KR20010039118A - A novel Streptomyces avermitilis mutant and a culture process therewith - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Streptomyces avermitilis mutant strain useful for the production of avermectin and a method for producing avermectin are provided, thereby the avermectin having avermectin B1a can be mass produced. CONSTITUTION: Streptomyces avermitilis mutant strain (KCTC 0662BP) derived from Streptomyces avermitilis (ATCC 31271) produces more than 40 wt.% of avermectin B1a and less than 5 wt.% of avermectin B1b in fermented culture. The method for producing avermectin comprises the steps of: inoculating Streptomyces avermitilis mutant (KCTC 0662BP) on a spore-producing agar medium and incubating for 10 to 15 days; incubating the spores in a seed strain medium for 2 to 3 days; and inoculating the seed strain of Streptomyces avermitilis in a conventional avermectin producing medium containing vitamin B1(thiamine) and incubating them, in which the content of vitamin B1 is 5 to 2000 mg/l.

Description

신규의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 변이주 및 아버멕틴의 제조방법{A novel Streptomyces avermitilis mutant and a culture process therewith}A novel Streptomyces avermitilis mutant and a culture process therewith}

본 발명은 아버멕틴(Avermectin) 생산에 유용한 신규의 스트렙토마이세스 아버미틸리스(Streptomyces avermitilis) 변이주 및 이를 이용한 아버벡틴의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel Streptomyces avermitilis mutant strain useful for producing avermectin and a method for producing avervetin using the same.

아버멕틴은 가축 및 가금류에 심한 경제적 손실을 야기시키는 선충류를 포함한 내부 기생충에 광범위한 구충효과를 갖는 약물로서, 항세균, 항진균 활성은 거의 없으나 광범위한 구충효과로 살충제 및 살비제로 유용하다. 최근에는 농약으로의 사용량이 급증하고 있으며 사람을 대상으로 한 열대병 치료에도 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.Avermectins have a wide range of antiparasitic effects on internal parasites, including nematodes, which cause severe economic losses to livestock and poultry. They have little antibacterial and antifungal activity but are useful as insecticides and acaricides due to their wide range of antiparasitic effects. Recently, the use of pesticides has been increasing rapidly, and it is reported that it is effective in treating tropical diseases in humans.

한편, 아버멕틴은 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) 세포내에 존재하는 2차 대사산물로서 8종류 서브타입의 혼합물로 생합성된다. 즉, A1, A2, B1, 및 B2 4종의 주요성분이 각각 a 및 b로 구분되는 8종류의 서브타입의 혼합물 형태로 얻어진다. (화학식 1 및 표1 참조)On the other hand, avermectin is a secondary metabolite present in Streptomyces avermitilis cells and biosynthesized into a mixture of eight subtypes. That is, four main components of A1, A2, B1, and B2 are obtained in the form of a mixture of eight types of subtypes, each divided into a and b. (See Formula 1 and Table 1)

아버멕틴Avermectin R1 R 1 R2 R 2 X-YX-Y A1aA1a CH3 CH 3 C2H5 C 2 H 5 CH=CHCH = CH A1bA1b CH3 CH 3 CH3 CH 3 CH=CHCH = CH A2aA2a CH3 CH 3 C2H5 C 2 H 5 CH2-CH(OH)CH 2 -CH (OH) A2bA2b CH3 CH 3 CH3 CH 3 CH2-CH(OH)CH 2 -CH (OH) B1aB1a HH C2H5 C 2 H 5 CH=CHCH = CH B1bB1b HH CH3 CH 3 CH=CHCH = CH B2aB2a HH C2H5 C 2 H 5 CH2-CH(OH)CH 2 -CH (OH) B2bB2b HH CH3 CH 3 CH2-CH(OH)CH 2 -CH (OH)

상기 8 종류의 아버멕틴 중 생물학적 효과면에서 가장 유효한 것은 아버멕틴 B1a이며, 동물용 구충제로서의 아버멕틴은 아버멕틴 B1a와 상대적으로 소량인 B1b로 구성된다.Among the eight kinds of avermectins, the most effective in terms of biological effect is avermectin B1a, and avermectin as an animal repellent consists of avermectin B1a and B1b in a relatively small amount.

아버멕틴은 스트렙토마이세스 아버미틸리스 ATCC31267, 31271, 31272과 이들 균주에서 유래된 변이주의 배양액에서 얻어지는 것으로 알려져 있으며, 이 균주가 생산하는 아버멕틴은 약 90% 이상이 a 성분들 즉, A1a, A2a, B1a 및 B2a이다(미국특허 제 4,310,519호 및 제 4,429,042호).Avermectins are known to be obtained from the cultures of Streptomyces avermitilis ATCC31267, 31271, 31272 and mutant strains derived from these strains. A2a, B1a and B2a (US Pat. Nos. 4,310,519 and 4,429,042).

