KR102404872B1 - Degradation method for polycaprolactone polymer using Apiotrichum porosum - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum) 특히 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주(수탁번호: KACC 83034BP)를 이용한 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법을 개시한다.The present invention discloses a method for decomposing polycaprolactone polymers using Apiotrichum porosum , particularly Apiotrichum porosum NIBR-WAE-1241 strain (accession number: KACC 83034BP).

Description

아피오트리쿰 포로섬을 이용한 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법{Degradation method for polycaprolactone polymer using Apiotrichum porosum}Degradation method for polycaprolactone polymer using Apiotrichum porosum}

본 발명은 아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum)을 이용한 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for decomposing polycaprolactone polymers using Apiotrichum porosum .

전 세계적으로 널리 이용되고 있는 플라스틱은 뛰어난 편의성을 가지고 있는 반면, 사용 후 만들어지는 폐기물 등으로 인해 환경오염의 심각한 원인이 되고 있다.While plastics, which are widely used worldwide, have excellent convenience, they are a serious cause of environmental pollution due to waste generated after use.

이러한 고분자 폴리머를 대체하기 위한 여러 가지 대안들이 나오고 있으며, 그 중 하나가 친환경 플라스틱으로 불리는 바이오 플라스틱이다.There are several alternatives to replace these polymers, and one of them is bioplastics called eco-friendly plastics.

바이오 플라스틱이란 재생 가능한 물질인 바이오매스를 원료로 사용하여 제조된 고분자 폴리머로, 일반적으로 바이오매스의 함량에 따라 생분해성 플라스틱(Biodegradable plastic)과 바이오매스 기반 플라스틱(Biomass-based plastics)으로 나뉘어 지는데, 생분해성 플라스틱은 다시 바이오매스를 원료로 하는지 또는 석유계를 기반으로 하는지에 따라 폴리유산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리콜산(Polyglycolic acid, PGA) 등과 같은 생분해성 바이오매스 플라스틱과 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 등과 같은 생분해성 석유계 플라스틱으로 나뉘어진다.Bioplastic is a high molecular polymer manufactured using biomass, a renewable material, as a raw material. Generally, it is divided into biodegradable plastic and biomass-based plastics according to the content of biomass. Biodegradable plastics are biodegradable biomass plastics such as polylactic acid (PLA) and polyglycolic acid (PGA) and polycaprolactone ( It is divided into biodegradable petroleum-based plastics such as polycaprolactone and PCL).

대표적인 생분해성 고분자 폴리머로 알려진 PCL 및 PLA는 제작된 제품의 함량 및 처리조건에 따라 다르나 자연 상태에서 분해되기까지 오랜 시간이 걸리는 것으로 알려져 있다. 특히 PLA의 경우, 토양 내에서 분해가 시작되기까지 많은 시간이 걸리는 것으로 알려져 있다.PCL and PLA, known as representative biodegradable polymers, are known to take a long time to decompose in their natural state, although it varies depending on the content and processing conditions of the manufactured product. In particular, in the case of PLA, it is known that it takes a long time for decomposition in the soil to start.

국외에서는 PCL과 PLA를 분해하는데 관여하는 여러 미생물이 보고되어 있는 반면, 국내에서는 담자균문에 속하는 효모인 슈도지마 제주엔시스(Pseudozyma jejuensis)가 PCL을 분해하는 것으로 보고되어 있으나(Seo et al., 2007), 기타 PCL나 PLA을 분해할 수 있는 것으로 알려진 기타 곰팡이에 대한 연구는 전무한 실정이다.While several microorganisms involved in decomposing PCL and PLA have been reported abroad, Pseudozyma jejuensis , a yeast belonging to the basidiomycete, has been reported to decompose PCL in Korea (Seo et al., 2007). ), and other fungi known to decompose PCL or PLA, there are no studies.

본 발명은 국내 토양에 분리·동정한 아피오트리쿰 포로섬 균주의 폴리카프로락톤 고분자의 분해능을 개시한다.The present invention discloses the decomposition ability of polycaprolactone polymers of Apiotricum phorosom strains isolated and identified in domestic soil.

본 발명의 목적은 아피오트리쿰 포로섬 균주를 이용한 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for decomposing polycaprolactone polymers using the Apiotricum phorosom strain.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.Other objects or specific objects of the present invention will be set forth below.

