KR101694811B1 - Mutant Strain with improved Amino acid production by inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 불활성화 말산 효소(malic enzyme) 또는 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시킴으로써 야생형 또는 활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주보다 생육이 저하되지 않으면서 알기닌 또는 글루타민 생산능 및 대당수율이 향상된 변이 균주를 제조하여 알기닌 또는 글루타민을 생산할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 변이 균주를 이용하여 알기닌 또는 글루타민의 생산량 및 대당수율의 향상이 가능한바, 알기닌 또는 글루타민이 원료로 사용되는 경우에 있어 원가 절감의 이점이 있다.The present invention relates to a mutant strain of arginine or glutamine production including a malic enzyme or a lactate dehydrogenase, and a method for producing the same. According to the present invention, by inactivating a malic acid enzyme or a lactate dehydrogenase, it is possible to provide a mutant having an improved arginine or glutamine production ability and yield per unit without lowering the growth of an arginine or glutamine producing ability strain including a wild type or an activated malic acid enzyme or a lactate dehydrogenase A strain can be produced to produce arginine or glutamine. In addition, since the mutant strains of the present invention can be used to improve the yield and yield per unit of arginine or glutamine, there is an advantage in cost reduction when arginine or glutamine is used as a raw material.
Description
본 발명은 말산 효소(malic enzyme) 또는 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 불활성화 시킴으로써 아미노산 생산능이 향상된 변이 균주에 관한 것이다.The present invention relates to a mutant strain having improved amino acid production ability by inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase.
L-알기닌은 의약품, 식품, 기타 동물 사료 등에 널리 이용되는 천연 아미노산의 일종으로 의약용으로는 간기능 촉진제, 뇌기능 촉진제, 남성 불임 치료제, 종합 아미노산 제제 등에 사용되고 있으며, 식품 용도로는 생선묵 첨가제, 건강음료 첨가용, 고혈압 환자의 식염 대체용으로 최근 각광을 받고 있는 물질이다. L-Arginine is a kind of natural amino acid that is widely used in medicines, foods, and other animal feeds. For medicine, it is used as a liver function stimulator, brain function stimulator, male infertility treatment, and comprehensive amino acid preparation. It is a substance that has recently been in the spotlight for adding health drinks and as a substitute for salt in hypertensive patients.
L-글루타민은 L-글루타민산 계열 아미노산의 일종으로, 최근 들어 세포재생 능력에 효과가 있는 것으로 확인되면서 화장품 원료로 수요가 늘고 있으며 노화방지에 대한 연구도 계속되고 있다. 그밖에도 L-글루타민은 영양제, 소화기 궤양 치료제, 알콜중독 치료제 및 뇌기능 향상제 등 의약용으로 꾸준히 이용되어 오고 있다. 한편, L-글루타민은 원래 필수아미노산이 아닌 것으로 분류되어 왔으나, 근래에 들어 필수아미노산의 기능성을 갖게 되는 컨디셔날 필수아미노산(Conditional Essential Amino acid)으로 확인되어 그 중요성이 한층 강조되고 있는 실정이다. L-glutamine is a type of L-glutamic acid-based amino acid, and as it has been confirmed to be effective in cell regeneration in recent years, demand is increasing as a cosmetic ingredient, and research on anti-aging is continuing. In addition, L-glutamine has been steadily used in medicine, such as nutritional supplements, gastrointestinal ulcer treatment, alcoholism treatment, and brain function improvement agents. On the other hand, L-glutamine was originally classified as not an essential amino acid, but in recent years it has been identified as a Conditional Essential Amino acid that has the functionality of an essential amino acid, and its importance is being further emphasized.
아미노산 생산 균주를 개발하기 위한 방법은 종래 기술로부터 여러 가지가 있었다. 가장 일반적인 아미노산 생산 균주 개발법으로는 돌연변이법을 이용한 중간대사산물 또는 최종산물에 대한 내성주 선별법, 염색체 변이를 통한 목적 산물 생산 조절 유전자의 활성, 결실 또는 강화 등이 있다. 즉, 돌연변이법 이용으로는 아미노산의 유사 구조체에 대한 내성을 가지는 변이주를 선별하는 방법이 적용될 수 있다. 또한 목적산물 이외의 분지점에 해당하는 생합성 경로의 활성을 감소시키거나 차단하는 방법, 또는 목적산물로의 생합성 경로를 강화하는 방법 등 생합성 경로를 조절하는 효소를 활성, 결실 또는 강화하는 방법이 있다. 하지만 이러한 경우 원치 않는 돌연변이가 생겨 생육 저하 및 피드백 억제(feedback inhibition)로 목적 산물 생산이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. Methods for developing amino acid-producing strains have been various from the prior art. The most common amino acid production strain development methods include selection of resistant strains for intermediate metabolites or final products using a mutation method, and activation, deletion or enhancement of genes that regulate the production of target products through chromosomal mutation. That is, a method of selecting a mutant strain having resistance to an amino acid-like structure can be applied by using the mutation method. In addition, there are methods of reducing or blocking the activity of biosynthetic pathways corresponding to branch points other than the target product, or enhancing the biosynthetic pathway to the target product. . However, in this case, unwanted mutations may occur, resulting in a problem in which production of the target product is reduced due to growth reduction and feedback inhibition.
본 발명에서 결실을 시킨 malE 유전자는 말산(malate)을 피루브산(pyruvate)으로 전환시키는 데 관여하는 효소인 말산 효소(malic enzyme)를 코딩하는 유전자이고, ldhA 유전자는 피루브산을 젖산(lactate)으로 전환시키는 데 관여하는 효소인 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자이다. 본 발명자들은 상기 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화시킴으로써 피루브산에서 TCA 고리 방향으로의 탄소 흐름을 증가시켜 최종적으로 알기닌 또는 글루타민 생산성을 증대시키고자 하였다(도 1 참조). The malE gene deleted in the present invention is a gene encoding malic enzyme, an enzyme involved in converting malate to pyruvate, and ldhA gene converts pyruvate to lactate. It is a gene that codes for lactate dehydrogenase, an enzyme involved in the process. The present inventors tried to increase the carbon flow in the direction of the TCA ring from pyruvate by inactivating the malic enzyme or lactate dehydrogenase, thereby finally increasing the productivity of arginine or glutamine (see FIG. 1).
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허 문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Throughout this specification, a number of papers and patent documents are referenced and citations are indicated. The disclosure contents of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference as a whole, and the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly described.
본 발명자들은 알기닌 또는 글루타민의 생산성을 높이기 위한 방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 유전자 재조합 기술을 이용하여 말산 효소(malic enzyme) 또는 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 불활성화시키는 경우 알기닌 또는 글루타민의 생산성 및 대당수율을 증가시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors have made intensive research efforts to develop a method for increasing the productivity of arginine or glutamine. As a result, when the malic enzyme or lactate dehydrogenase is inactivated using genetic recombination technology, the present invention was completed by confirming that the productivity and sugar yield of arginine or glutamine can be increased.
따라서 본 발명의 목적은 불활성화 말산 효소 또는 불활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an arginine or glutamine-producing mutant strain comprising inactivated malic enzyme or inactivated lactic acid dehydrogenase.
본 발명의 또 다른 목적은 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시키는 단계를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an arginine or glutamine-producing mutant strain comprising the step of inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 변이 균주를 배양하는 단계를 포함하는 알기닌 또는 글루타민을 생산하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing arginine or glutamine comprising the step of culturing the mutant strain of the present invention.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent by the following detailed description, claims and drawings.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 불활성화 말산 효소(malic enzyme) 또는 불활성화 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides an arginine or glutamine-producing mutant strain comprising inactivated malic enzyme or inactivated lactate dehydrogenase.
본 발명자들은 알기닌 또는 글루타민의 생산성을 높이기 위한 방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 유전자 재조합 기술을 이용하여 말산 효소(malic enzyme) 또는 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 불활성화시키는 경우 알기닌 또는 글루타민의 생산성 및 대당수율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.The present inventors have made intensive research efforts to develop a method for increasing the productivity of arginine or glutamine. As a result, it was confirmed that when the malic enzyme or lactate dehydrogenase is inactivated using gene recombination technology, the productivity and the yield of arginine or glutamine can be increased.
본 발명에서 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주를 표현하면서 사용하는 용어 “불활성화”는 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드를 치환, 삽입, 결실 또는 이들의 조합에 의하여 단백질의 발현을 억제시키는 것을 의미한다.In the present invention, the term “inactivation” used while expressing an arginine or glutamine-producing mutant strain refers to suppressing the expression of a protein by substitution, insertion, deletion, or a combination of nucleotides encoding genes.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 말산 효소의 불활성화는 malE 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 치환, 삽입, 결실 또는 이들의 조합에 의한 불활성화이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 말산 효소의 불활성화는 malE 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 완전 또는 부분 결실에 의한 불활성화이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 말산 효소의 불활성화는 malE 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 부분 결실에 의한 불활성화이다.According to one embodiment of the present invention, the inactivation of the malic enzyme of the present invention is inactivation by substitution, insertion, deletion, or a combination of the nucleotide sequence encoding the malE gene. According to another embodiment of the present invention, the inactivation of the malic enzyme of the present invention is inactivation by complete or partial deletion of the nucleotide sequence encoding the malE gene. According to a specific embodiment of the present invention, the inactivation of the malic enzyme of the present invention is inactivation by partial deletion of the nucleotide sequence encoding the malE gene.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 젖산 탈수소효소의 불활성화는 ldhA 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 치환, 삽입, 결실 또는 이들의 조합에 의한 불활성화이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 젖산 탈수소효소의 불활성화는 ldhA 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 완전 또는 부분 결실에 의한 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)의 불활성화이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 젖산 탈수소효소의 불활성화는 ldhA 유전자를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 부분 결실에 의한 젖산 탈수소효소의 불활성화이다.According to an embodiment of the present invention, the inactivation of the lactate dehydrogenase of the present invention is ldhA It is inactivation by substitution, insertion, deletion, or a combination of the nucleotide sequence encoding the gene. According to another embodiment of the present invention, the inactivation of the lactate dehydrogenase of the present invention is the inactivation of lactate dehydrogenase by complete or partial deletion of the nucleotide sequence encoding the ldhA gene. According to a specific embodiment of the present invention, the inactivation of the lactate dehydrogenase of the present invention is ldhA It is the inactivation of lactate dehydrogenase by partial deletion of the nucleotide sequence encoding the gene.