상기의 아버멕틴 생산규주 중 스트렙토마이세스 아버미틸리스 ATCC31271의 아버멕틴 생산량은 485mg/L이고 유효성분인 아버멕틴 B1은 170mg/L이며 성분비는 35%로 보고된 바 있다(R.W.Burg 등, 1979. Antimicrob. Agents Chemother. 15:361-367).The avermectin production of Streptomyces avermitilis ATCC31271 is 485mg / L, the active ingredient avermectin B1 is 170mg / L and the composition ratio is 35% among the avermectin production strains (RWBurg et al., 1979). Antimicrob.Agents Chemother. 15: 361-367).

스트렙토마이세스 아버미틸리스의 변이주로는 아버멕틴 모핵만을 생성하는 균주, A2와 B2 성분을 생성하는 균주, B 성분을 생성하는 균주, a 성분(A1a, A2a, B1a, 및 B2a)을 생성하는 균주 등이 개발된 바 있다(Ikeda 등, 1995. Control of Avermectin Biosynthesis in Streptomyces avermitilis for Selective Production of a useful Component. J. Antibiot. 48: 549-562). 현재까지 보고된 전체 아버멕틴의 생산량은 2,300mg/L수준이 최고이고 이때 B1의 성분비는 48.5-50% 이다(WO 98/56939). 유효성분인 B1a의 생산성은 780 mg/L가 최고 수준으로 성분비는 39 %이다(Zhinan Xu 등. 1999. Biotechnology Letters. 21: 91-95).Variants of Streptomyces avermitilis include strains that produce only avermectin nuclei, strains that produce A2 and B2 components, strains that generate B components, and a component (A1a, A2a, B1a, and B2a). Strains have been developed (Ikeda et al., 1995. Control of Avermectin Biosynthesis in Streptomyces avermitilis for Selective Production of a useful Component. J. Antibiot. 48: 549-562). The total avermectin production reported so far is the highest at 2,300mg / L and the B1 component ratio is 48.5-50% (WO 98/56939). The productivity of the active ingredient, B1a, is the highest at 780 mg / L and the composition ratio is 39% (Zhinan Xu et al. 1999. Biotechnology Letters. 21: 91-95).

그러나, 상기한 종래의 균주들은 B1의 성분비가 높을 경우에는 전체 아버멕틴의 생산량이 적고, 아버멕틴의 서브타입중 아버멕틴 B1a의 성분비가 높은 경우에는 아버멕틴 B1a 생산량이 적은 한계를 보이고 있다.However, the above-mentioned conventional strains show a small amount of total avermectin production when the ratio of B1 is high, and a small amount of avermectin B1a when the ratio of avermectin B1a is high among the subtypes of avermectin.

이에 본 발명자들은 배양액 중 아버멕틴의 생산량이 많고 유효성분인 아버멕틴 B1a 성분 비율이 높은 특성을 동시에 갖는 아버멕틴을 생산하는 균주를 개발하고자 연구를 거듭한 결과, 놀랍게도 특정의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 변이주를 본 발명의 방법에 따라 배양하였을 때, 상기의 목적을 동시에 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have repeatedly studied to develop strains that produce avermectins having both a large amount of avermectin in culture and a high ratio of avermectin B1a as an active ingredient, and surprisingly, specific streptomyces avermitili When the strain strain was cultured according to the method of the present invention, it was found that the above object can be obtained at the same time to complete the present invention.

따라서, 본 발명은 아버멕틴을 생산하는 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) 변이주를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a Streptomyces avermitilis mutant that produces avermectin.

또한, 본 발명의 목적은 상기 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) 변이주를 배양하여 그 배양액으로부터 아버멕틴을 제조하는 방법을 제공하는 것을 포함한다.It is also an object of the present invention to provide a method of culturing the Streptomyces avermitilis mutant strain to produce avermectin from the culture.

도1 은 모균주 및 본 발명에 따른 변이주를 배양한 후 생성된 아버멕틴을 실리카겔 박막 크로마토그래피법으로 분석한 결과이다.1 is a result of analyzing the avermectin produced after culturing the parent strain and the mutant strain according to the present invention by silica gel thin film chromatography.

