol, and organic acids such as acetic acid. These materials may be used individually or as a mixture. Examples of nitrogen sources that may be used include peptone, yeast extract, gravy, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate. The nitrogen source may also be used individually or as a mixture. The number of people that can be used may include potassium dihydrogenphosphate or dipotassium hydrogenphosphate or the corresponding sodium-containing salts. In addition, the culture medium may contain a metal salt such as magnesium sulfate or iron sulfate necessary for growth.

또한, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다. 또한, 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기된 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있다.In addition, essential growth materials such as amino acids and vitamins can be used in addition to the above materials. In addition, suitable precursors may be used in the culture medium. The above-mentioned raw materials can be added to the culture in a batch manner or in a continuous manner by an appropriate method.

아울러, 배양물로부터 L-오르니틴을 회수하는 단계는 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다.In addition, the step of recovering L-ornithine from the culture can be carried out by methods known in the art.

구체적으로, 공지된 L-오르니틴 회수 방법은 특별히 이에 제한되지 않으나, 원심분리, 여과, 추출, 분무, 건조, 증방, 침전, 결정화, 전기영동, 분별용해(예를 들면 암모늄 설페이트 침전), 크로마토그래피(예를 들면 이온 교환, 친화성, 소수성 및 크기배제) 등의 방법을 사용함이 바람직하다.Specifically, known L-ornithine recovery methods include, but are not limited to, centrifugation, filtration, extraction, spraying, drying, evaporation, precipitation, crystallization, electrophoresis, fractional dissolution (for example, ammonium sulfate precipitation) (For example, ion exchange, affinity, hydrophobicity and size exclusion).

본 발명의 일 실시예에서는, 대조군(숙주세포인 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260) 및 본 발명의 형질 전환체(코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518)를 각각 배양하고, 이로부터 생산되는 내재적 글루타메이트의 농도를 측정 및 비교한 결과, 본 발명에서 제공하는 형질 전환체의 내재적 글루타메이트의 농도는 대조군에 비하여, 약 71% 정도 증가함을 알 수 있었다(표 3). 또한, 상기 대조군 및 본 발명의 형질 전환체에서 생산된 L-오르니틴의 농도를 측정 및 비교한 결과, 본 발명에서 제공하는 형질 전환체에서 생산된 L-오르니틴의 농도는 대조군에 비하여, 약 68.8% 정도 증가함을 확인하였다(표 4).
In one embodiment of the present invention, the control (host cell Corynebacterium glutamicum SJ8260) and the transformant of the present invention (Corynebacterium glutamicum SJ9518) are cultured, and the intrinsic glutamate The concentration of the intrinsic glutamate of the transformant provided by the present invention was increased by about 71% as compared to the control (Table 3). As a result of measuring and comparing the concentrations of L-ornithine produced in the control and the transformant of the present invention, the concentration of L-ornithine produced in the transformant provided in the present invention was about (Table 4).

본 발명의 내재적 세포막 단백질의 활성이 감소된 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물은 세포내 글루타메이트의 농도가 증가되고, L-오르니틴 생산능이 향상되도록 변이된 것으로서, L-오르니틴 생합성 대사경로의 특이적 탄소흐름 증대에 의하여 L-오르니틴의 생산수율을 향상시킬 수 있으므로, L-오르니틴의 효율적이고 경제적인 생산에 널리 활용될 수 있다.
The Corynebacterium glutamicum microorganism having reduced intrinsic plasma membrane protein activity of the present invention is mutated to increase the intracellular glutamate concentration and to enhance the L-ornithine production ability. The specificity of the L-ornithine biosynthetic pathway Ornithine production can be improved by increasing the total carbon flow, so that it can be widely used for efficient and economical production of L-ornithine.

도 1은 코리네박테리움 글루타미쿰의 염색체 내에 존재하는 세포막 단백질을 코딩하는 유전자인 NCg10929를 변이시키기 위한 벡터 pSJC3501의 유전자 지도를 나타내는 개요도이다.1 is a schematic diagram showing a gene map of vector pSJC3501 for mutating NCg10929, a gene encoding a cell membrane protein existing in the chromosome of Corynebacterium glutamicum.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1.  One. 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰의Glutamicum 내재적 아미노산  Intrinsic amino acid 트랜스포터Transporter 단백질을 인코딩하는 폴리뉴클레오티드의 선별 Screening of polynucleotides encoding proteins

코리테박테리움 속 미생물의 대표적인 예인 코리네박테리움 글루타미쿰의 내재적 아미노산 트랜스포터의 일종인 L-오르니틴 임포터(importer) 단백질을 코딩하는 유전자를 선별하기 위하여, 일반이 접근 가능한 데이터베이스인 NCBI database(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)에서 Escherichia coli 유래의 아미노산 트랜스포터를 코딩하는 유전자인 ydgI의 아미노산 서열을 query sequence로 이용하여 BLAST(Basic Local Alignment Search Tool) 검색한 결과, 28%의 상동성을 나타내는 NCgl0929 유전자의 ORF 서열(서열번호 2)을 선별하였다. 상기 선별된 NCgl0929 유전자는 세포막 단백질로 추정되는 아미노산 서열(서열번호 1)을 코딩하는 유전자임을 확인하였다. 이에 이와 같이 새롭게 동정된 서열번호 2의 기능을 확인하기 위해 하기 실험을 수행하였다.
In order to select a gene encoding an L-ornithine importer protein, which is a type of endogenous amino acid transporter of Corynebacterium glutamicum, which is a representative example of a microorganism belonging to the genus Corothem bacteria, NCBI database (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) to Escherichia coli (Basic Local Alignment Search Tool) using the amino acid sequence of ydgI, which is a gene coding for the amino acid transporter derived from the mouse, as a query sequence. As a result, the ORF sequence (SEQ ID NO: 2) of NCgl0929 gene showing homology of 28% Respectively. The selected NCgl0929 gene was confirmed to be a gene encoding an amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) presumed to be a cell membrane protein. In order to confirm the function of SEQ ID NO: 2 thus newly identified, the following experiment was carried out.

