KR101801786B1 - Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and fermentation of cellulose and transformed strain thereof - Google Patents

Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and fermentation of cellulose and transformed strain thereof Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이오매스 유래 셀룰로오스를 당화 및 발효시킬 수 있는 신규한 균주 및 이의 바이오매스 당화능을 향상시킨 재조합 균주에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 균주 및 재조합 균주를 이용하여 바이오 에너지의 원료로 쓰이는 물질, 예컨대 에탄올, 아세트산 및 포름산 등을 생산하는 방법에 관한 것으로, 상기 균주 및 재조합 균주는 바이오에너지 산업에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a novel strain capable of saccharifying and fermenting biomass-derived cellulose and a recombinant strain having improved biomass glycosylation ability. The present invention also relates to a method for producing a substance used as a raw material of bioenergy such as ethanol, acetic acid and formic acid by using the strain and the recombinant strain, and the strain and the recombinant strain are useful for the bioenergy industry have.

Description

셀룰로오스를 당화 및 발효시키는 패니바실러스 CAA11 및 패니바실러스 CAA11의 형질전환 균주{Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and fermentation of cellulose and transformed strain thereof}Fannibacillus CAA11 and Fannibacillus CAA11 transforming strains {Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and fermentation of cellulose and transformed strain thereof < RTI ID = 0.0 >

본 명세서에는 바이오매스 유래 셀룰로오스를 당화 및 발효시킬 수 있는 신규한 균주 및 이의 유전자 재조합 균주가 개시된다.Disclosed herein are novel strains capable of saccharifying and fermenting biomass-derived cellulose and genetic recombinant strains thereof.

최근 유가 급등 및 기후변화협약 이행 강화 등으로 인한 화석연료의 사용제한으로 대체 에너지에 대한 연구가 증가하고 있으며 그 중 바이오매스를 활용한 에너지원의 비중이 크게 늘어갈 것으로 예상되어 재생 가능한 바이오매스의 활용에 대한 관심이 급증하고 있다.Recently, research on alternative energy has been increasing due to the restriction of the use of fossil fuels due to the surge in oil prices and strengthening of the implementation of the Convention on Climate Change. The proportion of energy sources using biomass is expected to increase significantly, Interest in utilization is increasing rapidly.

바이오매스를 이용한 공정은 전처리 공정, 당화 공정, 발효 공정으로 구분되어 이루어 지고 있으며 당화 과정에 사용되는 당화 효소의 높은 비용으로 인해 바이오연료의 가격경쟁력이 낮다. The process using biomass is divided into pretreatment, saccharification and fermentation processes, and the cost of biofuels is low due to the high cost of saccharification enzymes used in the saccharification process.

최근 경제적인 바이오매스의 이용을 위해 단일 미생물이 당화와 발효를 동시에 할 수 있는 통합생물공정을 개발하는 데 많은 연구가 집중되고 있다. 통합생물공정 개발을 위해 유전자 재조합 기술이 확립된 단당류 분해 대장균 또는 효모에 당화 효소 유전자를 재조합하는 형태의 연구가 진행되고 있으나, 당화효율이 저조하고 결과적으로 바이오연료 생산도 저조한 실정이다. 통합생물공정 개발에 최적화된 미생물을 개발하기 위해서 단당류 분해 미생물을 이용한 연구뿐만 아니라 다당류 분해가 가능한 미생물 확보와 유전자 재조합 기술을 통한 당화능 향상 연구가 함께 진행되어야 한다.Recently, a lot of research has been concentrated on the development of an integrated bioprocess for simultaneous saccharification and fermentation of a single microorganism for economical utilization of biomass. In order to develop the integrated bioprocess, research on the recombination of glycosidase genes into monosaccharide-degrading E. coli or yeast in which genetic recombination technology has been established is underway, but the glycosylation efficiency is low and the result is low biofuel production. In order to develop microorganisms optimized for integrated bioprocess development, it is necessary to study not only monosaccharide degrading microorganisms, but also microorganisms capable of decomposing polysaccharides and glycosylation improvement studies through gene recombination technology.

Current Opinion in Biotechnology (2012) 23:364  Current Opinion in Biotechnology (2012) 23: 364 Applied and Environmental Microbiology (2010) 76:6360  Applied and Environmental Microbiology (2010) 76: 6360 Journal of Biomedicine and Biotechnology (2012) article ID405842  Journal of Biomedicine and Biotechnology (2012) article ID405842

본 발명의 목적은 바이오매스의 당화 및 이를 이용한 발효 공정을 단일 공정으로 가능하게 하여 효율적으로 바이오 에너지의 원료를 생산시킬 수 있는 신규 균주를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a novel strain capable of efficiently producing a raw material of bioenergy by allowing saccharification of biomass and a fermentation process using the biomass by a single process.

또한, 본 발명의 목적은 상기 신규 균주의 바이오매스 당화능을 향상시킨 유전자 재조합 균주를 제공하는 데 있다.It is also an object of the present invention to provide a genetically modified organism strain having improved biomass glycosylation ability of the novel strain.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 관점은 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) 또는 이의 배양물을 제공한다. One aspect of the present invention for achieving the above object provides a Companion Bacillus CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) or its culture.

본 발명의 일 관점은 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168) 셀룰라아제 유전자를 포함하는 벡터에 의해 형질전환된, 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel) 및 이의 배양물을 제공한다. One aspect of the present invention provides a Bacillus subtilis 168 (Bacillus subtilis 168) genetically modified strain of the transformed by the vector containing the cellulase gene, Companion Bacillus CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11-Cel ) , and its culture .

본 발명의 일 관점은 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)의 제조방법으로, 셔틀벡터(shuttle vector)에 프로모터를 삽입하여 발현 벡터를 제조하는 단계; 상기 발현 벡터에 상기 프로모터, 시그날 펩타이드 및 셀룰라아제 인코딩 유전자를 오버랩 PCR (overlap PCR)로 연결하여 삽입하고 클로닝(cloning)하여 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 상기 재조합 벡터를 패니바실러스 CAA11 균주에 도입하여 형질전환하는 단계를 포함하는 제조방법을 제공한다. One aspect of the present invention is a method for producing a recombinant strain of Paenibacillus sp. CAA11-Cel of Fanny Bacillus CAA11, comprising the steps of: preparing an expression vector by inserting a promoter into a shuttle vector; Adding the promoter, the signal peptide and the cellulase encoding gene to the expression vector by overlap PCR, and cloning the recombinant vector; And introducing the recombinant vector into a FannBacillus CAA11 strain, thereby transforming the transformant.

본 발명의 일 관점은 패니바실러스 CAA11 또는 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에 배양시키는 것을 포함하는 배양방법 및 이를 포함하는 발효물질의 생산방법을 제공한다.One aspect of the present invention is Bacillus Waist CAA11 or gene recombinant strain of the Bacillus CAA11 Companion (Paenibacillus sp . CAA11-Cel) in the presence of woody biomass or cellulose, and a method of producing the fermented material containing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) 균주는 셀룰레이즈와 같은 별도의 효소 첨가 없이도 셀룰로오스를 분해할 수 있으며, 혐기 조건뿐만 아니라 호기 조건에서도 배양이 가능하다. One novel Bacillus Waist CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) strain in accordance with an embodiment of the present invention can decompose the cellulose without the need for adding enzymes such as cellulose-raised, the culture is possible as well as in anaerobic conditions, aerobic conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)는 당화효소인 셀룰라아제가 과량 발현됨으로써 상기 패니바실러스 CAA11의 패니바실러스 CAA11 균주의 바이오매스 당화능을 향상 시킬 수 있다. The Companion (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) genetically modified strain of Bacillus CAA11 according to one embodiment of the present invention is to improve the biomass saccharification ability of Companion Bacillus CAA11 strain of the Companion Bacillus CAA11 being is a glycosylated enzyme cellulase excess expression .

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 패니바실러스 CAA11 및 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)는 셀룰로오스의 당화 반응을 진행할 수 있을 뿐 아니라, 이로부터 얻어지는 환원당인 글루코스, 자일로오스 및 셀로비오스를 모두 탄소원으로 사용하여 바이오에너지의 원료로 쓰이는 물질을 생산할 수 있어서, 바이오매스 분야, 특히 목질계 바이오매스 분야에서 유용하게 사용할 수 있다. 바이오매스를 분해하여 생성된 당으로부터 포름산, 아세트산, 에탄올 등의 유용 산물을 생산할 수 있다.Recombinant strains of the Bacillus CAA11 Companion and Companion Bacillus CAA11 according to one embodiment of the present invention (Paenibacillus sp . CAA11-Cel) can not only perform the saccharification reaction of cellulose but also can produce a material used as a raw material of bio energy by using glucose, xylose and cellobiose, which are the reducing sugars obtained therefrom, as carbon sources, , Particularly in the field of woody biomass. Biomass can be decomposed to produce useful products such as formic acid, acetic acid, and ethanol from the resulting sugars.

도 1a 및 도 1b는 패니바실러스 CAA11 균주의 셀룰로오스 분해 활성을 확인하기 위하여 셀룰로오스가 포함된 배지에 상기 균주를 도말하여 배양한 것으로, 도 1a는 상기 균주를 배양한 배지에 콩고레드 시약을 넣어 염색하기 전, 도 1b는 염색한 후를 나타낸 것이다.
도 2는 패니바실러스 CAA11 균주의 계통 분류학적 위치를 나타낸 도이다.
도 3, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c는 패니바실러스 CAA11 균주 배양시 배양조건에 따른 성장 정도를 나타낸 도이다.
도 6a 내지 도 6c는 패니바실러스 CAA11 균주를 이당류 또는 단당류와 함께 배양시킴에 따라 당이 소모되는 정도 및 생성되는 생성물의 양을 나타낸 도이다.
도 7a 및 도 7b는 패니바실러스 CAA11 균주를 육탄당인 글루코스와 이당류인 셀로비오스 또는 오탄당인 자일로스와 이당류인 셀로비오스를 동시 이용할 경우 당의 소모 정도와 생산되는 발효물질을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 액체에 잘 용해되는 용해성 셀룰로오스가 첨가된 배지에서의 패니바실러스 CAA11 균주의 생장정도를 측정하여 나타낸 도이다.
도 9는 불용성 셀룰로오스가 첨가된 배지에서의 패니바실러스 CAA11 균주의 생장정도를 측정하여 나타낸 도이다.
도 10a 내지 도 10d는 패니바실러스 CAA11 균주를 불용성 셀룰로오스 배지에서 호기 조건과 혐기 조건으로 나누어 배양한 결과 균주의 성장 증가(도 10a 및 도 10b) 및 바이오에너지 원료가 생산되었음(도 10c 및 도 10d)을 확인한 결과이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로모터 세기 측정용 벡터 (pAD123-promoter-GFP)의 제작도표 (도 11a)와 프로모터 세기 측정 결과 (도 11b)를 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 11a및 도 11b에서 개발한 프로모터를 이용하여 당화 효소 발현용 벡터 (pNW33N P43 P43 nprB 168cel5)의 제작도표를 나타낸 도이다.
도 13은 패니바실러스 CAA11 재조합 균주의 당화 효소 활성 증진 결과를 나타낸 도이다.
도 14a 내지 도 14e는 패니바실러스 CAA11 재조합 균주를 셀룰로오스 배지에서 배양함으로써 생산되는 생산물을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
In order to confirm the cellulose decomposing activity of Fanny Bacillus strain CAA11, the strain was cultured on a medium containing cellulose, and then the strain was cultured. Fig. 1 (a) , And Fig. 1 (b) shows after dyeing.
Fig. 2 is a diagram showing phylogenetic positions of Fanny Bacillus CAA11 strain.
FIGS. 3, 4A to 4C, and 5A to 5C are graphs showing the degree of growth according to culture conditions in the culture of Fanny Bacillus CAA11 strain.
6A to 6C are diagrams showing the degree of sugar consumption and the amount of product produced by culturing Fanny Bacillus strain CAA11 together with disaccharides or monosaccharides.
Figures 7a and 7b is a view showing a result of analysis of fermentation products produced and the degree of sugar consumption when using simultaneously the Companion Bacillus CAA11 strain yuktan saccharide glucose and disaccharide cellobiose or pentose is xylose and the disaccharide cellobiose.
8 is a graph showing the degree of growth of the Fanny Bacillus CAA11 strain in a medium to which soluble cellulose dissolved in a liquid is added.
9 is a diagram showing by measuring the growth degree of the Bacillus CAA11 Waist strain in the water-insoluble cellulose is added to the medium.
10 (a) and 10 (d) show the growth of strains (Figs. 10A and 10B) and the bioenergy feedstock (Figs. 10C and 10D) when the Fanny Bacillus CAA11 strain was divided into an aerobic condition and an anaerobic condition in an insoluble cellulose medium. .
FIGS. 11A and 11B are a diagram (FIG. 11A) and a result of promoter intensity measurement (FIG. 11B) of a vector (pAD123-promoter-GFP) for measuring the promoter strength according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a production chart of a vector for expressing saccharifying enzyme (pNW33N P43 P43 nprB 168cel5) using the promoter developed in FIGS. 11A and 11B according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph showing the results of enhancing the saccharifying enzyme activity of the Fanny Bacillus CAA11 recombinant strain. FIG.
Figs. 14A to 14E are diagrams showing the results of analysis of the products produced by culturing the recombinant strains of Fanny Bacillus CAA11 in a cellulose culture medium. Fig.

본 발명은 일 관점에서 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)에 관한 것으로, 상기 패니바실러스 CAA11 균주는 본 발명자들에 의해 최초로 분리 동정된 것이다. 본 발명자들은 상기 분리 동정된 신균주를 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)라 명명하였으며, 2014년 11월 6일자로 한국미생물보존센터에 이를 기탁하여 기탁번호 KCCM11602P를 부여받았다. 그러므로 본 발명은 다른 관점에서 기탁번호가 KCCM11602P인, 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)에 관한 것이다. 본 발명의 일 관점인 상기 패니바실러스 CAA11 균주는 서열번호 3의 서열을 포함할 수 있다. The present invention, the Bacillus CAA11 Waist strain on Companion Bacillus CAA11 (s Paenibacillu sp. CAA11) In one aspect is the separated first identified by the inventors. The present inventors named the newly isolated strain as Fanny Bacillus CAA11 ( Paenibacillus sp. CAA11) and deposited it on the Korean Microorganism Preservation Center on Nov. 6, 2014 and received the deposit number KCCM11602P. Therefore, the present invention is the accession number KCCM11602P In another aspect, the present invention relates to a Bacillus Waist CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11). One aspect of the Companion CAA11 Bacillus strain of the present invention may comprise a sequence of SEQ ID NO: 3.

패니바실러스는 막대형태의 그람양성균으로, 본 발명의 상기 패니바실러스 CAA11는 상기 패니바실러스 속의 계통수에 속하며 유전자 은행의 수납번호 KM275937 (Genebank accession number KM275937)의 신규 균주이다. 일반적으로 서열 유사성이 98% 이하면 신규한 균주로 분류되는데, 상기 패니바실러스 CAA11는 종래의 패니바실러스 바렌골치 SAFN-016T (Paenibacillus barengoltzii SAFN-016T)와 97.01%, 패니바실러스 포에니시스 3PO2SAT (Paenibacillus phoenicis 3PO2SAT)와 96.16%로 매우 낮은 유사성을 나타낸다. Waist Bacillus is a gram-positive bacteria of the bars, the Companion Bacillus CAA11 of the present invention is a novel strain of accession number KM275937 (Genebank accession number KM275937) of a gene bank belonging to the phylogenetic tree in the Companion Bacillus. Generally, sequence similarity is 98% or less if there is classified as a novel strain, the Bacillus Waist CAA11 is conventional Waist Bacillus Varennes troublesome SAFN 016-T ( Paenibacillus barengoltzii SAFN-016 T ) and 97.01%, Fanny Bacillus sp. 3PO2SA T ( Paenibacillus phoenicis 3PO2SA T ) and 96.16%.

본 발명은 또 다른 관점에서 상기와 같은 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)를 배양시킨 배양물에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 다른 관점에서, 상기 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) 또는 기탁번호가 KCCM11602P인, 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)를 배양시키는 것을 포함하는 배양 방법에 관한 것이다. This invention also relates in another aspect to a culture in which the culture of Bacillus CAA11 Companion (s Paenibacillu sp. CAA11) or Bacillus Waist CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) the accession number KCCM11602P is as described above. In addition, the present invention relates to a culture method comprising culturing in a further aspect, the Bacillus CAA11 Companion (s Paenibacillu sp. CAA11) or phosphorus, Companion Bacillus CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) Accession number KCCM11602P.

본 명세서에서 "배양"은 업계에 알려져 있는 배양 방법에 의한 것이라면 제한 없이 적용 가능하며, 본 발명자들에 의해 최초로 분리 동정된 상기 균주를 배양시켜 얻어지는 발효물질 또는 상기 균주를 배양시키는 방법이라면 제한 없이 포함한다. 구체적으로 본 명세서에서 상기 패니바실러스 CAA11 균주의 배양은 염화나트륨의 존재 하에서 진행될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 관점에서 상기 염화나트륨의 농도는 0.1 내지 10%(w/v), 1 내지 3%(w/v)를 예로 들 수 있으며, 패니바실러스 CAA11 균주의 배양이 가능하다면 이에 제한되지 않는다.As used herein, the term "cultivation" is not limited as long as it is a culturing method known in the art, and includes a fermentation substance obtained by culturing the strain isolated and identified first by the present inventors or a method of culturing the strain do. Specifically, the culture of the Bacillus CAA11 Waist strain herein be carried out in the presence of sodium chloride, but is not limited thereto. The concentration of the sodium chloride in one aspect of the present invention may be in the range of 0.1 to 10% (w / v), 1 to 3% (w / v) for example, but are not limited to, if possible, the incubation of Companion Bacillus CAA11 strain.

