KR20060121555A - 폴리락테이트 또는 그 공중합체 생성능을 가지는 세포 또는식물 및 이를 이용한 폴리락테이트 또는 그 공중합체의제조방법 - Google Patents

폴리락테이트 또는 그 공중합체 생성능을 가지는 세포 또는식물 및 이를 이용한 폴리락테이트 또는 그 공중합체의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리락테이트 또는 그 공중합체 생성능을 가지는 세포 또는 식물 및 이를 이용한 폴리락테이트 또는 그 공중합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환할 수 있는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoates: PHA) 합성효소의 유전자를 동시에 가지고, 폴리락테이트(polylactate) 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 생성능을 가지는 세포 또는 식물 및 상기 세포를 락테이트 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 함유하는 배지에서 배양하거나, 상기 식물을 재배하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체 의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 세포 또는 식물을 이용하여 폴리락테이트 뿐만 아니라 다양한 종류의 하이드록시알카노에이트(hydroxyalkanoate)를 함유하는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
폴리락테이트, 하이드록시알카노에이트, 공중합체, 락테이트, lactyl-CoA

Description

폴리락테이트 또는 그 공중합체 생성능을 가지는 세포 또는 식물 및 이를 이용한 폴리락테이트 또는 그 공중합체의 제조방법 {Cells or Plants Having an Producing Ability of Polylactate or Its Copolymers and Method for Preparing Polylactate or Its Copolymers Using the Same}
도 1은 Clostridium propionicum 유래 pct를 포함하는 재조합 플라스미드 pTac99Pct의 유전자 지도이다.
도 2는 Clostridium propionicum 유래 pct를 포함하는 재조합 플라스미드 pMCSTac99Pct의 유전자 지도이다.
도 3은 Bacillus cereus 유래 phaRBC를 포함하는 재조합 플라스미드 p10499BcRBC의 유전자 지도이다.
도 4는 Pseudomonas sp. 61-3 유래 PHA 합성효소 유전자 phaC2 Ps 를 포함하는 재조합 플라스미드 p10499613C2의 유전자 지도이다.
도 5는 포도당과 락테이트를 이용하여 P(3HB-co-lactate)를 합성하는 경로를 모식하는 그림이다.
도 6은 포도당, 4HB, 3HP와 락테이트를 이용하여 공중합체 P(3HP-co-4HB-co- lactate)를 합성하는 경로를 모식하는 그림이다.
도 7은 세포를 이용하여 PLA를 합성하는 경로를 모식하는 그림이다.
도 8은 탄소수 3~12의 medium chain length 3-hydroxyalkanoate(3HA)와 락테이트를 모노머로 함유하고 있는 공중합체 poly(3HA-co-lactate)의 합성경로를 모식하는 그림이다.
도 9는 R. eutropha NCIMB11599 (pMCSTacPct)에서 제조된 P(3HB-co-LA)의 1H-NMR 결과이다.
도 10은 R. eutropha NCIMB11599 (pMCSTacPct)에서 제조된 P(3HB-co-LA)의 13C-NMR 결과이다.
도 11은 대장균 XL1-Blue (p10499BcRBC + pMCSTacPct)에서 제조된 PLA의 1H-NMR 결과이다.
본 발명은 폴리락테이트 또는 그 공중합체 생성능을 가지는 세포 또는 식물 및 이를 이용한 폴리락테이트 또는 그 공중합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환할 수 있는 효소와 PHA 합성에 관련된 효소를 발현할 수 있는 세포 또는 식물 및 상기 세포를 락테이트 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 함유하는 배지에서 배양하거나, 상기 식물을 재배하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트(hydroxyalkanoate)-락테이트(lactate) 공중합체의 제조방법에 관한 것이다.