열 1. 본 발명에 따른 변이주의 추출액Column 1. Extract of Variation Wine according to the Present Invention

열 2. 모균주의 추출액,Heat 2. Extract of parent strain,

열 3. 올리고마이신 표준액,Column 3. oligomycin standard solution,

열 4. 아버멕틴 표준품Column 4. Avermectin Standard

도2는 본 발명에 따른 변이주를 배양하여 생성된 아버멕틴을 고속 액체 크로마토그래피 법으로 분석한 결과이다.Figure 2 is a result of analyzing the avermectin produced by culturing the mutant strain according to the present invention by high-performance liquid chromatography.

도3은 본 발명에 따른 변이주의 배양시간에 따른 균의 생육 및 아버멕틴 B1a 의 생산성을 나타내는 도면이다.Figure 3 is a view showing the growth of bacteria and productivity of avermectin B1a according to the culture time of the mutant strain according to the present invention.

-○- 균체의 생육-○-Growth of cells

-●- 아버멕틴 B1a 생성 양-●-Avermectin B1a Produced Amount

본 발명은 아버멕틴을 생산하는 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) 변이주를 제공한다. 본 발명에 따른 변이주는 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) ATCC 31271로부터 돌연변이된 것으로, 이는 1999년 9월 28일자로 생명공학연구소 유전자원센터 유전자은행(Korean Collection for Type Cultures)에 기탁번호 KCTC 0662BP로 기탁되었다. 따라서 본 발명에 따른 변이주는 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP 이다.The present invention provides Streptomyces avermitilis mutants that produce avermectins. The mutant strain according to the present invention was mutated from Streptomyces avermitilis ATCC 31271, which was deposited on September 28, 1999 in the Korean Collection for Type Cultures Deposited with KCTC 0662BP. Thus, the variant strain according to the present invention is Streptomyces avermitilis KCTC 0662BP.

상기 본 발명에 따른 변이주는 배양시 그 배양액중 아버멕틴 B1a가 40중량% 이상이고 아버멕틴 B1b가 5중량% 이하인 특성을 가지고 있다.The mutant strain according to the present invention has the characteristics that 40% by weight or more of Avermectin B1a and 5% by weight or less of Avermectin B1b in culture.

본 발명자들은 고역가의 아버멕틴 생산 변이주를 얻기 위하여 다양한 스트렙토마이세스 아버미틸리스 균주를 모균주로 하여 UV 조사, NTG 처리, 원형질체 융합 등의 과정을 통하여 수많은 변이주를 분리한 결과, 놀랍게도 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) ATCC 31271로부터 돌연변이된 변이주가 생성되는 전체 아버멕틴 서브타입중 아버멕틴 B1a 성분 비율이 40% 이상인 고역가의 아버멕틴을 생산한다는 것을 발견하였다. 이는 선행기술에 전혀 개시되거나 암시되지 아니한 것이다.In order to obtain high titer of avermectin mutant strains, the present inventors have isolated numerous mutant strains through UV irradiation, NTG treatment, protoplast fusion, and the like, and surprisingly, streptomyces. It has been discovered that mutated strains from Streptomyces avermitilis ATCC 31271 produce high titers of avermectin with an avermectin B1a component ratio of at least 40% of the total avermectin subtypes resulting. This is not disclosed or implied at all by the prior art.

본 발명에 따른 신규의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 변이주 (KCTC 0662BP) 및 모균주인 공지의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (ATCC 31271)의 형태적, 배양적, 생리학적, 및 화학분류학적 특성은 다음 표2와 같다.Morphological, Culture, Physiological, and Chemistry Characteristics of the Novel Streptomyces Avermitilis Variant (KCTC 0662BP) and Parental Known Streptomyces Avermitilis (ATCC 31271) According to the Invention Is shown in Table 2 below.

배지badge 생장정도Growth 균체색Cell color 포자색Spore purple ATCC31271ATCC31271 KCTC0662BPKCTC0662BP ATCC31271ATCC31271 KCTC0662BPKCTC0662BP ATCC31271ATCC31271 KCTC0662BPKCTC0662BP ISP2ISP2 ++++++ ++++ 흰색White 흰색White 회색grey 포자없음No spores ISP3ISP3 ++++++ ++++ 흰색White 흰색White 회색grey 회색grey ISP4ISP4 ++++++ ++++ 흰색White 흰색White 포자없음No spores 회색grey ISP5ISP5 ++++++ ++++ 베이지beige 베이지beige 포자없음No spores 포자없음No spores ISP6ISP6 ++ ++ 흰색White 노랑yellow 포자없음No spores 포자없음No spores ISP7ISP7 ++ ++ 흰색White 흰색White 회색grey 포자없음No spores 베네트한천Bennett Agar ++++++ ++++ 흰색White 흰색White 흰색White 포자없음No spores 자펙한천Japek Agar ++ ++ 흰색White 흰색White 포자없음No spores 포자없음No spores 영양한천Nutritional Agar ++++ ++++++ 베이지beige 노랑yellow 포자없음No spores 포자없음No spores