일 관점에서, 본 명세서에서 상기 패니바실러스 CAA11 균주의 배양은 pH 5.5 내지 8 및/또는 25 내지 45℃의 조건에서 진행될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 상기 조건에서 더욱 우수한 균주 성장 및 부산물의 생성이 관찰될 수 있다. 상기와 같은 관점에서 본 명세서의 패니바실러스 CAA11 균주의 배양은 pH 5.5 내지 8, pH 5.7 내지 7.8, pH 5.9 내지 7.6, pH 6.1 내지 7.4 또는 pH 6.3 내지 7.2의 조건에서 및/또는 26 내지 44℃, 27 내지 43℃, 28 내지 42℃, 29 내지 41℃ 또는 30 내지 40℃의 조건에서 진행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In one aspect, said Waist Bacillus culture of CAA11 strain is pH 5.5 to 8 and / or 25 to be carried out under the conditions of 45 ℃, but not limited to not create a further excellent strain growth, and a by-product in the condition in this specification Can be observed. In view of the above, the cultivation of the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention can be carried out under the conditions of pH 5.5 to 8, pH 5.7 to 7.8, pH 5.9 to 7.6, pH 6.1 to 7.4 or pH 6.3 to 7.2 and / or 26 to 44 ° C, 27 to 43 占 폚, 28 to 42 占 폚, 29 to 41 占 폚, or 30 to 40 占 폚.

본 발명은 또 다른 관점에서, 패니바실러스 CAA11 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11를 호기성 또는 혐기성 조건 하에서 목질계 바이오 매스 또는 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함하는, 배양방법에 관한 것이다. 일 관점에서 본 명세서에서 상기 "배양"은 호기 및 혐기 조건 모두에서 일어날 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The present invention relates to a culture method In still another aspect, which comprises Waist CAA11 Bacillus or to the cultured under accession number KCCM11602P the Companion Bacillus CAA11 wood-based biomass or cellulose presence under aerobic or anaerobic conditions. In one aspect, the term "cultivation" as used herein may occur in both aerobic and anaerobic conditions, but is not limited thereto.

클로스트리듐 서모셀럼(Clostridium thermocellum)이나 클로스트리듐 셀루로보란스(Clostridium cellulovorans) 등과 같은 종래 알려진 셀룰로오스를 분해하는 박테리아는 대부분 혐기성 박테리아에 속하기 때문에 배양에 어려움이 있었다. 그에 따라 유전자 재조합 기술에도 제약이 많이 따른다는 문제가 있었다. 그러나 본 발명의 일 관점에 따른 상기 패니바실러스 CAA11는 혐기 배양뿐만 아니라 호기 배양까지 가능하여, 그 배양물로부터 포름산, 아세트산, 에탄올 등 바이오에너지 원료를 생산할 수 있다. 즉, 상기 패니바실러스 CAA11는 용존 산소 조건이나 산화 환원 조건의 변화에 빠르게 반응하여 셀룰로오스를 분해할 수 있다. 일 실시예로서 상기 패니바실러스 CAA11는 호기 조건하에서의 배양을 통해 아세트산을 생산할 수 있고, 혐기 조건하에서의 배양을 통해 포름산, 아세트산, 에탄올 산을 생산할 수 있다.Conventionally known bacteria to break down cellulose, such as Clostridium thermo selreom (Clostridium thermocellum) or Clostridium cellular Robo lance (Clostridium cellulovorans) had a difficulty in the culture, because in most of the anaerobic bacteria. Therefore, there is a problem that the recombinant DNA technology is subject to a lot of restrictions. However, the Companion Bacillus according to one aspect of the present invention is CAA11 anaerobic as well as aerobic culture with up to culture, it is possible to produce a bio-energy material such as formic acid, acetic acid, ethanol from the culture. That is, the Companion Bacillus CAA11 may decompose the cellulose to react quickly to changes in the dissolved oxygen conditions and the oxidation-reduction condition. In one embodiment the Bacillus Waist CAA11 is aerobic and can produce acetic acid through culture under conditions, can produce formic acid, acetic acid, ethanol via acid culture under anaerobic conditions.

본 발명은 또 다른 관점에서 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11를 배양시키는 것을 포함하는 발효물질의 생산방법에 관한 것이다. 상기 "발효물질"은 본 발명의 신규한 균주를 배양, 즉 발효시켜 얻어지는 물질뿐만 아니라 상기 신규한 균주를 모균주로 하는 유전자 재조합 미생물을 배양시켜 얻어지는 물질까지 제한 없이 포함하는 최광의의 의미이다. 상기 생산되는 발효물질로는 바이오 에너지를 생산할 수 있는 원료 물질을 예로 들 수 있다. 일 관점에서 상기 생산방법은 상기 패니바실러스 CAA11를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 생산방법은 상기 패니바실러스 CAA11는 상기 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스를 분해하여 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 생산하고, 상기 생산한 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 이용하여 상기 패니바실러스 CAA11를 배양시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 다른 일 관점에서 상기 배양은 혐기 배양 또는 호기 배양일 수 있다.The invention also relates to a method for producing fermentation products, which comprises culturing the Bacillus CAA11 Companion (s Paenibacillu sp. CAA11) or Bacillus Waist CAA11 deposited with number KCCM11602P from another point of view. The "fermentation substance" is the broadest meaning including not only substances obtained by culturing the novel strain of the present invention, i.e., fermentation, but also substances obtained by culturing a genetically modified microorganism having the novel strain as a parent strain. Examples of the fermentation material that can be produced include raw materials capable of producing bioenergy. In one aspect the method of production may comprise cultured in the wood-based biomass or cellulose present the Companion Bacillus CAA11. Specifically, the production method is characterized in that the Fani Bacillus CAA11 decomposes the woody biomass or cellulose to produce at least one of glucose, xylose and cellobiose, and at least one of the produced glucose, xylose and cellobiose It may include the culture of the Bacillus Waist CAA11 used. In another aspect, the culture may be an anaerobic culture or an aerobic culture.

본 발명은 또 다른 관점에서, 패니바실러스 CAA11 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11를 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함하는, 포름산의 생산 방법에 관한 것이다. 본 발명은 다른 관점에서, 패니바실러스 CAA11를 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함하는, 아세트산의 생산 방법에 관한 것이다. 또 다른 관점에서, 페니바실러스 CAA11를 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함하는, 에탄올의 생산 방법에 관한 것이다. The invention in another aspect relates to a method of production of formic acid which comprises culturing the Bacillus CAA11 Companion or a Companion Bacillus CAA11 Accession No. KCCM11602P under the cellulose exists. In another aspect, the present invention relates to a method for producing acetic acid, comprising culturing Fanny Bacillus CAA11 in the presence of cellulose. In another aspect, relates to a method for producing ethanol which comprises culturing the Bacillus penny CAA11 under the cellulose exists.

본 명세서에서 상기 포름산, 아세트산 및 에탄올은 각각 바이오에너지의 원료로 사용되는 것으로 당업계에서 널리 쓰이는 명칭인 바이오매스 유래의 바이오 포름산, 바이오 아세트산, 바이오 에탄올을 의미할 수 있다. In the present specification, formic acid, acetic acid, and ethanol are used as raw materials for bioenergy, respectively, and may refer to bioformic acid, bioacetic acid, and bioethanol derived from biomass, which is widely used in the art.

본 발명의 일 관점인 방법에 의할 때, 패니바실러스 CAA11 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11가 셀룰레이즈 활성을 가짐과 함께 이렇게 얻어지는 환원당을 이용하여 바이오 에너지의 원료를 생산할 수 있어서, 균주의 배양만으로 목질계 바이오매스 유래의 셀룰로오스의 당화 및 환원당의 발효 과정을 진행할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라, 본 발명에 의할 때 셀룰레이즈를 넣지 않으므로 포름산, 아세트산 및 에탄올과 같은 바이오에너지의 원료로 사용되는 물질을 보다 간편하면서도 경제적으로 얻을 수 있기 때문에, 친환경적인 바이오 에너지의 생산에 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있다. It is possible to in a method of one aspect of the present invention, a Companion Bacillus CAA11 or deposit number KCCM11602P the Companion Bacillus CAA11 using the thus obtained reducing sugar together and having a cellulose raise active producing a raw material for bio-energy, the culture of the strain The saccharification of cellulosic material derived from woody biomass and the fermentation process of reducing sugar can be performed. Therefore, according to the present invention, since the cellulase is not added, a substance used as a raw material for bio energy such as formic acid, acetic acid and ethanol can be obtained more simply and economically, and therefore, it is very useful in the production of environmentally friendly bioenergy Lt; / RTI >

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기의 방법에 의해 패니바실러스 CAA11 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11를 셀룰로오스 존재 하에서 배양시켜 얻어지는 부산물을 이용하여 바이오 에너지를 생산하는 것을 포함하는 바이오 에너지의 생산방법을 제공한다. 일 관점에서 상기 부산물은 아세트산, 포름산 및 에탄올로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 바이오 에너지는 바이오매스(biomass)를 연료로 하여 얻어지는 에너지를 의미하는 것으로, 본 발명의 일 관점인 방법에 의해 얻어지는 아세트산, 포름산 및/또는 에탄올 등의 발효물질을 이용하여 생산되는 에너지라면 제한 없이 포함하는 것이며, 아세트산, 포름산 및/또는 에탄올 등의 발효물질을 이용하여 바이오 에너지를 생산하는 방법으로 당업계에 알려진 것이라면 제한 없이 사용 가능하다. In another aspect of the present invention, there is provided a method for producing bioenergy comprising producing bioenergy using a byproduct obtained by culturing Fanny Bacillus CAA11 in the presence of Fanny Bacillus CAA11 or Accession Number KCCM 11602P by the above method in the presence of cellulose to provide. In one aspect, the byproduct may include at least one selected from the group consisting of acetic acid, formic acid, and ethanol. The bio-energy refers to energy obtained by using biomass as a fuel. Any energy produced using a fermentation material such as acetic acid, formic acid, and / or ethanol obtained by a method of the present invention can be used without limitation And can be used without limitation as long as it is known in the art as a method for producing bioenergy using a fermentation substance such as acetic acid, formic acid and / or ethanol.

본 발명은 또 다른 관점에서 패니바실러스 CAA1 또는 기탁번호가 KCCM11602P인 패니바실러스 CAA11를 배양하기 위한 배지로서, 염화 나트륨을 포함하는 배지에 관한 것이다. The present invention also as a medium for culturing the Bacillus CAA1 Companion or a Companion Bacillus CAA11 Accession No. KCCM11602P in a further aspect, the present invention relates to a culture medium containing sodium chloride.

본 발명의 다른 일 관점은 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168) 셀룰라아제 유전자를 포함하는 벡터에 의해 형질전환된, 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)에 관한 것이다. Another aspect of the present invention is Bacillus subtilis 168 (Bacillus subtilis 168) genetically modified strain of the transformed by the vector containing the cellulase gene, the Bacillus Waist CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) relates to.

또는, 본 발명의 다른 일 관점은 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168) 셀룰라아제 유전자를 포함하는 벡터에 의해 형질전환된, 패니바실러 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)의 배양물에 관한 것이다.Alternatively, another aspect of the present invention is Bacillus subtilis 168 (Bacillus subtilis 168) genetically modified strain of the transformed by the vector containing the cellulase gene, a bar sealer's Companion CAA11 (Paenibacillus sp . CAA11-Cel). ≪ / RTI >

본 발명의 일 관점에서, 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주는 기탁번호가 KCCM11825P인 균주일 수 있다. In one aspect of the present invention, a gene recombinant strain of the Bacillus Waist CAA11 may be a strain Accession No. KCCM11825P.

본 발명의 일 관점은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)의 제조방법으로, 셔틀벡터(shuttle vector)에 프로모터를 삽입하여 발현 벡터를 제조하는 단계; 상기 발현 벡터에 상기 프로모터, 시그날 펩타이드 및 셀룰라아제 인코딩 유전자를 오버랩 PCR (overlap PCR)로 연결하여 삽입하고 클로닝(cloning)하여 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 상기 재조합 벡터를 패니바실러스 CAA11 균주에 도입하여 형질전환하는 단계를 포함할 수 있다. One aspect the steps of: by inserting the promoter in the production method, a shuttle vector (shuttle vector) of the genetically modified strain (Paenibacillus sp CAA11-Cel.) Of the Companion Bacillus CAA11 producing the expression vector of the present invention; Adding the promoter, the signal peptide and the cellulase encoding gene to the expression vector by overlap PCR, and cloning the recombinant vector; And introducing the recombinant vector into FannBacillus CAA11 strain to transform.

구체적으로 본 발명의 일 관점은 상기 발현 벡터를 제조하는 방법으로, 패니바실러스 CAA11의 형질전환 방법을 구축하는 단계; 대장균과 바실러스 셔틀벡터에 프로모터를 삽입하여 목적 균주인 패니바실러스 CAA11에서 목적 단백질을 과량 발현할 수 있는 강력한 프로모터를 검색하는 단계; 및 최종 선택한 프로모터를 대장균 및 바실러스 셔틀벡터에 삽입한 후 바실러스 서브틸리스 168의 엔도셀룰라아제 cel5를 클로닝(cloning)하여 재조합 벡터를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, one aspect of the present invention includes a method for preparing the expression vector, the transfection method of building Companion Bacillus CAA11; Inserting a promoter into E. coli and a Bacillus shuttle vector to search for a strong promoter capable of overexpressing the target protein in Fanny Bacillus CAA11 as a target strain; And inserting the finally selected promoter into Escherichia coli and Bacillus shuttle vector and then cloning the endo-cellulase cel5 of Bacillus subtilis 168 to prepare a recombinant vector.

본 발명의 일 관점에서 사용되는 상기 발현 벡터(expression vector)는 프로모터와 목적 유전자, 종료암호 서열을 포함할 수 있다. 상기 발현 벡터는 선택표지로서 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린 등에 대한 내성 유전자를 포함할 수 있다. 또한 일 관점에서 발현벡터는 프로모터서열, 발현 대상 유전자의 뉴클레오티드 서열 및 터미네이터 서열을 포함하며, 상기 서열들이 5'-3' 순서대로 연결될 수 있다.The expression vector used in one aspect of the present invention may include a promoter, a target gene, and a termination coding sequence. The expression vector may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art as a selection marker. For example, the expression vector may include an ampicillin, a gentamycin, a carbenicillin, a streptomycin, a kanamycin, a geneticin, neomycin and tetracycline And may contain a resistance gene for resistance. In one aspect, the expression vector includes a promoter sequence, a nucleotide sequence and a terminator sequence of a gene to be expressed, and the sequences may be connected in the order of 5'-3 '.

본 발명에서 일 관점에서 상기 발현대상 유전자는 상기 셀룰라아제 인코딩 유전자로, cel5 유전자를 예로 들 수 있다. 상기 유전자는 발현벡터 내부에 도입되어 패니바실러스 CAA11 균주 내에서 발현된다. 본 발명에서 일 실시예로서 사용되는 상기 cel5 유전자는 바실러스 서브틸리스 168 균주의 cel5 유전자이며, 서열번호 4의 염기서열을 포함할 수 있다. 일 실시예로서 상기 재조합 벡터는 상기 바실러스 서브틸리스 168 셀룰라아제 유전자 앞에 서열번호 5의 염기서열을 갖는 프로모터를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예로서 상기 재조합 벡터는 서열번호 6의 염기서열을 가질 수 있다.In one aspect of the present invention, the gene to be expressed is the cellulase-encoding gene, for example, the cel5 gene. The gene is introduced into the expression vector is expressed in the Companion CAA11 Bacillus strain. The cel5 gene used as an embodiment of the present invention is the cel5 gene of 168 strains of Bacillus subtilis, and may include the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. In one embodiment, the recombinant vector may include a promoter having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 in front of the Bacillus subtilis 168 cellulase gene. In addition, in one embodiment, the recombinant vector may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6.

[서열번호 4][SEQ ID NO: 4]

Figure 112016030079819-pat00001
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[서열번호 5][SEQ ID NO: 5]

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[서열번호 6][SEQ ID NO: 6]

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본 발명의 일 관점에서 상기 재조합 벡터를 제조하는 단계는 발현 벡터에 강력한 프로모터와 셀룰라아제 인코딩 유전자를 PCR 등을 이용하여 증폭시킨 후 삽입하여 클로닝할 수 있다.In one aspect of the present invention, the step of preparing the recombinant vector can be performed by amplifying a strong promoter and a cellulase encoding gene in an expression vector by PCR, and then inserting the amplified gene.

본 발명의 일 관점에서 상기 형질전환되는 패니바실러스 CAA11 균주는 수용성 세포(competent cell)로 준비한 것일 수 있다. 일 실시예에 의하면 상기 수용성 세포를 준비하는 단계는, LB (Luria-Bertani), 0.5M sorbitol 배지에서 패니바실러스 CAA11 균주를 37℃에서 밤새 배양하는 단계; 상기 LB, 0.5M sorbitol 배지에 패니바실러스 CAA11 균주를 계대배양 (subculture)하고, OD600이 0.8일 때 수확하여 6000rpm로 4℃에서 10분 동안 원심 분리하여 수확하는 단계; 30ml의 차가운 워싱버퍼 (0.5M sorbitol, 0.5M mannitol, 0.25mM KH2PO4, 0.25mM K2HPO4, 0.5mM MgCl2, 10% glycerol)로 4회 세척하는 단계; 및 배양 부피의 1/40 워싱버퍼 부피에 재분산 (resuspend)시키고 -70℃에서 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, the transformed FannBacillus CAA11 strain may be prepared as a competent cell. According to one embodiment, the step of preparing the water-soluble cells comprises culturing the Fanny Bacillus CAA11 strain in LB (Luria-Bertani), 0.5 M sorbitol medium overnight at 37 ° C; Subculturing Fanny Bacillus CAA11 strain in the LB, 0.5M sorbitol medium, harvesting at OD 600 of 0.8 and harvesting by centrifugation at 6000 rpm at 4 ° C for 10 minutes; Washing 4 times with 30 ml of cold wash buffer (0.5 M sorbitol, 0.5 M mannitol, 0.25 mM KH2PO4, 0.25 mM K2HPO4, 0.5 mM MgCl2, 10% glycerol); And resuspending in a 1/40 wash buffer volume of the culture volume and storing at -70 < 0 > C.