본 발명은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 국내 토양에서 효모(yeast)인 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주를 분리·동정하고, 이 분리·동정된 균주가 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL) 고분자의 분해능을 가짐을 확인함으로서 완성된 것이다.As confirmed in the Examples and Experimental Examples below, the present invention isolates and identifies the Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain, which is a yeast, in domestic soil, and the isolated and identified strain is poly It was completed by confirming that it has the decomposition ability of the caprolactone (Polycaprolactone, PCL) polymer.

전술한 바를 고려할 때, 본 발명의 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법은 폴리카프로락톤 고분자에 아피오트리쿰 포로섬을 접촉시켜 배양하는 단계를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.In consideration of the above, the method for decomposing polycaprolactone polymer of the present invention may be understood to include the step of culturing by contacting the polycaprolactone polymer with Apiotricum phorosom.

본 발명의 방법에서, 폴리카프로락톤 고분자는 카프로락톤(carprolactone)의 개환 중합 반응(Ring-opening polymerization)에 의하여 얻어지는 폴리카프로락톤 이외에도 개환 중합 반응의 개시제로서 글리콜류를 사용하여 얻어지는 폴리카프로락톤 디올, 폴리카프로락톤 트리올, 폴라카프로락톤 테트라올 등의 폴리카프로락톤 폴리올을 포함하는 의미이다. 따라서 본 발명의 방법은 폴리카프로락톤의 분해에 적용되는 이외에도 폴리카프로락톤 디올 등의 폴라카르포락톤 폴리올의 분해에도 유용하게 적용될 수 있다.In the method of the present invention, the polycaprolactone polymer is polycaprolactone obtained by using glycols as an initiator of a ring-opening polymerization reaction in addition to polycaprolactone obtained by ring-opening polymerization of caprolactone; It is meant to include polycaprolactone polyols such as polycaprolactone triol and polycaprolactone tetraol. Therefore, in addition to being applied to the decomposition of polycaprolactone, the method of the present invention can be usefully applied to the decomposition of polycaprolactone polyols such as polycaprolactone diol.

본 발명의 방법에서, 아피오트리쿰 포로섬의 배양과 증식을 촉진시킴으로써 아피오트리쿰 포로섬에 의한 폴리카프로락톤 고분자의 분해능을 높이기 위하여, 아피오트리쿰 포로섬을 배지에서 배양하여 얻은 배양액 형태로 폴리카프로락톤 고분자와 접촉시키거나, 폴리카프로락톤 고분자 접촉 전후에 아피오트리쿰 포로섬의 배양과 증식을 촉진하기 위한 배지가 폴리카프로락톤 고분자에 첨가되어 혼합될 수 있다.In the method of the present invention, in order to increase the decomposition capacity of polycaprolactone polymer by Apiotricum phorosum by promoting the culture and proliferation of Apiotricum phorosum, the culture solution obtained by culturing Apiotricum phorosum in a medium In the form of contact with the polycaprolactone polymer, or before and after the polycaprolactone polymer contact, a medium for promoting the culture and proliferation of Apiotricum phorosom may be added to the polycaprolactone polymer and mixed.

그러한 배지는 일반적으로 탄소원, 질소원, 미량원소, 성장 촉진제 등을 포함한다.Such a medium generally contains a carbon source, a nitrogen source, a trace element, a growth promoter, and the like.