형태적 특성Morphological characteristics

본 발명에 따른 변이주는 모균주(ATCC 31271)와 달리 ISP6 배지와 영양한천 배지에서 노랑색 균체를 만드는 특징을 가지고 있으며, ISP3배지에서 모균주와 같은 주름진 균체를 만들지 않는다. 본 발명의 변이주 및 모균주는 포자색에서 차이가 있다. 또한, 모균주는 ISP 2 및 7 배지에서 회색의 포자를 형성하지만, 본 발명의 변이주는 포자를 형성하지 않는다. 그리고, 모균주는 ISP4 배지에서 포자를 형성하지 못했지만, 본 발명의 변이주는 회색의 포자를 형성하는 특징이 있다.Unlike the parent strain (ATCC 31271), the mutant strain according to the present invention has the characteristic of making yellow cells in ISP6 medium and nutrient agar medium, and does not make wrinkled cells like the parent strain in ISP3 medium. Variants and parent strains of the present invention is different in the spore color. In addition, the parent strain forms gray spores in ISP 2 and 7 media, but the mutant strains of the present invention do not form spores. And, the parent strain did not form spores in ISP4 medium, but the mutant strain of the present invention is characterized by forming gray spores.

배양적 특성Culture characteristics

본 발명에 따른 변이주 및 모균주의 성장 온도는 동일하게 28 ℃와 37℃에서 성장하지만 50℃에서는 성장하지 못한다. 또한 본 발명의 변이주는 모균주에 비하여 다양한 한천배지에서의 생육이 늦으며, 영양한천배지에서의 생육은 모균주보다 빠른 특징을 가지고 있다.The growth temperature of the mutant and parent strains according to the present invention grows at 28 ℃ and 37 ℃ the same, but does not grow at 50 ℃. In addition, the mutant strains of the present invention are slower on various agar media than the parent strain, and the growth on the nutrient agar media has a faster characteristic than the parent strain.

본 발명의 변이주와 모균주는 포자색에서 차이가 있다. 모균주는 ISP 2, 3, 7 배지에서 회색의 포자를 생성하지만, 본 발명의 변이주는 흰색의 포자를 생성한다. 그리고 모균주는 ISP 4, 5, 6 배지와 자펙 한천 배지(Czapeck solution agar)에서 포자를 형성하지 못했지만, 본 발명의 변이주는 흰색의 포자를 형성하는 특징이 있다.Mutant strain and mother strain of the present invention is different in the spore color. The parent strain produces gray spores in ISP 2, 3, 7 medium, but the variant strain of the present invention produces white spores. And the parent strain did not form spores in ISP 4, 5, 6 medium and Zapeck agar medium (Czapeck solution agar), but the mutant strain of the present invention is characterized by forming white spores.

생리학적 특성Physiological characteristics

본 발명에 따른 변이주와 모균주는 멜라닌 유사색소의 생성면에서 차이가 있다. 모균주는 ISP 6 배지에서 검정색의 색소를 생성하지만, 본 발명의 변이주는 색소를 생성하지 않는 특징이 있다. 또한, 본 발명의 변이주와 모균주의 탄소원 이용성에 관한 특성은 다음 표3과 같다.Mutant strain and mother strain according to the present invention has a difference in the production of melanin-like pigment. The parent strain produces a black pigment in ISP 6 medium, but the mutant strain of the present invention is characterized by not producing a pigment. In addition, the characteristics of the carbon source availability of the mutant and parent strains of the present invention are shown in Table 3.

ATCC 31271ATCC 31271 KCTC 0662BPKCTC 0662BP 포도당glucose ++++ ++++ 과당fruit sugar ++++ +/-+/- 유당Lactose ++++++ ++ 맥아당Maltose ++++++ ++ 자당saccharose ++ ++ 전분Starch ++++++ ++

탄소원에 따른 두 균주의 성장 정도에 있어서, 모균주는 최소 한천 배지에 유당, 맥아당, 전분을 탄소원으로 공급한 경우 성장이 매우 우수하고, 자당을 탄소원으로 공급하면 성장이 활발하지 못하다. 그러나, 본 발명의 변이주는 탄소원이 포도당인 경우 모균주와 유사한 정도의 성장을 하고, 특이하게 과당을 탄소원으로 공급한 경우 거의 성장을 하지 못한다.In the degree of growth of the two strains according to the carbon source, the parent strain is very excellent in the case of supplying lactose, maltose and starch to the carbon source at least agar medium, and growth is not active when the sucrose is supplied to the carbon source. However, the mutant strain of the present invention has a growth similar to that of the parent strain when the carbon source is glucose, and rarely grows when the fructose is specifically supplied to the carbon source.