본 발명의 다른 일 관점에서, 상기 형질전환하는 단계는 전기천공(Electroporation) 단계를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the step of transforming may comprise an electroporation step.

일 관점에서 상기 전기천공 단계는, 정제된 플라스미드 DNA 300~400ng과 매우 차갑게 냉장시킨 세포 현탁액 60μl을 혼합하고 매우 차갑게 냉장시킨 전기천공 큐벳(electroporation cuvettes)으로 옮기는 단계; 21kV/cm, 200 Ω, 25μF(시상수 5ms)의 조건 하에서 전기천공하는 단계; LB, 0.5M sorbitol, 0.38M mannitol 배지 1 mL을 맥동세포(pulsed cells)와 혼합하고 37℃에서 3시간 동안 200rpm으로 교반 (agitation)하며 배양하는 단계; 및 세포 혼합물을 스프레드(spread)하는 단계를 포함할 수 있다.In one aspect, the step of perforating electricity comprises the steps of: transferring 300-400 ng of purified plasmid DNA to 60 μl of a very coldly refrigerated cell suspension and transferring them to very cold chilled electroporation cuvettes; Electroporation under the conditions of 21 kV / cm, 200 Ω, and 25 μF (time constant 5 ms); LB, 0.5 M sorbitol and 0.38 M mannitol medium were mixed with pulsed cells and agitated at 200 rpm for 3 hours at 37 ° C .; And spreading the cell mixture.

상기 본 발명의 일 관점에 따라 제조된 패니바실러스 CAA11 재조합 균주는 셀룰라아제 유전자를 포함하는 재조합 벡터에 의하여 형질전환됨으로써 셀룰라아제 (cellulase)를 과발현시킬 수 있다. 따라서, 상기 패니바실러스 CAA11 재조합 균주를 셀룰로오스 배지에서 배양할 경우, 셀룰라아제 과발현에 의해 포름산, 아세트산, 에탄올의 생산을 증가시킬 수 있다.Prepared according to one aspect of the present invention Waist CAA11 recombinant Bacillus strains can be overexpression of the cellulase (cellulase) by being transformed by a recombinant vector containing the cellulase gene. Therefore, when culturing the Bacillus Waist CAA11 recombinant strain from a cellulose medium, it is possible to increase the production of formic acid, acetic acid, ethanol, by a cellulase over-expression.

이에, 본 발명의 일 관점은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에 배양시키는 것을 포함하는, 배양방법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 셀룰로오스 존재 하에 배양시키는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예로서 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 배양하는 방법은 본 명세서에 기재된 패니바실러스 CAA11의 배양방법이 제한되지 않고 적용될 수 있다.Thus, one aspect of the present invention can provide a culture method comprising culturing under a gene recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) the wood-based biomass or cellulose presence of the Bacillus Waist CAA11. Specifically, it may include culturing in the presence of cellulose. In one embodiment, the recombinant strain of Fanny Bacillus CAA11 ( Paenibacillus sp . CAA11-Cel) can be applied to the culture method of Fanny Bacillus CAA11 described in this specification without limitation.

또한, 본 발명의 일 관점은 상기 기탁번호가 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 배양하는 단계를 포함하는, 발효물질의 생산방법을 제공할 수 있다. 일 관점에서 상기 생산방법은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에서 배양시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 다른 일 관점에서 상기 배양은 혐기 배양 또는 호기 배양일 수 있다. 일 실시예로서 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)로부터 발효물질을 생산하는 방법은 본 명세서에 기재된 패니바실러스 CAA11로부터 발효물질을 생산하는 방법이 제한되지 않고 적용될 수 있다.Further, one aspect is a recombinant strain of which the deposit number Bacillus Waist CAA11 of the present invention (Paenibacillus sp . CAA11-Cel). ≪ / RTI > In one aspect the method of production is genetically modified strain of the Bacillus CAA11 Companion (Paenibacillus sp . CAA11-Cel) in the presence of woody biomass or cellulose. In another aspect, the culture may be an anaerobic culture or an aerobic culture. In one embodiment, the recombinant strain of Fanny Bacillus CAA11 ( Paenibacillus sp . CAA11-Cel) can be applied without limitation to a method for producing a fermentation substance from Fanny Bacillus CAA11 described in the present specification.

일 관점에서 상기 패니바실러스 CAA11 또는 패니바실러스 CAA11 유전자 재조합 균주를 배양하는 단계는, 상기 패니바실러스 CAA11 또는 패니바실러스 CAA11 유전자 재조합 균주를 탄소원으로 셀룰로오스, 질소원으로 효모 추출물 등을 포함하는 배지에서 배양하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예로서 상기 셀룰로오스는 결정화된 셀룰로오스를 85% 인산으로 50℃에서 6시간 동안 처리하여 결정을 없앤 것일 수 있다.In one aspect culturing said Waist Bacillus CAA11 or Companion Bacillus CAA11 genetically modified strain, the Companion Bacillus CAA11 or Companion Bacillus CAA11 cellulose recombinant strain as a carbon source, comprising: culturing in a culture medium containing the yeast extract or the like as a nitrogen source can do. In one embodiment, the cellulose may be treated with 85% phosphoric acid at 50 < 0 > C for 6 hours to remove crystals.

일 관점에서 발효물질의 생산방법은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)가 상기 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스를 분해하여 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 생산하고, 상기 생산한 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 이용하여 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 배양시키는 것을 포함할 수 있다. Production method of fermentation products from one point of view, a gene recombinant strain of the Bacillus CAA11 Companion (Paenibacillus sp . The CAA11-Cel) is the decomposition of wood-based biomass or cellulose to produce glucose, one or more of the xylose and cellobiose, and the use of the production of glucose, one or more of the xylose and cellobiose in the Companion Bacillus CAA11 The recombinant strain Paenibacillus sp . CAA11-Cel). ≪ / RTI >

일 관점에서, 상기 발효물질은 포름산, 아세트산 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)는 다당류 분해가 가능한 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)을 이용하여 셀룰라아제를 과량 발현시킨 것이므로, 바이오매스인 셀룰로오스로부터 포름산, 아세트산, 에탄올 등 유용 산물의 생산을 증진시킬 수 있다.In one aspect, the fermentation material may include at least one selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, and ethanol. The Waist Bacillus gene recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of CAA11 the polysaccharide degradation is possible Companion Bacillus CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) for use in, because that excessive expression of the cellulase, Bio from mass of cellulose formate, acetate, ethanol, And the like.

다당류인 셀룰로오스를 분해하기 위해서는 엔도셀룰라아제, 엑소셀룰라아제, 베타글루코시데이즈 등의 여러 당화 효소가 필요하지만 그 중에서도 바실러스 서브틸리스 168 (Bacilluls subtilis 168)의 엔도셀룰라아제인 cel5가 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168)에서 높은 활성을 나타내는 결과를 보인 바 있다. In order to break down the polysaccharides cellulose endo cellulase, exo-cellulase, beta-glucosidase when you need multiple saccharification enzyme Days etc. But endo cellulase is cel5 of Bacillus subtilis 168 (Bacilluls subtilis 168) Bacillus subtilis 168 among them (Bacillus subtilis 168), indicating high activity.

이에, 본 발명의 다른 일 관점은, 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에서 배양하는 단계; 및 상기 배양으로 얻어지는 부산물을 이용하여 바이오 에너지를 생산하는 단계를 포함하고, 상기 부산물은 아세트산, 포름산 및 에탄올로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 바이오 에너지의 생산방법을 제공할 수 있다. 일 실시예로서 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)로부터 바이오 에너지를 생산하는 방법은 본 명세서에 기재된 패니바실러스 CAA11의 바이오 에너지의 생산방법이 제한되지 않고 적용될 수 있다. 이때 패니바실러스 CAA11 유전자 재조합 균주는 바실러스 서브틸리스 168(Bacillus subtilis 168)의 엔도셀룰라아제인 cel5를 과량 발현하므로, 포름산, 아세트산, 에탄올 등 유용 산물을 보다 효과적으로 생산할 수 있다.Thus, another aspect of the invention, comprising a genetically modified strain (Paenibacillus sp CAA11-Cel.) Of the Companion Bacillus CAA11 cultured in the wood-based biomass or cellulose presence; And a step of producing bioenergy using a byproduct obtained by the culture, wherein the byproduct includes at least one selected from the group consisting of acetic acid, formic acid, and ethanol. In one embodiment the recombinant strain of Bacillus Waist CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) A method of producing a bio-energy from can be applied without the production of bio-energy method of Companion Bacillus CAA11 described herein limits. At this time, the recombinant strain of FANIA bacillus CAA11 overexpresses cel5, an endocellulase of Bacillus subtilis 168, so that useful products such as formic acid, acetic acid and ethanol can be produced more effectively.

명세서에서 상기 포름산은 개미산이라고도 한다. 상기 포름산은 방부제로 널리 사용되고 있으며 공업용으로는 가죽 생산, 고무 생산 과정의 응고제 등으로 사용되고 있다. 또한 포름산을 이용하여 저가의 연료 전지를 만드는 기술이 개발되면서 연료전지에도 활용될 수 있다. 본 명세서에서 아세트산은 아세트산비닐의 제조를 비롯하여 염색, 합성초, 아스피린 등의 의약품, 아세트산에스테르, , 등 공업상 매우 중요한 물질로 대량 사용된다. 본 명세서에서 에탄올은 합성원료로도 중요하며, 바이오 연료로서 주목을 받아 많은 연구가 이루어지고 있다. In the specification, the formic acid is also referred to as formic acid. The formic acid is widely used as a preservative, and is used as a coagulant for leather production and rubber production for industrial use. In addition, technology for making low-cost fuel cells using formic acid has been developed and can be utilized for fuel cells. In the present specification, acetic acid is used in large quantities as a very important material in industrial fields such as dyeing, synthetic herb, aspirin, etc., acetic acid ester, etc., as well as vinyl acetate. In this specification, ethanol is also important as a synthesis raw material, and many studies have been made with attention as a biofuel.

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들은 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention has been shown by way of example only, and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

[실시예 1] 셀룰로오스 분해 박테리아 패니바실러스 CAA11의 분리 [Example 1] Isolation of Cellulose Degrading Bacterium Fanny Bacillus CAA11

[실시예 1-1]균주 채취 [Example 1-1] Strain collection

직접적으로 셀룰로오스를 이용하여 화학 원료를 생산 할 수 있는 균주를 분리하기 위해 셀룰로오스가 풍부한 환경인 동막 갯벌, 관악산, 지리산과 인도네시아 등에서 채취한 토양 샘플을 셀룰로오스 10g/L가 포함된 한 평판배지에 도말하고 이를 37℃ 정치배양기에서 밤새 배양하여 자란 균주를 1차 스크리닝하였다. 순수 분리한 균주를 셀룰로오스 배지에 다시 배양하여 콩고레드 염색 및 탈색 기법을 통하여 분리 균주의 셀룰로오스 분해 유무를 확인함으로써 2차 스크리닝하였다. 분리 균주의 배양시 아래 표 1 및 2의 조성으로 배지를 구성하였다.In order to isolate the strains which can directly produce the chemical raw materials by using cellulose, soil samples collected from the copper-rich tidal flats, Kwanak San, Jirisan and Indonesia, which are rich in cellulose, are spread on a flat plate containing 10 g / L of cellulose This strain was cultured overnight at 37 ° C in a constant-temperature incubator and the strain was first screened. The pure strains were re-cultured on a cellulose culture medium and secondary screening was performed by confirming whether or not the isolated strains were degraded through cellulose staining and decolorization. When the isolates were cultured, the medium was composed of the compositions shown in Tables 1 and 2 below.

배지조성Medium composition g/Lg / L K2HPO4 K 2 HPO 4 55 KH2PO4 KH 2 PO 4 33 (NH4)2SO4 (NH 4) 2 SO 4 22 MgSO47H2OMgSO 4 7H 2 O 0.40.4 PeptonePeptone 0.50.5 Beef extractBeef extract 0.30.3 Yest extractYest extract 1One CaCl22H2OCaCl 2 2H 2 O 0.10.1 trace element트랙 요소 1 ml1 ml Cellulose Cellulose 1010

trace element트랙 요소 HClHCl 1 ml/L1 ml / L ZnCl2 ZnCl 2 70 mg/L70 mg / L MnCl2 4H2OMnCl2 4H2O 100 mg/L100 mg / L H3BO3 H 3 BO 3 60 mg/L60 mg / L CoCl2 6H2OCoCl 2 6H 2 O 200 mg/L200 mg / L CuCl2 2H2OCuCl 2 2H 2 O 20 mg/L20 mg / L NiCl2 6H2ONiCl2 6H2O 20 mg/L20 mg / L NaMoO4 2H2ONaMoO 4 2H 2 O 40 mg/L40 mg / L

그 결과 도 1a 및 도 1b에서와 같이 동막 갯벌로부터 채취한 균주의 셀룰로오스 분해 활성이 높은 것으로 나타났다. 도 1a 및 도 1b는 모두 셀룰로오스가 포함된 배지에 균을 도말하여 배양한 것으로, 도 1b는 도 1a와 같이 균이 자란 배지에 콩고레드 시약을 넣어 염색한 것이다. 콩고레드 시약을 넣어 염색하게 되면 도 1b와 같이 콩코레드 시약이 셀룰로오스에 부착하여 붉은 색을 나타내게 된다. 그런데 이때 균이 셀룰레이즈를 세포 밖으로 분비하여 배지에 포함된 셀룰로오스를 분해하면 균 주변의 셀룰로오스가 분해되므로 콩고레드 시약이 염색되지 않는다. 즉, 균 주변이 염색되지 않아 투명한 색으로 보이게 되는데, 이는 도 1b 중앙에 투명한 십자형태에서 확인할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 균주가 셀룰로오스를 분해한 부분임을 의미한다.As a result, as shown in Figs. 1a and 1b, the strain obtained from the tidal flats of the tidal flat showed high cellulose decomposing activity. FIGS. 1A and 1B show the results of culturing bacteria on a medium containing cellulose, and FIG. 1B is a result of culturing the cells with Congolest reagent in a medium on which the bacteria were grown as shown in FIG. 1A. When Congo's Reagent is added and dyed, as shown in Fig. 1B, the Concha Red reagent adheres to the cellulose and becomes red. However, when the bacteria secrete the cellulase out of the cells and decompose the cellulose contained in the medium, the cellulose around the bacteria is degraded, so that the Congo's reagent is not stained. That is, the bacterial periphery is not stained and appears transparent. This can be confirmed in a transparent cross shape at the center of FIG. 1B, which means that the strain according to an embodiment of the present invention is a part of cellulose decomposition.

[실시예 1-2] 균주 계통 분석 및 동정[Example 1-2] Strain analysis and identification

셀룰레이즈 활성이 가장 우수하였던 동막 갯벌로부터 채취한 균주의 콜로니를 이용하여 PCR 기법을 통해 각 균주의 유전자를 증폭하였다. PCR 증폭에 사용된 primer는 27F (5'-AGAGTTTGATCTGCTCAG-3', 서열번호 1)와 1492R (5'-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3', 서열번호 2)이었고, 94℃에서 5분, 94℃ 1분, 55℃ 1분, 72℃ 1분 30초로 구성된 cycle을 30회 반복하고 72℃에서 10분의 추가 반응을 하는 것으로 진행하였다. 이렇게 얻어진 PCR 결과물에 대해 16S rRNA 염기서열 분석을 마크로젠(Macrogen)에 의뢰하여, 다음 서열번호 3과 같은 서열을 얻었고 이를 바탕으로 계통 분류학적 분석을 진행한 결과 (도 2), 해당 균주를 패니바실러스 CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11)으로 명명하였다.The genes of each strain were amplified by PCR using the colonies of the strains collected from the Dongmu tidal flat, which had the best cellulase activity. The primers used for PCR amplification were 27F (5'-AGAGTTTGATCTGCTCAG-3 ', SEQ ID NO: 1) and 1492R (5'-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3', SEQ ID NO: 2) C for 1 minute, and 72 ° C for 1 minute and 30 seconds. The cycle was repeated 30 times and the reaction was continued at 72 ° C for 10 minutes. Thus requests the 16S rRNA sequencing of the resultant PCR product in Macrogen (Macrogen), a result of proceeding with the next sequence number obtained sequences, such as 3 Phylogenetic analysis based on it (Fig. 2), Waist Bacillus the strain CAA11 ( Paenibacillus sp. CAA11).

[서열번호 3][SEQ ID NO: 3]

Figure 112016030079819-pat00008
Figure 112016030079819-pat00008

[실험예 1] 패니바실러스 CAA11 균주의 최적화된 배양 조건 결정[Experimental Example 1] Determination of optimized culture conditions of Fanny Bacillus CAA11 strain

[실험예 1-1] 배양 배지의 조성 결정[Experimental Example 1-1] Determination of the composition of the culture medium

바실러스 균주 배양에 주로 사용되는 M9 배지에서 패니바실러스 CAA11 균주의 성장 정도를 시간의 흐름에 따라 측정하였다. The extent of growth of the Fanny Bacillus CAA11 strain in the M9 medium, which is mainly used for culturing Bacillus strains, was measured over time.

상기 M9 배지는 패니바실러스 균주를 배양하기 위한 일례로 사용한 배지로서, M9배지의 조성은 하기 표 3과 같다. 하기 표 3의 trace element는 표 2와 동일하며 여기에 FeSO4를 별도로 첨가해 주었다. 균주의 배양은 37℃에서 200rpm으로 교반하면서 24시간 배양하였다. 이때 글루코스를 5g/L 첨가하였다. 균주의 성장은 흡광도(OD600)를 측정하여 확인하였으며, 구체적으로 상기 배양한 배양액 일부를 증류수에 희석하여 스펙트로포토미터(spectrophotometer)를 이용하여 600nm에서 측정하였다.The M9 medium is used as an example for culturing the Fanny Bacillus strain. The composition of the M9 medium is shown in Table 3 below. The trace elements in Table 3 below are the same as those in Table 2, except that FeSO 4 was added separately. The culture of the strain was incubated at 37 DEG C with stirring at 200 rpm for 24 hours. At this time, 5 g / L of glucose was added. The growth of the strain was confirmed by measuring the absorbance (OD 600 ). Specifically, a part of the cultured culture was diluted with distilled water and measured at 600 nm using a spectrophotometer.