본 발명의 변이 균주는 야생형(wild type) 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주를 모균주로 하여 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시킨 균주이며, 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 발현하거나 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소의 효소 활성을 포함하고 있는 균주라면 모균주로 제한 없이 이용이 가능하다.The mutant strain of the present invention is a strain in which malic enzyme or lactate dehydrogenase is inactivated by using an arginine or glutamine-producing strain containing wild type or activated malic enzyme as a parent strain, and expressing malic enzyme or lactate dehydrogenase. Or, any strain containing the enzymatic activity of malic enzyme or lactate dehydrogenase can be used without limitation as a parent strain.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 알기닌 생산능 변이 균주는 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 또는 브레비박테리움(Brevibacterium) 속이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 알기닌 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 코리네박테리움 아세토글루타미쿰(Corynebacterium acetoglutamicum), 코리네박테리움 아세토아시도필럼(Corynebacterium acetoacidophilum), 코리네박테리움 써모아미노제네스(Corynebacterium thermoaminogenaes), 브레비박테리움 플라붐(Brevibacterium flavum), 브레비박테리움 락토퍼멘툼(Brevibacterium lactofermentum), 브레비박테리움 디바리카툼(Brevibacterium divaricatum)이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 알기닌 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 글루타미쿰이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) KCTC 10423BP이다.According to one embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain of the present invention is the genus Corynebacterium or the genus Brevibacterium. According to another embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium glutamicum , Corynebacterium acetoglutamicum acetoglutamicum ), Corynebacterium acetoacedophilum ( Corynebacterium acetoacidophilum ), Corynebacterium thermoaminogenes ( Corynebacterium thermoaminogenaes ), Brevibacterium flavum (Brevibacterium flavum ), Brevibacterium lactofermentum ( Brevibacterium lactofermentum ), Brevibacterium divaricatum . According to a specific embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium glutamicum. According to another embodiment of the present invention, the Corynebacterium glutamicum is Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) KCTC 10423BP.
본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 알기닌 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 아세토글루타미쿰 ATCC15806, 코리네박테리움 아세토아시도필럼 ATCC13870, 코리네박테리움 써모아미노제네스FERM BP-1539, 브레비박테리움 플라붐 ATCC14067, 브레비박테리움 락토퍼멘툼 ATCC13869, 브레비박테리움 디바리카툼 ATCC14020이다. According to a specific embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806, Corynebacterium acetoacedophilum ATCC13870, Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539, Brevibacterium flavum ATCC14067, Brevibacterium lactofermentum ATCC13869, Brevibacterium divaricatum ATCC14020.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움(Corynebacterium) 속, 브레비박테리움(Brevibacterium) 속, 마이크로코커스(Micrococcus) 속, 마이크로박테리움(Microbacterium) 속, 바실러스 속, 스트렙토마이세스 속, 페닐실리움 속, 슈도모나스(Pseudomonas) 속, 아쓰로박터(Arthrobacter) 속, 세라티아(Serratia) 속, 캔디다(Candida) 속, 에어로박터 에어로겐스(Aerobacter aerogenes), 클렙시엘라(Klebsiella) 속, 에르위니아(Erwinia) 속 및 판토에아(Pantoea) 속으로 이루어진 군으로부터 선택된 균주이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 속, 브레비박테리움 속 또는 마이크로박테리움 속이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 아세토액시도필럼(Corynebacterium acetoacidophilum ), 코리네박테리움 아세토글루타미쿰(Corynebacterium acetoglutamicum ), 코리네박테리움 알카노리티쿰(Corynebacterium alkanolyticum ), 코리네박테리움 칼루내(Corynebacterium callunae ), 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum ), 코리네박테리움 릴리움(Corynebacterium lilium), 코리네박테리움 멜라쎄콜라(Corynebacterium melassecola ), 코리네박테리움 써모아미노게네스(Corynebacterium thermoaminogenes ), 코리네박테리움 에피시엔스(Corynebacterium efficiens), 코리네박테리움 헤르쿨리스(Corynebacterium herculis ), 브레비박테리움 디바리카툼(Brevibacterium divaricatum ), 브레비박테리움 플라붐(Brevibacterium flavum), 브레비박테리움 임마리오필럼(Brevibacterium immariophilum ), 브레비박테리움 락토퍼멘툼(Brevibacterium lactofermentum), 브레비박테리움 로세움(Brevibacterium roseum ), 브레비박테리움 사카로리티쿰(Brevibacterium saccharolyticum ), 브레비박테리움 티오게니탈리스(Brevibacterium thiogenitalis), 브레비박테리움 암모니아게네스(Brevibacterium ammoniagenes ), 브레비박테리움 알붐(Brevibacterium album ), 브레비박테리움 세리눔(Brevibacterium cerinum ), 마이크로박테리움 암모니아필럼(Microbacterium ammoniaphilum)이다. 본 발명의 어떠한 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 아세토액시도필럼, 코리네박테리움 아세토글루타미쿰, 코리네박테리움 알카노리티쿰, 코리네박테리움 칼루내, 코리네박테리움 글루타미쿰, 코리네박테리움 릴리움, 코리네박테리움 멜라쎄콜라, 코리네박테리움 써모아미노게네스, 코리네박테리움 에피시엔스, 코리네박테리움 헤르쿨리스이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 글루타민 생산능 변이 균주는 코리네박테리움 글루타미쿰 기탁번호 KFCC 10694이다.According to an embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium genus, Brevibacterium genus, Micrococcus genus, Microbacterium genus , Bacillus genus, Streptomyces genus, Phenylcilium genus, Pseudomonas genus, Arthrobacter genus, Serratia genus, Candida genus, Aerobacter aerogenes, Kleb It is a strain selected from the group consisting of the genus Klebsiella, the genus Erwinia, and the genus Pantoea. According to another embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain of the present invention is a genus Corynebacterium, a genus Brevibacterium, or a genus Microbacterium. According to a specific embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium acetoaxidofilum (Corynebacterium acetoacidophilum ), Corynebacterium acetoglutamicum (Corynebacterium acetoglutamicum ), Corynebacterium alkanolyticum , Corynebacterium callunae ), Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ), Corynebacterium lilium , Corynebacterium melasecola (Corynebacterium melassecola ), Corynebacterium thermoaminogenes ( Corynebacterium thermoaminogenes), Corynebacterium epi when Enschede (Corynebacterium efficiens), Corynebacterium Herr cool-less (Corynebacterium herculis ), Brevibacterium divaricatum (Brevibacterium divaricatum ), Brevibacterium flavum (Brevibacterium flavum ), Brevibacterium immariophilum ( Brevibacterium immariophilum), Brevibacterium lactofermentum (Brevibacterium lactofermentum), erecting a Brevibacterium (Brevibacterium roseum ), Brevibacterium saccharolithcum ( Brevibacterium saccharolyticum), Brevibacterium bring you tea Tallis (Brevibacterium thiogenitalis), Brevibacterium ammonia Ness's (Brevibacterium ammoniagenes ), Brevibacterium albumin ( Brevibacterium album ), Brevibacterium serinum ( Brevibacterium cerinum ), Microbacterium ammoniaphilum . According to any embodiment of the invention, glutamine producing ability mutant strain of the present invention is Corynebacterium acetonitrile solution attempts pilreom, Corynebacterium acetonitrile glutamicum, Corynebacterium alkanoyl utility glutamicum, Corynebacterium Kalou I, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium Lilium, Corynebacterium melanoma theta coke, Corynebacterium thermo amino to Ness, Corynebacterium epi when Enschede, Corynebacterium Herr cool is less . According to another embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ). According to a specific embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain of the present invention is Corynebacterium glutamicum accession number KFCC 10694.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 말산 효소를 포함하는 알기닌 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 알기닌 생산능 균주와 비교하여 알기닌의 생산능이 3-30%, 5-30%, 7-30%, 9-30%, 9-25%, 9-23% 또는 9-21% 증가된 균주이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 알기닌 생산능 증가는 플라스크 배양 시 3-20%, 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15%, 9-13% 또는 9-11% 증가이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 알기닌 생산능 증가는 5 L 배양조 배양 시 10-30%, 15-30%, 17-30%, 19-30%, 19-25%, 19-23% 또는 19-21% 증가이다.According to an embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain containing the inactivated malic enzyme of the present invention has an arginine-producing ability of 3-30%, 5 as compared to the wild-type or activated malic enzyme-containing arginine-producing strain. -30%, 7-30%, 9-30%, 9-25%, 9-23% or 9-21% increased strain. According to another embodiment of the present invention, the increase in the arginine production ability is 3-20%, 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15%, 9- This is an increase of 13% or 9-11%. According to another embodiment of the present invention, the increase in the arginine production ability is 10-30%, 15-30%, 17-30%, 19-30%, 19-25%, 19-23% when cultured in a 5 L culture tank. Or a 19-21% increase.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 말산 효소를 포함하는 알기닌 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 알기닌 생산능 균주와 비교하여 알기닌의 대당수율이 3-30%, 5-30%, 7-30%, 9-30%, 9-25%, 9-23% 또는 9-21% 증가된 균주이다. 본 명세서의 용어 “대당수율”은 탄소원 및 에너지원으로 사용된 포도당에 대한 알기닌 또는 글루타민의 생산량(중량/중량) 비율을 의미한다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 대당수율 증가는 플라스크 배양 시 3-20%, 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15% 또는 9-13% 증가이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 대당수율 증가는 5 L 배양조 배양 시 10-30%, 15-30%, 17-30%, 19-30%, 19-25%, 19-23% 또는 19-21% 증가이다.According to an embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain containing the inactivated malic enzyme of the present invention has a per-unit yield of 3-30% of arginine compared to the arginine-producing strain containing the wild-type or activated malic enzyme, 5-30%, 7-30%, 9-30%, 9-25%, 9-23% or 9-21% increased strain. In the present specification, the term "unit yield" refers to the ratio of the production amount (weight/weight) of arginine or glutamine to glucose used as a carbon source and an energy source. According to another embodiment of the present invention, the increase in the glucose yield is 3-20%, 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15% or 9-13 during flask culture. % Increase. According to another embodiment of the present invention, the increase in the glucose yield is 10-30%, 15-30%, 17-30%, 19-30%, 19-25%, 19-23% or That's a 19-21% increase.