탄소원은 바람직하게는 단당류, 이당류 또는 다당류와 같은 당이다. 예컨대 글루코오스, 프럭토오스, 만노오스, 갈락토오스, 리보오스, 소르보오스, 리불로오스, 락토오스, 말토오스, 수크로오스, 라피노오스, 전분, 전분 가수분해물 등이 사용할 수 있다. 당밀이나 당 정제 과정의 부산물 등 복합 화합물이 또한 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 대두유, 해바라기유 등 오일이나 아세트산 등의 유기산, 글리세롤 등이 탄소원으로서 바람직할 수 있다. 이들 탄소원은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 상기 배지에 포함될 수 있으며, 단독으로 배지에 포함되든, 2종 이상의 혼합물로 배지에 포함되든 2%(w/w) 내지 40%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다. 전분이나 전분 가수분해물 등 천연물 또는 천연물 가공물을 탄소원으로 사용할 경우 타 미생물에 의한 원치 않는 발효를 방지하기 위해서 이들 탄소원을 멸균하여 사용할 수 있다. 멸균은 고온·고압 멸균법, 자외선 조사 등 당업계에 공지된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.The carbon source is preferably a sugar such as a monosaccharide, disaccharide or polysaccharide. For example, glucose, fructose, mannose, galactose, ribose, sorbose, ribulose, lactose, maltose, sucrose, raffinose, starch, starch hydrolyzate, etc. can be used. Complex compounds such as molasses or by-products of sugar refining processes may also be used. In some cases, oils such as soybean oil and sunflower oil, organic acids such as acetic acid, glycerol, and the like may be preferable as the carbon source. These carbon sources may be included in the medium alone or as a mixture of two or more types, and whether included in the medium alone or in a mixture of two or more types, 2% (w/w) to 40% (w/w) It can be included in the medium to a range. When a natural product or processed product such as starch or starch hydrolyzate is used as a carbon source, these carbon sources can be sterilized and used to prevent unwanted fermentation by other microorganisms. Sterilization may be performed using methods known in the art, such as high-temperature/high-pressure sterilization, ultraviolet irradiation, and the like.

질소원으로서는 통상적으로 무기 질소 화합물, 유기 질소 화합물 또는 이들 화합물들을 포함하는 복합 화합물일 수 있다. 예컨대 무기 질소 화합물로서는 암모니아, 암모늄염(예컨대, 암모늄 술페이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 포스페이트, 암모늄 카르보네이트, 암모늄 니트레이트 등), 니트레이트 등을 들 수 있고, 유기 질소 화합물로서는 우레아, 아미노산 등을 들 수 있으며, 복합 화합물로서는 효모 추출물(yeast extract), 소이톤(soytone), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 맥아 추출물(malt extract), 육즙, 콩 분말, 콩 비지 분말, 청국장 분말, 된장 분말 등의 천연 질소원 등을 들 수 있다. 이들 질소원도 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 배지에 0.1%(w/w) 내지 8.0%(w/w)의 범위로 포함될 수 있다. 천연 질소원을 사용할 경우 천연 탄소원을 사용할 경우와 관련하여 설명한 바와 같은 이유에서 멸균하여 사용하는 것이 바람직하다.The nitrogen source may be an inorganic nitrogen compound, an organic nitrogen compound, or a complex compound including these compounds. Examples of the inorganic nitrogen compound include ammonia, ammonium salts (eg, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate, ammonium nitrate, etc.) and nitrate. Examples of the organic nitrogen compound include urea and amino acids. As the complex compound, yeast extract, soytone, peptone, tryptone, malt extract, broth, soybean powder, soybean okara powder, cheonggukjang powder, soybean paste Natural nitrogen sources, such as powder, etc. are mentioned. One or more of these nitrogen sources may be mixed and used, and may be included in the medium in the range of 0.1% (w/w) to 8.0% (w/w). When using a natural nitrogen source, it is preferable to use it after sterilization for the same reason as described in relation to the case of using a natural carbon source.

미량원소로서는 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 코발트, 몰리브덴, 칼륨, 망간, 아연, 구리, 철, 인, 황 등을 포함하며 이들 미량원소는 염 화합물 형태로 배지에 첨가될 수 있으며, 이들 미량 원소의 배지에서의 용해도를 높이고 용액 상태를 유지하도록 하기 위해 킬레이트제 예컨대 카테콜, 시트르산 등이 함께 첨가될 수 있다. 상기 염 화합물 형태로서는 인산수소나트륨, 황산마그네슘, 염화철, 칼슘염, 망간염, 코발트염, 몰리브텐산염, 킬레이트금속염 등을 들 수 있다. 이들 미량원소는 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 0.001%(w/w) 내지 3.0%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다. Trace elements include calcium, magnesium, sodium, cobalt, molybdenum, potassium, manganese, zinc, copper, iron, phosphorus, sulfur, etc. These trace elements may be added to the medium in the form of salt compounds, and the medium of these trace elements A chelating agent such as catechol, citric acid, etc. may be added together to increase solubility in the solution and to maintain a solution state. Examples of the salt compound form include sodium hydrogen phosphate, magnesium sulfate, iron chloride, calcium salt, manganese salt, cobalt salt, molybthenate, and chelate metal salt. One or more of these trace elements may be mixed and used, and may be included in the medium in the range of 0.001% (w/w) to 3.0% (w/w).