실시예Example 2.  2. 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰의Glutamicum NCgl0929NCgl0929 유전자가 코딩하는 세포막 단백질의 기능 확인 Identification of gene-coding cell membrane proteins

2-1. L-오르니틴 2-1. L-ornithine 요구성을You need to 나타내는  representative 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰Glutamicum SJ9500SJ9500 균주의 제조 Production of strain

상기 실시예 1에서 확인한 코리네박테리움 글루타미쿰의 NCgl0929 유전자가 코딩하는 세포막 단백질이 L-오르니틴 임포터로서의 기능을 지니는지 여부를 조사하기 위하여, 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 균주(ATCC 13032)로부터 L-오르니틴 요구성 균주를 제조하고, L-오르니틴 요구성의 유전적 배경에서 NCgl0929 ORF의 염기서열이 부위 특이적으로 결실된 변이주(gene-disrupted mutant strain)를 제조하였다.In order to investigate whether the cell membrane protein encoded by NCgl0929 gene of Corynebacterium glutamicum identified in Example 1 had a function as L-ornithine importer, wild type Corynebacterium glutamicum strain (ATCC 13032 Ornithine, and a gene-disrupted mutant strain in which the nucleotide sequence of NCgl0929 ORF was deleted in the genetic background of L-ornithine requirement was prepared.

먼저, 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032의 게놈 DNA를 주형으로 한 argCF 프라이머 및 argDR 프라이머, NCg10929의 서열을 근거로 0929F1, 0929R1, 0929F2 및 0929F2 프라이머를 제작하였다(표 1).
First, 0929F1, 0929R1, 0929F2 and 0929F2 primers were prepared based on the sequence of an argCF primer and an argDR primer, NCg10929, which are based on genomic DNA of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 (Table 1).

서열번호SEQ ID NO: 프라이머 명칭Name of the primer 염기서열(5'-3')The base sequence (5'-3 ') 제한효소Restriction enzyme 33 argCFargCF gctctagaTCCAGTTCAGGAAGCACCgc tctaga TCCAGTTCAGGAAGCACC XbaIXbaI 44 argDRargDR gctctagaACTTTGGTCCCTCGAGTGgc tctaga ACTTTGGTCCCTCGAGTG XbaIXbaI 55 0929F10929F1 cccaagcttCATCGCCACCATGAATCGccc aagctt CATCGCCACCATGAATCG HindIIIHindIII 66 0929R10929R1 ggggtaccTTGGGCGATGACTGAACCgg ggtacc TTGGGCGATGACTGAACC KpnIKpnI 77 0929F20929F2 ggggtaccTTCCTCAACGAGACCACCgg ggtacc TTCCTCAACGAGACCACC KpnIKpnI 88 0929R20929R2 gctctagaTGGCAGTTGTAGGGAAGGgc tctaga TGGCAGTTGTAGGGAAGG XbaIXbaI

상기 표 1에서, 밑줄친 서열은 괄호 안에 나타낸 바와 같은 제한효소에 대한 제한위치를 나타내며, 대문자는 세균성 유전자의 서열을 의미한다. NCgl0929의 개방해독틀 DNA 서열의 Genbank accession number는 NC_003450이다.In Table 1, the underlined sequence indicates the restriction site for the restriction enzyme as shown in parentheses, and the upper case means the sequence of the bacterial gene. The open reading frame DNA sequence of NCgl0929 has the Genbank accession number NC_003450.

야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 균주(ATCC13032)로부터 오르니틴 요구성 균주를 제조하기 위하여 오르니틴 생합성 대사과정의 효소들을 인코딩하는 argCJBD 오페론의 인프레임(in-frame) 부위-특이적 유전자 결실(site specific gene disruption)을 지니는 변이주를 제조하였다. 이를 위하여 코리네박테리움 글루타미쿰 내에서 복제가 불가능한 pK18mobsacB를 사용하여 수행하였으며, argCJBD 오페론이 내부적으로 인프레임 결실된 폴리뉴클레오이드 단편을 지니는 pK18mobsacB 유도체, pSJC3509를 제작하였다. In-frame site-specific gene deletion of the argCJBD operon encoding the enzymes of ornithine biosynthetic pathway to produce the ornithine requiring strain from the wild-type Corynebacterium glutamicum strain (ATCC13032) specific gene disruption). For this, pK18mobsacB, which is not replicable in Corynebacterium glutamicum, was used, and a pK18mobsacB derivative pSJC3509 having an internally imprecipitated polynucleotide fragment of the argCJBD operon was constructed.

상기 pSJC3509는 4,838bp의 XbaI 말단을 포함하는 argCJBD 오페론 DNA 단편으로부터 3,447bp의 NcoI 절편의 내부적 유전자 소실을 포함하는 pK18mobsacB 유도체이며, 상기 XbaI 말단을 포함하는 argCJBD 오페론 뉴클레오타이드 단편은 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032 게놈 DNA를 주형으로 argCF 프라이머(서열번호 3)와 argDR 프라이머(서열번호 4) 쌍을 이용하여 PCR을 통해 증폭하였다.PSJC3509 is a pK18mobsacB derivative containing an internal gene deletion of 3,447 bp NcoI fragment from an argCJBD operon DNA fragment containing 4,838 bp of XbaI end, and the argCJBD operon nucleotide fragment containing the XbaI end is a Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 genomic DNA was amplified by PCR using a pair of argCF primer (SEQ ID NO: 3) and argDR primer (SEQ ID NO: 4) as a template.

PCR 반응물은 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC13032 게놈 DNA 2 ㎕(250 ng), 10pmole의 argCF 프라이머 및 와 argDR 프라이머를 각각 2 ㎕(10 pmole), taq DNA 중합효소(Bioeseang, Co., Inc) 20 ㎕(2 unit), 멸균 증류수 24 ㎕로 구성하였으며, 변성(95℃, 30초), 어닐링(55℃, 30초) 및 중합반응(68℃, 1분)을 25회 반복하는 조건을 사용하였다.PCR products were prepared by adding 2 μl (10 pmoles) of the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 genomic DNA (250 ng), 10 pmole of the argCF primer, and the argDR primer, respectively, to the taq DNA polymerase (Bioeseang, Co., (2 units) and sterilized distilled water (24 μl), and the conditions of denaturation (95 ° C., 30 seconds), annealing (55 ° C., 30 seconds) and polymerization (68 ° C., 1 minute) .

상기 재조합 벡터 pSJC3509를 코리네박테리움 글루타미쿰 야생형 균주 (ATCC 13032)에 전기천공법을 이용하여 형질전환 시키고(van der Rest et al. 1999), 상기 재조합 벡터가 싱글 크로스오버에 의해 염색체에 도입되도록 하였다. 그 후, 10%의 수크로오스에서 2차 재조합을 통해 염색체로부터 플라스미드의 절제(excision)를 유도하였다.The recombinant vector pSJC3509 was transformed into Corynebacterium glutamicum wild-type strain (ATCC 13032) by electroporation (van der Rest et al. 1999), and the recombinant vector was introduced into the chromosome by a single crossover Respectively. Thereafter, excision of the plasmid was induced from the chromosome through secondary recombination in 10% sucrose.