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 말산 효소를 포함하는 글루타민 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 글루타민 생산능 균주와 비교하여 글루타민의 생산능이 3-30%, 3-20%, 5-20%, 5-15% 또는 5-10% 증가된 균주이다.According to one embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain containing the inactivated malic enzyme of the present invention has a glutamine-producing ability of 3-30% compared to the glutamine-producing strain containing the wild-type or activated malic enzyme, 3 -20%, 5-20%, 5-15% or 5-10% increased strain.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 말산 효소를 포함하는 글루타민 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 글루타민 생산능 균주와 비교하여 글루타민의 대당수율이 3-30%, 3-20%, 5-20%, 5-15% 또는 5-10% 증가된 균주이다.According to an embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain containing the inactivated malic enzyme of the present invention has a glucose yield of 3-30% compared to the glutamine-producing ability strain containing the wild-type or activated malic enzyme, 3-20%, 5-20%, 5-15% or 5-10% increased strain.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 생산능 균주와 비교하여 알기닌의 생산능이 3-20%, 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15% 또는 9-13% 증가된 균주이다.According to an embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain containing the inactivated lactate dehydrogenase of the present invention has an arginine-producing ability of 3-20% compared to the wild type or the arginine-producing ability strain containing the activated lactate dehydrogenase. , 5-20%, 7-20%, 9-20%, 9-17%, 9-15% or 9-13% increased strain.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 생산능 균주와 비교하여 알기닌의 대당수율이 3-20%, 5-20%, 8-20%, 8-17%, 8-15% 또는 8-12% 증가된 균주이다.According to an embodiment of the present invention, the arginine-producing mutant strain comprising the inactivated lactate dehydrogenase of the present invention has a per-unit yield of 3-20 compared to the arginine-producing strain comprising the wild-type or activated lactate dehydrogenase. %, 5-20%, 8-20%, 8-17%, 8-15% or 8-12% increased strain.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 글루타민 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 글루타민 생산능 균주와 비교하여 글루타민의 생산능이 3-30%, 5-30%, 7-30%, 7-25%, 7-20%, 7-17% 또는 7-14% 증가된 균주이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 글루타민 생산능 증가는 플라스크 배양 시 5-20%, 7-20%, 10-20%, 10-17% 또는 10-15% 증가이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 글루타민 생산능 증가는 5 L 배양조 배양 시 3-20%, 5-20%, 5-15%, 7-15% 또는 7-10% 증가이다.According to one embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain containing the inactivated lactate dehydrogenase of the present invention has a glutamine-producing ability of 3-30% compared to the glutamine-producing ability strain containing the wild-type or activated lactate dehydrogenase. , 5-30%, 7-30%, 7-25%, 7-20%, 7-17% or 7-14% increased strain. According to another embodiment of the present invention, the increase in glutamine production capacity is 5-20%, 7-20%, 10-20%, 10-17% or 10-15% increase in flask culture. According to another embodiment of the present invention, the increase in glutamine production capacity is 3-20%, 5-20%, 5-15%, 7-15%, or 7-10% increase when cultured in a 5 L culture tank.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 불활성화 젖산 탈수소효소를 포함하는 글루타민 생산능 변이 균주는 야생형 또는 활성화 말산 효소를 포함하는 글루타민 생산능 균주와 비교하여 글루타민의 대당수율이 5-30%, 10-30%, 12-30%, 12-25%, 12-20% 또는 12-17% 증가된 균주이다. According to one embodiment of the present invention, the glutamine-producing mutant strain containing the inactivated lactate dehydrogenase of the present invention has a glucose yield of 5-30% compared to the glutamine-producing strain containing the wild-type or activated malic enzyme. , 10-30%, 12-30%, 12-25%, 12-20% or 12-17% increased strain.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시키는 단계를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing an arginine or glutamine-producing mutant strain comprising the step of inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase.
본 발명은 야생형 또는 활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주를 공지된 유전자 재조합 방법에 의하여 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시키는 것이 가능하다.In the present invention, it is possible to inactivate malic enzyme or lactic acid dehydrogenase by a known gene recombination method in an arginine or glutamine-producing strain containing wild-type or activated malic enzyme or lactate dehydrogenase.
알기닌 또는 글루타민 생합성에 관련된 말산 효소를 암호화 하는 유전자 malE 또는 젖산 탈수소효소를 암호화 하는 유전자 ldhA를 염색체상에서 결실시키기 위하여 재조합 플라스미드 pK19mobsacB::ΔmalE 또는 pK19mobsacB::ΔldhA를 이용한다.The recombinant plasmid pK19mobsacB::Δ malE or pK19mobsacB::Δ ldhA is used to delete the gene malE encoding the malic enzyme involved in arginine or glutamine biosynthesis or the gene ldhA encoding the lactate dehydrogenase from the chromosome.
본 발명에서 야생형 또는 활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주에 형질전환 시키는 단계는 공지된 방법을 통하여 실시될 수 있다. 예컨대, 전기 천공 방법(van der Rest et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 52, 541-545, 1999) 등에 의해 실시될 수 있다.In the present invention, the step of transforming an arginine or glutamine-producing strain containing wild-type or activated malic enzyme or lactate dehydrogenase may be performed through a known method. For example, it may be carried out by an electroporation method (van der Rest et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 52, 541-545, 1999).
또한, 본 발명은 형질전환이 되지 않은 야생형 또는 활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주로부터 형질 전환된 변이 균주를 분리 및 수득하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention includes the step of isolating and obtaining a transformed mutant strain from an arginine or glutamine-producing strain containing untransformed wild-type or activated malic enzyme or lactate dehydrogenase.
상기 본 발명에서 형질전환이 되지 않은 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주 균주로부터 형질전환된 변이 균주를 분리 및 수득하는 단계를 실시하는데 있어서 선택 표지된 벡터를 이용할 수 있다. In the present invention, a selectively labeled vector may be used in performing the step of separating and obtaining the transformed mutant strain from the untransformed arginine or glutamine-producing strain strain.
또한, 본 발명에서 이용하는 벡터는 플라스미드 또는 파지(phage)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the vector used in the present invention includes, but is not limited to, a plasmid or phage.
본 발명에서 이용하는 선택 표지는 당업계에서 통상적으로 이용되는 카나마이신, 클로람페니콜 같은 항생제 내성 유전자와 고초균 유래 SacB 유전자의 산물인 레반슈크라제(levansucrase)를 포함한다.Selective markers used in the present invention include antibiotic resistance genes such as kanamycin and chloramphenicol commonly used in the art, and levansucrase, which is a product of the SacB gene derived from Bacillus bacillus.
본 발명의 제조방법은 상술한 불활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주와 동일한 균주를 제조하는 방법이며, 불활성화의 대상이 되는 단백질(말산 효소 또는 젖산 탈수소효소) 및 관련 유전자(malE 또는 ldhA )를 공통으로 하기 때문에, 이 둘 사이의 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.The production method of the present invention is a method of producing the same strain as the mutant strain of arginine or glutamine-producing ability containing the above-described inactivated malic enzyme or lactate dehydrogenase, and proteins to be inactivated (malic enzyme or lactate dehydrogenase) And related genes ( malE Or, since ldhA ) is common, descriptions of the common content between the two are omitted in order to avoid undue complexity of the present specification.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 변이 균주를 배양하는 단계를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing arginine or glutamine comprising culturing the mutant strain of the present invention.
본 발명은 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주 및 변이 균주의 전배양 또는 종배양 하는데 있어서 공지된 배양 방법을 통해 배양할 수 있다.The present invention can be cultured through known culture methods in pre-culture or seed culture of arginine or glutamine-producing strains and mutant strains.
본 발명에 천연배지 또는 합성배지를 사용할 수 있으며, 배지의 탄소원으로는 예를 들어, 글루코오스, 수크로오스, 덱스트린, 글리세롤, 녹말 등이 사용될 수 있고, 질소원으로는 펩톤, 육류 추출물, 효모 추출물, 건조된 효모, 대두 케이크, 우레아, 티오우레아, 암모늄염, 나이트레이트 및 기타 유기 또는 무기 질소-함유 화합물이 사용될 수 있으나, 이러한 성분에 한정되는 것은 아니다. Natural medium or synthetic medium can be used in the present invention, and the carbon source of the medium may be, for example, glucose, sucrose, dextrin, glycerol, starch, etc., and as the nitrogen source, peptone, meat extract, yeast extract, dried Yeast, soybean cake, urea, thiourea, ammonium salts, nitrates and other organic or inorganic nitrogen-containing compounds may be used, but are not limited to these ingredients.
배지에 포함되는 무기염으로는 마그네슘, 망간, 포타슘, 칼슘, 철 등의 포스페이트, 나이트레이트, 카보네이트, 클로라이드 등이 사용될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. Inorganic salts contained in the medium may include phosphates such as magnesium, manganese, potassium, calcium, iron, etc., nitrates, carbonates, chlorides, etc., but are not limited thereto.
상기 탄소원, 질소원 및 무기염의 성분 이외에 아미노산, 비타민, 핵산 및 그와 관련된 화합물들이 배지에 첨가될 수 있다.In addition to the components of the carbon source, nitrogen source, and inorganic salt, amino acids, vitamins, nucleic acids, and compounds related thereto may be added to the medium.