성장 촉진제로서는 비오틴, 리보플라빈, 티아민, 폴산, 니코틴산, 판토테네이트, 피리독신 등이 사용될 수 있으며, 0.0001%(w/w) 내지 1.0%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다. As the growth promoter, biotin, riboflavin, thiamine, folic acid, nicotinic acid, pantothenate, pyridoxine, etc. may be used, and may be included in the medium in the range of 0.0001% (w/w) to 1.0% (w/w).

배지는 전술한 바의 탄소원, 질소원, 미량원소, 성장 촉진제 등을 혼합하여 제조하여 사용할 수 있느나, 당업계에서 효모 배양에 일반적으로 이용되는 공지된 조성의 배지, 예컨대 YPD 배지(Yeast Extract-Peptone-Dextrose Medium), SD 배지(Sabouraud Dextrose Medium), SM 배지(Sabouraud Maltose Medium) 등을 사용할 수도 있다. 배지 조성의 최적화에 대해서는 문헌(Applied Microbiol. Physiology, A Practical Approach (Editors P.M. Rhodes, P.F. Stanbury, IRL Press (1997) pp. 53-73, ISBN 0 19 963577 3)을 포함하여 당업계에 많은 문헌이 공지되어 있으며, 이들 공지된 문헌을 참조할 수 있다. The medium can be prepared by mixing the aforementioned carbon source, nitrogen source, trace element, growth promoter, etc., but a medium of a known composition commonly used for yeast culture in the art, such as YPD medium (Yeast Extract-Peptone) -Dextrose Medium), SD medium (Sabouraud Dextrose Medium), SM medium (Sabouraud Maltose Medium), etc. may be used. There are many literatures in the art for optimization of medium composition, including Applied Microbiol. Physiology, A Practical Approach (Editors P.M. Rhodes, P.F. Stanbury, IRL Press (1997) pp. 53-73, ISBN 0 19 963577 3). It is known and reference can be made to these known documents.

배지는 불필요한 미생물의 증식을 방지하기 위하여 멸균하여 사용하는 것이 바람직한데, 배지의 멸균 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 공지된 멸균 방법 중 적합한 방법을 선택하여 사용할 수 있다. 예컨대 고압 증기 멸균, 자외선을 이용한 멸균 방법 등이 적합할 수 있다.The medium is preferably sterilized to prevent the proliferation of unnecessary microorganisms, and the method for sterilizing the medium is known in the art, and a suitable method may be selected from among the known sterilization methods. For example, high-pressure steam sterilization, a sterilization method using ultraviolet rays, etc. may be suitable.

배양 온도는 일반적으로 15℃ 내지 45℃, 바람직하게는 25℃ 내지 40℃, 더 바람직하게는 25℃ 내지 30℃이다. 배지의 pH는 4 내지 8.5, 바람직하게는 4.0 내지 7.0이다. 배지 pH는 배양이 진행되는 동안 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수성 암모니아 등의 염기성 화합물이나, 인산, 황산 등의 산성 화합물을 첨가하여 조절될 수 있다. The culture temperature is generally 15°C to 45°C, preferably 25°C to 40°C, more preferably 25°C to 30°C. The pH of the medium is 4 to 8.5, preferably 4.0 to 7.0. The pH of the medium can be adjusted by adding basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, or the like, or acidic compounds such as phosphoric acid and sulfuric acid during the culture.

배양 중 형성되는 거품의 제거를 위해서 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제가 첨가될 수 있다. An antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester may be added to remove foam formed during culture.

배양은 증식 특성에 따라 호기 조건 또는 혐기 조건을 만들어 주는 것이 유리할 수 있다.Culture may be advantageous to create aerobic or anaerobic conditions depending on the propagation characteristics.