폴리락테이트(PLA)는 락테이트(lactate)로부터 유래된 대표적인 생분해성 고분자로서 범용고분자 혹은 의료용 고분자로서의 응용성이 높은 고분자이다. 현재 PLA는 미생물 발효에 의해 생산된 락테이트를 중합하여 제조되고 있으나, 락테이트의 직접중합에 의해서는 낮은 분자량(1000-5000 달톤)의 PLA만이 생성된다. 100,000 달톤 이상의 PLA를 합성하기 위해서는 락테이트의 직접중합으로 얻어진 낮은 분자량의 PLA로부터 chain coupling agent를 이용하여 보다 분자량이 큰 PLA로 중합하는 방법이 있으나 chain coupling agent를 이용하기 때문에 고분자량의 PLA를 제조하는 방법은 유기용제(solvent)나 chain coupling agent의 첨가로 인해 공정이 복잡해지고, 또한 이들을 제거가 쉽지 않다는 단점이 있다. 현재 상용화되어있는 고분자량 PLA 생산공정은 락테이트를 락타이드(lactide)로 전환한 다음, 락타이드 링의 개환축합반응을 통해 PLA를 합성하는 방법이 사용되고 있다.
한편, PHA는 과도한 탄소원이 존재하면서 인, 질소, 마그네슘, 산소 등의 다른 영양분이 부족할 때, 미생물이 에너지나 탄소원 저장물질로 그 내부에 축적하는 폴리에스터(polyester)이다. PHA는 기존의 석유로부터 유래된 합성고분자와 비슷한 물성을 가지면서 완전한 생분해성을 보이기 때문에 기존의 합성 플라스틱을 대체할 물질로 인식되고 있다.
기존에 알려진 PHA는 대표적으로 짧은 탄소수를 가진 SCL-PHA (short-chain-length PHA)와 긴 탄소수를 가진 MCL-PHA (medium-chain-length PHA)로 나눌 수 있다. PHA를 합성하는 유전자는 Ralstonia eutropha, Pseudomonas 등으로부터 클로닝되었으며 재조합 미생물을 통해 다양한 종류의 모노머로 구성된 PHA가 합성되었다 (Qi et al., FEMS Microbiol. Lett., 157:155, 1997; Qi et al., FEMS Microbiol. Lett., 167:89, 1998; Langenbach et al., FEMS Microbiol. Lett., 150:303, 1997; WO 01/55436; US 6,143,952; WO 98/54329; WO 99/61624).
미생물에서 PHA를 생산하기 위해서는 미생물의 대사산물을 PHA 모노머로 전환해 주는 효소와 PHA 모노머를 이용하여 PHA 고분자를 합성하는 PHA 합성효소(synthase)가 필수적이다. PHA 합성효소는 hydroxyacyl-CoA를 기질로 사용하여 PHA를 합성하며, PHA의 기질인 hydroxyacyl-CoA를 제공할 수 있는 효소로는 Ralstonia eutropha 등으로부터 클로닝된 β-ketothiolase (PhaA), acetoacetyl-CoA reductase (PhaB), Pseudomonas로부터 클로닝된 3-hydroxydecanoyl-ACP:CoA transferase (PhaG), Aeromonas caviae와 Pseudomonas aeruginosa로부터 유래된 (R)-specific enoyl-CoA hydratase (PhaJ) (Fukui et al., J. Bacteriol., 180:667, 1998; Tsuge et al., FEMS Microbiol. Lett., 184:193, 2000), 대장균과 Pseudomonas aeruginosa 등으로부터 유래된 3-ketoacyl-ACP reductase (FabG) 등이 알려져 있다 (Taguchi et al., FEMS Microbiol. Lett., 176:183, 1999; Ren et al., J. Bacteriol., 182:2978, 2000; Park et al., FEMS Microbiol. Lett., 214:217, 2002). 이러한 효소들을 이용하여 다양한 탄소위치(주로 3, 4, 5, 6번 위치)에 hydroxylation된 하이드록시알카노에이트를 이용하여 다양한 종류의 PHA를 합성해 왔다.