배지조성Medium composition Na2HPO4ㅇ7H2ONa 2 HPO 4 O 7 H 2 O 12.8g/L12.8 g / L KH2PO4 KH 2 PO 4 3g/L3g / L NaClNaCl 0.5g/L0.5 g / L NH4ClNH 4 Cl 1g/L1 g / L MgSO4ㅇ7H2OO MgSO 4 7H 2 O 0.492g/L0.492 g / L CaCl2 CaCl 2 0.111g/L0.111 g / L Trace elementTrace element 1ml1ml pHpH 77

그 결과 도 3에서 보이는 바와 같이, M9 배지 + 5g/L 글루코스+ 0.1% Yeast extract가 포함된 배지와 비교할 때 NaCl 2% (wt/v)를 더 첨가한 실험군에서 패니바실러스 CAA11 균주의 성장이 현저히 증가함을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in Fig. 3, the growth of FANIBACUSUS CAA11 strain was remarkably increased in the experimental group to which NaCl 2% (wt / v) was further added compared with the medium containing M9 medium + 5 g / L glucose + 0.1% yeast extract Increase in the number of workers.

[실험예 1-2] 균주 배양의 pH 조건 결정[Experimental example 1-2] Determination of pH condition of strain culture

배양 pH 조건에 따른 패니바실러스 CAA11 균주의 성장정도를 비교하기 위하여 하기의 실험을 실시하였다. The following experiments were conducted to compare the growth of Fanny Bacillus CAA11 strain according to culture pH conditions.

먼저, 상기 실험예 1-1에 기재된 표 3의 조성을 갖는 M9배지에 패니바실러스 CAA11을 접종하여 밤새 배양한 후, glucose 5g/L를 첨가하고 각각 pH 5, 6 및 7로 적정한 M9 배지에 상기 밤새 배양한 종균 배양액 (seed culture)을 접종하여 37℃, 200rpm에서 교반하며 계대배양하였다. 이를 10분 간격으로 흡광 광도계 (Cary 60 UV-Vis, Agilent Technologies, USA)를 이용해 OD600에서 흡광도 값을 측정하였고, 이로부터 도 4와 같은 성장 속도 그래프를 작성하였다. First, Experimental Example 1-1 was inoculated to Companion Bacillus CAA11 M9 medium having the composition shown in Table 3 according to overnight, the overnight in M9 medium appropriate to the addition of glucose 5g / L, and pH 5, 6 and 7 respectively The cultured seed culture was inoculated and subcultured at 37 DEG C with stirring at 200 rpm. Absorbance values were measured at OD 600 using a spectrophotometer (Cary 60 UV-Vis, Agilent Technologies, USA) at intervals of 10 minutes, and a growth rate graph as shown in FIG. 4 was prepared therefrom.

그 결과, 도 4a 내지 도 4c에서 보인 바와 같이 pH6 및 pH7의 조건에서 균주의 성장을 관찰할 수 있었고, 특히 pH 7에서 균주가 폭발적으로 성장하는 것을 관찰할 수 있었다. As a result, the growth of the strain was observed under the conditions of pH 6 and pH 7 as shown in FIGS. 4A to 4C, and it was observed that the strain was explosively grown at pH 7 in particular.

[실험예 1-3] 균주 배양의 온도 조건 결정[Experimental Example 1-3] Determination of temperature condition of strain culture

배양 온도조건에 따른 패니바실러스 CAA11 균주의 성장정도를 비교하기 위하여 하기의 실험을 실시하였다. The following experiments were performed to compare the growth of Fanny Bacillus CAA11 strain according to the culture temperature conditions.

먼저, 상기 실험예 1-1에 기재된 표 3의 조성을 갖는 M9배지에 패니바실러스 CAA11을 접종하여 밤새 배양한 후, pH7로 적정하고 글루코스 5g/L를 첨가한 M9 배지에 상기 밤새 배양한 종균 배양액 (seed culture)을 접종하여 30℃, 37℃, 50℃, 200rpm에서 교반하며 계대배양하였다. 이를 흡광 광도계 (Cary 60 UV-Vis, Agilent Technologies, USA)를 이용해 OD600에서 흡광도 값을 측정하였고, 이로부터 도 5a 내지 도 5c와 같은 성장 속도 그래프를 작성하였다.First, Fanny Bacillus CAA11 was inoculated on M9 medium having the composition shown in Table 3 described in Experimental Example 1-1, followed by incubation overnight. Then, the medium was titrated to pH 7 and cultured overnight in M9 medium supplemented with glucose 5 g / seed culture was inoculated and subcultured at 30 ° C, 37 ° C, 50 ° C and 200rpm with stirring. Absorbance value was measured at OD 600 using a spectrophotometer (Cary 60 UV-Vis, manufactured by Agilent Technologies, USA), and the growth rate graph as shown in FIGS. 5A to 5C was prepared therefrom.

그 결과, 도 5a 내지 도 5c 에서 보인 바와 같이, 50℃인 경우와 비교하여 30℃ 및 37℃의 조건에서 모두 균주가 폭발적으로 성장함을 관찰할 수 있었다. As a result, as shown in Figs. 5A to 5C, it was observed that the strain was explosively grown at 30 ° C and 37 ° C, respectively, as compared with 50 ° C.

[실험예 2-1] 패니바실러스 CAA11 균주의 당화 및 발효능 확인 [Experimental Example 2-1] Confirmation of saccharification and efficacy of Fanny Bacillus CAA11 strain

패니바실러스 CAA11 균주가 글루코스 외에 다른 당류도 이용할 수 있는지를 확인하기 위하여 하기의 실험을 실시하였다. The following experiment was carried out to confirm that Fanny Bacillus CAA11 strain can use other saccharides besides glucose.

먼저, 상기 표 3의 조성을 갖는 M9에 0.1% yeast extract, 2% NaCl 및 glucose 5g/L를 첨가한 배지에 패니바실러스 CAA11 균주의 콜로니를 접종한 후 37℃, 200 rpm으로 교반하면서 밤새 배양하였다. 이 종균 배양액 (seed culture)을 글루코스, 자일로스, 셀로비오스를 각각 탄소원으로 첨가한 해당 배지 (M9+ 0.1% yeast extract+ 2% NaCl)에 1/100 로 희석하여 계대배양하였다. 이후 37℃, 200 rpm으로 교반하면서 적정한 시간에 균액을 1mL 샘플링 하였다. 이를 각각 10배 희석하여 글루코스, 자일로스, 셀로비오스와 발효산물인 아세트산의 함량을 HPLC(제조사: Agilent, 제품명: Agilent 1260 (Waldbronn, Germany), refractive index detector (RID); Aminex HPX-87 H Ion Exclusion Column (300 mm X 7.8 mm, Bio-Rad, Hercules, CA, USA))로 분석하였다.First, colonies of Fanny Bacillus CAA11 were inoculated on a medium supplemented with 0.1% yeast extract, 2% NaCl and 5 g / L of M9 having the composition shown in Table 3 above, and then cultured overnight at 37 ° C with stirring at 200 rpm. The seed culture was subcultured to 1/100 of the medium (M9 + 0.1% yeast extract + 2% NaCl) supplemented with glucose, xylose and cellobiose as carbon sources, respectively. Thereafter, 1 mL of the bacterial solution was sampled at an appropriate time with stirring at 37 DEG C and 200 rpm. Agilent 1260 (Waldbronn, Germany), refractive index detector (RID), and Aminex HPX-87H Ion (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) were used for the dilution of glucose, xylose and cellobiose and the content of acetic acid, Exclusion Column (300 mm x 7.8 mm, Bio-Rad, Hercules, Calif., USA).

그 결과, 도 6a 내지 도 6c에 보이는 바와 같이, 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주는 단당류인 육탄당의 글루코스와 오탄당의 자일로스를 탄소원으로 이용하여, 발효 과정을 통해 바이오 에너지의 원료로 사용할 수 있는 아세트산(acetic acid)를 생산하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주는 이당류인 셀로비오스를 탄소원으로 처리하는 경우에도 바이오 에너지의 원료로 사용할 수 있는 아세트산(acetic acid)를 생산하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주는 바이오매스의 당화 과정에서 생성되는 다양한 당을 탄소원으로 이용할 수 있으며, 발효 과정을 통해 바이오 에너지의 원료로 사용할 수 있는 물질을 생성시키는 발효 과정을 모두 진행할 수 있음을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in Figs. 6A to 6C, the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention was prepared by using glucose of the hexose saccharide and xylose of the pentose saccharide as a carbon source, and using acetic acid (acetic acid). In addition, it has been confirmed that the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention produces acetic acid which can be used as a raw material for bioenergy even when the disaccharide cellobiose is treated with a carbon source. Thus, the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention can utilize various saccharides produced in the saccharification process of biomass as a carbon source, and can carry out a fermentation process for producing a material usable as a raw material of bioenergy through fermentation process .

[실험예 2-2] 두 가지 종류 이상의 탄소원 존재시 패니바실러스 CAA11 균주의 당화 및 발효능 확인OK Test Example 2-2 to glycosylated and efficacy of Companion CAA11 Bacillus strain of more than two kinds of carbon source present

실험예 2-1과 동일한 조건 하에서, 두 가지 종류 이상의 탄소원을 가지는 경우 패니바실러스 CAA11 균주의 당화 및 발효능을 확인하는 실험을 진행하였다. 구체적으로 탄소원의 종류를 글루코즈 및 셀로비오스가 존재하는 실험군과 셀로비오스 및 자일로스가 존재하는 실험군으로 나누어 진행하였고, 나머지 조건은 실험예 2-1과 동일하였다. Experiments were carried out to confirm the saccharification and efficacy of the Fanny Bacillus CAA11 strain when two or more types of carbon sources were present under the same conditions as Experimental Example 2-1. Specifically, the type of carbon source was divided into experimental group in which glucose and cellobiose were present and experiment group in which cellobiose and xylose were present, and the remaining conditions were the same as Experimental Example 2-1.

그 결과, 도 7a 및 도 7b에서 보이는 바와 같이, 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주는 단당류인 육탄당의 글루코스와 이당류인 셀로비오스를 동시에 탄소원으로 사용하여 아세트산(acetic acid)과 젖산 (lactic acid)를 생산하는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, 도 7a 및 도 7b로부터 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주가 단당류인 오탄당의 자일로스와 이당류인 셀로비오스를 동시에 탄소원으로 사용하여 아세트산(acetic acid)과 젖산 (lactic acid)를 생산하는 것을 확인할 수 있었다. 더불어, 도 7a 및 도 7b에서 보이는 바와 같이, 본원발명의 패니바실러스 CAA11 균주는 셀룰로오스의 주 환원당인 글루코스 및 헤미셀룰로오스의 주 환원당인 셀로비오스를 동시에 탄소원으로 이용할 수 있으므로, 바이오매스, 구체적으로 목질계 바이오매스의 전처리 과정 후 얻어지는 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스의 효과적인 당화 및 발효 과정을 진행하게 할 수 있다는 장점이 있다. As a result, as shown in FIG. 7A and FIG. 7B, the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention produced acetic acid and lactic acid by using glucose of the monosaccharide, hexose, and cellobiose, which is a disaccharide, . 7A and 7B, it can be seen that the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention produces acetic acid and lactic acid simultaneously using xylose, a monosaccharide, and cellobiose, a disaccharide, as carbon sources at the same time I could. 7A and 7B, since the Fanny Bacillus CAA11 strain of the present invention can simultaneously use glucose, which is the main reducing sugar of cellulose, and cellobiose, which is the main reducing sugar of hemicellulose, as a carbon source, biomass, specifically, The effective saccharification and fermentation process of the cellulose and hemicellulose obtained after the pretreatment process of the mass can be advanced.

[실험예 3] 셀룰로오스의 용해성에 따른 패니바실러스 CAA11 균주의 당화 및 발효능 확인[Example 3] check Companion glycosylated and to the efficacy of the Bacillus strains according to the solubility of the cellulose CAA11

결정화된 셀룰로오스 Avicel PH-101 10g을 85% phosphoric acid 100ml과 섞은 후 50℃에서 6시간 동안 처리하였다. 멸균한 증류수로 4회 워싱한 후 2N NaOH 30ml을 첨가하여 4℃에서 밤새 정치한 후 멸균한 증류수로 약 pH 7.0이 될 때까지 워싱하였다. 이 과정을 통해 전처리된 RAC (regenerated amorphous cellulose)를 불용해성 셀룰로오스로 사용하였고, CMC(carboxymethyl cellulose)를 용해성 셀룰로오스로 사용하였다. 10 g of crystallized cellulose Avicel PH-101 was mixed with 100 ml of 85% phosphoric acid and then treated at 50 ° C for 6 hours. After washing 4 times with sterilized distilled water, 30 ml of 2N NaOH was added, and the mixture was allowed to stand at 4 째 C overnight, followed by washing with sterilized distilled water until the pH reached about 7.0. Regenerated amorphous cellulose (RAC) was used as insoluble cellulose, and carboxymethyl cellulose (CMC) was used as soluble cellulose.

M9, 0.1%(wt/v) yeast extract, 2%(wt/v) NaCl, glucose 5g/L 배지에서 밤새 배양한 종균을 상기 표 3의 조성을 갖는 M9에 0.1%(wt/v) yeast extract, 2%(wt/v) NaCl 및 용해성 셀룰로오스인 CMC(carboxymethyl cellulose) 5g/L를 첨가한 배지, 및 M9에 0.1%(wt/v) yeast extract, 2%(wt/v) NaCl 및 불용성 셀룰로오스인 RAC (regenerated amorphous cellulose) 5g/L를 첨가한 배지에 각각 접종하여 배양하였다. 대조군으로는 셀룰로오스가 없는 것을 제외하고 동일한 배지에서 배양한 균주를 사용하였다. 37℃, 200 rpm으로 교반하면서 42시간 동안 배양하였고, 적정 시간에 배양액 1mL를 샘플링하여 패니바실러스 CAA11 균주의 생장 정도를 측정하였다. M9, 0.1% (wt / v) yeast extract, 2% (wt / v) NaCl and glucose 5 g / (Wt / v) NaCl and 5 g / L of CMC (carboxymethyl cellulose), which is a soluble cellulose, and a medium containing 0.1% (wt / v) yeast extract, 2% (wt / v) NaCl and insoluble cellulose And 5 g / L of regenerated amorphous cellulose (RAC). As a control, strains cultured in the same medium except for the absence of cellulose were used. The cells were incubated for 42 hours at 37 ° C with stirring at 200 rpm. One mL of the culture was sampled at the appropriate time to measure the extent of Fannibacillus CAA11 growth.

먼저 상기 용해성 셀룰로오스인 CMC가 첨가된 배지에서 배양한 경우는 용해성 셀룰로오스가 배지에 용해되어 투명한 형태를 나타내므로 흡광 광도계를 이용해 흡광 광도계 (Cary 60 UV-Vis, Agilent Technologies, USA)를 이용해 OD600에서 흡광도 값을 측정한 다음, 이를 도 8에 나타내었다. 불용성 셀룰로오스인 RAC가 첨가된 배지에서 배양한 경우는 상기 셀룰로오스가 배지 내에 불투명한 상태로 존재하기 때문에 흡광도로 생장 정도를 알 수 없다. 따라서, 각 샘플링 시간 별로 콜로니 생성(colony forming unit; CFU) 정도로 균의 생장을 확인하였다. 상기 콜로니 생성(CFU)정도는 샘플링한 균액을 배지 성분으로 1/103-108 로 희석하여 고체배지에 도말 후 생성된 콜로니의 수를 측정하여 균액 1mL 당 생성된 콜로니 수를 도표에 나타내는 방법으로 분석하였으며, 이는 도 9에 나타내었다. 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 패니바실러스 CAA11 균주는 셀룰로오스의 액체에 대한 용해성 여부와 무관하게 생장이 가능하며, 이로써 셀룰로오스의 종류에 영향을 받지 않고 우수한 당화 및 발효능을 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.First, when the soluble cellulose was cultured in the medium containing CMC as the soluble cellulose, the soluble cellulose was dissolved in the medium and showed a transparent form. Therefore, the absorbance was measured at a wavelength of 600 nm using a spectrophotometer (Cary 60 UV-Vis, Agilent Technologies, USA) The absorbance value was measured and is shown in Fig. In the case of culturing in a medium supplemented with RAC which is insoluble cellulose, since the cellulose exists in an opaque state in the culture medium, its degree of growth can not be known due to absorbance. Therefore, the growth of bacteria was confirmed by colony forming unit (CFU) for each sampling time. The degree of colony formation (CFU) was determined by diluting the sampled bacterial solution with 1/10 3 -10 8 as a culture medium, measuring the number of colonies produced after the bacteria were stained in a solid medium, and calculating the number of colonies produced per 1 mL of the bacterial solution , Which is shown in Fig. As shown in Figs. 8 and 9, Companion Bacillus CAA11 strain was confirmed that the growth regardless of the solubility whether the liquid of cellulose available, and thus can maintain an excellent glycation and to effect without being affected by the kind of the cellulose .

[실험예 4] 혐기 및 호기 조건에서의 패니바실러스 CAA11 균주의 당화 및 발효능 확인[Experimental Example 4] Confirmation of saccharification and efficacy of Fanny Bacillus CAA11 strain under anaerobic and aerobic conditions

상기 표 3의 조성을 갖는 M9배지에 0.1%(wt/v) yeast extract, 2%(wt/v) NaCl 및 glucose 5g/L를 첨가한 배지에서 밤새 배양한 종균을 M9에 0.1%(wt/v) yeast extract, 2%(wt/v) NaCl 및 불용성 셀룰로오스인 RAC(regenerated amorphous cellulose)5g/L를 첨가한 배지에 접종하여 호기와 혐기 조건에서 각각 배양하였다. The seeds cultured overnight in M9 medium supplemented with 0.1% (wt / v) yeast extract, 2% (wt / v) NaCl and 5 g / ) yeast extract, 2% (wt / v) NaCl and 5 g / L of regenerated amorphous cellulose (RAC), insoluble cellulose, were cultured in aerobic and anaerobic conditions.