본 발명은 상기 불활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주와 동일한 균주 및 균주제조 방법을 이용하여 알기닌 또는 글루타민을 생산하는 방법이므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.The present invention is a method of producing arginine or glutamine by using the same strain and strain manufacturing method as the arginine or glutamine-producing mutant strain containing the inactivated malic enzyme or lactate dehydrogenase. In order to avoid excessive complexity, the description is omitted.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 방법을 이용하여 생산한 알기닌 또는 글루타민을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides arginine or glutamine produced using the method of the present invention.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:
(a) 본 발명은 불활성화 말산 효소(malic enzyme) 또는 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase)를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 변이 균주 및 이의 제조방법을 제공한다.(a) The present invention provides an arginine or glutamine-producing mutant strain containing inactivated malic enzyme or lactate dehydrogenase, and a method for producing the same.
(b) 본 발명은 본 발명의 변이 균주를 배양하는 단계를 포함하는 알기닌 또는 글루타민을 생산하는 방법을 제공한다.(b) The present invention provides a method for producing arginine or glutamine comprising the step of culturing the mutant strain of the present invention.
(c) 본 발명은 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 불활성화 시킴으로써 야생형 또는 활성화 말산 효소 또는 젖산 탈수소효소를 포함하는 알기닌 또는 글루타민 생산능 균주보다 생육이 저하되지 않으면서 알기닌 또는 글루타민 생산능 및 대당수율이 향상된 변이 균주를 제조하여 알기닌 또는 글루타민을 생산할 수 있는 효과가 있다.(c) In the present invention, by inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase, arginine or glutamine-producing ability and sugar yield are not lowered than that of arginine or glutamine-producing strains containing wild-type or activated malic enzyme or lactate dehydrogenase. There is an effect capable of producing arginine or glutamine by preparing an improved mutant strain.
(d) 본 발명은 본 발명의 변이 균주를 이용하여 알기닌 또는 글루타민의 생산량 및 대당수율의 향상이 가능한바, 알기닌 또는 글루타민이 원료로 사용되는 경우에 있어 원가 절감의 이점이 있다.(d) In the present invention, it is possible to improve the production amount and yield of arginine or glutamine by using the mutant strain of the present invention, and there is an advantage of cost reduction when arginine or glutamine is used as a raw material.
도 1은 malE 유전자 및 ldhA 유전자가 관여하는 경로를 나타낸다.
도 2a 내지 2d는 malE 유전자 또는 ldhA 유전자의 결손부위를 확인한 PCR 결과를 나타낸다. 도 2a는 AR(malE: 2913 bp) 및 AR-ΔmalE(ΔmalE: 1854 bp), 도 2b는 365(malE: 2739 bp) 및 365-ΔmalE(ΔmalE: 1693 bp), 도 2c는 AR(ldhA: 2890 bp) 및 AR-ΔldhA(ΔldhA: 2101 bp), 도 2d는 365(ldhA: 2812 bp) 및 365-ΔldhA(ΔldhA: 2066 bp)에서 확인한 결과이다.
도 3a 및 3b는 모균주 및 malE 유전자를 결실시킨 균주의 플라스크(도 3a) 및 5 L 발효조(도 3b)에서의 알기닌 생산량 및 대당수율을 나타낸다.
도 4a 및 4b는 모균주 및 malE 유전자를 결실시킨 균주의 플라스크(도 4a) 및 5 L 발효조(도 4b)에서의 글루타민 생산량 및 대당수율을 나타낸다.
도 5a 및 5b는 모균주 및 ldhA 유전자를 결실시킨 균주의 플라스크(도 5a) 및 5 L 발효조(도 5b)에서의 알기닌 생산량 및 대당수율을 나타낸다.
도 6은 모균주 및 ldhA 유전자를 결실시킨 균주의 플라스크에서의 젖산 생산량을 나타낸다.
도 7a 및 7b는 모균주 및 ldhA 유전자를 결실시킨 균주의 플라스크(도 7a) 및 5 L 발효조(도 7b)에서의 글루타민 생산량 및 대당수율을 나타낸다.1 is malE Gene and ldhA It represents the pathway through which the gene is involved.
Figures 2a to 2d are malE Gene or ldhA It shows the PCR result confirming the defective part of the gene. Figure 2a is AR ( malE : 2913 bp) and AR-Δ malE (Δ malE : 1854 bp) , Figure 2b is 365 ( malE : 2739 bp) and 365-Δ malE (Δ malE : 1693 bp) , Figure 2c is AR ( ldhA : 2890 bp) and AR-Δ ldhA (Δ ldhA : 2101 bp) , Figure 2d shows the results confirmed in 365 (ldhA : 2812 bp) and 365-Δ ldhA (Δ ldhA : 2066 bp).
Figures 3a and 3b show the amount of arginine production and yield in a flask (Fig. 3a) and a 5L fermenter (Fig. 3b) of the parent strain and the strain in which the malE gene has been deleted.
Figures 4a and 4b show the amount of glutamine production and the unit yield in flasks (Figure 4a) and 5 L fermenters (Figure 4b) of the parent strain and the strain in which the malE gene has been deleted.
5A and 5B show the amount of arginine production and the yield per unit in the flask (FIG. 5A) and 5L fermenter (FIG. 5B) of the parent strain and the strain in which the ldhA gene was deleted.
6 is a parent strain and ldhA It shows the amount of lactic acid produced in the flask of the strain from which the gene was deleted.
7A and 7B show the amount of glutamine production and the yield per unit in flasks (FIG. 7A) and 5L fermenters (FIG. 7B) of the parent strain and the strain in which the ldhA gene was deleted.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for describing the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
실시예Example
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.Throughout this specification, “%” used to indicate the concentration of a specific substance is (weight/weight)% for solids/solids, (weight/volume)% for solids/liquids, and Liquid/liquid is (vol/vol) %.
실시예 1: Example 1: malE malE 유전자 및 Genes and ldhA ldhA 유전자가 결실된 변이주 제조Manufacture of mutant strains with deletion of genes
malE 유전자 또는 ldhA 유전자를 상동성 재조합 방법(homologous recombination)으로 결실시켰다. 결실하고자 하는 malE 유전자 또는 ldhA 유전자의 뉴클레오타이드 서열은 서열번호 1(코리네박테리움 글루타미쿰 AR의 malE 염기서열), 서열번호 2(코리네박테리움 글루타미쿰 365의 malE 염기서열), 서열번호 3(코리네박테리움 글루타미쿰 AR의 ldhA 염기서열) 및 서열번호 4(코리네박테리움 글루타미쿰 365의 ldhA 염기서열)과 같다. The malE gene or the ldhA gene was deleted by homologous recombination. The nucleotide sequence of the malE gene or ldhA gene to be deleted is SEQ ID NO: 1 ( malE nucleotide sequence of Corynebacterium glutamicum AR), SEQ ID NO: 2 ( malE nucleotide sequence of Corynebacterium glutamicum 365), SEQ ID NO: 3 (LdhA nucleotide sequence of Corynebacterium glutamicum AR) and SEQ ID NO: 4 ( LdhA nucleotide sequence of Corynebacterium glutamicum 365).
위자드 지노믹 DNA 정제 키트(Wizard Genomic DNA Purification Kit, 프로메가社, 미국)를 이용하여 글루타민 생산 균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 365(기탁번호 KFCC 10694) 및 알기닌 생산 균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 AR(코리네박테리움 글루타미쿰 AX40-34(기탁번호 KCTC 10423BP))을 변이 처리(예컨대, 자외선 조사 또는 MNNG(N-methyl-N’-nitrosoguanidine)처리)하여 알기닌 하이드록사메이트(L-Arginie hydroxamate hydrochloride, 시그마, 미국)에 내성을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰 AR(알기닌 생산균주) 및 코리네박테리운 글루타미쿰 365(글루타민 생산균주)의 염색체 DNA(지노믹 DNA)를 분리하였다. 상기 알기닌 생산 균주를 변이 처리하여 알기닌 하이드록사메이트에 내성을 갖는 균주를 분리하는 방법은 본 발명자들의 대한민국 등록특허 제 10-0052645호 및 대한민국 등록특허 제 10-0055145호에 상세하게 기재되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로서 삽입된다.Using the Wizard Genomic DNA Purification Kit (Promega, USA), the glutamine-producing strain Corynebacterium glutamicum 365 (Accession No. KFCC 10694) and the arginine-producing strain Corynebacterium Glue Tamicum AR (Corynebacterium glutamicum AX40-34 (Accession No. KCTC 10423BP)) was subjected to mutation treatment (e.g., UV irradiation or MNNG (N-methyl-N'-nitrosoguanidine) treatment) and arginine hydroxamate (L -Isolation of chromosomal DNA (genomic DNA) of Corynebacterium glutamicum AR (arginine producing strain) and Corynebacterium glutamicum 365 (glutamine producing strain) resistant to Arginie hydroxamate hydrochloride, Sigma, USA I did. The method for separating a strain resistant to arginine hydroxamate by mutating the arginine-producing strain is described in detail in Korean Patent No. 10-0052645 and Korean Patent No. 10-0055145 of the present inventors, which Incorporated herein by reference.
상기 염색체 DNA를 주형(template)으로 중합효소 연쇄반응(PCR)을 이용하여 다음과 같은 결실된 형태의 1차 PCR 산물을 획득하였다: 803 bp malE DNA 절편 1 및 803 bp 절편 2(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 AR); 719 bp malE DNA 절편 1 및 671 bp 절편 2(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 365); 925 bp ldhA DNA절편 1 및 906 bp 절편 2(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 AR); 그리고 917 bp ldhA DNA절편 1 및 898 bp 절편 2(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 365).The chromosomal DNA was used as a template by polymerase chain reaction (PCR) to obtain the following deleted PCR products: 803 bp malE DNA fragment 1 and 803 bp fragment 2 (template: Coryne Bacterium glutamicum AR); 719 bp malE DNA fragment 1 and 671 bp fragment 2 (template: Corynebacterium glutamicum 365); 925 bp ldhA DNA fragment 1 and 906 bp fragment 2 (template: Corynebacterium glutamicum AR); And 917 bp ldhA DNA fragment 1 and 898 bp fragment 2 (template: Corynebacterium glutamicum 365).
malE 또는 ldhA 결실 균주를 제작하기 위한 1차 PCR을 수행하기 위해 하기 표 1에서의 프라이머 쌍(1-F/1-R 세트, 2-F/2-R 세트)을 이용하여 PCR 반응(총 반응 부피는 50 μL, 94℃에서 5분 1 사이클 후, 94℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 1분 30초를 총 30 사이클 실시한 후 72℃에서 5분)을 수행하였다. 프라이머의 Tm값을 기준으로 55℃에서 62℃ 사이로 결합(annealing) 온도를 조절하였으며, PCR 절편의 크기에 따라 1 kb 당 2분을 기준으로 신장(elongation) 시간을 조절하였다.PCR reaction (total reactions) using the primer pairs (1-F/1-R set, 2-F/2-R set) in Table 1 below to perform the primary PCR for constructing malE or ldhA deletion strains. The volume was 50 μL, 94° C. for 5 minutes and 1 cycle, 94° C. for 30 seconds, 55° C. for 30 seconds, 72° C. for 1 minute and 30 seconds, for a total of 30 cycles, followed by 72° C. for 5 minutes). The annealing temperature was adjusted between 55°C and 62°C based on the Tm value of the primer, and the elongation time was adjusted based on 2 minutes per 1 kb according to the size of the PCR fragment.