배양은 회분식(batchwise), 반-회분식(semi-batchwise) 또는 연속식으로 이루어질 수 있다. 적합한 구체적인 배양법은 예컨대 문헌(Bioprozeβtechnik 1. Einfuhrung in die Bioverfahrenstechnik [Bioprocess technology 1. Introduction to Bioprocess technology] (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991), 문헌(Bioreaktoren und periphere Einrichtungen [Bioreactors and peripheral equipment] (Vieweg Verlag, Brunswick/Wiesbaden, 1994), 미국세균학회(the American Society for Bacteriology)가 발행한 문헌(Manual of Methods for General Bacteriology"(Washington D.C., USA, 1981) 등을 참조할 수 있다. Cultivation may be performed batchwise, semi-batchwise or continuously. Suitable specific culturing methods are described, for example, in Bioprozeβtechnik 1. Einfuhrung in die Bioverfahrenstechnik [Bioprocess technology 1. Introduction to Bioprocess technology] (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991), Bioreaktoren und periphere Einrichtungen [Bioreactors and peripheral equipment] (Vieweg Verlag, Brunswick/Wiesbaden, 1994), the American Society for Bacteriology (Manual of Methods for General Bacteriology)" (Washington D.C., USA, 1981), etc. can be referred to.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주(수탁번호: KACC 83034BP)에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain (Accession No.: KACC 83034BP).

본 발명에 따른 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주는 그 28S rRNA 유전자가 서열번호 3의 서열을 갖는 균주로 이해될 수 있다.Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain according to the present invention is 28S rRNA gene can be understood as a strain having the sequence of SEQ ID NO: 3.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 아피오트리쿰 포로섬을 이용한 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for decomposing polycaprolactone polymer using Apiotricum phorosom.

본 발명의 방법은 자연상태에서 분해되기 어려운 폴리카프로락톤 고분자의 분해에 유용하게 적용될 수 있다.The method of the present invention can be usefully applied to the decomposition of polycaprolactone polymers that are difficult to decompose in nature.

도 1은 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주를 PDA 배지에서 7일간 배양한 사진이다.
도 2는 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 계통수이다.
도 3은 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 폴리카프로락톤 고분자 분해능을 보여주는 결과이다.
도 4는 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 폴리카프로락톤 고분자 함유 최소 배지에서의 투명환 주변을 광학현미경으로 관찰한 결과이다.
1 is a photograph of 7 days of culture of Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain in PDA medium.
Figure 2 is a phylogenetic tree of Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain.
3 is a result showing the polycaprolactone polymer decomposition ability of the Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain.
Figure 4 is the result of observation with an optical microscope around the transparent ring in the minimal medium containing polycaprolactone polymer of Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain.

이하 본 발명을 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1> <Example 1> 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 분리Isolation of Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain

아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum) NIBR-WAE-1241 균주의 분리를 위하여, 국내 인천 옹진군 대청도 정향풀 근권에서 채취한 토양 1 g을 멸균수 10 mL를 넣고 진탕배양기에서 30분간 150 rpm으로 진탕하였다. 이후 진탕한 현탁액을 멸균수에 10배씩 희석하여 희석액을 만들고, 감자한천배지(Potato dextrose agar; PDA, Difco, USA)에 희석액 100 μL를 도말하여 25℃에서 암배양였다. 배양 1-2일 후 관찰되는 균사를 새로운 PDA 배지에 계대배양하여 NIBR-WAE-1241라 명명하고 공시균주로 이용하였다.For the isolation of Apiotrichum porosum NIBR-WAE-1241 strain, 1 g of soil collected from the clove root area of Daecheong-do, Ongjin-gun, Incheon, Korea was added with 10 mL of sterilized water and stirred in a shaking incubator at 150 rpm for 30 minutes. shaken. Then, the shaken suspension was diluted 10-fold in sterile water to make a dilution, and 100 μL of the diluted solution was smeared on potato agar medium (Potato dextrose agar; PDA, Difco, USA), and dark culture was performed at 25°C. The mycelium observed after 1-2 days of culture was subcultured in a new PDA medium, named NIBR-WAE-1241, and used as a test strain.