호기 조건은 100mL 플라스크를 이용하여 20mL의 상기 배지를 넣은 후 37˚C, 200 rpm으로 교반하면서 진행하였고, 혐기조건의 경우 세럼바틀에 아르곤으로 퍼징한 상기 배지에 전배양한 균액을 접종 후 호기조건과 같은 조건 (37˚C, 200rpm)으로 배양하였다. 이후 적정 시간에 배양액 1mL을 샘플링하여 균의 생장 정도는 콜로니 생성 정도 (CFU)로 측정하였고, 생산물은 HPLC를 통하여 1/10로 희석하여 측정하였다. 이때 불용성 셀룰로오스인 RAC의 경우는 배지 내에 불투명한 상태로 존재하기 때문에 흡광도로 생장 정도를 알 수 없으므로, 각 샘플링 시간별로 콜로니 생성(colony forming unit; CFU) 정도로 균의 생장을 확인하였다. The aerobic conditions were as follows: 20 mL of the medium was placed in a 100 mL flask, and the mixture was stirred at 37 ° C and 200 rpm. In the case of the anaerobic culture, inoculum was inoculated in the medium purged with argon in a serum bottle, And cultured under the same conditions (37 ° C, 200 rpm). After 1 mL of the culture was sampled at the appropriate time, the degree of growth of the bacteria was measured by the degree of colony formation (CFU), and the product was diluted 1/10 by HPLC. In this case, since RAC, which is an insoluble cellulose, is present in an opaque state in the culture medium, the degree of growth can not be known due to the absorbance. Therefore, the growth of the bacteria was confirmed by colony forming unit (CFU) at each sampling time.

CFU 측정 방법으로는 샘플링한 균액을 배지 성분으로 1/103-108 로 희석하여 고체배지에 도말 후 생성된 콜로니의 수를 측정하여 균액 1mL 당 생성된 콜로니 수를 산출하였다. 생산물인 아세트산, 포름산, 에탄올은 HPLC (제조사: Agilent, 제품명: Agilent 1260 (Waldbronn, Germany), refractive index detector (RID); Aminex HPX-87 H Ion Exclusion Column (300 mm X 7.8 mm, Bio-Rad, Hercules, CA, USA)로 분석하였다. 위 결과를 종합하여 도 10a 내지 도 10d에 나타내었다.For the CFU measurement, the sampled bacterial fluid was diluted to 1/10 3 -10 8 with the culture medium, and the number of colonies produced after the staining on the solid medium was measured to calculate the number of colonies generated per 1 mL of the bacterial fluid. The products acetic acid, formic acid and ethanol were analyzed by HPLC (manufactured by Agilent, product name: Agilent 1260, Waldbronn, Germany), refractive index detector (RID), Aminex HPX- 87 H Ion Exclusion Column (300 mm x 7.8 mm, Hercules, Calif., USA). The results are summarized in Figures 10a-10d.

그 결과, 도 10a 내지 도 10d에서 확인할 수 있는 바와 같이 패니바실러스 CAA11 균주는 호기 조건과 혐기 조건에서 모두 잘 생장할 수 있을 뿐 아니라 발효산물을 호기, 혐기 조건에서 모두 생산할 수 있음을 알 수 있다.As a result, as shown in FIGS. 10A to 10D, it can be seen that the Fanny Bacillus strain CAA11 can grow well under both aerobic conditions and anaerobic conditions, and can produce fermented products under both aerobic and anaerobic conditions.

[실시예 3] 패니바실러스 CAA11에서 단백질을 과량발현시키기 위한 형질전환에 사용할 프로모터 검색[Example 3] Search for promoter to be used for transfection for overexpression of protein in Fanny Bacillus CAA11

패니바실러스Fanny Bacillus CAA11의 형질전환 방법 구축 Construction of transgenic method for CAA11

패니바실러스는 분리 균주로서 형질전환 방법이 구축되어 있지 않았기 때문에 바실러스에서 사용가능한 클로닝 벡터, 유전체 삽입용 벡터, 목적 유전자체 표지를 할 수 있는 벡터 등 다양한 벡터를 미국의 바실러스 유전자 센터 (Bacillus Genetic Stock Center; BGSC)로부터 확보하였다. Since Fanny bacillus was not constructed as a transformed strain, various vectors such as a cloning vector usable in Bacillus, a vector for inserting a genome, and a vector capable of forming a target genetic label can be used in the Bacillus Genetic Stock Center ; BGSC).

다양한 조건에서 DNA 도입을 위한 형질전환 기법을 수행한 결과 CAA11에서 DNA 도입 방법을 수립하였다. 패니바실러스 CAA11은 그람양성 박테리아로서 두꺼운 세포벽을 가지고 있기 때문에 DNA 도입 효율을 높이기 위해 배양액과 형질전환용 세포 제조 시 버퍼에 0.5M sorbitol을 첨가하여 삼투압을 높이는 방법을 사용하였다. 그 결과 다양한 사이즈의 플라스미드로 형질전환을 테스트한 결과, 하기 표 4에서와 같이 CAA11에 성공적으로 플라스미드가 도입되었음을 확인하였다.Transformation technique for DNA introduction under various conditions resulted in establishment of DNA introduction method in CAA11. Since Fanny Bacillus CAA11 has a thick cell wall as a Gram-positive bacterium, 0.5m sorbitol was added to the buffer solution to increase the efficiency of DNA transfection. As a result, transfection was tested with plasmids of various sizes. As a result, it was confirmed that the plasmid was successfully introduced into CAA11 as shown in Table 4 below.

플라스미드Plasmid pNW33NpNW33N pAD123pAD123 pHCMC02pHCMC02 pAD43-25pAD43-25 pHCMC05pHCMC05 NegativeNegative Size (bp)Size (bp) 42174217 59525952 68666866 72627262 83218321 colonycolony 105105 8080 3737 1313 00 00

프로모터 세기 측정용 벡터의 제조Preparation of vector for promoter intensity measurement

상기 플라스미드 중 형광 단백질인 GFP 유전자를 포함하는 pAD123 벡터에 8가지 조합의 프로모터를 삽입하여 프로모터 세기 측정용 벡터를 제조하였다. 표 5에 사용한 프로모터를 나타내었다. 그리고 도 11a에 벡터 (pAD123-promoter)의 제작도표를 나타내었다. A vector for measuring the promoter strength was prepared by inserting 8 combinations of promoters into the pAD123 vector containing the GFP gene, which is a fluorescent protein in the plasmid. The promoters used in Table 5 are shown. 11A shows a production diagram of the vector (pAD123-promoter).

상기 PCR은 98 ℃에서 2분 동안 전변성(predenature)을 1 사이클 실시한 후, 98℃ 에서 10초 동안 변성(denature) - 60℃에서 10초 동안 어닐링(annealing) - 72℃에서 10초 동안 신장(elongation)을 30 사이클 반복 실시하였다. 그리고 72℃에서 5분 동안 추가 신장(extra elongation)을 1 사이클 더 실시하여 수행하였다.The PCR was carried out by one cycle of predenaturation at 98 ° C for 2 minutes followed by denaturation at 98 ° C for 10 seconds - annealing at 60 ° C for 10 seconds - elongation at 72 ° C for 10 seconds elongation) was repeated for 30 cycles. And an additional elongation at 72 ° C for 5 minutes for one more cycle.

그 다음, pAD123 플라스미드의 MCS 사이트에 존재하는 SmaI, BamHI 제한효소로 pAD123과 프로모터 PCR 산물을 자른 후 (digestion) 프로모터 PCR 생산물과 pAD123을 라이게이션 (ligation)하였다.Then, the pAD123 and promoter PCR products were digested with SmaI and BamHI restriction enzymes present at the MCS site of pAD123 plasmid (digestion), and the promoter PCR product and pAD123 were ligated.

마지막으로, pAD123-promoter를 E.coli DH5a에 형질전환한 후 Cm 25 μg/ml가 포함된 LB 아가 플레이트(LB agar plate)에 도말한 다음, 콜로니를 접종하여 재조합 플라스미드를 확인하였다.Finally, the pAD123-promoter was transformed into E. coli DH5a, plated on an LB agar plate containing 25 μg / ml Cm, and then a recombinant plasmid was identified by inoculation with a colony.

프로모터 세기 측정에 사용한 프로모터The promoter used to measure the promoter strength

사용 갯수Number of Uses 사용 프로모터Promoter used sequencesequence 1개 프로모터1 promoter Pspac (서열번호 7)Pspac (SEQ ID NO: 7) aggccttacacagcccagtccagactattcggcactgaaattatgggtgaagtggtcaagacctcactaggcaccttaaaaatagcgcaccctgaagaagatttatttgaggtagcccttgcctacctagcttccaagaaagatatcctaacagcacaagagcggaaagatgttttgttctacatccagaacaacctctgctaaaattcctgaaaaattttgcaaaaagttgttgactttatctacaaggtgtggcataatgtgtggaattgtgagcggataacaattaagcttaaggaggtgaaggccttacacagcccagtccagactattcggcactgaaattatgggtgaagtggtcaagacctcactaggcaccttaaaaatagcgcaccctgaagaagatttatttgaggtagcccttgcctacctagcttccaagaaagatatcctaacagcacaagagcggaaagatgttttgttctacatccagaacaacctctgctaaaattcctgaaaaattttgcaaaaagttgttgactttatctacaaggtgtggcataatgtgtggaattgtgagcggataacaattaagcttaaggaggtga PHpaII (서열번호 8)PHpaII (SEQ ID NO: 8) gatcttctcaaaaaatactacctgtcccttgctgatttttaaacgagcacgagagcaaaacccccctttgctgaggtggcagagggcaggtttttttgtttcttttttctcgtaaaaaaaagaaaggtcttaaaggttttatggttttggtcggcactgccgacagcctcgcagagcacacactttatgaatataaagtatagtgtgttatactttacttggaagtggttgccggaaagagcgaaaatgcctcacatttgtgccacctaaaaaggagcgatttacatgatcttctcaaaaaatactacctgtcccttgctgatttttaaacgagcacgagagcaaaacccccctttgctgaggtggcagagggcaggtttttttgtttcttttttctcgtaaaaaaaagaaaggtcttaaaggttttatggttttggtcggcactgccgacagcctcgcagagcacacactttatgaatataaagtatagtgtgttatactttacttggaagtggttgccggaaagagcgaaaatgcctcacatttgtgccacctaaaaaggagcgatttacat P43(서열번호 9)P43 (SEQ ID NO: 9) tgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc 2개 프로모터2 promoters Pspac P43(서열번호 10)Pspac P43 (SEQ ID NO: 10) aggccttacacagcccagtccagactattcggcactgaaattatgggtgaagtggtcaagacctcactaggcaccttaaaaatagcgcaccctgaagaagatttatttgaggtagcccttgcctacctagcttccaagaaagatatcctaacagcacaagagcggaaagatgttttgttctacatccagaacaacctctgctaaaattcctgaaaaattttgcaaaaagttgttgactttatctacaaggtgtggcataatgtgtggaattgtgagcggataacaattaagcttaaggaggtgaggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc
aggccttacacagcccagtccagactattcggcactgaaattatgggtgaagtggtcaagacctcactaggcaccttaaaaatagcgcaccctgaagaagatttatttgaggtagcccttgcctacctagcttccaagaaagatatcctaacagcacaagagcggaaagatgttttgttctacatccagaacaacctctgctaaaattcctgaaaaattttgcaaaaagttgttgactttatctacaaggtgtggcataatgtgtggaattgtgagcggataacaattaagcttaaggaggtgaggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc
PHpaII P43(서열번호 11)PHpaII P43 (SEQ ID NO: 11) gatcttctcaaaaaatactacctgtcccttgctgatttttaaacgagcacgagagcaaaacccccctttgctgaggtggcagagggcaggtttttttgtttcttttttctcgtaaaaaaaagaaaggtcttaaaggttttatggttttggtcggcactgccgacagcctcgcagagcacacactttatgaatataaagtatagtgtgttatactttacttggaagtggttgccggaaagagcgaaaatgcctcacatttgtgccacctaaaaaggagcgatttacatggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc
gatcttctcaaaaaatactacctgtcccttgctgatttttaaacgagcacgagagcaaaacccccctttgctgaggtggcagagggcaggtttttttgtttcttttttctcgtaaaaaaaagaaaggtcttaaaggttttatggttttggtcggcactgccgacagcctcgcagagcacacactttatgaatataaagtatagtgtgttatactttacttggaagtggttgccggaaagagcgaaaatgcctcacatttgtgccacctaaaaaggagcgatttacatggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc
P43 P43(서열번호 5)P43 P43 (SEQ ID NO: 5) tgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagcggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagcggatcctgataggtggtatgttttcgcttgaacttttaaatacagccattgaacatacggttgatttaataactgacaaacatcaccctcttgctaaagcggccaaggacgctgccgccggggctgtttgcgtttttgccgtgatttcgtgtatcattggtttacttatttttttgccaaagctgtaatggctgaaaattcttacatttattttacatttttagaaatgggcgtgaaaaaaagcgcgcgattatgtaaaatataaagtgatagc

셀룰라아제 발현 벡터의 제조Preparation of cellulase expression vector

프로모터의 세기 비교를 통해 유전자의 강한 발현 결과를 보인 2개의 프로모터 중 P43 P43 프로모터(서열번호 5)를 사용하여 도 12 에서와 같이 셀룰라아제 발현 벡터를 제조하였다. 대장균과 바실러스 셔틀 벡터인 pNW33N 벡터에 P43 프로모터를 삽입한 후 P43 프로모터, 시그날 펩타이드 (nprB), 셀룰라아제 (cel5)를 오버랩 PCR로 연결하여 pNW33N P43 벡터에 클로닝하였다. 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 168 균주의 유전체 (genomic DNA)를 주형으로 프로모터 (P43) 셀룰라아제 (cel5)와 시그날 펩타이드 (nprB)를 PCR로 증폭하였다. 증폭된 PCR 산물은 오버랩 PCR로 증폭하여 P43-nprB-cel5 산물을 얻었다.A cellulase expression vector was prepared as shown in FIG. 12 using the P43 P43 promoter (SEQ ID NO: 5) among the two promoters showing strong expression of the gene through comparison of the promoter strength. The P43 promoter was inserted into E. coli and the Bacillus shuttle vector pNW33N vector, and the P43 promoter, signal peptide (nprB), and cellulase (cel5) were ligated to overlap vector pNW33N P43 vector. The promoter (P43) cellulase (cel5) and the signal peptide (nprB) were amplified by PCR using the genomic DNA of 168 strains of Bacillus subtilis as a template. The amplified PCR product was amplified by overlap PCR to obtain the P43-nprB-cel5 product.

pNW33N 벡터와 P43을 SmaI, BamHI으로 처리하여 라이게이션 한 후 E.coli DH5a에 형질전환한 후 Cm 25 μg/ml가 포함된 LB 아가 플레이트(LB agar plate)에 도말한 다음, 콜로니를 접종하여 pNW33N-P43 재조합 플라스미드를 확인하였다. The pNW33N vector and P43 were treated with SmaI and BamHI for ligation, transformed into E. coli DH5a, plated on an LB agar plate containing 25 μg / ml Cm, and then inoculated with pNW33N -P43 recombinant plasmid was identified.

제조한 pNW33N-P43 벡터와 P43-nprB-cel5를 BamHI, XbaI으로 처리하여 라이게이션 한 후 상기와 같이 E. coli DH5a에 형질전환한 후 Cm 25 μg/ml가 포함된 LB 아가 플레이트(LB agar plate)에 도말한 다음, 콜로니를 접종하여 pNW33N-P43-P43 nprB cel5 재조합 플라스미드(서열번호 6)를 확인하였다.The resulting pNW33N-P43 vector and P43-nprB-cel5 were treated with BamHI and XbaI for ligation, and transformed into E. coli DH5a as described above. Then, LB agar plates containing 25 μg / ml Cm ), And then colony was inoculated to confirm pNW33N-P43-P43 nprB cel5 recombinant plasmid (SEQ ID NO: 6).

패니바실러스Fanny Bacillus CAA11 재조합 균주의 제조 Preparation of CAA11 Recombinant Strain

상기에서 제조한 재조합 벡터를 패니바실러스 CAA11 균주에 도입하여 형질전환한 후, Cm 10 μg/mL 가 포함된 배지에서 배양하여 패니바실러스 CAA11 재조합 균주를 제조하였다.After transformed by introducing a recombinant vector prepared in the Companion CAA11 Bacillus strain, were cultured in a medium containing Cm 10 μg / mL Waist Bacillus CAA11 To prepare a recombinant strain.

이때 상기 형질전환은 다음과 같은 방법에 의해 수행되었다.At this time, the transformation was carried out by the following method.

먼저 0.5M sorbitol이 포함된 LB(Luria-Bertani) 배지에서 패니바실러스 CAA11 균주를 37℃에서 밤새 배양하고, 이를 다시 동일 배지에 계대배양 (subculture)한 다음, 6000rpm로 4℃에서 10분 동안 원심분리하여 OD600이 0.8일 때 수확하였다. 그리고 30ml의 차가운 워싱버퍼 (0.5M sorbitol, 0.5M mannitol, 0.25mM KH2PO4, 0.25mM K2HPO4, 0.5mM MgCl2, 10% glycerol)로 4회 세척한 후 배양 부피의 1/40 워싱버퍼 부피에 재분산 (resuspend)시켜 수용성 세포 (competent cell)을 준비하였다. First, the Fanny Bacillus CAA11 strain was cultured overnight at 37 ° C in LB (Luria-Bertani) medium containing 0.5 M sorbitol, subcultured again in the same medium, and then centrifuged at 6000 rpm at 4 ° C for 10 minutes And harvested at an OD 600 of 0.8. And washed four times with 30 ml of cold wash buffer (0.5 M sorbitol, 0.5 M mannitol, 0.25 mM KH2PO4, 0.25 mM K2HPO4, 0.5 mM MgCl2, 10% glycerol) and redispersed in a 1/40 wash buffer volume of the culture volume resuspend) to prepare competent cells.