본 발명의 변이주와 모균주의 생화학적 특성은 다음 표4와 같다.Biochemical characteristics of the mutant and parent strains of the present invention are shown in Table 4 below.

ATCC 31271ATCC 31271 KCTC 0662BPKCTC 0662BP 전분 가수분해Starch hydrolysis ++++ ++++++ 카제인 가수분해Casein hydrolysis ++ ++++ 질산염 환원Nitrate reduction -- -- 황화철 생성Iron sulfide generation ++ --

본 발명의 변이주는 전분과 카세인의 분해 능력에서 모균주보다 우수하다. 이는 아밀라제와 단백질 가수분해 효소의 차이를 나타내는 것으로 본 발명의 변이주가 모균주보다 고분자물질의 가수분해 능력이 우수함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 변이주는 모균주와 달리 황화철 생성능력이 없다.The mutant strains of the present invention are superior to the parent strain in the degradability of starch and casein. This indicates a difference between amylase and proteolytic enzyme, and it can be seen that the mutant strain of the present invention has superior hydrolytic ability of the polymer material than the parent strain. In addition, unlike the parent strain, the mutant strain of the present invention does not have the ability to produce iron sulfide.

화학분류학적 특성Chemical classification

본 발명에 따른 변이주는 세포에 디아미노피메린산이 존재하며, 모균주와 동일하게 LL-형의 디아미노피메린산을 갖는다.The mutant strain according to the present invention has diaminopimeric acid in the cell, and has the same LL-type diaminopimeric acid as the parent strain.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 신규의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 변이주 (KCTC 0662BP)는 형태적, 배양적, 생리학적, 및 화학분류학적 특성 등에서 모균주인 공지의 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (ATCC 31271)와 전혀 상이한 균주임을 알 수 있으며, 특히 아버멕틴 B1a 성분 비율이 높은 고역가의 아버멕틴을 생산할 수 있다는 측면에서 공지의 균주와 전혀 상이한 균주이다.As described above, the novel Streptomyces avermitilis mutant strain (KCTC 0662BP) according to the present invention is a known Streptomyces avermitilius which is the parent strain in terms of morphological, culture, physiological and chemical taxonomic characteristics. It can be seen that the strain is completely different from the strain (ATCC 31271), and in particular, the strain is completely different from the known strain in terms of producing a high titer of avermectin having a high ratio of avermectin B1a.

본 발명은 또한 상기한 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP를 배양하여 그 배양액으로부터 아버멕틴을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of culturing the above-described Streptomyces avermitilis KCTC 0662BP to prepare avermectin from the culture.

본 발명에 따른 제조방법에서의 배양방법은 다음과 같다.The culture method in the production method according to the present invention is as follows.

즉, 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP를 포자생성용 한천배지에 접종하여 10-15일간 배양하고, 생성된 포자를 종균배양용 배지에서 2-3일 배양한 다음, 아버멕틴 생성용 배지에 종균배양액을 접종한다.That is, Streptomyces avermitilis KCTC 0662BP was inoculated in spore-producing agar medium and incubated for 10-15 days, and the resulting spores were cultured in seed culture medium for 2-3 days, and then avermectin Inoculate the seed culture medium into the production medium.

아버멕틴 생성용 배지는 공지의 아버멕틴 생산에 사용되는 배지를 사용할 수 있다 (미국특허 제제4,310,519호 및 제4,429,042호). 즉, 탄소원으로서 포도당, 과당, 맥아당, 설탕, 가용성 녹말, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 질소원으로서 대두분, 면실분, 효모추출물, 펩톤화된 우유, 낙화생분, 육즙 추출물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이 외에 인산칼륨, 황산아연, 황산마그네슘, 황산철, 염화코발트 등의 무기산염과 대두유, 면실유, 채종유 등을 포함할 수 있다.As the medium for producing avermectin, a medium used for producing avermectin may be used (US Pat. Nos. 4,310,519 and 4,429,042). That is, glucose, fructose, maltose, sugar, soluble starch, or mixtures thereof may be used as the carbon source, and soybean meal, cottonseed meal, yeast extract, peptonized milk, peanut meal, gravy extract, or a mixture thereof as the nitrogen source. Can be used. In addition, inorganic salts such as potassium phosphate, zinc sulfate, magnesium sulfate, iron sulfate, and cobalt chloride, and soybean oil, cottonseed oil, and rapeseed oil may be included.