이후 유전자 특이적 프라이머(gene-specific primer)를 사용한 다이아그너스틱 PCR(diagnostic PCR)을 통해 argCJBD 유전자가 모두 결실된 것을 확인하고 SJ9500으로 명명하였으며, 최소배지에서 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9500 균주의 오르니틴 요구성을 확인하였다.
Thereafter, all of the argCJBD genes were confirmed to be deleted by diagnostic PCR using a gene-specific primer and named as SJ9500. In the minimal medium, the Corynebacterium glutamicum SJ9500 strain Of ornithine.

2-2. 2-2. 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰Glutamicum SJ9500SJ9500 균주에서의  In the strain NCg10929NCg10929 ORF( ORF ( openopen reading  reading frameframe )의 부위 특이적 서열이 결실된 변이주 제조 및 ) ≪ / RTI > and NCg10929NCg10929 코딩 단백질의 기능 확인 Identification of function of coding protein

상기 2-1에서 제조한 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9500 균주에서 NCgl0929 ORF의 염기서열이 부위 특이적으로 결실된 변이주를 제조하기 위하여, 코리네박테리움 글루타미쿰 내에서 복제가 불가능한 상기 pK18mobsacB 벡터를 사용하여 NCgl0929 ORF 염기서열의 일부가 인프레임으로 결실된 뉴클레오타이드 단편을 포함하는 pK18mobsacB 유도체, pSJC3501을 제작하였다.In order to prepare a mutant strain in which the nucleotide sequence of NCgl0929 ORF was specifically deleted in the Corynebacterium glutamicum SJ9500 strain prepared in the above 2-1, the pK18mobsacB vector which is not replicable in Corynebacterium glutamicum , A pK18mobsacB derivative, pSJC3501, containing a nucleotide fragment in which a part of the NCgl0929 ORF base sequence was deleted as an in-frame, was prepared.

상기 pSJC3501은 2,108bp에 해당하는 NCgl0929 ORF의 HindIII-XbaI 말단을 포함하는 pK18mobsacB 유도체이며, NCgl0929 ORF의 KpnI 절편의 내부적 유전자 염기서열의 소실을 포함한다. KpnI 절편의 내부적 유전자 염기서열의 소실을 포함하는 NCgl0929 ORF 단편은 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC13032 게놈 DNA를 주형으로 0929F1-0929R1 프라이머(서열번호 5 및 6)와 0929F2-0929R2 프라이머(서열번호 7 및 8) 쌍으로 교차 PCR을 수행하여 제조하였다. PSJC3501 is a pK18mobsacB derivative containing the HindIII-XbaI terminus of the NCgl0929 ORF corresponding to 2,108 bp and contains a deletion of the internal gene sequence of the KpnI fragment of the NCgl0929 ORF. The NCgl0929 ORF fragment containing the disappearance of the internal gene sequence of the KpnI fragment was amplified using the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 genomic DNA as a template with the 0929F1-0929R1 primer (SEQ ID NOS: 5 and 6) and the 0929F2-0929R2 primer 8) pairs.

이때, PCR 반응물은 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC13032의 게놈 DNA 2 ㎕(250 ng), 0929F1-0929R1 프라이머와 0929F2-0929R2 프라이머 각각 2 ㎕(10 pmole), taq DNA 중합효소(Bioeseang, Co., Inc) 20 ㎕(2 unit) 및 멸균 증류수 24 ㎕를 포함하고, 변성 (94℃ 1분), 어닐링 (58℃ 1분) 및 신장 (70℃ 1분)을 30번 반복하는 조건을 사용하여, 1,009 bp 및 1,099 bp의 폴리뉴클레오이드 단편을 각각 수득하고, 이들을 pK18mobsacB에 도입하여, HindIII-XbaI 말단을 포함하는 2,108bp에 해당하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터 pK18mob0929를 수득하였다 (도 1). 도 1은 유전체 재조합 벡터 pSJC3501의 개열지도를 나타내는 개략도이다.At this time, 2 μl (10 pmoles) of each of the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 (250 ng), 0929F1-0929R1 primer and 0929F2-0929R2 primer, respectively, and taq DNA polymerase (Bioeseang, Inc.) And 20 μl of sterile distilled water and incubating for 30 cycles of denaturation (94 ° C. for 1 min), annealing (58 ° C. for 1 min) and elongation (70 ° C. for 1 min) 1,009 bp and 1,099 bp, respectively, and these were introduced into pK18 mobsacB to obtain a vector pK18mob0929 containing the polynucleotide corresponding to 2,108 bp including the HindIII-XbaI end (Fig. 1). Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic diagram showing a cleavage map of a recombinant vector pSJC3501.

재조합 벡터 pSJC3501를 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9500 균주에 전기천공법을 이용하여 형질전환 시키고 상기 플라스미드는 싱글 크로스오버에 의해 염색체에 도입되도록 하였다. 그 후 10%의 수크로오스에서 2차 재조합을 통해 염색체로부터 플라스미드의 절제를 유도하였다. The recombinant vector pSJC3501 was transformed into Corynebacterium glutamicum SJ9500 strain by electroporation, and the plasmid was introduced into the chromosome by single crossover. Subsequently, plasmid resection was induced from the chromosome by secondary recombination in 10% sucrose.

이후, 유전자 특이적 프라이머(gene-specific primer)를 사용한 다이아그너스틱 PCR을 통해 NCgl0929 ORF의 부위 특이적 염기서열이 염색체로부터 결실된 것을 확인하고 SJ9504로 명명하였다. 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9504 균주는 최소배지에서는 세포의 생육이 불가하지만, 오르니틴이 포함된 최소배지에서는 세포의 생육이 회복되는 것을 확인하였다 (표 2). 이로부터 코리네박테리움 글루타미쿰의 NCgl0929 유전자가 코딩하는 세포막 단백질은 오르니틴 임포터의 기능을 지니지 않는 것을 알 수 있었다.
Then, it was confirmed that the site-specific base sequence of the NCgl0929 ORF was deleted from the chromosome through diabetic PCR using a gene-specific primer and named as SJ9504. The Corynebacterium glutamicum SJ9504 strain was found to be unable to grow cells in the minimal medium but recovered in the minimal medium containing ornithine (Table 2). From this, it was found that the cell membrane protein encoded by NCgl0929 gene of Corynebacterium glutamicum does not have the function of ornithine importer.