그 다음, 정제된 플라스미드 DNA 300~400ng과 매우 차갑게 냉장시킨 세포 현탁액 60μl을 혼합하고 매우 차갑게 냉장시킨 전기천공 큐벳(electroporation cuvettes)으로 옮긴 후, 21kV/cm, 200 Ω, 25μF(시상수 5ms)의 조건 하에서 전기천공하였다. LB, 0.5M sorbitol, 0.38M mannitol 배지 1 mL을 맥동세포(pulsed cells)와 혼합하고 37℃에서 3시간 동안 200rpm으로 교반 (agitation)하며 배양하였으며, 이 세포 혼합물을 Cm 10 μg/mL 가 포함된 배지에 스프레드(spread)함으로써 형질전환을 수행하였다. Then, 300 μl of the purified plasmid DNA and 60 μl of the cell suspension refrigerated very cold were mixed and transferred to electroporation cuvettes which were refrigerated very coolly. Then, the cells were cultured under conditions of 21 kV / cm, 200 Ω, 25 μF (time constant 5 ms) Lt; / RTI > 1 mL of LB, 0.5 M sorbitol and 0.38 M mannitol medium was mixed with pulsed cells and agitated at 37 ° C for 3 hours at 200 rpm. The cell mixture was mixed with 10 μg / mL of Cm Transformation was performed by spreading in the medium.

[실험예 5] 프로모터 세기 비교[Experimental Example 5] Comparison of Promoter Strength

제작된 프로모터 세기 측정용 벡터를 패니바실러스 CAA11과 유사한 바실러스 SPF35에 도입하였다. Cm 5μg/ml이 포함된 LB에 접종하여 배양한 후 완성된 벡터를 Paenibacillus sp. CAA11에 도입하여 형광의 세기를 측정함으로써 프로모터의 세기를 분석하였다. 그 결과 도 11b에서와 같이 한 개의 프로모터를 사용했을 때 보다 두 개의 프로모터를 일렬로 삽입한 경우 형광 발현이 가장 센 것을 측정하였다. 실험 결과를 바탕으로 분리 균주 내에서 목적 유전자를 발현하는 데에 두 개의 프로모터를 연결하여 사용하였다. The vector for the production promoter strength measurements were introduced into the Bacillus SPF35 similar Waist Bacillus CAA11. After incubation in LB containing 5 μg / ml of Cm, the completed vector was transformed into Paenibacillus sp. The intensity of the promoter was analyzed by measuring the intensity of fluorescence by introducing it into CAA11. As a result, as shown in FIG. 11B, when two promoters were inserted in a row, the fluorescence expression was the highest when one promoter was used. Based on the experimental results, two promoters were used to express the desired gene in the isolate.

[실험예 6] 고체 배지에서 패니바실러스 CAA11 재조합 균주의 셀룰로오즈 분해능 비교[Experimental Example 6] In solid medium Comparison of Cellulose Degradability of Fanny Bacillus CAA11 Recombinant Strain

[실험예 5]로부터 얻은 결과를 통해 두 개의 프로모터가 연결된 pNW33N-P43 P43-nprB cel5 벡터를 제조하였고 (도 12) CAA11에 형질전환한 후 재조합 균주의 셀룰로오즈 분해능 향상 정도를 알아보기 위하여 빈 벡터로 형질전환한 대조군과 비교하였다. PNW33N-P43 P43-nprB cel5 vector with two promoters linked thereto was prepared (FIG. 12). In order to investigate the degree of degradation of the cellulose degradation of the recombinant strain after transformation into CAA11, an empty vector And compared with the transformed control group.

먼저 액체 용액에 가용성 셀룰로오스인 carboxymethyl cellulose (CMC)가 10g/L 포함된 M9 배지에 빈 벡터만 포함하는 패니바실러스 CAA11 균주와 셀룰라아제 과량 발현 벡터가 포함된 패니바실러스 CAA11 균주를 24시간 동안 배양한 후 셀룰로오스 분해 정도를 분석할 수 있는 0.1% 콩고 레드 솔루션 (Congo Red solution)으로 염색 후 1M NaCl로 탈색하여 셀룰로오스가 분해된 halo zone의 크기를 비교하였다. 그 결과 도 13에서와 같이 셀룰라아제 과량 발현 균주의 셀룰로오스 분해능이 증가하였음을 확인하였다.First, soluble in the liquid solution of cellulose is carboxymethyl cellulose then (CMC) are cultured for 24 hours Companion Bacillus CAA11 strain and cellulase A Companion Bacillus CAA11 strain containing the excess expression vector comprising only an empty vector in the M9 medium containing 10g / L of cellulose After dyeing with 0.1% Congo Red solution, which can analyze the degree of degradation, we discolored with 1M NaCl and compared the size of halo zone decomposed cellulose. As a result, it was confirmed that cellulose degradation ability of the cellulase overexpressing strain was increased as shown in Fig.

[실험예 7] 액체 배지에서 패니바실러스 CAA11 재조합 균주의 셀룰로오스 분해능 및 생산물질 분석[Experimental Example 7] Cellulose degradation ability and production material analysis of Fanny Bacillus CAA11 recombinant strain in liquid medium

셀룰라아제 과량 발현 균주를 셀룰로오스 배지에서 배양하며 셀룰로오스 분해 정도를 정량하고 생산물질을 분석하였다. 배지에 사용할 셀룰로오스 (RAC; regenerated amorphous cellulose)를 하기와 같이 준비하였다. 결정화된 셀룰로오스 Avicel PH-101 10g을 85% phosphoric acid 100ml과 섞은 후 50℃에서 6시간 동안 처리하였다. 멸균한 증류수로 4회 워싱한 후 2N NaOH 30ml을 첨가하여 4℃에서 밤새 정치한 후 멸균한 증류수로 ~pH7.0이 될 때까지 워싱하였다. Cellulase overexpressing strains were cultured on cellulose medium and cellulase degradation was quantified and analyzed. Cellulose (RAC; regenerated amorphous cellulose) to be used for the medium was prepared as follows. 10 g of crystallized cellulose Avicel PH-101 was mixed with 100 ml of 85% phosphoric acid and then treated at 50 ° C for 6 hours. After washing 4 times with sterilized distilled water, 30 ml of 2N NaOH was added. The mixture was allowed to stand overnight at 4 ° C, and then washed with sterilized distilled water until pH 7.0.

Glucose 5g/L가 포함된 M9 배지에서 패니바실러스 CAA11을 밤새 배양한 후 상기에서 제조한 셀룰로오스 5g/L가 포함된 M9배지 50ml에 접종한 후 37℃, 200rpm으로 교반하며 호기와 혐기 조건에서 배양하였다. In the M9 medium containing 5 g / L of glucose, Fanny Bacillus CAA11 was cultured overnight, inoculated into 50 ml of M9 medium containing 5 g / L of the cellulose prepared above, and then cultured under aerobic and anaerobic conditions at 37 ° C and 200 rpm .

24시간 간격으로 1.5ml씩 샘플링하였으며 1ml의 샘플을 13000rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액은 생산물을 분석하였고 pellet으로 가라앉은 셀룰로오스는 셀룰로오스 정량을 위해 사용하였다. 생산물의 분석은 HPLC(제조사: Agilent, 제품명: Agilent 1260 (Waldbronn, Germany), refractive index detector (RID); Aminex HPX-87 H Ion Exclusion Column (300 mm X 7.8 mm, Bio-Rad, Hercules, CA, USA))를 사용하여 분석하였다.The samples were centrifuged at 13,000 rpm for 10 min. The supernatant was analyzed for the product, and the cellulosic precipitated with pellet was used for cellulosic determination. Analysis of the product was carried out on an Aminex HPX-87 H Ion Exclusion Column (300 mm x 7.8 mm, Bio-Rad, Hercules, Calif.) Using HPLC (manufacturer: Agilent 1260, Waldbronn, Germany) USA).

상기의 샘플에서 pellet으로 얻은 셀룰로오스에는 배양 세포가 포함되어 있으므로 세포를 제거하기 위해 라이소자임을 40μg/ml의 농도로 첨가하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후 Novagen사의 Bug Buster reagent 20μl를 첨가하여 상온에서 30분간 반응시켰다. 증류수로 2회 워싱 후 1/10로 희석하여 96well plate에 샘플 10μl, 황산 용액 200μl, 5% 페놀용액 20μl를 첨가한 후 30분간 상온에서 반응시켰다. 490nm에서 흡광도를 측정하여 배양액에 남아있는 셀룰로오스의 양을 측정하였다.In order to remove cells, cellulase was added at a concentration of 40 μg / ml. Cells were incubated at 37 ° C for 30 min. Then, 20 μl of Bug Buster reagent from Novagen was added and incubated at room temperature for 30 min. Lt; / RTI > After washing 2 times with distilled water, it was diluted 1/10. 10μl of sample, 200μl of sulfuric acid solution and 20μl of 5% phenol solution were added to a 96-well plate and reacted at room temperature for 30 minutes. Absorbance was measured at 490 nm and the amount of cellulose remaining in the culture was measured.

셀룰로오즈 분해능 향상 균주를 호기와 혐기 조건에서 RAC 10 g/L, 효모 추출물 1 g/L를 포함하는 M9 배지를 사용하여 배양한 결과 도 14a 내지 도 14e에서와 같이 호기조건에서 빈 벡터를 포함하는 대조군은 셀룰로오즈를 41% 분해하였으며 0.11 g/L 아세트산을 생산하였고 셀룰로오즈 분해능 향상 균주에서는 셀룰로오즈를 62% 분해하였고 0.6 g/L 아세트산을 생산하였다. 혐기조건에서 대조군은 셀룰로오즈를 30% 분해하였고 0.14 g/L 포름산, 0.12 g/L 아세트산, 0.13 g/L 에탄올, 0.06 g/L 젖산을 생산하였다. 셀룰로오즈 분해능 향상 균주에서는 셀룰로오즈를 54% 분해하였고 0.7 g/L 포름산, 0.74 g/L 아세트산, 0.65 g/L 에탄올, 0.16 g/L 젖산을 생산하였다. Cellulose degradation enhancing strain was cultured in M9 medium containing 10 g / L of RAC and 1 g / L of yeast extract under aerobic and anaerobic conditions. As a result, as shown in FIGS. 14A to 14E, 41% decomposition of cellulose, 0.11 g / L of acetic acid was produced, 62% of cellulose was decomposed in cellulose degrading ability improving strain and 0.6 g / L of acetic acid was produced. In the anaerobic condition, the control group decomposed 30% of cellulose and produced 0.14 g / L formic acid, 0.12 g / L acetic acid, 0.13 g / L ethanol and 0.06 g / L lactic acid. Cellulose degradation enhanced the celluloses by 54% and yielded 0.7 g / L formic acid, 0.74 g / L acetic acid, 0.65 g / L ethanol and 0.16 g / L lactic acid.

패니바실러스 CAA11은 호기와 혐기 조건 모두에서 셀룰로오즈 분해를 할 수 있으며 호기 조건에서는 아세트산, 혐기 조건에서는 아세트산, 포름산, 에탄올 및 젖산을 생산하는 것을 확인하였으며 Cel5를 과량 발현 시켜 셀룰로오즈 분해능을 향상킨 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel)에서는 셀룰로오스의 분해가 더 잘 일어나므로, 형질전환시키지 않은 상기 패니바실러스 CAA11에 비해 생산물질이 약 5-6 배 증가하는 것을 확인하였다. Fanny Bacillus CAA11 was able to decompose cellulose under both aerobic and anaerobic conditions. It was found to produce acetic acid under aerobic conditions, acetic acid, formic acid, ethanol and lactic acid under anaerobic conditions and overexpressed Cel5 to improve cellulose degradation. Fanny Bacillus CAA11 Of recombinant strains of Paenibacillus sp . CAA11-Cel), because the decomposition of the cellulose better up, it was confirmed that the above Waist Bacillus production material than the CAA11 increased by about 5-6 times the plasma that is not converted.

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

한국미생물보존센터Korea Microorganism Conservation Center KCCM11602PKCCM11602P 2014110620141106 한국미생물보존센터Korea Microorganism Conservation Center KCCM11825PKCCM11825P 2016032420160324