NIBR-WAE-1241 균주를 PDA 배지에서 7일간 배양한 결과를 도 1에 나타내었는데, 주름진 크림색의 균총을 형성하였으며, 균총의 가장자리에서는 생장하고 있는 균사가 관찰되었다(좌측 앞면 사진, 우측 뒷면 사진).The results of culturing the NIBR-WAE-1241 strain in PDA medium for 7 days are shown in FIG. 1 , and a wrinkled cream-colored colony was formed, and growing mycelium was observed at the edge of the colony (left front photograph, right rear photograph). .

<실시예 2> <Example 2> 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 동정Identification of Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain

아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum) NIBR-WAE-1241 균주의 분자생물학적 동정을 위하여 28S rRNA 유전자 서열을 분석하였다. Apiotrichum porosum ( Apiotrichum porosum ) For molecular biological identification of the NIBR-WAE-1241 strain, 28S rRNA gene sequence was analyzed.

공시균주의 지놈 DNA를, HiGeneTM Genomic DNA prep kit (BIOFACT, Daejeon, Korea)를 이용하여 추출하고 28S rRNA 유전자의 증폭을 위해 정방향 프라이머(서열번호 1, 5'-GCA TAT CAA TAA GCG GAG GAA AAG-3')와 역방향 프라이머(서열번호 2, 5'-GGT CCG TGT TTC AAG ACG G-3')를 이용하여 PCR를 수행하고 증폭된 PCR 산물은 EXOSAP-IT(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 정제하였다. 정제된 PCR 산물은 솔젠트 사(Daejeon, Korea)에 염기서열 분석을 의뢰하고 이후 수령한 데이터는 SeqMan Lasergene software (DNAStar Inc., Madison, Wisconsin, USA)를 이용하여 염기서열을 확보하였다(28S rRNA 유전자 서열은 서열번호 3).Genomic DNA of the test strain was extracted using HiGene TM Genomic DNA prep kit (BIOFACT, Daejeon, Korea) and forward primer (SEQ ID NO: 1, 5'-GCA TAT CAA TAA GCG GAG GAA AAG for amplification of the 28S rRNA gene) -3') and a reverse primer (SEQ ID NO: 2, 5'-GGT CCG TGT TTC AAG ACG G-3'), and the amplified PCR product was EXOSAP-IT (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) was used for purification. For the purified PCR product, nucleotide sequence analysis was requested from Solgent (Daejeon, Korea), and the received data was then sequenced using SeqMan Lasergene software (DNAStar Inc., Madison, Wisconsin, USA) (28S rRNA). The gene sequence is SEQ ID NO: 3).

공시균주에서 확보된 염기서열을 기반으로 하여, 계통학적 유연관계를 분석하기 위해 미국국립생물공학정보센터(National Center for Biotechnology Information)의 Blast 프로그램(Basic Local Alignment Search Tool)을 사용하여 기존 보고된 균주와 서열 상동성 비교하였다. 계통학적 유연관계는 MEGA7.0 소프트웨어를 이용하여 작성하였고, 작성한 계통수를 도 2에 나타내었다.Based on the nucleotide sequence obtained from the test strain, the previously reported strain using the Blast program (Basic Local Alignment Search Tool) of the National Center for Biotechnology Information to analyze the phylogenetic relationship and sequence homology were compared. The phylogenetic relationship was created using MEGA7.0 software, and the created phylogenetic tree is shown in FIG. 2 .

분리된 NIBR-WAE-1241 균주는 아피오트리쿰 포로섬 CBS 2040 균주(Apiotrichum porosum CBS 2040) 및 아피오트리쿰 포로섬 CBS 8397 균주(Apiotrichum porosum CBS 8397)와 100%의 상동성을 보여 아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum)로 동정하였으며, 국립농업과학원 농업미생물은행(Korean Agricultural Culture Collection, KACC)에 기탁하고 수탁번호 KACC 83034BP를 부여받았다.The isolated NIBR-WAE-1241 strain shows 100% homology with Apiotrichum porosum CBS 2040 strain ( Apiotrichum porosum CBS 2040) and Apiotrichum porosum CBS 8397 strain ( Apiotrichum porosum CBS 8397) Tricum porosum ( Apiotrichum porosum ) was identified, deposited at the Korean Agricultural Culture Collection (KACC), and was given an accession number KACC 83034BP.