하지만 2번 위치에 hydroxylation된 하이드록시알카노에이트에 대한 PHA 합성효소의 반응성은 거의 없는 것으로 보고되어 있다 (Zhang et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 56:131, 2001; Valentin and Steinbuchel, Appl. Microbiol. Biotechnol., 40:699, 1994). 현재까지 lactyl-CoA에 대한 PHA polymerase의 in vitro activity 측정을 통해 PHA synthase의 lactyl-CoA에 대해 반응성을 분석한 보고는 있었지만, lactyl-CoA에 대한 PHA synthase의 반응성은 매우 미약하다 (Zhang et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 56:131, 2001; Valentin and Steinbuchel, Appl. Microbiol. Biotechnol., 40:699, 1994). 즉, 2번-탄소위치에 hydroxylation된 락테이트와 같은 하이드록시알카노에이트는 PHA synthase의 기질특이성에 적합하지 않아, 자연적으로 혹은 재조합 세포나 식물을 이용하여 PHA 및 그 공중합체를 제조한 예는 없다.
이에 본 발명자들은 세포 또는 식물을 이용하여 고분자량의 PLA 및 그 공중합체를 제조하고자 예의 노력한 결과, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자인 Clostridium propionicum 유래 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)로 형질전환된 재조합 Ralstonia eutropha를 락테이트가 포함된 생산배지에서 배양하여, poly(hydroxyalkanoate-co-lactate) 공중합체가 생성되는 것을 확인함과 아울 러, Bacillus cereus 유래 PHA 합성효소 유전자(phaRC)와 pct 유전자로 형질전환된 재조합 대장균을 락테이트를 함유하는 생산배지에서 배양하여 PLA가 생성되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 PLA 또는 그 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]를 생성능을 가지는 세포 또는 식물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 세포를 배양하거나, 상기 식물을 재배하여 PLA 또는 그 공중합체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoates: PHA) 합성효소 유전자를 동시에 가지고, 폴리락테이트(polylactate) 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 생성능을 가지는 세포 또는 식물을 제공한다.
상기 폴리락테이트(polylactate) 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 생성능을 가지는 세포 또는 식물은, (i) PHA 합성효소 유전자를 가지지 않는 세포 또는 식물을 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자로 형질전환하여 수득되거나, (ii) lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소 의 유전자를 가지는 세포 또는 식물을 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자로 형질전환하여 수득되거나, 또는 (iii) 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자를 가지는 세포 또는 식물을 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자로 형질전환하여 수득되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 두 유전자(lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자 및 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자) 중 어느 하나를 가지고 있는 세포에서 그 유전자를 증폭시킴과 아울러 다른 하나의 유전자로 형질전환시킨 것도 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자는 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)인 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명에 따른 세포 또는 식물은 pct 유전자를 포함하는 재조합벡터로 형질전환되고, 동시에 phaRBC를 포함하는 벡터로 형질전환되거나 phaRBC가 염색체 상에 삽입되어 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우, 탄소원으로 락테이트 또는 하이드록시알카노에이트와 락테이트를 사용하면, 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조가 가능하다. 또한, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자는 phaC인 것을 특징으로 할 수 있고, pct 유전자를 포함하는 재조합벡터로 형질전환되고, 동시에 phaC를 포함하는 벡터로 형질전환되거나 phaC가 염색체 상에 삽입되어 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우, 탄소원으로 지방산(fatty acid)과 락테이트를 사용하면, 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체[poly(3HA-co-lactate)]를 제조하는 것이 가 능하다.