1차 PCR 산물을 획득 후 2차 PCR로서 절편 1과 절편 2를 주형으로 오버랩 PCR(overlap PCR)을 수행하여 최종 PCR 산물인 A-ΔmalE DNA 절편 1606 bp(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 AR), G-ΔmalE DNA 절편 1390 bp(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 365)를 얻었으며, A-ΔldhA DNA 절편 1831 bp(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 AR), G-ΔldhA DNA 절편 1702 bp(주형: 코리네박테리움 글루타미쿰 365) 를 증폭하였다.After obtaining the first PCR product, as the second PCR, overlap PCR was performed using fragment 1 and fragment 2 as a template, and the final PCR product, A-Δ malE DNA fragment, 1606 bp (template: Corynebacterium glutamicum AR), G-Δ malE DNA fragment 1390 bp (template: Corynebacterium glutamicum 365) was obtained, and A-Δ ldhA DNA fragment 1831 bp (template: Corynebacterium glutamicum AR), G- Δ ldhA DNA fragment 1702 bp (template: Corynebacterium glutamicum 365) was amplified.
이후 각각의 PCR 산물을 각각의 제한효소를 사용하여 37℃에서 2시간 동안 반응시켜 절단하였다.Thereafter, each PCR product was digested by reacting at 37° C. for 2 hours using each restriction enzyme.
최종 벡터 제조를 위하여 pK19mobsacB 벡터 역시 같은 제한효소를 처리하고 난 후 이를 연결(ligation)하였다. 연결 반응은 연결 키트 버전 2.1(Ligation kit Ver 2.1, 다카라, 일본)을 사용하였다.For the final vector preparation, the pK19mobsacB vector was also treated with the same restriction enzyme and then ligated. The ligation reaction was performed using ligation kit version 2.1 (Ligation kit Ver 2.1, Takara, Japan).
완성된 벡터는 전기충격요법(electroporation)으로 알기닌 또는 글루타민 생산균주에 도입하였다. 최종 후보주인 AR-ΔmalE, 365-ΔmalE, AR-ΔldhA 및 365-ΔldhA는 표 1의 프라이머쌍(알기닌 생산균주의 경우 A-malE-cf와 A-malE-cr또는 A-ldhA-cf와 A-ldhA-cr, 글루타민 생산균주의 경우 G-malE-cf와 G-malE-cr 또는 G-ldhA-cf와 G-ldhA-cr)를 이용하여 malE 유전자 또는 ldhA 유전자가 결실되었는지 확인하였다(도 2a 내지 2d).The completed vector was introduced into arginine or glutamine-producing strains by electroporation. The final candidates AR-Δ malE, 365-Δ malE, AR-Δ ldhA and 365-Δ ldhA are the primer pairs in Table 1 (A -malE -cf and A -malE -cr or A- ldhA -cf and A- ldhA -cr , for glutamine-producing strains, use G- malE -cf and G- malE -cr or G- ldhA -cf and G -ldhA -cr) to determine the malE gene or ldhA gene. It was confirmed whether it was deleted (FIGS. 2A to 2D ).
알기닌은 배양액을 증류수로 100배 희석하고 0.45 μm 여과막으로 여과한 다음 컬럼(Universal Cation HR 3u, 100mm, Part No. 23100)과 자외선 검출기(195nm)가 장착된 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석하였다.Arginine was diluted 100 times with distilled water, filtered through a 0.45 μm filtration membrane, and then used high-performance liquid chromatography (HPLC) equipped with a column (
글루타민은 배양액을 증류수로 100배로 희석하고 0.45 μm 여과막으로 여과한 다음 컬럼(Apollo C18 5mm Part No. 36515 length 150mm ID 4.6) 자외선 검출기(210nm)가 장착된 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석하였다.Glutamine was analyzed using high-performance liquid chromatography (HPLC) equipped with a column (Apollo C18 5mm Part No. 36515 length 150mm ID 4.6) UV detector (210nm) after diluting the
* 대문자는 제한효소 부분을 표시 * Capital letters indicate the restriction enzyme part
실시예Example 2: 알기닌 2: Arginine 생산균주Production strain ARAR 과 and malEmalE 유전자 gene 결실균주의Fruiting bacteria 알기닌 생산량 평가(플라스크) Arginine production evaluation (flask)
상기 실시예 1에서 얻어진 malE 유전자 결실 균주의 알기닌 생산량을 확인하기 위하여 모균주인 알기닌 생산균주 AR과 malE 유전자가 결실된 균주인 AR-malE의 알기닌 생산량을 비교하였다. 상기 두 균주를 표 2의 조성으로 구성된 배지에서 플라스크 역가 실험으로 알기닌 생산량을 비교하였다. MalE obtained in Example 1 above In order to confirm the amount of arginine production of the gene-deleting strain, the amount of arginine production of the parent strain, the arginine-producing strain AR, and the malE gene-deleted strain, AR- malE , were compared. Arginine production was compared by flask titer experiments in the medium consisting of the composition of Table 2 for the two strains.
상기 배지 조건으로 플라스크 역가 실험을 수행하였고, 물리적인 배양 조건은 온도 30℃, 교반속도 140 rpm으로 44시간 동안 배양하였다. 하기 표 3은 모균주 및 malE 결실 균주의 알기닌 생성량 비교(플라스크 역가 실험)에 관한 것이다.A flask titer experiment was performed under the medium conditions, and the physical culture conditions were incubated for 44 hours at a temperature of 30° C. and a stirring speed of 140 rpm. Table 3 below relates to a comparison of the amount of arginine produced by the parent strain and the malE deletion strain (flask titer experiment).
표 3의 결과와 같이 AR-ΔmalE 균주는 모균주 AR에 비해 알기닌 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. AR과 AR-ΔmalE 배양 결과의 알기닌 생산량을 상대적인 값으로 비교하여, 모균주의 생산량을 100%으로 할 때 AR-ΔmalE의 생산량이 110%이며, 대당수율은 모균주의 대당수율을 100%으로 할 때 111%로 본 발명에 의하여 알기닌 생산량 및 대당수율이 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 3a).As shown in the results of Table 3, the AR-Δ malE strain was found to have increased production of arginine compared to the parent strain AR, resulting in a higher yield per unit. Arginine production from AR and AR-Δ malE culture results are compared with relative values, and when the production amount of the parent strain is 100%, the production amount of AR-Δ malE is 110%, and the yield per unit is 100% per unit yield of the parent strain. It was confirmed that both the production amount of arginine and the yield per unit were increased to 111% by the present invention (FIG. 3A).
실시예Example 3: 알기닌 3: Arginine 생산균주Production strain ARAR 와 Wow malEmalE 유전자 gene 결실균주의Fruiting bacteria 알기닌 생산량 평가(발효조) Arginine production evaluation (fermentation tank)
표 4의 배지 조성으로 구성된 5 L 발효조에서 알기닌 생산균주 AR와 malE 유전자 결실균주의 알기닌 생산량을 비교하였다. Arginine-producing strains AR and malE in a 5 L fermenter consisting of the medium composition in Table 4 The amount of arginine production of gene deletion strains was compared.
상기 사입 및 추가 배지는 A, B, C 및 D를 각각 별도 살균하였으며, 배양 조건으로 시드(Seed) 배양액을 275 ml 접종하고 사입 액량을 1.65 L로 수행하였고, 온도 30℃, 교반속도 500 rpm 및 통기량 1.0 vvm의 물리적 조건으로 배양하였다. 당의 양이 1.5% 수준이 되었을 때 추가 배지를 무균적으로 넣었고, 추가배지는 총 7번 넣어졌다. 본 발명에서 얻어진 AR-malE는 모균주와 같은 조건으로 배양하였다. 하기 표 6은 모균주 및 malE 결실 균주의 알기닌 생성량 비교(5 L J/F)에 관한 것이다.As for the injection and additional medium, A, B, C, and D were sterilized separately, and 275 ml of the seed culture was inoculated as a culture condition, and the amount of the injection liquid was 1.65 L, a temperature of 30° C., an agitation speed of 500 rpm, and It was incubated under the physical conditions of an aeration amount of 1.0 vvm. When the amount of sugar reached 1.5%, the additional medium was added aseptically, and the additional medium was added a total of 7 times. AR-malE obtained in the present invention was cultured under the same conditions as the parent strain. Table 6 below relates to a comparison of the amount of arginine production (5 LJ/F) of the parent strain and malE deletion strain.