균주Strain 최소배지의 콜로니 형성 여부Colony formation of minimal media 오르니틴
존재시
Ornithine
When present
오르니틴
부재시
Ornithine
Absent
SJ9500SJ9500 ++ -- SJ9504SJ9504 ++ --

실시예Example 3.  3. 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰의Glutamicum 오르니틴  Ornithine 생산균주에서From production strains NCgl0929NCgl0929 염기서열의 부위-특이적 변이주의 제조 Production of site-specific mutants of the base sequence

본 발명의 유전체 재조합 모균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260 (ATCC13032, argF△, argR△, NCgl2053△, NCgl2582△, NCgl0281△)(KACC91800P)에서 NCgl0929 ORF의 염기서열이 부위 특이적으로 결실된 변이주를 제조하였다.The nucleotide sequence of the NCgl0929 ORF was deleted locally in Corynebacterium glutamicum SJ8260 (ATCC13032, argFΔ, argRΔ, NCgl2053Δ, NCgl2582Δ, NCgl0281Δ) (KACC91800P) which is the genome of the recombinant genome of the present invention Mutants were prepared.

부위-특이적 유전자 결실(site specific gene disruption)을 위하여 상기 실시예 2-2 에서 제조한 pK18mbsacB 유도체인 재조합 벡터, pSJC3501을 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260 균주에 전기천공법으로 도입하여 형질 전환시키고, 상기 재조합 벡터가 싱글 크로스오버에 의해 염색체에 도입되도록 하였다. 그 후 10%의 수크로오스에서 2차 재조합을 통해 염색체로부터 플라스미드의 절제를 유도하였다.For the site-specific gene disruption, the recombinant vector pSJC3501, which is the pK18mbsacB derivative prepared in Example 2-2, was transformed into Corynebacterium glutamicum SJ8260 strain by electroporation method , And the recombinant vector was introduced into the chromosome by a single crossover. Subsequently, plasmid resection was induced from the chromosome by secondary recombination in 10% sucrose.

유전자 특이적 프라이머를 사용한 다이아그너스틱 PCR을 통해 NCg10929 ORF의 부위 특이적 염기서열이 염색체로부터 결실된 것을 확인하고, SJ9518로 명명하였으며, 2014년 03월 20일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 기탁하여 수탁번호 KACC91938P를 부여받았다.
It was confirmed that the site-specific base sequence of NCg10929 ORF was deleted from the chromosome through diabe- nastic PCR using gene-specific primers and named as SJ9518 and deposited on March 20, 2014 at the National Institute of Agricultural Science And received grant number KACC91938P.

실시예Example 4.  4. NCg10929NCg10929 ORFORF 의 부위 특이적 염기서열이 결실된 Lt; RTI ID = 0.0 > 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰에서의 L-오르니틴 생산량 증가 확인 Confirmation of increased production of L-ornithine in glutamicum

상기 실시예 3에서 제조한 L-오르니틴 생산 균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518로부터 L-오르니틴 생산을 위해 하기와 같은 방법으로 배양하였다. 이때, 대조군으로 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260을 배양하여 사용하였다.Ornithine was produced from L-ornithine producing strain Corynebacterium glutamicum SJ9518 prepared in Example 3 by the following method. At this time, Corynebacterium glutamicum SJ8260 was cultured as a control.

종배지로 Recovery Glucose 배지(80g BHI, 20g 글루코오스, 60g 소르비톨/L)을 사용하여 24 시간 배양하였다. 생산배지는 MMY 배지[0.8g KH2PO4, 10g (NH4)2SO4, 1g MgSO47H2O, 1.2g Na2HPO4, 2mg MnSO4H2O, 2mg FeSO47H2O, 1mg ZnSO47H2O, 10g 효모 추출액, 및 60g 글루코스/L, pH 7.0]를 사용하였다.And cultured for 24 hours using Recovery Glucose medium (80 g BHI, 20 g glucose, 60 g sorbitol / L) as the seed medium. The production medium was MMY medium [0.8 g KH 2 PO 4 , 10 g (NH 4 ) 2 SO 4 , 1 g MgSO 4 7H 2 O, 1.2 g Na 2 HPO 4 , 2 mg MnSO 4 H 2 O, 2 mg FeSO 4 7H 2 O, 1 mg ZnSO 4 7H 2 O, 10 g yeast extract, and 60 g glucose / L, pH 7.0].

종배지를 함유하는 100㎖ 배플 플라스크에 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ8260(대조군)과 상기 제조된 변이주 SJ9518을 각각 접종하고 24시간 동안 진탕배양(200 rpm)하였다. 종배지에서 배양된 배양물을 수득하여 수득한 균체를 MMY 배지 10 ㎖가 담긴 100 ㎖ 배플 플라스크에서 600 nm에서 흡광도가 0.4 ~ 0.5 정도를 나타내도록 재현탁 하고, 배지 10 ㎖당 0.2 g의 멸균된 CaCO3를 첨가하였으며, 30?의 200rpm 회전식 교반기에서 배양하였다. Corynebacterium glutamicum SJ8260 (control group) and the mutant SJ9518 prepared above were each inoculated into a 100-ml baffle flask containing seed medium and shake cultured (200 rpm) for 24 hours. Cultures obtained from the seed culture were obtained and the obtained cells were resuspended at 100 nm in a 100 ml baffle flask containing 10 ml of MMY medium to exhibit an absorbance of 0.4-0.5 and 0.2 g of sterilized CaCO 3 was added and cultured in a 30 rpm rotary stirrer at 200 rpm.

상기 배양물로부터 각 균주의 생육도, 세포 조 추출물 및 배양 상층액의 글루타메이트의 농도 및 배양 상층액에서의 L-오르니틴의 농도를 측정하고 비교하였다.
From the above cultures, the growth of each strain, the concentration of glutamate in the cell culture extract and the culture supernatant, and the concentration of L-ornithine in the culture supernatant were measured and compared.

4-1. 4-1. 글루타메이트의Glutamate 농도 측정 Concentration measurement

상기 배양물로부터 600 nm에서 분광법으로 세포의 생육도를 측정하였고, 글루타메이트의 농도는 Glutamate Assay 키트를 사용한 발색 반응을 이용하여 측정하였다(Abcam Inc., MA, USA). 이 때, 실험 결과는 적어도 3개의 독립적인 배양에서 얻어진 결과를 기초로 한 평균값을 나타내며 모든 경우에 있어서 표준편차가 10 % 이하였다. 측정한 글루타메이트 농도는 하기 표 3에 나타내었다.
Cell viability was measured by spectrophotometry at 600 nm from the culture, and the concentration of glutamate was measured using a color reaction using a Glutamate Assay kit (Abcam Inc., MA, USA). At this time, the experimental results are based on the results obtained from at least three independent cultures, and the standard deviation in all cases was less than 10%. The measured glutamate concentrations are shown in Table 3 below.