한편, 본 발명에 따른 고역가 아버멕틴의 제조에 있어서, 아버멕틴 생성용 배지는 비타민 B1 (thiamine) 을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 제조방법에 따라On the other hand, in the preparation of the high titer avermectin according to the present invention, the medium for producing avermectin preferably contains vitamin B1 (thiamine). According to the manufacturing method of the present invention

제조된 아버멕틴은 목적 생성물인 아버멕틴 B1a의 생성비율이 다른 아버멕틴 서브타입들보다 높지만, 이와함께 정제공정에서 쉽게 제거되기 어려운 B1b 성분의 생성량도 증가할 수 있다. 따라서, 비타민 B1 이 포함된 아버멕틴 생성용 배지를 사용할 경우, 아버멕틴 B1a 생성량에 영향을 주지 않으면서 B1b 비율을 선택적으로 감소시킬 수 있다. 배지에 포함되는 비타민 B1의 함량은 5 - 2000mg/L 가 바람직하다.The produced avermectin has a higher production rate of avermectin B1a, which is a desired product, than other avermectin subtypes, but may also increase the amount of B1b component that is difficult to remove in the purification process. Therefore, when using the avermectin production medium containing vitamin B1, it is possible to selectively reduce the B1b ratio without affecting the avermectin B1a production amount. The content of vitamin B1 contained in the medium is preferably 5-2000 mg / L.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하지만, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예 1Example 1

고체배지(포도당 6%, 대두분 2 %, 효모추출물 0.3%, 대두유 0.5%, 한천 2%)에 한천 조각(지름 10mm)을 만든 후, 스트렙토마이세스 아버미틸리스 ATCC 31271와 스트렙토마이세스 아버미틸리스 KCTC 0662BP 각각을 접종하고 28℃에서 10일간 배양한 다음 한천 조각을 아세톤으로 2시간동안 교반하여 추출하였다. 아버멕틴이 추출된 아세톤 용액 10 ㎕를 실리카젤 박막에 점적하고 아세토니트릴을 전개 용매로 사용하여 크로마토그래피법으로 아버멕틴의 각 성분을 분리하였다. 아버멕틴 성분이 분리된 실리카젤 박막에 자외선(파장 254nm)을 조사하여 생산된 아버멕틴 양을 비교한 결과는 도1과 같다.After making agar pieces (diameter 10 mm) in solid medium (6% glucose, 2% soy flour, 0.3% yeast extract, 0.5% soybean oil, 2% agar), Streptomyces armitilis ATCC 31271 and Streptomyces arbor Inoculated with each of Mytiles KCTC 0662BP, and incubated at 28 ° C. for 10 days, and then extracted by stirring agar pieces with acetone for 2 hours. 10 μl of acetone solution from which avermectin was extracted was added to a silica gel thin film, and each component of avermectin was separated by chromatography using acetonitrile as a developing solvent. The result of comparing the amount of avermectin produced by irradiating ultraviolet (wavelength 254 nm) to the silica gel thin film separated from the avermectin component is shown in FIG. 1.

도1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 변이주로부터 얻은 추출액이 모균주로부터 얻은 추출액에 비하여 아버멕틴의 생산성이 훨씬 우수함을 알 수 있다.As can be seen in Figure 1, the extract obtained from the mutant strain according to the present invention can be seen that the productivity of the avermectin is much superior to the extract obtained from the parent strain.

실시예 2Example 2

스트렙토마이세스 아버미틸리스(Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP의 포자가 형성된 한천배지로부터 포자농도를 5X106spores/ml 이 되도록 다음과 같은 종균배양용 배지 50 ml을 넣은 250 ml 플라스크에 접종하였다.Streptomyces avermitilis Streptomyces avermitilis From the spores formed with the spores of KCTC 0662BP was inoculated into a 250 ml flask containing 50 ml of the following seed culture medium such that the spore concentration was 5 × 10 6 spores / ml.