상기 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 세포로는 다양한 미생물이 알려져 있다 (KR 10-250830 B1). 예를 들면, Achromobacter sp., Achromobacter xylosoxidans 등을 포함하는 Achromobacter 속 미생물들, Acidovorax delafieldii, Acidovax facilis, Acinetobacter sp., Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter lwoffii 등을 포함하는 Acinetobacter 속 미생물들, Actinomyces sp., Aeromonas caviae, Aeromonas hydrophila, Aeromonas salmonicida 등을 포함하는 Aeromonas 속 미생물들, Alcaligenes aestus, Alcaligenes denitrificans, Alcaligenes eutrophus (Ralstonia eutropha로 재명명된 후 다시 Wautersia eutropha로 재명명됨), Alcaligenes faecalis, Alcaligenes latus, Alcaligenes pacificus Alcaligenes paradoxus, Alcaligenes venestus 등을 포함하는 Alcaligenes 속 미생물들, Alteromonas macleodii, Amoebobacter roseu, Amoebobacter pendens 등을 포함하는 Amoebobacter 속 미생물들, Aphanocapa sp., Aphanothece sp. Aquaspirillum autotrophicum, Azorhizobium caulinodans, Azospirillum sp., Azospirillum brasilense, Azospirillum lipoferum 등을 포함하는 Azospirillum 속 미생물들, Azotobacter sp., Azotobacter agilis, Azotobacter chroococcum, Azotobacter macrocytogenes, Azotobacter vinelandii 등을 포함하는 Azotobacter 속 미생물들, Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus subtillus, Bacillus thuringiensis 등을 포함하는 Bacillus 속 미생물들, Beggiatoa sp., Beggiatoa alba 등을 포함하는 Beggiatoa 속 미생물 들, Beijerinckia indicus, Beijerinckia mobilis 등을 포함하는 Beijerinckia 속 미생물들, Beneckia natrigens, Beneckea pelagia 등을 포함하는 Beneckea 속 미생물들, Bordetella pertussis, Bradyrhizobium japonicum, Caryophamon latum, Caulobacter bacteroides, Caulobacter crescentus 등을 포함하는 Caulobacter 속 미생물들, Chloroflexus aurantiacus, Chlorogloea fritschii 등을 포함하는 Chlorogloea 속 미생물들, Chromatium minutissimum, Chromatium okenii, Chromatium tepidum 등을 포함하는 Chromatium 속 미생물들, Chromobacterium violaceum 등을 포함하는 Chromobacterium 속 미생물들, Clostridium botulinum, Clostridium sphenoides 등을 포함하는 Clostridium 속 미생물들, Comamonas acidovorans, Comamonas testosteroni 등을 포함하는 Comamonas 속 미생물들, Corynebacterium autotrophicum, Corynebacterium hydrocarboxydans 등을 포함하는 Corynebacterium 속 미생물들, Cyanobacteria, Derxia gummosa를 포함하는 Derxia 속 미생물들, Desulfococcus multivorans, Desulfonema limicola, Desulfonema magnum 등을 포함하는 Desulfonema 속 미생물들, Desulfosacina variabilis, Desulfovibrio sapovorans, Ectothiorhodospira halochloris, Ectothiorhodospira mobilis, Ectothiorhodospira vacuolata 등을 포함하는 Ectothiorhodospira 속 미생물들, Ferrobacillus ferroxidans, Flavobacterium sp., Haemophilus influenzae, Halobacterium gibbonsii, Halobacterium volcanii 등을 포함하는 Halobacterium 속 미생물들, Haloferax mediterranei, Hydroclathratus clathratus, Hydrogenomonas facilis, Hydrogenophaga flava, Hydrogenophaga pseudoflava, Hydrogenophaga taeniospiralis 등을 포함하는 Hydrogenophaga 속 미생물들, Hyphomicrobium vulgare를 포함하는 Hyphomicrobium 속 미생물들, Ilyobacter delafieldii, Labrys monachus, Lamprocystis reseopersicina, Lampropedia hyalina, Legionella sp., Leptothrix discophorus, Methylobacterium AM1, Methylobacterium extorquens 등을 포함하는 Methylobacterium 속 미생물들, Methylococcus thermophilus, Methlocystis parvus, Methylomonas methanica, Methylosinus sporium, Methylosinus trichosporium 등을 포함하는 Methylosinus 속 미생물들, Methylovibrio soehngenii, Micrococcus denitrificans, Micrococcus halodenitrificans 등을 포함하는 Micrococcus 속 미생물들, Mycobacterium album, Mycobacterium vacae 등을 포함하는 Mycobacterium 속 미생물들, Nitrobacter agilis, Nitrobacter winogradskyi 등을 포함하는 Nitrobacter 속 미생물들, Nocardia alba, Nocardia asteroides, Nocardia lucida, Nocardia rubra 등을 포함하는 Nocardia 속 미생물들, Paracoccus dentrificans, Oscillatoria limosa, Penicillium cyclopium, Photobacterium mandapamensis, Photobacterium phosphoreum 등을 포함하는 Photobacterium 