표 6의 결과와 같이 AR-ΔmalE 균주는 모균주에 비해 생육이 저하되지 않으면서 알기닌 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 상기 표 6의 알기닌 및 대당수율은 모두 상대적인 값을 표시한 것이다. 모균주와 동일한 시간(81-84 hr)으로 AR-ΔmalE를 배양한 결과, 57.5의 O.D 값을 보여 모균주와 유사한 생육 정도를 나타냈다. 또한, AR-ΔmalE의 알기닌 생산량은 모균주의 생산량을 100%로 할 때 120%이며, 대당수율 역시 모균주의 대당수율을 100%로 할 때 120%로 본 발명에 의해 AR-ΔmalE의 알기닌 생산량 및 대당수율이 모두 증가한 것을 확인 할 수 있었다(도 3b).As shown in the results of Table 6, the AR-Δ malE strain was found to increase the production of arginine without reducing the growth compared to the parent strain, resulting in a higher yield per unit. All of the arginine and substitute yields in Table 6 are relative values. As a result of culturing AR-Δ malE for the same time as the parent strain (81-84 hr), the result showed an OD value of 57.5, showing a similar growth degree to that of the parent strain. Further, the AR-Δ malE arginine yield is 120% when the production of the parental strain of 100%, per the yield also AR-Δ malE by the invention is 120% when the per yield of parent strain to 100% of the It was confirmed that both the production amount of arginine and the yield per unit were increased (Fig. 3b).
실시예Example
4: 글루타민 4:
상기 실시예 1에서 얻어진 malE 유전자 결실 균주의 글루타민 생산량을 확인하기 위하여 모균주인 글루타민 생산균주 365와 malE 유전자가 결실된 균주인 365-malE의 글루타민 생산량을 비교하였다. 상기 두 균주를 표 7의 조성으로 구성된 배지에서 플라스크 역가 실험으로 글루타민 생산량을 비교하였다. In order to confirm the glutamine production of the malE gene deletion strain obtained in Example 1, the parent strain, glutamine-producing
상기 배지 조건으로 플라스크 역가 실험을 수행하였고, 물리적인 배양 조건은 온도 30℃, 교반속도 140 rpm으로 40시간 배양하였다. 하기 표 8은 모균주 및 malE 결실 균주의 글루타민 생성량 비교(플라스크 역가 실험)에 관한 것이다.A flask titer experiment was performed under the above medium conditions, and the physical culture conditions were incubated for 40 hours at a temperature of 30° C. and a stirring speed of 140 rpm. Table 8 below relates to a comparison of the amount of glutamine produced by the parent strain and the malE deletion strain (flask titer experiment).
표 8의 결과와 같이 365-ΔmalE 균주는 모균주에 비해 글루타민 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 365와 365-ΔmalE 균주 배양 결과의 글루타민 생산량을 상대적인 값으로 비교하면 모균주의 생산량을 100%으로 할 때 365-ΔmalE의 생산량이 115%이며, 대당수율은 모균주의 대당수율을 100%으로 할 때 104%로 글루타민 생산량 및 대당수율 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 4a).As shown in the results of Table 8, the 365-Δ malE strain was found to have increased glutamine production compared to the parent strain, resulting in an increased yield. When comparing the glutamine production results of 365 and 365-Δ malE strain cultivation as a relative value, when the production of the parent strain is 100%, the yield of 365-Δ malE is 115%, and the yield per unit is 100% per unit yield of the parent strain. It was confirmed that both the glutamine production and the unit yield increased to 104% when as (Fig. 4a).
실시예Example
5: 글루타민 5: glutamine
생산균주
표 9의 배지 조성으로 구성된 5 L 발효조에서 글루타민 생산균주 365과 malE 유전자 결실균주의 글루타민 생산량을 비교하였다. Glutamine-producing
상기 사입 배지는 A, B, C 및 D를 각각 별도 살균하였으며, 배양 조건으로 시드(Seed) 배양액을 300 ml 접종하고 사입 액량을 1.85 L로 수행하였고, 온도 30℃, 교반속도 500 rpm 및 통기량 1.0 vvm의 물리적 조건으로 배양하였다. 본 발명에서 얻어진 365-malE는 모균주와 같은 조건으로 배양하였다. 하기 표 10는 모균주 및 malE 결실 균주의 글루타민 생성량 비교(5 L J/F)에 관한 것이다.As for the injection medium, A, B, C and D were sterilized separately, and 300 ml of seed culture was inoculated as a culture condition, and the injection liquid was performed at 1.85 L, a temperature of 30°C, agitation speed of 500 rpm, and aeration amount. It was incubated under the physical condition of 1.0 vvm. The 365-malE obtained in the present invention was cultured under the same conditions as the parent strain. Table 10 below relates to a comparison of the amount of glutamine produced (5 LJ/F) of the parent strain and the malE deletion strain.
표 10의 결과와 같이 365-ΔmalE 균주는 모균주에 비해 생육이 저하되지 않으면서 글루타민 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 글루타민 및 대당수율은 모두 상대적인 값을 표시하였다. 당을 모두 소모하기 까지 모균주 보다 생육 시간이 15 시간 단축되었으며, 365-ΔmalE를 배양한 결과, 83.3의 O.D 값을 보여 모균주와 유사한 생육 정도를 나타냈다. 또한, 365-ΔmalE의 글루타민 생산량은 모균주의 생산량을 100%로 할 때 103%이며, 대당수율 역시 모균주의 대당수율을 100%로 할 때 120%로 본 발명에 의해 365-ΔmalE의 글루타민 생산량 및 대당수율이 모두 증가한 것을 확인 할 수 있었다(도 4b).As shown in the results of Table 10, the 365-Δ malE strain was found to have increased glutamine production without lowering the growth compared to the parent strain, resulting in a higher yield per unit. Both the glutamine and the glucose yield were relative values. The growth time was shortened by 15 hours compared to the parent strain until all of the sugar was consumed. As a result of culturing 365-Δ malE , an OD value of 83.3 was shown, showing a similar growth degree to that of the parent strain. In addition, 365-Δ glutamine production in malE is 103% when the production of the parental strain of 100%, per yields also a 365-Δ malE by the invention is 120% when the per yield of parent strain with 100% It was confirmed that both the glutamine production and the unit yield were increased (FIG. 4b).
실시예Example 6: 알기닌 6: Arginine 생산균주Production strain ARAR 과 and ldhAldhA 유전자 gene 결실균주의Fruiting bacteria 알기닌 생산량 평가(플라스크) Arginine production evaluation (flask)
상기 실시예 1에서 얻어진 ldhA 유전자 결실 균주의 알기닌 생산량을 확인하기 위하여 모균주인 알기닌 생산균주 AR와 ldhA 유전자가 결실된 균주인 AR-ldhA의 알기닌 생산량을 비교하였다. 상기 두 균주를 실시예 2의 표 2의 조성으로 구성된 배지에서 플라스크 역가 실험으로 알기닌 생산량을 비교하였다. LdhA obtained in Example 1 above In order to confirm the amount of arginine production of the gene-deleting strain, the amount of arginine production of the parent strain, the arginine-producing strain AR, and the strain in which the ldhA gene was deleted, AR- ldhA , was compared. The two strains were compared with arginine production in a flask titer experiment in a medium consisting of the composition of Table 2 of Example 2.
물리적인 배양 조건도 실시예 2와 동일하게 하였다. 하기 표 11은 모균주 및 ldhA 결실 균주의 알기닌 생성량 비교(플라스크 역가 실험)에 관한 것이다.Physical culture conditions were also the same as in Example 2. Table 11 below relates to a comparison of the amount of arginine produced by the parent strain and the ldhA deletion strain (flask titer experiment).
표 11의 결과와 같이 AR-ΔldhA 균주는 모균주에 비해 알기닌 생산량 및 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. AR과 AR-ΔldhA 배양 결과의 알기닌 생산량을 비교하면 모균주의 생산량을 100%으로 할 때 AR-ΔldhA의 생산량이 108%로 증가하였으며, 대당수율은 모균주의 대당수율을 100%으로 할 때 109%로 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 5a).As shown in Table 11, the AR-Δ ldhA strain was found to have higher arginine production and yield compared to the parent strain. When comparing the arginine production of AR and AR-Δ ldhA cultivation results, when the production of the parent strain was 100%, the production of AR-Δ ldhA increased to 108%, and the yield per unit increased to 100% of the parent strain. When it was confirmed that it increased to 109% (Fig. 5a).
실시예Example 7: 알기닌 7: Arginine 생산균주Production strain ARAR 과 and ldhAldhA 유전자 gene 결실균주의Fruiting bacteria 알기닌 생산량 평가(발효조) Arginine production evaluation (fermentation tank)
알기닌 생산균주 AR과 ldhA 유전자 결실균주를 실시예 3의 표 4의 배지 조성으로 구성된 5 L 발효조에서 알기닌 생산량을 비교하였다.Arginine-producing strains AR and ldhA The amount of arginine production was compared in a 5 L fermenter composed of the medium composition of Table 4 of Example 3 for the gene deletion strain.
배지 조건 및 물리적 배양조건도 실시예 3과 동일하게 하였다. 하기 표 12는 모균주 및 ldhA 결실 균주의 알기닌 생성량 비교(5 L J/F)에 관한 것이다.Media conditions and physical culture conditions were also the same as in Example 3. Table 12 below relates to a comparison of the amount of arginine production (5 LJ/F) of the parent strain and the ldhA deletion strain.
표 12의 결과와 같이 AR-ldhA 균주는 모균주에 비해 생육이 저하되지 않으면서 알기닌 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 모균주와 동일한 시간(84-86 hr)으로 AR-ΔldhA를 배양한 결과, 57.6의 O.D 값을 보여 모균주와 유사한 생육 정도를 나타냈다. 또한, AR-ΔldhA의 알기닌 생산량은 모균주의 생산량을 100%로 할 때 110%이며, 대당수율 역시 모균주의 대당수율을 100%로 할 때 110%로 본 발명에 의해 AR-ΔldhA의 알기닌 생산량 및 대당수율이 모두 증가한 것을 확인 할 수 있었다(도 5b).As shown in Table 12, the AR- ldhA strain increased the production of arginine without lowering the growth compared to the parent strain, thereby increasing the yield per unit. As a result of culturing AR-Δ ldhA at the same time as the parent strain (84-86 hr), the result showed an OD value of 57.6, showing a similar growth degree to that of the parent strain. Further, the AR-Δ ldhA arginine yield is 110% when the production of the parental strain of 100%, per the yield also AR-Δ ldhA by the present invention as 110% when the per yield of parent strain to 100% of the It was confirmed that both the arginine production and the unit yield increased (FIG. 5B).