포도당 20 g/LGlucose 20 g / L

대두분 15 g/LSoy flour 15 g / L

낙화생분 5 g/LPeanut powder 5 g / L

효모추출물 3 g/LYeast extract 3 g / L

탄산칼슘 1 g/LCalcium Carbonate 1 g / L

황산마그네슘 10 mg/LMagnesium sulfate 10 mg / L

황산아연 10 mg/LZinc Sulfate 10 mg / L

대두유 3 g/LSoybean oil 3 g / L

증류수 1000 ml1000 ml of distilled water

pH 멸균후 7.07.0 After pH Sterilization

상기 플라스크를 28 ℃ 회전진탕기에서 220rpm으로 48시간 배양한 후, 다음과 같은 아버멕틴 생성용 배지 60 ml이 들어있는 500 ml 플라스크에 6ml를 접종하였다.The flask was incubated for 48 hours at 220 rpm in a rotary shaker at 28 ℃, and then inoculated with 6 ml in a 500 ml flask containing 60 ml of avermectin production medium as follows.

포도당 100 g/LGlucose 100 g / L

대두분 20 g/LSoy flour 20 g / L

면실분 5 g/L5 g / L of cotton thread

효모추출물 3 g/LYeast extract 3 g / L

인산칼륨 1 g/LPotassium Phosphate 1 g / L

황산아연 10 mg/LZinc Sulfate 10 mg / L

황산마그네슘 100 mg/LMagnesium Sulfate 100 mg / L

황산철 10 mg/LFerrous Sulfate 10 mg / L

염화코발트 10 mg/LCobalt chloride 10 mg / L

대두유 5 g/LSoybean oil 5 g / L

증류수 1000 ml1000 ml of distilled water

pH 멸균전 7.6Before pH sterilization 7.6

상기 플라스크를 28 ℃ 회전진탕기에서 150 rpm으로 11일간 배양였다. 배양액중 5ml를 취하여 10ml의 에틸아세테이트를 혼합하고 2시간 동안 추출하였다. 에틸아세테이트 층으로 추출된 아버멕틴을 고속 액체 크로마토 그래피를 사용하여 배양액중 생성된 아버멕틴양을 측정하였다. 그 결과는 도2와 같다.The flask was incubated for 11 days at 150 rpm on a 28 ° C rotary shaker. 5 ml of the culture solution was taken, 10 ml of ethyl acetate was mixed and extracted for 2 hours. Avermectin extracted with ethyl acetate layer was measured by high performance liquid chromatography to determine the amount of avermectin produced in the culture. The result is shown in FIG.

상기에서 고속 액체 크로마토 그래피 분석조건은 다음과 같다.The high performance liquid chromatography analysis conditions are as follows.

장치 ; 히타치(HITACHI) 모델 L-7100, 7200, 7300, 7400, D-7500Device ; Hitachi models L-7100, 7200, 7300, 7400, D-7500

컬럼 ; 코스모실(COSMOSIL) 5C18-AR-II, 4.6 X 250 mmcolumn ; COSMOSIL 5C18-AR-II, 4.6 X 250 mm

이동상 ; 아세토니트릴:메탄올:증류수(850:50:100)Mobile phase; Acetonitrile: Methanol: Distilled water (850: 50: 100)

유속 ; 분당 1mlFlow rate; 1ml per minute

주입량 ; 10 ㎕Injection volume; 10 μl

배양액 추출물로부터 얻은 피크면적을 아버멕틴 표준품의 피크면적과 비교하여 생성량을 산출하였다. 아버멕틴의 8가지 성분들에 대하여 생성량을 구하고, 면적 백분율 방법에 의하여 아버멕틴 전체에 해당하는 비율을 계산하였다.The amount produced was calculated by comparing the peak area obtained from the culture extract with the peak area of the avermectin standard. The production amount was calculated for the eight components of avermectin, and the ratio corresponding to the whole avermectin was calculated by the area percentage method.

본 발명에 따른 변이주로부터 생성된 아버멕틴 양은 약 4,000 mg/L 이었으며, 유효성분인 아버멕틴 B1a는 1,786 mg/L의 생산성을 나타내었고, 성분비는 40 - 45 %이었다(3회 평균값). 그러나 B1b 성분은 5%미만으로 생성되었다.The amount of avermectin produced from the mutant strain according to the present invention was about 4,000 mg / L, and the active ingredient avermectin B1a showed a productivity of 1,786 mg / L, and the component ratio was 40 to 45% (average of three times). However, B1b components were produced at less than 5%.

상기에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유용한 성분인 아버멕틴 B1a의 생성량에 있어서, 본 발명에 따른 변이주가 모균주보다 훨씬 우수함을 확인할 수 있다.As can be seen above, in the production amount of the avermectin B1a which is a useful component, it can be confirmed that the mutant strain according to the present invention is much superior to the parent strain.

실시예 3Example 3

스트렙토마이세스 아버미틸리스(Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP를 사용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 배양된 종균배양액을 다음의 아버멕틴 생성용 배지 60 ml이 들어있는 500 ml 플라스크에 6 ml 접종하였다.Seed cultures incubated in the same manner as in Example 2 using Streptomyces avermitilis KCTC 0662BP were inoculated 6 ml into a 500 ml flask containing 60 ml of the following avermectin production medium.