<실시예 3> <Example 3> 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 폴리카프로락톤의 분해능 Degradation of polycaprolactone of Apiotricum phorosum NIBR-WAE-1241 strain

실험에 사용한 고분자는 폴리카프로락톤 디올(Polycaprolactone diol, PCL)(M.W. ~530, Sigma-Aldrich, USA)과 폴리유산 필름(Polylactic acid film)(PLA)(0.05mm Thickness, ME331050, GFM, Korea)이다.Polycaprolactone diol (PCL) (M.W. ~530, Sigma-Aldrich, USA) and polylactic acid film (PLA) (0.05mm Thickness, ME331050, GFM, Korea) were used in the experiment. .

배양 배지는 Mao 등의 방법을 이용하여 다음과 같이 제작하였다(Mao et al., 2015). 탄소원이 없는 최소배지(MgSO4·7H2O 0.5 g/L, NH4Cl 1.0 g/L, KH2PO4 5.54 g/L, Na2HPO4 4.78 g/L, CaCl2·7H2O 0.005 g/L, Agar powder 15 g/L)에, 디클로로메탄(Dichloromethane)에 유화제인 Plysurf 1 mL와 함께 녹인 PCL 10 g 또는 PLA 필름 4 g을 혼합하여 제작하였으며, 제작된 배지 상에 공시균주를 치상하여 25℃ 인큐베이터에 배양하면서 분해능을 관찰하였다.The culture medium was prepared as follows using the method of Mao et al. (Mao et al., 2015). Minimal medium without carbon source (MgSO4·7H 2 O 0.5 g/L, NH 4 Cl 1.0 g/L, KH 2 PO 4 5.54 g/L, Na 2 HPO 4 4.78 g/L, CaCl 2 7H 2 O 0.005 g /L, Agar powder 15 g/L) was prepared by mixing 10 g of PCL or 4 g of PLA film dissolved in dichloromethane with 1 mL of the emulsifier Plysurf in dichloromethane. The resolution was observed while culturing in an incubator at 25°C.

관찰 결과를 도 3에 나타내었는데, PCL 함유 배지는 PCL이 균일하게 녹아 모두 불투명하게 관찰되었으며, 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주를 치상하여 배양한 경우, 배양 7일차에 균총 주변에 투명환(clear zone)이 명확하게 관찰되었다. 또 7일 간격으로 관찰한 결과, 배양 일수가 경과되면서 균총의 크기가 커지고, 이에 따라 투명환의 크기가 커지는 것이 관찰되었다. 하지만 PLA 함유 배지에서는 분해능이 관찰되지 않았다(결과 미제시). 도 3에서 붉은화살표로 표시된 부분이 PCL가 분해된 투명환의 모습이다.The observation results are shown in FIG. 3, and in the PCL-containing medium, PCL was uniformly dissolved and all was observed to be opaque. A clear zone was clearly observed. In addition, as a result of observation at 7-day intervals, it was observed that the size of the colony increased as the number of culture days elapsed, and thus the size of the transparent ring increased. However, no resolution was observed in PLA-containing media (results not shown). A portion indicated by a red arrow in FIG. 3 is a transparent ring in which PCL is decomposed.

또 투명환 주변을 광학현미경으로 관찰한 결과를 도 4에 나타내었는데, 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주의 균사가 관찰되었으며, 또 균주에 의해 분해된 PCL과의 경계가 명확하게 관찰되었다. 도 4에서 붉은화살표로 표시된 부분이 균사체이다.In addition, the results of observation with an optical microscope around the transparent ring are shown in FIG. 4, the mycelium of the Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain was observed, and the boundary with the PCL decomposed by the strain was clearly observed. became The part indicated by the red arrow in FIG. 4 is the mycelium.