균주Strain 글루타메이트 농도 (nmol)Glutamate concentration (nmol) 생육도 (OD600)Growth rate (OD 600 ) 세포내Intracellular 세포외Extracellular SJ8260SJ8260 2.792.79 7.847.84 47.647.6 SJ9518SJ9518 4.784.78 4.134.13 46.746.7

상기 표 3에서 보듯이, NCgl0929 ORF의 부위 특이적 염기서열이 염색체로부터 결실된 변이주 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518은 대조군 SJ8260과 비교했을 때, 세포내 글루타메이트의 농도는 약 71% 정도 증가하였으나 세포외 글루타메이트의 농도는 약 47% 감소하였음을 확인하였다. 또한, 변이주와 대조군은 생육도의 차이는 나타나지 않았다. 이와 같은 사실은 NCgl0929 ORF가 코딩하는 세포막 단백질이 오르니틴의 세포막 이동에 관여하기 보다는 글루타메이트의 배출에 관여하는 기능을 지니는 것을 뒷받침하는 것이다. As shown in Table 3, the mutant Corynebacterium glutamicum SJ9518 in which the site-specific base sequence of the NCgl0929 ORF was deleted from the chromosome was increased by about 71% in the intracellular glutamate compared to the control SJ8260, And the concentration of glutamate was decreased by about 47%. In addition, there was no difference in the degree of growth between the mutant strain and the control strain. This fact supports the fact that the cell membrane protein encoded by the NCgl0929 ORF has a function that is involved in the release of glutamate rather than involving cell membrane movement of ornithine.

상기 결과에 따라 본 발명의 형질 전환체인 SJ9518(NCgl0929 ORF의 부위 특이적 염기서열이 염색체로부터 결실된 변이주)에서 세포내 글루타메이트의 농도가 증가되었고, 오르니틴 생합성의 전구체인 세포내 글루타메이트 농도의 증가는 L-오르니틴의 생산량 증가를 유도할 수 있을 것으로 예상되므로, 본 발명의 형질 전환체가 실제로 L-오르니틴의 생산량의 증가를 나타내는지 여부를 확인하였다.
As a result, the intracellular glutamate concentration was increased in SJ9518 (mutant strain in which the site-specific base sequence of NCgl0929 ORF was deleted from the chromosome) of the present invention, and the increase of intracellular glutamate concentration, which is a precursor of ornithine biosynthesis, Ornithine, and thus it has been confirmed whether or not the transformant of the present invention actually shows an increase in the production amount of L-ornithine.

4-2. L-오르니틴의 농도 측정4-2. Determination of the concentration of L-ornithine

대조군(SJ8260)과 형질 전환체(SJ9518)를 각각 상기와 같은 방법으로 배양하고, 배양이 종료된 후, 각 균주의 L-오르니틴의 농도를 측정하고 비교하여 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 균주의 생육도는 600 nm에서 분광법으로 측정하고, L-오르니틴의 농도는 Agilent 1100 series HPLC 및 Zorbax Eclipse C18 column을 사용하여 측정하였다. L-오르니틴의 농도는 Agilent 1100 series HPLC 및 Zorbax Eclipse C18 column을 사용하여 정량하였다. 이 때, 실험 결과는 적어도 3개의 독립적인 배양에서 얻어진 결과를 기초로 한 평균값을 나타내며 모든 경우에 있어서 표준편차가 10 % 이하였다.
The control (SJ8260) and the transformant (SJ9518) were cultured in the same manner as described above, and the concentration of L-ornithine in each strain was measured and compared. At this time, the growth of the strain was measured by spectroscopy at 600 nm, and the concentration of L-ornithine was measured using Agilent 1100 series HPLC and Zorbax Eclipse C18 column. The concentration of L-ornithine was quantified using an Agilent 1100 series HPLC and a Zorbax Eclipse C18 column. At this time, the experimental results are based on the results obtained from at least three independent cultures, and the standard deviation in all cases was less than 10%.

균주Strain L-오르니틴 농도
(g L-1)
L-ornithine concentration
(g L -1 )
생육도 (OD600)Growth rate (OD 600 )
SJ8260SJ8260 14.114.1 47.647.6 SJ9518SJ9518 23.823.8 46.746.7

상기 표 4에서 나타난 바와 같이, L-오르니틴의 농도는 대조군(SJ8260)에 비하여, SJ9518의 경우 약 68.8% 정도 증가함을 확인하였다. 또한, 변이주와 대조군은 생육도의 차이는 나타나지 않았다. 이와 같은 사실은 코리네박테리움 글루타미쿰 NCgl0929 ORF의 부위 특이적 염기서열이 염색체로부터 결실된 변이주인 SJ9518에서 세포내 글루타메이트의 농도가 증가되었고, 오르니틴 생합성의 전구체인 세포내 글루타메이트 농도의 증가는 L-오르니틴의 생산량 증가를 유도하였음을 나타낸다.
As shown in Table 4, it was confirmed that the concentration of L-ornithine was increased by about 68.8% in the case of SJ9518 as compared with the control (SJ8260). In addition, there was no difference in the degree of growth between the mutant strain and the control strain. These results indicate that the intracellular glutamate concentration was increased in SJ9518, a mutant strain in which the site-specific base sequence of Corynebacterium glutamicum NCgl0929 ORF was deleted from the chromosome, and the increase in intracellular glutamate concentration, which is a precursor of ornithine biosynthesis, L-ornithine production.

상기와 같은 결과는 본 발명 서열번호 1의 세포막 단백질의 활성이 감소 또는 불활성화 된 코리네박테리움 속 균주는 세포내 글루타메이트 농도가 증가되고, 세포내 오르니틴 생합성의 전구체인 글루타메이트 농도의 증가는 L-오르니틴의 생산량을 증가시키는 것을 시사하는 것이다.
As a result, the intracellular glutamate concentration of the Corynebacterium sp. Strain in which the activity of the cell membrane protein of the present invention was decreased or inactivated was increased and the increase of the glutamate concentration, which is the precursor of intracellular ornithine biosynthesis, Suggesting an increase in the production of ornithine.