실시예Example 8: 알기닌 8: Arginine 생산균주Production strain ARAR 과 and ldhAldhA 유전자 gene 결실균주의Fruiting bacteria 젖산 생산량 비교(플라스크) Lactic acid production comparison (flask)
AR과 AR-ΔldhA를 실시예 6과 같이 플라스크 배양한 후 배양 상등액으로부터 세포 외로 분비되는 젖산의 양을 비교하였다.After culturing AR and AR-ΔldhA in the flask as in Example 6, the amount of lactic acid secreted from the culture supernatant to the outside of cells was compared.
표 13에서 볼 수 있는 바와 같이 ldhA 결손 균주의 경우, 세포 외로 배출하는 젖산의 양이 모균주의 경우인 0.86% 보다 28배 감소된 0.3%임을 확인하였는바 젖산 탈수소효소가 불활성화되어 젖산 생산량이 감소함을 확인할 수 있었다(도 6). 이와 같이 젖산 생산량이 감소함으로써 피루브산에서 TCA 고리 방향으로의 탄소 흐름이 증가되어 최종적으로 알기닌 또는 글루타민 생산성이 증대됨을 예측할 수 있다.As can be seen in Table 13, in the case of the ldhA- deficient strain, it was confirmed that the amount of lactic acid discharged to the outside of the cell was 0.3%, which was reduced by 28 times compared to 0.86% in the case of the parent strain. It could be confirmed that it decreased (FIG. 6). As described above, the decrease in lactic acid production increases the carbon flow from the pyruvic acid to the TCA ring, and it can be predicted that the productivity of arginine or glutamine is finally increased.
실시예Example
9: 글루타민 9:
상기 실시예 1에서 얻어진 ldhA 유전자 결실 균주의 글루타민 생산량을 확인하기 위하여 모균주인 글루타민 생산균주 365와 ldhA 유전자가 결실된 균주인 365-ldhA의 글루타민 생산량을 비교하였다. 상기 두 균주를 실시예 4의 표 7의 조성으로 구성된 배지에서 플라스크 역가 실험으로 글루타민 생산량을 비교하였다. In order to confirm the glutamine production amount of the ldhA gene deletion strain obtained in Example 1, the glutamine production amount of the parent strain, glutamine-producing
물리적인 배양 조건도 실시예 4와 동일하게 하였다. 하기 표 14은 모균주 및 ldhA 결실 균주의 글루타민 생성량 비교(플라스크 역가 실험)에 관한 것이다.Physical culture conditions were also the same as in Example 4. Table 14 below shows the parent strain and ldhA It relates to the comparison of the amount of glutamine produced by the deletion strain (flask titer experiment).
표 14에서 볼 수 있는 바와 같이 365-ΔldhA 균주는 모균주에 비해 글루타민 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 365와 365-ΔldhA균주 배양 결과의 글루타민 생산량을 상대적인 값으로 비교하면, 모균주의 생산량을 100%으로 할 때 365-ΔmalE의 생산량이 112%이며, 대당수율은 모균주의 대당수율을 100%으로 할 때 114%로 글루타민 생산량 및 대당수율 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 7a).As can be seen in Table 14, the 365-Δ ldhA strain was found to have increased glutamine production compared to the parent strain, resulting in an increased yield. When comparing the glutamine production results of 365 and 365-Δ ldhA strain cultivation as a relative value, when the production of the parent strain is 100%, the production of 365-Δ malE is 112%, and the yield per unit is 100 per unit yield of the parent strain. When it was set as %, it was confirmed that both the glutamine production amount and the unit yield increased to 114% (FIG. 7a).
실시예Example
10: 글루타민 10: glutamine
생산균주
글루타민 생산균주 365과 ldhA 유전자 결실균주 365-ldhA을 실시예 5의 표 9의 배지 조성으로 구성된 5 L 발효조에서 글루타민 생산량을 비교하였다. 배양조건 및 물리적 배양조건도 실시예 5와 동일하게 하였다.
본 발명에서 얻어진 365-ldhA는 모균주와 같은 조건으로 배양하였다. 하기 표 15는 모균주 및 ldhA 결실 균주의 글루타민 생성량 비교(5 L J/F)에 관한 것이다. The 365- ldhA obtained in the present invention was cultured under the same conditions as the parent strain. Table 15 below relates to a comparison of the amount of glutamine produced by the parent strain and the ldhA deletion strain (5 LJ/F).
표 15에서 볼 수 있는 바와 같이 365-ΔldhA 균주는 모균주에 비해 생육이 저하되지 않으면서 글루타민 생산이 증가하여 대당수율이 높아진 것으로 나타났다. 글루타민 및 대당수율은 모두 상대적인 값으로 표시하였다. 365-ΔldhA를 배양한 결과, 82.5의 O.D 값을 보여 모균주와 유사한 생육 정도를 나타냈다. 또한, 365-ΔldhA의 글루타민 생산량은 모균주의 생산량을 100%로 할 때 108%이며, 대당수율 역시 모균주의 대당수율을 100%로 할 때 115%로 본 발명에 의해 365-ΔldhA의 글루타민 생산량 및 대당수율이 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 7b).As can be seen in Table 15, the 365-Δ ldhA strain was found to have increased glutamine production without lowering the growth compared to the parent strain, resulting in an increased yield. Both the glutamine and the glucose yield were expressed as relative values. As a result of culturing 365-Δ ldhA , it showed an OD value of 82.5, showing a degree of growth similar to that of the parent strain. In addition, 365-Δ glutamine production in ldhA is 108% when the production of the parental strain of 100%, per yields also a 365-Δ ldhA by the present invention as 115% when the per yield of parent strain with 100% It was confirmed that both the glutamine production and the unit yield were increased (FIG. 7b).
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is clear that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereto. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.
<110> DAESANG CORPORATION <120> Mutant Strain with improved Amino acid production by inactivating malic enzyme or lactate dehydrogenase <130> PN130692 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1179 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum AR malE <400> 1 atgaccatcg acctgcagcg ttccacccaa aacctcaccc atgaggaaat cttcgaggca 60 cacgagggcg gaaagctctc cattagttcc actcgtccgc tccgcgacat gcgcgatctt 120 tcccttgctt acacccctgg tgttgctcag gtttgtgaag caatcaagga agatccagag 180 gttgcgcgca cccacacggg cattggaaac accgtcgcgg ttatttccga cggcaccgct 240 gttcttggcc ttggcgatat cggacctcag gcctcccttc ccgtcatgga gggcaaggct 300 cagctgttta gctctttcgc tggcctgaag gctatcccta tcgttttgga cgttcacgat 360 gttgacgctt tggttgagac catcgcagcc atcgcgcctt ctttcggtgc tatcaacttg 420 gaggacatct ccgctcctcg ttgcttcgag gtggagcgcc gcctcatcga gcgtctcgat 480 attccagtta tgcacgatga ccagcacggc accgctgtgg ttatcctcgc tgcgctgcgc 540 aactccctga agctgctgga tcgcaagatc gaagacctca agattgttat ttccggcgca 600 ggcgcagcgg gcgttgcagc tgtagatatg ctgaccaacg ctggagcaac cgatattgtg 660 gttcttgatt cccgaggcat catccacgac agccgtgagg atctttcccc agttaaggct 720 gctctcgcgg agaagaccaa ccctcgtggc atcagcggtg gcatcaatga ggctttcacc 780 ggcgcggacc tgttcattgg cgtgtccggc ggcaacatcg gcgaggacgc cctcaagctc 840 atggcaccac agccaatcct gttcaccctg gcgaacccaa ccccagagat cgatcctgag 900 ctgtctcaga agtacggcgc catcgtcgcg accggccgct ctgacctgcc taaccagatc 960 aacaacgtgc tcgcgttccc aggaattttc gccggcgctc tcgcagccaa ggctaagaag 1020 atcacccctg agatgaagct cgccgctgca gaggcaatcg ccgacatcgc agctgaggac 1080 ctcgaggtcg gccgcatcgt acctaccgcc ttggatcccc gcgtcgcccc agcagtcaag 1140 gcagctgtcc aggccgtcgc cgaagcgcaa aacgcttaa 1179 <210> 2 <211> 1179 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum 365 malE <400> 2 atgaccacta gcttgcaacg ttccacccag aacctcaccc aggaagaaat ctttgaagca 60 cacgagggcg gaaagctctc tattagctcc acccgaccac ttcgcgatat gcgcgatctc 120 tccctggctt acacccccgg cgtagctaag gtatgcgagg caatcgcaga agatcctgag 180 gttgctcgca cccatacagg cattggcaac accgttgcag ttatttctga tggcaccgct 240 gttctgggct tgggcgatat cggaccacgc gcatcccttc cagttatgga aggaaaagct 300 cagctcttta gctcttttgc tggactgaag gccatcccta tcgttttgga tgtcaccgac 360 gttgacgctc tcgtagagac catcgcagcg atcgcacctt cctttggcgc tatcaacctg 420 gaagatatct ccgcgccacg ttgcttcgaa gtagagcagc gactcatcga gcgcctcgac 480 attcctgtca tgcacgatga tcagcatggc accgctgttg ttatcctcgc tgcattgaac 540 aactccctca agctgcttga ccgcaagatc gaagacctga agatcgtcat ctccggtgct 600 ggtgcagcag gtgttgcagc ggtagatatc ctcaccaacg caggcgcaac cgacatcgtt 660 gtcctcgatt cccgtggcat cctccacgac agccgcgaag acctctcccc agtgaaggcc 720 gatctggctg ctcgtaccaa cccacgcggc atcagcggtg gcatcaacga agcattcacc 780 gatgccaacc ttttcatcgg tgtttccggc ggaaacattg gtgaagatgc ccttaagttg 