<110> Republic of Korea(National Institute of Biological Resources) <120> Degradation method for polycaprolactone polymer using Apiotrichum porosum <130> PP20-000-NIBR-WAE-1241 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcatatcaat aagcggagga aaag 24 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggtccgtgtt tcaagacgg 19 <210> 3 <211> 534 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Apiotrichum porosum NIBR-WAE-1241 <400> 3 aaaagaaact aacaaggatt cccctagtaa cggcgagtga accgggaaga gctcaaattt 60 gaaatctggc agtcttcgat tgtccgagtt gtaatctata gaagcgtttt ccgtgctgaa 120 ctgtgtataa gtcccttgga acagggtatc aaagagggtg acaatcccgt actttacaca 180 atcatcagtg ctctgtgata cgttctctac gagtcgagtt gtttgggaat gcagctcaaa 240 atgggtggta aattccatct aaagctaaat attggcgaga gaccgatagc gaacaagtac 300 cgtgagggaa agatgaaaag cactttggaa agagagttaa acagtacgtg aaattgttga 360 aagggaaacg aaattcatga atcatgttta ttggactcag ccgttcttcg gtgtacttcc 420 tttaaacggg tcaacatcag ttttgtccga tggataaagg tagtaggaag gtggctctct 480 cgggagtgtt atagcctatt gctgcataca ttggatgaga ctgaggactg cagc 534 <110> Republic of Korea (National Institute of Biological Resources) <120> Degradation method for polycaprolactone polymer using Apiotrichum porosum <130> PP20-000-NIBR-WAE-1241 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcatatcaat aagcggagga aaag 24 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggtccgtgtt tcaagacgg 19 <210> 3 <211> 534 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Apiotrichum porosum NIBR-WAE-1241 <400> 3 aaaagaaact aacaaggatt cccctagtaa cggcgagtga accgggaaga gctcaaattt 60 gaaatctggc agtcttcgat tgtccgagtt gtaatctata gaagcgtttt ccgtgctgaa 120 ctgtgtataa gtcccttgga acagggtatc aaagagggtg acaatcccgt actttacaca 180 atcatcagtg ctctgtgata cgttctctac gagtcgagtt gtttgggaat gcagctcaaa 240 atgggtggta aattccatct aaagctaaat attggcgaga gaccgatagc gaacaagtac 300 cgtgagggaa agatgaaaag cactttggaa agagagttaa acagtacgtg aaattgttga 360 aagggaaacg aaattcatga atcatgttta ttggactcag ccgttcttcg gtgtacttcc 420 tttaaacggg tcaacatcag ttttgtccga tggataaagg tagtaggaag gtggctctct 480 cgggagtgtt atagcctatt gctgcataca ttggatgaga ctgaggactg cagc 534

Claims (5)

폴리카프로락톤 고분자에 아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum) NIBR-WAE-1241 균주(수탁번호: KACC 83034BP)를 접촉시켜 배양하는 단계를 포함하는 폴리카프로락톤 고분자의 분해 방법.
A method of decomposing polycaprolactone polymer comprising the step of culturing by contacting the polycaprolactone polymer with Apiotrichum porosum NIBR-WAE-1241 strain (accession number: KACC 83034BP).
제1항에 있어서,
상기 아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주는 그 28S rRNA 유전자가 서열번호 3의 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The method, characterized in that the Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain has the sequence of SEQ ID NO: 3 in its 28S rRNA gene.
제1항에 있어서,
상기 폴리카프로락톤 고분자와의 접촉은 아피오트리쿰 포로섬을 배지에서 배양하여 얻은 배양액 형태로 폴리카프로락톤 고분자와 접촉시켜 이루어지고,
상기 배지는 탄소원, 질소원, 미량원소 및 성장 촉진제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The contact with the polycaprolactone polymer is made by contacting the polycaprolactone polymer in the form of a culture solution obtained by culturing Apiotricum forosum in a medium,
The method, characterized in that the medium comprises at least one of a carbon source, a nitrogen source, a trace element and a growth promoter.
제1항에 있어서,
상기 폴리카프로락톤 고분자와의 접촉 전후에 아피오트리쿰 포로섬의 배양과 증식을 촉진하기 위한 배지가 폴리카프로락톤 고분자에 첨가되어 혼합되고,
상기 배지는 탄소원, 질소원, 미량원소 및 성장 촉진제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
Before and after the contact with the polycaprolactone polymer, a medium for promoting the culture and proliferation of Apiotricum phorosum is added to and mixed with the polycaprolactone polymer,
The method, characterized in that the medium comprises at least one of a carbon source, a nitrogen source, a trace element and a growth promoter.
아피오트리쿰 포로섬 NIBR-WAE-1241 균주(수탁번호: KACC 83034BP).
Apiotricum phorosom NIBR-WAE-1241 strain (accession number: KACC 83034BP).
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