포도당 100 g/LGlucose 100 g / L

대두분 20 g/LSoy flour 20 g / L

면실분 5 g/L5 g / L of cotton thread

효모추출물 3 g/LYeast extract 3 g / L

인산칼륨 1 g/LPotassium Phosphate 1 g / L

황산아연 10 mg/LZinc Sulfate 10 mg / L

황산마그네슘 100 mg/LMagnesium Sulfate 100 mg / L

황산철 10 mg/LFerrous Sulfate 10 mg / L

염화코발트 10 mg/LCobalt chloride 10 mg / L

대두유 5 g/LSoybean oil 5 g / L

비타민 B1 0-100 mg/LVitamin B1 0-100 mg / L

증류수 1000 ml1000 ml of distilled water

pH 멸균전 7.6Before pH sterilization 7.6

상기 플라스크를 28 ℃ 회전진탕기에서 150rpm으로 11일간 배양한 후, 실시예 2와 동일한 방법으로 배양액중 존재하는 아버멕틴 구성성분들의 양을 분석하였다. 상기 조작을 3회 반복하였으며, 얻어진 결과(평균값)는 다음 표5와 같다.The flask was incubated for 11 days at 150 rpm in a 28 ° C rotary shaker, and the amount of avermectin components present in the culture was analyzed in the same manner as in Example 2. The operation was repeated three times, and the results (average values) obtained are shown in Table 5 below.

비타민 B1Vitamin B1 아버멕틴Avermectin 전체역가 (ug/ml)Total potency (ug / ml) B1a 역가 (ug/ml)B1a titer (ug / ml) B1b 함량비(%)B1b content ratio (%) 00 40264026 17251725 5.05.0 50 mg/L50 mg / L 40294029 16781678 2.82.8 100 mg/L100 mg / L 40874087 17501750 2.22.2

상기 표5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비타민 B1 을 배지에 첨가하여 배양시켰을 때, 효과적으로 아버멕틴 B1b의 함량을 낮출 수 있다.As can be seen in Table 5, when cultured by adding vitamin B1 to the medium, it can effectively lower the content of avermectin B1b.

실시예 4Example 4

스트렙토마이세스 아버미틸리스(Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP를 사용하여 7L 발효조에서 실시예 3에서와 동일한 배지조성(비타민 B1 100mg/L)으로 28℃, 250rpm, 1.0VVM의 공기를 공급하며 배양하였을 때, 도3 에서와 같이 본 발명에 따른 변이주의 아버멕틴 B1a의 생산성은 2,800 mg/L로 훨씬 높은 수준이었다.When cultured using a Streptomyces avermitilis KCTC 0662BP in a 7L fermenter with the same medium composition (vitamin B1 100 mg / L) at 28 ° C, 250 rpm, and 1.0 VVM As shown in Figure 3, the mutant strain of avermectin B1a according to the present invention had a much higher level of 2,800 mg / L.

상기 실시예에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 변이주를 이용하여 아버멕틴을 생산할 경우, 모균주보다 아버멕틴 B1a 의 생산성을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 그 구성비도 40 %이상 유지시킬 수 있다. 또한 아버멕틴 B1b 성분을 3% 미만으로 줄일 수 있는 장점이 있다.As can be seen in the above embodiment, when producing avermectin using the mutant strain according to the present invention, it is possible to effectively improve the productivity of the avermectin B1a than the parent strain, the composition ratio can be maintained more than 40%. In addition, there is an advantage that can reduce the avermectin B1b component to less than 3%.

Claims (4)

아버멕틴을 생산하는 스트렙토마이세스 아버미틸리스(Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP.Streptomyces avermitilis producing avermectin KCTC 0662BP. 스트렙토마이세스 아버미틸리스 (Streptomyces avermitilis) KCTC 0662BP를 배양하여 그 배양액으로부터 아버멕틴을 제조하는 방법.Streptomyces avermitilis A method for culturing KCTC 0662BP and preparing avermectin from the culture. 제2항에 있어서, 배지가 비타민 B1을 포함함을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 2, wherein the medium comprises vitamin B1. 제3항에 있어서, 배지중 비타민 B1의 함량이 5 - 2000mg/L임을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 3, wherein the content of vitamin B1 in the medium is 5-2000 mg / L.
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KR100419554B1 (en) * 1999-10-29 2004-02-19 주식회사유한양행 Process for the purification of Avermectin

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