<110> Korea Institute of Science and Technology <120> Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and fermentation of cellulose and transformed strain thereof <130> 16p126ind <150> KR 10-2015-0047444 <151> 2015-04-03 <160> 11 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer for amplifying strain of Example 1-1 <400> 1 agagtttgat ctgctcag 18 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for amplifying strain of Example 1-1 <400> 2 aaggaggtga tccagccgca 20 <210> 3 <211> 1437 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequence of amplified strain of Example 1-1 <400> 3 ctatactgca gtcgagcgga gttatttaga agcttgcttc taaataactt agcggcggac 60 gggtgagtaa cacgtaggca acctgcctgt aagactggga taactaccgg aaacggtagc 120 taataccgga tacacaagtt cctcgcatga gggatttggg aaagacggag caatctgtca 180 cttacggatg ggcctgcggc gcattagcta gttggtgggg taacggctca ccaaggcgac 240 gatgcgtagc cgacctgaga gggtgaacgg ccacactggg actgagacac ggcccagact 300 cctacgggag gcagcagtag ggaatcttcc gcaatggacg 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tccgtgaaaa ataaagtaaa agaagcggtt gaagcggcaa aagagcttgg gatatatgtc 960 atcattgact ggcatatctt aaatgacggt aatccaaacc aaaataaaga gaaggcaaaa 1020 gaattcttca aggaaatgtc aagcctttac ggaaacacgc caaacgtcat ttatgaaatt 1080 gcaaacgaac caaacggtga tgtgaactgg aagcgtgata ttaaaccata tgcggaagaa 1140 gtgatttcag ttatccgcaa aaatgatcca gacaacatca tcattgtcgg aaccggtaca 1200 tggagccagg atgtgaatga tgctgccgat gaccagctaa aagatgcaaa cgttatgtac 1260 gcacttcatt tttatgccgg cacacacggc caatttttac gggataaagc aaactatgca 1320 ctcagcaaag gagcacctat ttttgtgaca gagtggggaa caagcgacgc gtctggcaat 1380 ggcggtgtat tccttgatca atcgagggaa tggctgaaat atctcgacag caagaccatt 1440 agctgggtga actggaatct ttctgataag caggaatcat cctcagcttt aaagccgggg 1500 gcatctaaaa caggcggctg gcggttgtca gatttatctg cttcaggaac attcgttaga 1560 gaaaacattc tcggcaccaa agattcgacg aaggacattc ctgaaacgcc atcaaaagat 1620 aaacccacac aggaaaatgg tatttctgta cagtacagag caggggatgg gagtatgaac 1680 agcaaccaaa tccgtccgca gcttcaaata aaaaataacg gcaataccac ggttgattta 1740 aaagatgtca ctgcccgtta ctggtataaa gcgaaaaaca aaggccaaaa ctttgactgt 1800 gactacgcgc agattggatg cggcaatgtg acacacaagt ttgtgacgtt gcataaacca 1860 aagcaaggtg cagataccta tctggaactt ggatttaaaa acggaacgtt ggcaccggga 1920 gcaagcacag ggaatattca gctccgtctt cacaatgatg actggagcaa ttatgcacaa 1980 agcggcgatt attccttttt caaatcaaat acgtttaaaa caacgaaaaa aatcacatta 2040 tatgatcaag gaaaactgat ttggggaaca gaaccaaatc atcatcatca tcatcattag 2100 tctagagtcg acctgcaggc atgcaagctt ggcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt 2160 gtgaaattgt tatccgctca caattccaca caacatacga gccggaagca taaagtgtaa 2220 agcctggggt gcctaatgag tgagctaact cacattaatt gcgttgcgct cactgcccgc 2280 tttccagtcg ggaaacctgt cgtgccagcc cttcaaactt cccaaaggcg agccctagtg 2340 acattagaaa accgactgta aaaagtacag tcggcattat ctcatattat aaaagccagt 2400 cattaggcct atctgacaat tcctgaatag agttcataaa caatcctgca tgataaccat 2460 cacaaacaga atgatgtacc tgtaaagata gcggtaaata tattgaatta cctttattaa 2520 tgaattttcc tgctgtaata atgggtagaa ggtaattact attattattg atatttaagt 2580 taaacccagt aaatgaagtc catggaataa tagaaagaga aaaagcattt tcaggtatag 2640 gtgttttggg aaacaatttc cccgaaccat tatatttctc tacatcagaa aggtataaat 2700 cataaaactc tttgaagtca ttctttacag gagtccaaat accagagaat gttttagata 2760 caccatcaaa aattgtataa agtggctcta acttatccca ataacctaac tctccgtcgc 2820 tattgtaacc agttctaaaa gctgtatttg agtttatcac ccttgtcact aagaaaataa 2880 atgcagggta aaatttatat ccttcttgtt ttatgtttcg gtataaaaca ctaatatcaa 2940 tttctgtggt tatactaaaa gtcgtttgtt ggttcaaata atgattaaat atctcttttc 3000 tcttccaatt gtctaaatca attttattaa agttcatttg atatgcctcc taaattttta 3060 tctaaagtga atttaggagg cttacttgtc tgctttcttc attagaatca atcctttttt 3120 aaaagtcaat cccgtttgtt gaactactct ttaataaaat aatttttccg ttcccaattc 3180 cacattgcaa taatagaaaa tccatcttca tcggcttttt cgtcatcatc tgtatgaatc 3240 aaatcgcctt cttctgtgtc atcaaggttt aattttttat gtatttcttt taacaaacca 3300 ccataggaga ttaacctttt acggtgtaaa ccttcctcca aatcagacaa acgtttcaaa 3360 ttcttttctt catcatcggt cataaaatcc gtatccttta caggatattt tgcagtttcg 3420 tcaattgccg attgtatatc cgatttatat ttatttttcg gtcgaatcat ttgaactttt 3480 acatttggat catagtctaa tttcattgcc tttttccaaa attgaatcca ttgtttttga 3540 ttcacgtagt tttctgtatt cttaaaataa gttggttcca cacataccaa tacatgcatg 3600 tgctgattat aagaattatc tttattattt attgtcactt ccgttgcacg cataaaacca 3660 acaagatttt tattaatttt tttatattgc atcattcggc gaaatccttg agccatatct 3720 gacaaactct tatttaattc ttcgccatca taaacatttt taactgttaa tgtgagaaac 3780 aaccaacgaa ctgttggctt ttgtttaata acttcagcaa caaccttttg tgactgaatg 3840 ccatgtttca ttgctctcct ccagttgcac attggacaaa gcctggattt acaaaaccac 3900 actcgataca actttctttc gcctgtttca cgattttgtt tatactctaa tatttcagca 3960 caatctttta ctctttcagc ctttttaaat tcaagaatat gcagaagttc aaagtaatca 4020 acattagcga ttttcttttc tctccatggt ctcacttttc cactttttgt cttgtccact 4080 aaaacccttg atttttcatc tgaataaatg ctactattag gacacataat attaaaagaa 4140 acccccatct atttagttat ttgtttggtc acttataact ttaacagatg gggtttttct 4200 gtgcaaccaa ttttaagggt tttcaatact ttaaaacaca tacataccaa cacttcaacg 4260 cacctttcag caactaaaat aaaaatgacg ttatttctat atgtatcaag aatagaaaga 4320 actcgttttt cgctacgctc aaaacgcaaa aaaagcactc attcgagtgc tttttcttat 4380 cgctccaaat catgcgattt tttcctcttt gcttttcttt gctcacgaag ttctcgatca 4440 cgctgcaaaa catcttgaag cgaaaaagta ttcttctttt cttccgatcg ctcatgctga 4500 cgcacgaaaa gccctctagg cgcataggaa caactcctaa atgcatgtga ggggttttct 4560 cgtccatgtg aacagtcgca tacgcaatat tttgtttccc atactgcatt aatgaatcgg 4620 ccaacgcgcg gggagaggcg gtttgcgtat tgggcgctct tccgcttcct cgctcactga 4680 ctcgctgcgc tcggtcgttc ggctgcggcg agcggtatca gctcactcaa aggcggtaat 4740 acggttatcc acagaatcag gggataacgc aggaaagaac atgtgagcaa aaggccagca 4800 aaaggccagg aaccgtaaaa aggccgcgtt gctggcgttt ttccataggc tccgcccccc 4860 tgacgagcat cacaaaaatc gacgctcaag tcagaggtgg cgaaacccga caggactata 4920 aagataccag gcgtttcccc ctggaagctc cctcgtgcgc tctcctgttc cgaccctgcc 4980 gcttaccgga tacctgtccg cctttctccc ttcgggaagc gtggcgcttt ctcatagctc 5040 acgctgtagg tatctcagtt cggtgtaggt cgttcgctcc aagctgggct gtgtgcacga 5100 accccccgtt cagcccgacc gctgcgcctt atccggtaac tatcgtcttg agtccaaccc 5160 ggtaagacac gacttatcgc cactggcagc agccactggt aacaggatta gcagagcgag 5220 gtatgtaggc ggtgctacag agttcttgaa gtggtggcct aactacggct acactagaag 5280 aacagtattt ggtatctgcg ctctgctgaa gccagttacc ttcggaaaaa gagttggtag 5340 ctcttgatcc ggcaaacaaa ccaccgctgg tagcggtggt ttttttgttt gcaagcagca 5400 gattacgcgc agaaaaaaag gatctcaaga agatcctttg atcttttcta cggggtctga 5460 cgctcagtgg aacgaaaact cacgttaagg gattttggtc atgagattat caaaaaggat 5520 cttcacctag atccttttaa attaaaaatg aagttttaaa tcaatctaaa gtatatatga 5580 gtaaacttgg tctgacagtt accaatgctt aatcagtgag gcacctatct cagcgatctg 5640 tctatttcgt tcatccatag ttgcctgact ccccgtcgtg tagataacta cgatacggga 5700 gggcttacca tctggcccca gtgctgcaat gataccgcga gacccacgct caccggctcc 5760 agatttatca gcaataaacc agccagcccg atatgggaaa caaaatattg cgtatgcgac 5820 tgttcacatg gacgagaaaa cccctcacat gcatttagga gttgttccta tgcgcctaga 5880 gggcttttcg tgcgtcagca tgagcgatcg gaagaaaaga agaatacttt ttcgcttcaa 5940 gatgttttgc agcgtgatcg agaacttcgt gagcaaagaa aagcaaagag gaaaaaatcg 6000 catgatttgg agcgataaga aaaagcactc gaatgagtgc tttttttgcg ttttgagcgt 6060 agcgaaaaac gagttctttc tattcttgat acatatagaa ataacgtcat ttttatttta 6120 gttgctgaaa ggtgcgttga agtgttggta tgtatgtgat tcaataattt cttttactcg 6180 ctcgttatag tcgatcggtt catcattcac caaatcataa ttttcatgtg accgttcttt 6240 atcaatatcg ggattcgttt tactttcccg ttctctctga ttgtgaaatt g 6291 <210> 7 <211> 304 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter Pspac <400> 7 aggccttaca cagcccagtc cagactattc ggcactgaaa ttatgggtga agtggtcaag 60 acctcactag gcaccttaaa aatagcgcac cctgaagaag atttatttga ggtagccctt 120 gcctacctag cttccaagaa agatatccta acagcacaag agcggaaaga tgttttgttc 180 tacatccaga acaacctctg ctaaaattcc tgaaaaattt tgcaaaaagt tgttgacttt 240 atctacaagg tgtggcataa tgtgtggaat tgtgagcgga taacaattaa gcttaaggag 300 gtga 304 <210> 8 <211> 287 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter PHpaII <400> 8 gatcttctca aaaaatacta 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agatatccta acagcacaag agcggaaaga tgttttgttc 180 tacatccaga acaacctctg ctaaaattcc tgaaaaattt tgcaaaaagt tgttgacttt 240 atctacaagg tgtggcataa tgtgtggaat tgtgagcgga taacaattaa gcttaaggag 300 gtgaggatcc tgataggtgg tatgttttcg cttgaacttt taaatacagc cattgaacat 360 acggttgatt taataactga caaacatcac cctcttgcta aagcggccaa ggacgctgcc 420 gccggggctg tttgcgtttt tgccgtgatt tcgtgtatca ttggtttact tatttttttg 480 ccaaagctgt aatggctgaa aattcttaca tttattttac atttttagaa atgggcgtga 540 aaaaaagcgc gcgattatgt aaaatataaa gtgatagc 578 <210> 11 <211> 561 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter PHpaII P43 <400> 11 gatcttctca aaaaatacta cctgtccctt gctgattttt aaacgagcac gagagcaaaa 60 cccccctttg ctgaggtggc agagggcagg tttttttgtt tcttttttct cgtaaaaaaa 120 agaaaggtct taaaggtttt atggttttgg tcggcactgc cgacagcctc gcagagcaca 180 cactttatga atataaagta tagtgtgtta tactttactt ggaagtggtt gccggaaaga 240 gcgaaaatgc ctcacatttg tgccacctaa aaaggagcga tttacatgga tcctgatagg 300 tggtatgttt tcgcttgaac ttttaaatac agccattgaa catacggttg atttaataac 360 tgacaaacat caccctcttg ctaaagcggc caaggacgct gccgccgggg ctgtttgcgt 420 ttttgccgtg atttcgtgta tcattggttt acttattttt ttgccaaagc tgtaatggct 480 gaaaattctt acatttattt tacattttta gaaatgggcg tgaaaaaaag cgcgcgatta 540 tgtaaaatat aaagtgatag c 561 <110> Korea Institute of Science and Technology <120> Paenibacillus sp. CAA11 capable of saccharification and          fermentation of cellulose and transformed strain thereof <130> 16p126ind <150> KR 10-2015-0047444 <151> 2015-04-03 <160> 11 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplifying strain Example 1-1 <400> 1 agagtttgat ctgctcag 18 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer for amplifying strain of Example 1-1 <400> 2 aaggaggtga tccagccgca 20 <210> 3 <211> 1437 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequence of amplified strain of Example 1-1 <400> 3 ctatactgca gtcgagcgga gttatttaga agcttgcttc taaataactt agcggcggac 60 gggtgagtaa cacgtaggca acctgcctgt aagactggga taactaccgg aaacggtagc 120 taataccgga tacacaagtt cctcgcatga gggatttggg aaagacggag caatctgtca 180 cttacggatg ggcctgcggc gcattagcta gttggtgggg taacggctcca ccaaggcgac 240 gatgcgtagc cgacctgaga gggtgaacgg ccacactggg actgagacac ggcccagact 300 cctacgggag gcagcagtag ggaatcttcc gcaatggacg aaagtctgac ggagcaacgc 360 cgcgtgagtg atgaaggttt tcggatcgta aagctctgtt gccagggaag aacgcttgag 420 agagtaactg ctcttaaggt gacggtacct gagaagaaag ccccggctaa ctacgtgcca 480 gcagccgcgg taatacgtag ggggcaagcg ttgtccggaa ttattgggcg taaagcgcgc 540 gcaggcggcc atttaagtct ggtgtttaat cctggagctc aactccgggt cgcactggaa 600 actgggtggc ttgagtgcag aagaggagag tggaattcca cgtgtagcgg tgaaatgcgt 660 agagatgtgg aggaacacca gtggcgaagg cgactctctg ggctgtaact gacgctgagg 720 cgcgaaagcg tggggagcaa acaggattag ataccctggt agtccacgcc gtaaacgatg 780 aatgctaggt gttaggggtt tcgataccct tggtgccgaa gttaacacat taagcattcc 840 gcctggggag tacggtcgca agactgaaac tcaaaggaat tgacggggac ccgcacaagc 900 agtggagtat tgtggtttaa ttcgaagcaa cgcgaagaac cttaccaggt cttgacatcc 960 ctctgaccgg tacagagatg tacctttcct ttacggacaa aggaaacagg tgggtgcatg 1020 gttgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg ggttaagtcc cgcaacgagc gcaaccctta 1080 actttagttg ccagcaggtc aagctgggca ctctagagtg actgccggtg acaaaccgga 1140 ggaaggtggg gatgacgtca aatcatcatg ccccttatga cctgggctac acacgtacta 1200 caatggccgg tacaacggga agcgaaggag cgatctggag cgaatcctag aaaagccggt 1260 ctcagttcgg attgcaggct gcaactcgcc tgcatgaagt cggaattgct agtaatcgcg 1320 gatcagcatg ccgcggtgaa tacgttcccg ggtcttgtac acaccgcccg tcacaccacg 1380 agagtttaca acacccgaag tcggtgaggt aacccgcaag ggggccagcc gccgaag 1437 <210> 4 <211> 1410 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of bacillus subtilis 168 cellulase (cel5) <400> 4 gcagggacaa aaacgccagt agccaagaat ggccagctta gcataaaagg tacacagctc 60 gttaaccgag acggtaaagc ggtacagctg aaggggatca gttcacacgg attgcaatgg 120 tatggagaat atgtcaataa agacagctta aaatggctga gagatgattg gggtatcacc 180 gtttgccgtg cagcgatgta tacggcagat ggcggttata ttgacaaccc gtccgtgaaa 240 aataaagtaa aagaagcggt tgaagcggca aaagagcttg ggatatatgt catcattgac 300 tggcatatct taaatgacgg taatccaaac caaaataaag agaaggcaaa agaattcttc 360 aaggaaatgt caagccttta cggaaacacg ccaaacgtca tttatgaaat tgcaaacgaa 420 ccaaacggtg atgtgaactg gaagcgtgat attaaaccat atgcggaaga agtgatttca 480 gttatccgca aaaatgatcc agacaacatc atcattgtcg gaaccggtac atggagccag 540 gatgtgaatg atgctgccga tgaccagcta aaagatgcaa acgttatgta cgcacttcat 600 ttttatgccg gcacacacgg ccaattttta cgggataaag caaactatgc actcagcaaa 660 ggagcaccta tttttgtgac agagtgggga acaagcgacg cgtctggcaa tggcggtgta 720 ttccttgatc aatcgaggga atggctgaaa tatctcgaca gcaagaccat tagctgggtg 780 aactggaatc tttctgataa gcaggaatca tcctcagctt taaagccggg ggcatctaaa 840 acaggcggct ggcggttgtc agatttatct gcttcaggaa cattcgttag agaaaacatt 900 ctcggcacca aagattcgac gaaggacatt cctgaaacgc catcaaaaga taaacccaca 960 caggaaaatg gtatttctgt acagtacaga gcaggggatg ggagtatgaa cagcaaccaa 1020 atccgtccgc agcttcaaat aaaaaataac ggcaatacca cggttgattt aaaagatgtc 1080 actgcccgtt actggtataa agcgaaaaac aaaggccaaa actttgactg tgactacgcg 1140 cagattggat gcggcaatgt gacacacaag tttgtgacgt tgcataaacc aaagcaaggt 1200 gcagatacct atctggaact tggatttaaa aacggaacgt tggcaccggg agcaagcaca 1260 gggaatattc agctccgtct tcacaatgat gactggagas attatgcaca aagcggcgat 1320 tattcctttt tcaaatcaaa tacgtttaaa acaacgaaaa aaatcacatt atatgatcaa 1380 ggaaaactga tttggggaac agaaccaaat 1410 <210> 5 <211> 542 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter P43 P43 <400> 5 tgataggtgg tatgttttcg cttgaacttt taaatacagc cattgaacat acggttgatt 60 taataactga caaacatcac cctcttgcta aagcggccaa ggacgctgcc gccggggctg 120 tttgcgtttt tgccgtgatt tcgtgtatca ttggtttact tatttttttg ccaaagctgt 180 aatggctgaa aattcttaca tttattttac atttttagaa atgggcgtga aaaaaagcgc 240 gcgattatgt aaaatataaa gtgatagcgg atcctgatag gtggtatgtt ttcgcttgaa 300 cttttaaata cagccattga acatacggtt gatttaataa ctgacaaaca tcaccctctt 360 gctaaagcgg ccaaggacgc tgccgccggg gctgtttgcg tttttgccgt gatttcgtgt 420 atcattggtt tacttatttt tttgccaaag ctgtaatggc tgaaaattct tacatttatt 480 ttacattttt agaaatgggc gtgaaaaaaa gcgcgcgatt atgtaaaata taaagtgata 540 gc 542 <210> 6 <211> 6291 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of vector pNW33N-P43-P43 nprB cel5 <400> 6 aattcgagct ctgataggtg gtatgttttc gcttgaactt ttaaatacag ccattgaaca 60 tacggttgat ttaataactg acaaacatca ccctcttgct aaagcggcca aggacgctgc 120 cgccggggct gtttgcgttt ttgccgtgat ttcgtgtatc attggtttac ttattttttt 180 gccaaagctg taatggctga aaattcttac atttatttta catttttaga aatgggcgtg 240 aaaaaaagcg cgcgattatg taaaatataa agtgatagcg gatcctgata ggtggtatgt 300 tttcgcttga acttttaaat acagccattg aacatacggt tgatttaata actgacaaac 360 atcaccctct tgctaaagcg gccaaggacg ctgccgccgg ggctgtttgc gtttttgccg 420 tgatttcgtg tatcattggt ttacttattt ttttgccaaa gctgtaatgg ctgaaaattc 480 ttacatttat tttacatttt tagaaatggg cgtgaaaaaa agcgcgcgat tatgtaaaat 540 ataaagtgat agcggtacca ttataggtaa gagaggaatg tacacatgcg caacttgacc 600 aagacatctc tattactggc cggcttatgc atagcggccc aaatggtttt tgtaacacat 660 gccccagctg cagggacaaa aacgccagta gccaagaatg gccagcttag cataaaaggt 720 acacagctcg ttaaccgaga cggtaaagcg gtacagctga aggggatcag ttcacacgga 780 ttgcaatggt atggagaata tgtcaataaa gacagcttaa aatggctgag agatgattgg 840 ggtatcaccg ttttccgtgc agcgatgtat acggcagatg gcggttatat tgacaacccg 900 tccgtgaaaa ataaagtaaa agaagcggtt gaagcggcaa aagagcttgg gatatatgtc 960 atcattgact ggcatatctt aaatgacggt aatccaaacc aaaataaaga gaaggcaaaa 1020 gaattcttca aggaaatgtc aagcctttac ggaaacacgc caaacgtcat ttatgaaatt 1080 gcaaacgaac caaacggtga tgtgaactgg aagcgtgata ttaaaccata tgcggaagaa 1140 gtgatttcag ttatccgcaa aaatgatcca gacaacatca tcattgtcgg aaccggtaca 1200 tggagccagg atgtgaatga tgctgccgat gaccagctaa aagatgcaaa cgttatgtac 1260 gcacttcatt tttatgccgg cacacacggc caatttttac gggataaagc aaactatgca 1320 ctcagcaaag gagcacctat ttttgtgaca gagtggggaa caagcgacgc gtctggcaat 1380 ggcggtgtat tccttgatca atcgagggaa tggctgaaat atctcgacag caagaccatt 1440 agctgggtga actggaatct ttctgataag caggaatcat cctcagcttt aaagccgggg 1500 gcatctaaaa caggcggctg gcggttgtca gatttatctg cttcaggaac attcgttaga 1560 gaaaacattc tcggcaccaa agattcgacg aaggacattc ctgaaacgcc atcaaaagat 1620 aaacccacac aggaaaatgg tatttctgta cagtacagag caggggatgg gagtatgaac 1680 agcaaccaaa tccgtccgca gcttcaaata aaaaataacg gcaataccac ggttgattta 1740 aaagatgtca ctgcccgtta ctggtataaa gcgaaaaaca aaggccaaaa ctttgactgt 1800 gactacgcgc agattggatg cggcaatgtg acacacaagt ttgtgacgtt gcataaacca 1860 aagcaaggtg cagataccta tctggaactt ggatttaaaa acggaacgtt ggcaccggga 1920 gcaagcacag ggaatattca gctccgtctt cacaatgatg actggagcaa ttatgcacaa 1980 agcggcgatt attccttttt caaatcaaat acgtttaaaa caacgaaaaa aatcacatta 2040 tatgatcaag gaaaactgat ttggggaaca gaaccaaatc atcatcatca tcatcattag 2100 tctagagtcg acctgcaggc atgcaagctt ggcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt 2160 gtgaaattgt tatccgctca caattccaca caacatacga gccggaagca taaagtgtaa 2220 agcctggggt gcctaatgag tgagctaact cacattaatt gcgttgcgct cactgcccgc 2280 tttccagtcg ggaaacctgt cgtgccagcc cttcaaactt cccaaaggcg agccctagtg 2340 acattagaaa accgactgta aaaagtacag tcggcattat ctcatattat aaaagccagt 2400 cattaggcct atctgacaat tcctgaatag agttcataaa caatcctgca tgataaccat 2460 cacaaacaga atgatgtacc tgtaaagata gcggtaaata tattgaatta cctttattaa 2520 tgaattttcc tgctgtaata atgggtagaa ggtaattact attattattg atatttaagt 2580 taaacccagt aaatgaagtc catggaataa tagaaagaga aaaagcattt tcaggtatag 2640 gtgttttggg aaacaatttc cccgaaccat tatatttctc tacatcagaa aggtataaat 2700 cataaaactc tttgaagtca ttctttacag gagtccaaat accagagaat gttttagata 2760 cccatcaaa aattgtataa agtggctcta acttatccca ataacctaac tctccgtcgc 2820 tattgtaacc agttctaaaa gctgtatttg agtttatcac ccttgtcact aagaaaataa 2880 atgcagggta aaatttatat ccttcttgtt ttatgtttcg gtataaaaca ctaatatcaa 2940 tttctgtggt tatactaaaa gtcgtttgtt ggttcaaata atgattaaat atctcttttc 3000 tcttccaatt gtctaaatca attttattaa agttcatttg atatgcctcc taaattttta 3060 tctaaagtga atttaggagg cttacttgtc tgctttcttc attagaatca atcctttttt 3120 aaaagtcaat cccgtttgtt gaactactct ttaataaaat aatttttccg ttcccaattc 3180 cacattgcaa taatagaaaa tccatcttca tcggcttttt cgtcatcatc tgtatgaatc 3240 aaatcgcctt cttctgtgtc atcaaggttt aattttttat gtatttcttt taacaaacca 3300 ccataggaga ttaacctttt acggtgtaaa ccttcctcca aatcagacaa acgtttcaaa 3360 ttcttttctt catcatcggt cataaaatcc gtatccttta caggatattt tgcagtttcg 3420 tcaattgccg attgtatatc cgatttatat ttatttttcg gtcgaatcat ttgaactttt 3480 acatttggat catagtctaa tttcattgcc tttttccaaa attgaatcca ttgtttttga 3540 ttcacgtagt tttctgtatt cttaaaataa gttggttcca cacataccaa tacatgcatg 3600 tgctgattat aagaattatc tttattattt attgtcactt ccgttgcacg cataaaacca 3660 acaagatttt tattaatttt tttatattgc atcattcggc gaaatccttg agccatatct 3720 gacaaactct tatttaattc ttcgccatca taaacatttt taactgttaa tgtgagaaac 3780 aaccaacgaa ctgttggctt ttgtttaata acttcagcaa caaccttttg tgactgaatg 3840 ccatgtttca ttgctctcct ccagttgcac attggacaaa gcctggattt acaaaaccac 3900 actcgataca actttctttc gcctgtttca cgattttgtt tatactctaa tatttcagca 3960 caatctttta ctctttcagc ctttttaaat tcaagaatat gcagaagttc aaagtaatca 4020 acattagcga ttttcttttc tctccatggt ctcacttttc cactttttgt cttgtccact 4080 aaaacccttg atttttcatc tgaataaatg ctactattag gacacataat attaaaagaa 4140 acccccatct atttagttat ttgtttggtc acttataact ttaacagatg gggtttttct 4200 gtgcaaccaa ttttaagggt tttcaatact ttaaaacaca tacataccaa cacttcaacg 4260 cacctttcag caactaaaat aaaaatgacg ttatttctat atgtatcaag aatagaaaga 4320 actcgttttt cgctacgctc aaaacgcaaa aaaagcactc attcgagtgc tttttcttat 4380 cgctccaaat catgcgattt tttcctcttt gcttttcttt gctcacgaag ttctcgatca 4440 cgctgcaaaa catcttgaag cgaaaaagta ttcttctttt cttccgatcg ctcatgctga 4500 cgcacgaaaa gccctctagg cgcataggaa caactcctaa atgcatgtga ggggttttct 4560 cgtccatgtg aacagtcgca tacgcaatat tttgtttccc atactgcatt aatgaatcgg 4620 ccaacgcgcg gggagaggcg gtttgcgtat tgggcgctct tccgcttcct cgctcactga 4680 ctcgctgcgc tcggtcgttc ggctgcggcg agcggtatca gctcactcaa aggcggtaat 4740 acggttatcc acagaatcag gggataacgc aggaaagaac atgtgagcaa aaggccagca 4800 aaaggccagg aaccgtaaaa aggccgcgtt gctggcgttt ttccataggc tccgcccccc 4860 tgacgagcat cacaaaaatc gacgctcaag tcagaggtgg cgaaacccga caggactata 4920 aagataccag gcgtttcccc ctggaagctc cctcgtgcgc tctcctgttc cgaccctgcc 4980 gcttaccgga tacctgtccg cctttctccc ttcgggaagc gtggcgcttt ctcatagctc 5040 acgctgtagg tatctcagtt cggtgtaggt cgttcgctcc aagctgggct gtgtgcacga 5100 accccccgtt cagcccgacc gctgcgcctt atccggtaac tatcgtcttg agtccaaccc 5160 ggtaagacac gacttatcgc cactggcagc agccactggt aacaggatta gcagagcgag 5220 gtatgtaggc ggtgctacag agttcttgaa gtggtggcct aactacggct acactagaag 5280 aacagtattt ggtatctgcg ctctgctgaa gccagttacc ttcggaaaaa gagttggtag 5340 ctcttgatcc ggcaaacaaa ccaccgctgg tagcggtggt ttttttgttt gcaagcagca 5400 gattacgcgc agaaaaaaag gatctcaaga agatcctttg atcttttcta cggggtctga 5460 cgctcagtgg aacgaaaact cacgttaagg gattttggtc atgagattat caaaaaggat 5520 cttcacctag atccttttaa attaaaaatg aagttttaaa tcaatctaaa gtatatatga 5580 gtaaacttgg tctgacagtt accaatgctt aatcagtgag gcacctatct cagcgatctg 5640 tctatttcgt tcatccatag ttgcctgact ccccgtcgtg tagataacta cgatacggga 5700 gggcttacca tctggcccca gtgctgcaat gataccgcga gacccacgct caccggctcc 5760 agatttatca gcaataaacc agccagcccg atatgggaaa caaaatattg cgtatgcgac 5820 tgttcacatg gacgagaaaa cccctcacat gcatttagga gttgttccta tgcgcctaga 5880 gggcttttcg tgcgtcagca tgagcgatcg gaagaaaaga agaatacttt ttcgcttcaa 5940 gaggttttgc agcgtgatcg agaacttcgt gagcaaagaa aagcaaagag gaaaaaatcg 6000 catgatttgg agcgataaga aaaagcactc gaatgagtgc tttttttgcg ttttgagcgt 6060 agcgaaaaac gagttctttc tattcttgat acatatagaa ataacgtcat ttttatttta 6120 gttgctgaaa ggtgcgttga agtgttggta tgtatgtgat tcaataattt cttttactcg 6180 ctcgttatag tcgatcggtt catcattcac caaatcataa ttttcatgtg accgttcttt 6240 atcaatatcg ggattcgttt tactttcccg ttctctctga ttgtgaaatt g 6291 <210> 7 <211> 304 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter Pspac <400> 7 aggccttaca cagcccagtc cagactattc ggcactgaaa ttatgggtga agtggtcaag 60 acctcactag gcaccttaaa aatagcgcac cctgaagaag atttatttga ggtagccctt 120 gcctacctag cttccaagaa agatatccta acagcacaag agcggaaaga tgttttgttc 180 tacatccaga acaacctctg ctaaaattcc tgaaaaattt tgcaaaaagt tgttgacttt 240 atctacaagg tgtggcataa tgtgtggaat tgtgagcgga taacaattaa gcttaaggag 300 gtga 304 <210> 8 <211> 287 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter PHpaII <400> 8 gatcttctca aaaaatacta cctgtccctt gctgattttt aaacgagcac gagagcaaaa 60 cccccctttg ctgaggtggc agagggcagg tttttttgtt tcttttttct cgtaaaaaaa 120 agaaaggtct taaaggtttt atggttttgg tcggcactgc cgacagcctc gcagagcaca 180 cactttatga atataaagta tagtgtgtta tactttactt ggaagtggtt gccggaaaga 240 gcgaaaatgc ctcacatttg tgccacctaa aaaggagcga tttacat 287 <210> 9 <211> 268 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter P43 <400> 9 tgataggtgg tatgttttcg cttgaacttt taaatacagc cattgaacat acggttgatt 60 taataactga caaacatcac cctcttgcta aagcggccaa ggacgctgcc gccggggctg 120 tttgcgtttt tgccgtgatt tcgtgtatca ttggtttact tatttttttg ccaaagctgt 180 aatggctgaa aattcttaca tttattttac atttttagaa atgggcgtga aaaaaagcgc 240 gcgattatgt aaaatataaa gtgatagc 268 <210> 10 <211> 578 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter Pspac P43 <400> 10 aggccttaca cagcccagtc cagactattc ggcactgaaa ttatgggtga agtggtcaag 60 acctcactag gcaccttaaa aatagcgcac cctgaagaag atttatttga ggtagccctt 120 gcctacctag cttccaagaa agatatccta acagcacaag agcggaaaga tgttttgttc 180 tacatccaga acaacctctg ctaaaattcc tgaaaaattt tgcaaaaagt tgttgacttt 240 atctacaagg tgtggcataa tgtgtggaat tgtgagcgga taacaattaa gcttaaggag 300 gtgaggatcc tgataggtgg tatgttttcg cttgaacttt taaatacagc cattgaacat 360 acggttgatt taataactga caaacatcac cctcttgcta aagcggccaa ggacgctgcc 420 gccggggctg tttgcgtttt tgccgtgatt tcgtgtatca ttggtttact tatttttttg 480 ccaaagctgt aatggctgaa aattcttaca tttattttac atttttagaa atgggcgtga 540 aaaaaagcgc gcgattatgt aaaatataaa gtgatagc 578 <210> 11 <211> 561 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sequence of promoter PHpaII P43 <400> 11 gatcttctca aaaaatacta cctgtccctt gctgattttt aaacgagcac gagagcaaaa 60 cccccctttg ctgaggtggc agagggcagg tttttttgtt tcttttttct cgtaaaaaaa 120 agaaaggtct taaaggtttt atggttttgg tcggcactgc cgacagcctc gcagagcaca 180 cactttatga atataaagta tagtgtgtta tactttactt ggaagtggtt gccggaaaga 240 gcgaaaatgc ctcacatttg tgccacctaa aaaggagcga tttacatgga tcctgatagg 300 tggtatgttt tcgcttgaac ttttaaatac agccattgaa catacggttg atttaataac 360 tgacaaacat caccctcttg ctaaagcggc caaggacgct gccgccgggg ctgtttgcgt 420 ttttgccgtg atttcgtgta tcattggttt acttattttt ttgccaaagc tgtaatggct 480 gaaaattctt acatttattt tacattttta gaaatgggcg tgaaaaaaag cgcgcgatta 540 tgtaaaatat aaagtgatag c 561