국립농업과학원 농업유전자원센터National Institute of Agricultural Science KACC91938PKACC91938P 2014032020140320

<110> SANGJI UNIVERSITY INDUSTRY ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION <120> Corynebacterium glutamicum having improved L-ornithine production and method for preparing L-ornithine using the same <130> KPA140341-KR <160> 8 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 501 <212> PRT <213> Corynebacterium glutamicum <220> <221> PEPTIDE <222> (1)..(501) <223> L-ornithine importer <400> 1 Met Asn Thr Gln Ser Asp Ser Ala Gly Ser Gln Gly Ala Ala Ala Thr 1 5 10 15 Ser Arg Thr Val Ser Ile Arg Thr Leu Ile Ala Leu Ile Ile Gly Ser 20 25 30 Thr Val Gly Ala Gly Ile Phe Ser Ile Pro Gln Asn Ile Gly Ser Val 35 40 45 Ala Gly Pro Gly Ala Met Leu Ile Gly Trp Leu Ile Ala Gly Val Gly 50 55 60 Met Leu Ser Val Ala Phe Val Phe His Val Leu Ala Arg Arg Lys Pro 65 70 75 80 His Leu Asp Ser Gly Val Tyr Ala Tyr Ala Arg Val Gly Leu Gly Asp 85 90 95 Tyr Val Gly Phe Ser Ser Ala Trp Gly Tyr Trp Leu Gly Ser Val Ile 100 105 110 Ala Gln Val Gly Tyr Ala Thr Leu Phe Phe Ser Thr Leu Gly His Tyr 115 120 125 Val Pro Leu Phe Ser Gln Asp His Pro Phe Val Ser Ala Leu Ala Val 130 135 140 Ser Ala Leu Thr Trp Leu Val Phe Gly Val Val Ser Arg Gly Ile Ser 145 150 155 160 Gln Ala Ala Phe Leu Thr Thr Val Thr Thr Val Ala Lys Ile Leu Pro 165 170 175 Leu Leu Cys Phe Ile Ile Leu Val Ala Phe Leu Gly Phe Ser Trp Glu 180 185 190 Lys Phe Thr Val Asp Leu Trp Ala Arg Asp Gly Gly Val Gly Ser Ile 195 200 205 Phe Asp Gln Val Arg Gly Ile Met Val Tyr Thr Val Trp Val Phe Ile 210 215 220 Gly Ile Glu Gly Ala Ser Val Tyr Ser Arg Gln Ala Arg Ser Arg Ser 225 230 235 240 Asp Val Ser Arg Ala Thr Val Ile Gly Phe Val Ala Val Leu Leu Leu 245 250 255 Leu Val Ser Ile Ser Ser Leu Ser Phe Gly Val Leu Thr Gln Gln Glu 260 265 270 Leu Ala Ala Leu Pro Asp Asn Ser Met Ala Ser Val Leu Glu Ala Val 275 280 285 Val Gly Pro Trp Gly Ala Ala Leu Ile Ser Leu Gly Leu Cys Leu Ser 290 295 300 Val Leu Gly Ala Tyr Val Ser Trp Gln Met Leu Cys Ala Glu Pro Leu 305 310 315 320 Ala Leu Met Ala Met Asp Gly Leu Ile Pro Ser Lys Ile Gly Ala Ile 325 330 335 Asn Ser Arg Gly Ala Ala Trp Met Ala Gln Leu Ile Ser Thr Ile Val 340 345 350 Ile Gln Ile Phe Ile Ile Ile Phe Phe Leu Asn Glu Thr Thr Tyr Val 355 360 365 Ser Met Val Gln Leu Ala Thr Asn Leu Tyr Leu Val Pro Tyr Leu Phe 370 375 380 Ser Ala Phe Tyr Leu Val Met Leu Ala Thr Arg Gly Lys Gly Ile Thr 385 390 395 400 His Pro His Ala Gly Thr Arg Phe Asp Asp Ser Gly Pro Glu Ile Ser 405 410 415 Arg Arg Glu Asn Arg Lys His Leu Ile Val Gly Leu Val Ala Thr Val 420 425 430 Tyr Ser Val Trp Leu Phe Tyr Ala Ala Glu Pro Gln Phe Val Leu Phe 435 440 445 Gly Ala Met Ala Met Leu Pro Gly Leu Ile Pro Tyr Val Trp Thr Arg 450 455 460 Ile Tyr Arg Gly Glu Gln Val Phe Asn Arg Phe Glu Ile Gly Val Val 465 470 475 480 Val Val Leu Val Val Ala Ala Ser Ala Gly Val Ile Gly Leu Val Asn 485 490 495 Gly Ser Leu Ser Leu 500 <210> 2 <211> 1506 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum <220> <221> gene <222> (1)..(1506) <223> NCg10929 ORF <400> 2 gtgaatactc aatcagattc tgcggggtct caaggtgcag cggccacaag tcgtactgta 60 tctattagaa ccctcatcgc gctgatcatc ggatcgaccg tcggcgcggg aattttctcc 120 atccctcaaa acatcggctc agtcgcaggt cccggcgcga tgctcatcgg ctggctgatc 180 gccggtgtgg gcatgttgtc cgtagcgttc gtgttccatg ttcttgcccg ccgtaaacct 240 cacctcgatt ctggcgtcta cgcatatgcg cgtgttggat tgggcgatta tgtaggtttc 300 tcctccgctt ggggttattg gctgggttca gtcatcgccc aagttggcta cgcaacgtta 360 tttttctcca cgttgggcca ctacgtaccg ctgttttccc aagatcatcc atttgtgtca 420 gcgttggcag ttagcgcttt gacctggctg gtgtttggag ttgtttcccg aggaattagc 480 caagctgctt tcttgacaac ggtcaccacc gtggccaaaa ttctgcctct gttgtgcttc 540 atcatccttg ttgcattctt gggctttagc tgggagaagt tcactgttga tttatgggcg 600 cgtgatggtg gcgtgggcag catttttgat caggtgcgcg gcatcatggt gtacaccgtg 660 tgggtgttca tcggtatcga aggtgcatcg gtatattccc gccaggcacg ctcacgcagt 720 gatgtcagcc gagctaccgt gattggtttt gtggctgttc tccttttgct ggtgtcgatt 780 tcttcgctga gcttcggtgt actgacccaa caagagctcg ctgcgttacc agataattcc 840 atggcgtcgg tgctcgaagc tgttgttggt ccatggggtg ccgcattgat ttcgttgggt 900 ctgtgtcttt cggttcttgg ggcctatgtg tcctggcaga tgctctgcgc agaaccactg 960 gcgttgatgg caatggatgg cctcattcca agcaaaatcg gggccatcaa cagccgcggt 1020 gctgcctgga tggctcagct gatctccacc atcgtgattc agattttcat catcattttc 1080 ttcctcaacg agaccaccta cgtctccatg gtgcaattgg ctaccaacct atacttggtg 1140 ccttacctgt tctctgcctt ttatctggtc atgctggcaa cacgtggaaa aggaatcacc 1200 cacccacatg ccggcacacg ttttgatgat tccggtccag agatatcccg ccgagaaaac 1260 cgcaaacacc tcatcgtcgg tttagtagca acggtgtatt cagtgtggct gttttacgct 1320 gcagaaccgc agtttgtcct cttcggagcc atggcgatgc ttcccggctt aatcccctat 1380 gtgtggacaa ggatttatcg tggcgaacag gtgtttaacc gctttgaaat cggcgtggtt 1440 gttgtcctgg tcgttgctgc cagcgcgggc gttattggtt tggtcaacgg atcactatcg 1500 ctttaa 1506 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> argCF primer <400> 3 gctctagatc cagttcagga agcacc 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> argDR primer <400> 4 gctctagaac tttggtccct cgagtg 26 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929F1 primer <400> 5 cccaagcttc atcgccacca tgaatcg 27 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929R1 primer <400> 6 ggggtacctt gggcgatgac tgaacc 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929F2 primer <400> 7 ggggtacctt cctcaacgag accacc 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929R2 primer <400> 8 gctctagatg gcagttgtag ggaagg 26 <110> SANGJI UNIVERSITY INDUSTRY ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION <120> Corynebacterium glutamicum having improved L-ornithine production          and method for preparing L-ornithine using the same <130> KPA140341-KR <160> 8 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 501 <212> PRT <213> Corynebacterium glutamicum <220> <221> PEPTIDE &Lt; 222 > (1) <223> L-ornithine importer <400> 1 Met Asn Thr Gln Ser Asp Ser Ala Gly Ser Gln Gly Ala Ala Ala Thr   1 5 10 15 Ser Arg Thr Val Ser Ile Arg Thr Leu Ile Ala Leu Ile Ile Gly Ser              20 25 30 Thr Val Gly Ala Gly Ile Phe Ser Ile Pro Gln Asn Ile Gly Ser Val          35 40 45 Ala Gly Pro Gly Ala Met Leu Ile Gly Trp Leu Ile Ala Gly Val Gly      50 55 60 Met Leu Ser Val Ala Phe Val Phe His Val Leu Ala Arg Arg Lys Pro  65 70 75 80 His Leu Asp Ser Gly Val Tyr Ala Tyr Ala Arg Val Gly Leu Gly Asp                  85 90 95 Tyr Val Gly Phe Ser Ser Ala Trp Gly Tyr Trp Leu Gly Ser Val Ile             100 105 110 Ala Gln Val Gly Tyr Ala Thr Leu Phe Phe Ser Thr Leu Gly His Tyr         115 120 125 Val Pro Leu Phe Ser Gln Asp His Pro Phe Val Ser Ala Leu Ala Val     130 135 140 Ser Ala Leu Thr Trp Leu Val Phe Gly Val Val Ser Arg Gly Ile Ser 145 150 155 160 Gln Ala Phe Leu Thr Thr Val Thr Thr Val Ala Lys Ile Leu Pro                 165 170 175 Leu Leu Cys Phe Ile Leu Val Ala Phe Leu Gly Phe Ser Trp Glu             180 185 190 Lys Phe Thr Val Asp Leu Trp Ala Arg Asp Gly Gly Val Gly Ser Ile         195 200 205 Phe Asp Gln Val Arg Gly Ile Met Val Tyr Thr Val Trp Val Phe Ile     210 215 220 Gly Ile Glu Gly Ala Ser Val Tyr Ser Arg Gln Ala Arg Ser Ser Ser 225 230 235 240 Asp Val Ser Arg Ala Thr Val Ile Gly Phe Val Ala Val Leu Leu Leu                 245 250 255 Leu Val Ser Ile Ser Ser Leu Ser Phe Gly Val Leu Thr Gln Gln Glu             260 265 270 Leu Ala Ala Leu Pro Asp Asn Ser Ala Ser Val Leu Glu Ala Val         275 280 285 Val Gly Pro Trp Gly Ala Leu Ile Ser Leu Gly Leu Cys Leu Ser     290 295 300 Val Leu Gly Ala Tyr Val Ser Trp Gln Met Leu Cys Ala Glu Pro Leu 305 310 315 320 Ala Leu Met Ala Met Asp Gly Leu Ile Pro Ser Lys Ile Gly Ala Ile                 325 330 335 Asn Ser Arg Gly Ala Ala Trp Met Ala Gln Leu Ile Ser Thr Ile Val             340 345 350 Ile Gln Ile Phe Ile Ile Phe Phe Leu Asn Glu Thr Thr Tyr Val         355 360 365 Ser Met Val Gln Leu Ala Thr Asn Leu Tyr Leu Val Pro Tyr Leu Phe     370 375 380 Ser Ala Phe Tyr Leu Val Met Leu Ala Thr Arg Gly Lys Gly Ile Thr 385 390 395 400 His Pro His Ala Gly Thr Arg Phe Asp Asp Ser Gly Pro Glu Ile Ser                 405 410 415 Arg Arg Glu Asn Arg Lys His Leu Ile Val Gly Leu Val Ala Thr Val             420 425 430 Tyr Ser Val Trp Leu Phe Tyr Ala Ala Glu Pro Gln Phe Val Leu Phe         435 440 445 Gly Ala Met Ala Met Leu Pro Gly Leu Ile Pro Tyr Val Trp Thr Arg     450 455 460 Ile Tyr Arg Gly Glu Gln Val Phe Asn Arg Phe Glu Ile Gly Val Val 465 470 475 480 Val Val Leu Val Val Ala Ala Ser Ala Gly Val Ile Gly Leu Val Asn                 485 490 495 Gly Ser Leu Ser Leu             500 <210> 2 <211> 1506 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum <220> <221> gene &Lt; 222 > (1) .. (1506) <223> NCg10929 ORF <400> 2 gtgaatactc aatcagattc tgcggggtct caaggtgcag cggccacaag tcgtactgta 60 tctattagaa ccctcatcgc gctgatcatc ggatcgaccg tcggcgcggg aattttctcc 120 atccctcaaa acatcggctc agtcgcaggt cccggcgcga tgctcatcgg ctggctgatc 180 gccggtgtgg gcatgttgtc cgtagcgttc gtgttccatg ttcttgcccg ccgtaaacct 240 cacctcgatt ctggcgtcta cgcatatgcg cgtgttggat tgggcgatta tgtaggtttc 300 tcctccgctt ggggttattg gctgggttca gtcatcgccc aagttggcta cgcaacgtta 360 tttttctcca cgttgggcca ctacgtaccg ctgttttccc aagatcatcc atttgtgtca 420 gcgttggcag ttagcgcttt gacctggctg gtgtttggag ttgtttcccg aggaattagc 480 caagctgctt tcttgacaac ggtcaccacc gtggccaaaa ttctgcctct gttgtgcttc 540 atcatccttg ttgcattctt gggctttagc tgggagaagt tcactgttga tttatgggcg 600 cgtgatggtg gcgtgggcag catttttgat caggtgcgcg gcatcatggt gtacaccgtg 660 tgggtgttca tcggtatcga aggtgcatcg gtatattccc gccaggcacg ctcacgcagt 720 gatgtcagcc gagctaccgt gattggtttt gtggctgttc tccttttgct ggtgtcgatt 780 tcttcgctga gcttcggtgt actgacccaa caagagctcg ctgcgttacc agataattcc 840 atggcgtcgg tgctcgaagc tgttgttggt ccatggggtg ccgcattgat ttcgttgggt 900 ctgtgtcttt cggttcttgg ggcctatgtg tcctggcaga tgctctgcgc agaaccactg 960 gcgttgatgg caatggatgg cctcattcca agcaaaatcg gggccatcaa cagccgcggt 1020 gctgcctgga tggctcagct gatctccacc atcgtgattc agattttcat catcattttc 1080 ttcctcaacg agaccaccta cgtctccatg gtgcaattgg ctaccaacct atacttggtg 1140 ccttacctgt tctctgcctt ttatctggtc atgctggcaa cacgtggaaa aggaatcacc 1200 ccccacatg ccggcacacg ttttgatgat tccggtccag agatatcccg ccgagaaaac 1260 cgcaaacacc tcatcgtcgg tttagtagca acggtgtatt cagtgtggct gttttacgct 1320 gcagaaccgc agtttgtcct cttcggagcc atggcgatgc ttcccggctt aatcccctat 1380 gtgtggacaa ggatttatcg tggcgaacag gtgtttaacc gctttgaaat cggcgtggtt 1440 gttgtcctgg tcgttgctgc cagcgcgggc gttattggtt tggtcaacgg atcactatcg 1500 ctttaa 1506 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ArgCF primer <400> 3 gctctagatc cagttcagga agcacc 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> argDR primer <400> 4 gctctagaac tttggtccct cgagtg 26 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929F1 primer <400> 5 cccaagcttc atcgccacca tgaatcg 27 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929R1 primer <400> 6 ggggtacctt gggcgatgac tgaacc 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929F2 primer <400> 7 ggggtacctt cctcaacgag accacc 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 0929R2 primer <400> 8 gctctagatg gcagttgtag ggaagg 26