840 atggcaccac agccaatcct gttcaccctg gctaacccca ccccagagat cgatcccgag 900 ctgtccaaga agtacggcgc catcgttgcc accggacgct ccgatcttcc taaccagatc 960 aacaatgtat tggctttccc aggcatcttc gcaggtgctc tcgctgccaa ggcaaagaag 1020 atcaccccag agatgaagct tgctgctgca gcagccattg ctgacatcgc tgccgaagag 1080 ctcgaagttg gtcgcatcgt tccaaccgct ctggatccac gtgttgcccc tgcagtcaag 1140 gcagctgttc aggcagtcgc tgaggaacaa ggcgcataa 1179 <210> 3 <211> 957 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum AR ldhA <400> 3 gtgggatcga aaatgaaaga aaccgtcggt aacaagattg tcctcattgg cgcaggagat 60 gttggagttg catacgcata cgcactgatc aaccagggca tggcagatca ccttgcgatc 120 atcgacatcg atgaaaagaa actcgaaggc aacgtcatgg acttaaacca tggtgttgtg 180 tgggccgatt cccgcacccg cgtcaccaag ggcacctacg ctgactgcga agacgcagcc 240 atggttgtca tttgtgccgg cgcagcccaa aagccaggcg agacccgcct ccagctggtg 300 gacaaaaacg tcaagattat gaaatccatc gtcggcgatg tcatggacag cggattcgac 360 ggcatcttcc tcgtggcgtc caacccagtg gatatcctga cctacgcagt gtggaaattc 420 tccggcttgg aatggaaccg cgtgatcggc tccggaactg tcctggactc cgctcgattc 480 cgctacatgc tgggcgaact ctacgaagtg gcaccaagct ccgtccacgc ctacatcatc 540 ggcgaacacg gcgacactga acttccagtc ctgtcctccg cgaccatcgc aggcgtatcg 600 cttagccgaa tgctggacaa agacccagag cttgagggcc gtctagagaa aattttcgaa 660 gacacccgcg acgctgccta tcacattatc gacgccaagg gctccacttc ctacggcatc 720 ggcatgggtc ttgctcgcat cacccgcgca atcctgcaga accaagacgt tgcagtccca 780 gtctctgcac tgctccacgg tgaatacggt gaggaagaca tctacatcgg caccccagct 840 gtggtgaacc gccgaggcat ccgccgcgtt gtcgaactag aaatcaccga ccacgagatg 900 gaacgcttca agcattccgc aaataccctg cgcgaaattc agaagcagtt cttctaa 957 <210> 4 <211> 945 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum 365 ldhA <400> 4 atgaaagaaa ccgtcggaaa caaagtagtt cttattggtg caggtgatgt cggagtggct 60 tatgcttacg ccctcatcaa ccaaggaacg tgtgatcatc tcgccatcat tgacattgat 120 gaaaagaagc tcgaaggcaa tgtcatggat cttaaccatg gagttgtctg ggcagattcc 180 agaacacgcg ttagcaaagg cacctacgcc gattgtgaag acgcagcaat cgtagtgatt 240 tgcgccggag ccgcacaaaa gcccggtgaa acccgcctgc aattggtgga caaaaacgtc 300 aaaatcatga agaacatcgt cggcgatgtc atggacagtg gcttcgacgg catctttctg 360 gtggctagta atccagtgga catcctcacc tacgcagtat ggaaattctc cggcctcgat 420 tggcaccgtg ttatcggatc cggaacagtt ctggattcag cccgtttccg ctacatgctc 480 ggtgaactct atgaagtagc tccaagttct gtgcacgctt atatcatcgg 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ttatttccga cggcaccgct 240 gttcttggcc ttggcgatat cggacctcag gcctcccttc ccgtcatgga gggcaaggct 300 cagctgttta gctctttcgc tggcctgaag gctatcccta tcgttttgga cgttcacgat 360 gttgacgctt tggttgagac catcgcagcc atcgcgcctt ctttcggtgc tatcaacttg 420 gaggacatct ccgctcctcg ttgcttcgag gtggagcgcc gcctcatcga gcgtctcgat 480 attccagtta tgcacgatga ccagcacggc accgctgtgg ttatcctcgc tgcgctgcgc 540 aactccctga agctgctgga tcgcaagatc gaagacctca agattgttat ttccggcgca 600 ggcgcagcgg gcgttgcagc tgtagatatg ctgaccaacg ctggagcaac cgatattgtg 660 gttcttgatt cccgaggcat catccacgac agccgtgagg atctttcccc agttaaggct 720 gctctcgcgg agaagaccaa ccctcgtggc atcagcggtg gcatcaatga ggctttcacc 780 ggcgcggacc tgttcattgg cgtgtccggc ggcaacatcg gcgaggacgc cctcaagctc 840 atggcaccac agccaatcct gttcaccctg gcgaacccaa ccccagagat cgatcctgag 900 ctgtctcaga agtacggcgc catcgtcgcg accggccgct ctgacctgcc taaccagatc 960 aacaacgtgc tcgcgttccc aggaattttc gccggcgctc tcgcagccaa ggctaagaag 1020 atcacccctg agatgaagct cgccgctgca gaggcaatcg ccgacatcgc 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cccgtggcat cctccacgac agccgcgaag acctctcccc agtgaaggcc 720 gatctggctg ctcgtaccaa cccacgcggc atcagcggtg gcatcaacga agcattcacc 780 gatgccaacc ttttcatcgg tgtttccggc ggaaacattg gtgaagatgc ccttaagttg 840 atggcaccac agccaatcct gttcaccctg gctaacccca ccccagagat cgatcccgag 900 ctgtccaaga agtacggcgc catcgttgcc accggacgct ccgatcttcc taaccagatc 960 aacaatgtat tggctttccc aggcatcttc gcaggtgctc tcgctgccaa ggcaaagaag 1020 atcaccccag agatgaagct tgctgctgca gcagccattg ctgacatcgc tgccgaagag 1080 ctcgaagttg gtcgcatcgt tccaaccgct ctggatccac gtgttgcccc tgcagtcaag 1140 gcagctgttc aggcagtcgc tgaggaacaa ggcgcataa 1179 <210> 3 <211> 957 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum AR ldhA <400> 3 gtgggatcga aaatgaaaga aaccgtcggt aacaagattg tcctcattgg cgcaggagat 60 gttggagttg catacgcata cgcactgatc aaccagggca tggcagatca ccttgcgatc 120 atcgacatcg atgaaaagaa actcgaaggc aacgtcatgg acttaaacca tggtgttgtg 180 tgggccgatt cccgcacccg cgtcaccaag ggcacctacg ctgactgcga agacgcagcc 240 atggttgtca tttgtgccgg cgcagcccaa aagccaggcg agacccgcct ccagctggtg 300 gacaaaaacg tcaagattat gaaatccatc gtcggcgatg tcatggacag cggattcgac 360 ggcatcttcc tcgtggcgtc caacccagtg gatatcctga cctacgcagt gtggaaattc 420 tccggcttgg aatggaaccg cgtgatcggc tccggaactg tcctggactc cgctcgattc 480 cgctacatgc tgggcgaact ctacgaagtg gcaccaagct ccgtccacgc ctacatcatc 540 ggcgaacacg gcgacactga acttccagtc ctgtcctccg cgaccatcgc aggcgtatcg 600 cttagccgaa tgctggacaa agacccagag cttgagggcc gtctagagaa aattttcgaa 660 gacacccgcg acgctgccta tcacattatc gacgccaagg gctccacttc ctacggcatc 720 ggcatgggtc ttgctcgcat cacccgcgca atcctgcaga accaagacgt tgcagtccca 780 gtctctgcac tgctccacgg tgaatacggt gaggaagaca tctacatcgg caccccagct 840 gtggtgaacc gccgaggcat ccgccgcgtt gtcgaactag aaatcaccga ccacgagatg 900 gaacgcttca agcattccgc aaataccctg cgcgaaattc agaagcagtt cttctaa 957 <210> 4 <211> 945 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum 365 ldhA <400> 4 atgaaagaaa ccgtcggaaa caaagtagtt cttattggtg caggtgatgt cggagtggct 60 tatgcttacg ccctcatcaa ccaaggaacg tgtgatcatc tcgccatcat tgacattgat 120 gaaaagaagc tcgaaggcaa tgtcatggat cttaaccatg gagttgtctg ggcagattcc 180 agaacacgcg ttagcaaagg cacctacgcc gattgtgaag acgcagcaat cgtagtgatt 240 tgcgccggag ccgcacaaaa gcccggtgaa acccgcctgc aattggtgga caaaaacgtc 300 aaaatcatga agaacatcgt cggcgatgtc atggacagtg gcttcgacgg catctttctg 360 gtggctagta atccagtgga catcctcacc tacgcagtat ggaaattctc cggcctcgat 420 tggcaccgtg ttatcggatc cggaacagtt ctggattcag cccgtttccg ctacatgctc 480 ggtgaactct atgaagtagc tccaagttct gtgcacgctt atatcatcgg cgaacacggc 540 gacactgagc ttcctgtgct gtcctcagcc accatcgcag gtgtgtccct cagccgcatg 600 ctggataaag accccagctt ggaagctcga ttggagaaaa tcttcgagga caccagagac 660 gccgcctatc acatcatcga tgccaaggga tcgacttctt atggcattgg catggggctt 720 gcgcgcatta cccgtgcggt tttgcaaaac caagatgtgg ctctgcctgt ctctgcctta 780 ttgcagggtg aatacggtga agaggatatc tacatcggca ctccagccat tgtgaatcgt 840 cgtggcattg cccgtgtcgt tgaactggaa attaatgatc atgagatgga aagattccaa 900 cattcggctg caaccttgaa ggaaatccaa caggaatttt tctag 945
Claims (8)
An arginine-producing mutant strain of Corynebacterium glutamicum comprising an inactivated malic enzyme, wherein the arginine producing mutant strain comprising the inactivated malate enzyme comprises wild-type or activated malate enzyme Mutant strains with 3-30% increase in the production of arginine compared to arginine-producing strains.
The method according to claim 1, wherein the inactivation of the malate enzyme is performed using malE Wherein the nucleotide sequence is inactivated by substitution, insertion, deletion, or a combination of nucleotide sequences encoding the gene.
And inactivating the malic acid enzyme to produce an arginine-producing Corynebacterium glutamicum mutant strain.
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