Claims (17)

삭제delete 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168) 셀룰라아제 유전자를 포함하는 벡터에 의해 형질전환된, 패니바실러스 CAA11(Paenibacillus sp. CAA11)의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)로,
상기 패니바실러스 CAA11의 기탁번호는 KCCM11602P이고,
상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주의 기탁번호는 KCCM11825P인,
패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel).
In Bacillus subtilis 168 (Bacillus subtilis 168) gene recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of the transformed, Companion Bacillus CAA11 (Paenibacillus sp. CAA11) by a vector comprising a cellulase gene,
The accession number of Fanny Bacillus CAA11 is KCCM11602P,
The accession number of the recombinant strain of Fanny Bacillus CAA11 is KCCM11825P,
Genetic recombinant strain of Fanny Bacillus CAA11 ( Paenibacillus sp. CAA11-Cel).
삭제delete 제2항에 있어서, 상기 바실러스 서브틸리스 168 셀룰라아제 유전자는 서열번호 4의 염기서열을 갖는, 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel).[Claim 3] The Bacillus subtilis 168 cellulase gene according to claim 2, wherein the gene is a recombinant strain of Paenibacillus sp. CAA11-Cel of Fannibacillus CAA11 having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. 제2항에 있어서, 상기 벡터는 상기 바실러스 서브틸리스 168 셀룰라아제 유전자 앞에 서열번호 5의 염기서열을 갖는 프로모터를 포함하는, 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel).3. The recombinant strain of Fannibacillus CAA11 ( Paenibacillus sp. CAA11-Cel) according to claim 2, wherein said vector comprises a promoter having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 in front of said Bacillus subtilis 168 cellulase gene. 제2항에 있어서, 상기 벡터는 서열번호 6의 염기서열을 갖는, 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp . CAA11-Cel).3. The vector according to claim 2, wherein said vector is a gene recombinant strain of Fannibacillus CAA11 ( Paenibacillus &lt; RTI ID = 0.0 &gt; sp . CAA11-Cel). 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)의 제조방법으로,
셔틀벡터(shuttle vector)에 프로모터를 삽입하여 발현 벡터를 제조하는 단계;
상기 발현 벡터에 상기 프로모터, 시그날 펩타이드 및 셀룰라아제 인코딩 유전자를 오버랩 PCR (overlap PCR)로 연결하여 삽입하고 클로닝(cloning)하여 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및
상기 재조합 벡터를 패니바실러스 CAA11 균주에 도입하여 형질전환하는 단계;
를 포함하는 제조방법.
A method for producing a recombinant strain of Paenibacillus sp. CAA11-Cel of Fanny Bacillus CAA11 according to any one of claims 2 and 4 to 6,
Inserting a promoter into a shuttle vector to produce an expression vector;
Adding the promoter, the signal peptide and the cellulase encoding gene to the expression vector by overlap PCR, and cloning the recombinant vector; And
Introducing the recombinant vector into a strain of FannBacillus CAA11 and transforming it;
&Lt; / RTI &gt;
제7항에 있어서, 상기 형질전환하는 단계는 전기천공(Electroporation) 단계를 포함하는, 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the step of transforming comprises an electroporation step. 삭제delete 바실러스 서브틸리스 168 (Bacillus subtilis 168) 셀룰라아제 유전자를 포함하는 벡터에 의해 형질전환된, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)의 배양물. Bacillus subtilis 168 (Bacillus subtilis 168) transformed by the vector containing the cellulase gene of claim 2 and claim 4 to claim 6 any one of the Companion Bacillus CAA11 gene recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11- of wherein Cel). 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에 배양시키는 것을 포함하는, 배양방법. Claim, wherein the culture which comprises 2) and (4) to (6 incubated in any one of the recombinant strains of Bacillus Companion (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) the wood-based biomass or cellulose in the presence of anti-CAA11. 제11항에 있어서,
상기 배양방법은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 호기 또는 혐기 조건 하에 배양시키는 것을 포함하는, 배양방법.
12. The method of claim 11,
The culture method, culture method, which comprises culturing under aerobic or anaerobic conditions, the genetically modified strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of the Companion Bacillus CAA11.
발효물질의 생산방법으로,
제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 배양하는 단계를 포함하고,
상기 발효물질은 포름산, 아세트산 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 발효물질의 생산방법.
As a method for producing a fermentation substance,
Claim and comprising the step of culturing a 2) and (4) to (6 wherein any one of the Companion Bacillus CAA11 of gene recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of,
Wherein the fermentation material comprises at least one selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, and ethanol.
제13항에 있어서, 상기 생산방법은 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재하에서 배양시키는 것을 포함하는, 발효물질의 생산방법.The method of claim 13, wherein the production method is a method of production of fermentation products which comprises cultured in the wood-based biomass or cellulose present a recombinant strain (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of the Companion Bacillus CAA11. 제14항에 있어서, 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)는 상기 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스를 분해하여 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 생산하고,
상기 생산한 글루코스, 자일로스 및 셀로비오스 중 하나 이상을 이용하여 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 배양시키는 것을 포함하는, 발효물질의 생산방법.
15. The method of claim 14 wherein the genetically modified strain of Bacillus Companion (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) of the CAA11 and by decomposing the wood-based biomass or cellulose to produce glucose, one or more of the xylose and cellobiose,
A method of producing fermentation products, which comprises the production of a culture of glucose, xylose and gene recombinant strain of the Bacillus CAA11 Companion using at least one of cellobiose (Paenibacillus sp. CAA11-Cel) .
삭제delete 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 패니바실러스 CAA11의 유전자 재조합 균주(Paenibacillus sp. CAA11-Cel)를 목질계 바이오매스 또는 셀룰로오스 존재 하에서 배양하는 단계; 및
상기 배양으로 얻어지는 부산물을 이용하여 바이오 에너지를 생산하는 것을 포함하는 바이오 에너지의 생산 단계를 포함하고,
상기 부산물은 아세트산, 포름산 및 에탄올로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 바이오 에너지의 생산방법.
Comprising the steps of: culturing under a 2) and (4) to (6 any one of the recombinant strains of Bacillus Companion (Paenibacillus sp CAA11-Cel.) The wood-based biomass or cellulose in the presence of anti-CAA11; And
And a step of producing bio-energy comprising producing bio-energy using a by-product obtained by the above-
Wherein said byproduct comprises at least one selected from the group consisting of acetic acid, formic acid and ethanol.
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Letters in Applied Microbiology. 2008, Volume 47, Issue 1, Pages 46-53.

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