Claims (9)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 내재적 세포막 단백질의 활성이 감소 또는 불활성화된 것을 특징으로 하는, L-오르니틴 생산능이 향상된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 미생물.
A Corynebacterium glutamicum microorganism improved in the ability to produce L-ornithine, wherein the activity of an endogenous plasma membrane protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is reduced or inactivated.
제1항에 있어서, 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 2의 핵산서열로 이루어진 NCgl0929 유전자인 것인, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물.
2. The Corynebacterium glutamicum microorganism according to claim 1, wherein the gene encoding the cell membrane protein is the NCgl0929 gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
제1항에 있어서, 상기 활성의 감소 또는 불활성화는 서열번호 2의 핵산서열로 이루어진 NCgl0929 유전자의 부위 특이적 결실을 통해 이루어진 것인, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물.
2. The Corynebacterium glutamicum microorganism according to claim 1, wherein the reduction or inactivation of the activity is achieved through site-specific deletion of the NCgl0929 gene consisting of the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 2.
제1항에 있어서, 상기 활성의 감소 또는 불활성화는 상기 세포막 단백질을 코딩하는 유전자 내로 하나 이상의 염기쌍의 삽입에 의한 삽입 돌연변이, 상기 유전자 내의 하나 이상의 염기쌍의 결실을 갖는 결실 돌연변이 및 상기 유전자 내의 넌센스 코돈 또는 상이한 코돈을 도입시키는 염기쌍의 전이(transition) 또는 전환(transversion) 돌연변이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 돌연변이 방법에 의하여 유발되는 것인, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물.
2. The method of claim 1, wherein the decrease or inactivation of the activity is caused by an insertion mutation by insertion of one or more base pairs into a gene encoding the cell membrane protein, a deletion mutation having deletion of one or more base pairs in the gene, Or a transition of a base pair that introduces a different codon or a transversion mutation. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; [0031] &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물은 글루코스 디하이드로게나제(GDH)를 코딩하는 유전자의 일부 또는 전부가 추가로 결실된 것인, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물.
The microorganism of Claim 1, wherein the Corynebacterium glutamicum microorganism is further deficient in part or all of the gene encoding glucose dehydrogenase (GDH).
제1항에 있어서, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물은 수탁번호 KACC91938P로 기탁된 코리네박테리움 글루타미쿰 SJ9518인, 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물.
The corynebacterium glutamicum microorganism according to claim 1, wherein said Corynebacterium glutamicum microorganism is Corynebacterium glutamicum SJ9518 deposited under accession number KACC91938P.
i) 세포막 단백질을 코딩하는 서열번호 2의 NCgl0929 유전자의 일부 서열이 변이된 폴리뉴클레오티드 단편을 수득하는 단계;
ii) L-오르니틴을 생산할 수 있는 숙주세포에 도입될 수 있고 염색체상에서 상동재조합을 수행할 수 있는 벡터에 상기 수득한 폴리뉴클레오티드 단편을 도입하여 재조합 벡터를 수득하는 단계;
ⅲ) 상기 수득한 재조합 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질 전환체를 수득하는 단계; 및
iv) 상기 형질 전환체 중에서 세포막 단백질의 활성을 감소 또는 불활성화된 균주를 선발하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물 제조방법.
i) obtaining a polynucleotide fragment in which a partial sequence of the NCgl0929 gene of SEQ ID NO: 2 encoding a cell membrane protein has been mutated;
ii) introducing the obtained polynucleotide fragment into a vector capable of being introduced into a host cell capable of producing L-ornithine and performing homologous recombination on the chromosome, to obtain a recombinant vector;
Iii) introducing the obtained recombinant vector into a host cell to obtain a transformant; And
The method of any one of claims 1 to 6, comprising the step of iv) selecting a strain that has decreased or inactivated the activity of the plasma membrane protein in the transformant.
i) 탄소원 또는 질소원이 포함된 배양 배지에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 코리네박테리움 글루타미쿰 미생물을 접종하고 배양하여 배양물을 수득하는 단계; 및
ii) 상기 배양물로부터 L-오르니틴을 회수하는 단계를 포함하는, L-오르니틴 제조방법.
i) inoculating and culturing the Corynebacterium glutamicum microorganism of any one of claims 1 to 6 in a culture medium containing a carbon source or a nitrogen source to obtain a culture; And
ii) recovering L-ornithine from the culture.
제8항에 있어서,
상기 L-오르니틴의 회수는 원심분리, 여과, 추출, 분무, 건조, 증발, 침전, 결정화, 전기영동, 분별용해, 크로마토그래피 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법에 의해 수행되는 것인 방법.
9. The method of claim 8,
Ornithine is carried out by a method selected from the group consisting of centrifugation, filtration, extraction, spraying, drying, evaporation, precipitation, crystallization, electrophoresis, fractional dissolution, chromatography, Way.
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