속 미생물들, Physarum ploycephalum와 Pseudomonas glathei, Pseudomonas indigofera, Pseudomonas lemonieri, Pseudomonas mallei, Pseudomonas marina, Pseudomonas mixta, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas oxalaticus, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas asplenii, Pseudomonas butanovora, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas coronafaciens, Pseudomonas dacunhae, Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas diminuta, Pseudomonas echinoides, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas rubrilineas, Pseudomonas saccharophila, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas syringae, Pseudomonas thermophilus, Pseudomonas viridiflava 등을 포함하는 Pseudomonas 속 미생물들, Ralstonia 속 미생물들, Rhizobium hedysarum, Rhizobium lupini, Rhizobium meliloti, Rhizobium phaseoli, Rhizobium trifoli 등을 포함하는 Rhizobium 속 미생물들, Rhodobacillus 속 미생물들, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides 등을 포함하는 Rhodobacter 속 미생물들, Rhodococcus rhodochrous를 포함하는 Rhodococcus 속 미생물들, Rhodocyclus gelatinosus, Rhodocyclus tenuis 등을 포함하는 Rhodocyclus 속 미생물들, Rhodomicrobium vannielii와 Rhodopseudomonas acidophila, Rhodopseudomonas capsulata 등을 포함하는 Rhodopseudomonas 속 미생물들, Rhodospirillum molischianum, Rhodospirillum rubrum 등을 포함하는 Rhodospirillum 속 미생물들, Sphingomonas paucimobilis, Spirillum itersomii, Spirillum serpens 등을 포함하는 Spirillum 속 미생물들, Spirulina jenneri, Spirulina maxima, Spirulina subsaksa 등을 포함하는 Spirulina 속 미생물들, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus xylosus 등을 포함하는 Staphylococcus 속 미생물들, Stella humosa, Stella vacuolata 등을 포함하는 Stella 속 미생물들, Streptomyces antibioticus, Streptomyces coelicolor 등을 포함하는 Streptomyces 속 미생물들, Syntrophomonas wolfei, Thermophilic cyanobacteria, Thermus thermophilus, Thiobacillus A2, Thiobacillus acidophilus, Thiobacillus versutus 등을 포함하는 Thiobacillus 속 미생물들, Thiocapsa pfennigii 등을 포함하는 Thiocapsa 속 미생물들, Thiocystis violacea, Vibrio parahaemolyticus, Xanthobacter autotrophicus, Xanthomonas maltophilia, Zoogloea ramigera 등을 포함하는 Zoogloea 속 미생물 등이 있다.
본 발명은 또한, 상기 세포를 락테이트 또는 락테이트와 하이드록시알카노에이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하거나, 상기 식물을 재배한 다음, 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체는 poly(3HB-co-lactate), poly(4HB-co-lactate), poly(3HP-co-lactate), poly(3HB-co-4HB-co-lactate) 및 poly(3HP-co-4HB-co-lactate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명에 따른 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체에서 상기 하이드록시알카노에이트는 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시 카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산(hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센 산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시 (hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로 모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명은 또한, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 포함하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 제조용 재조합 벡터, 상기 재조합벡터로 형질전환된 세포 또는 식물을 제공한다.
용어 “벡터 (vector)”는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 본 발명에서, 상기 벡터로는 플라스미드 벡터, 박테리오파지 벡터, 코스미드 벡터, YAC(Yeast Artificial Chromosome) 벡터 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 목적상, 플라스미드 벡터를 이용하는게 바람직하다. 그러한 목적에 사용될 수 있는 전형적인 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터(adaptor) 또는 링커(linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션(ligation)할 수 있다.
라이게이션 후에, 벡터는 적절한 숙주세포로 형질전환되어야 한다. 본 발명에 바람직한 숙주세포는 원핵 또는 진핵생물 세포일 수 있다. 선호되는 숙주세포는 원핵세포이다. 적합한 원핵세포는 전술한 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 미생물뿐만 아니라, 대장균과 같이 PHA 합성효소의 유전자를 가지지 않는 미생물이 모두 사용가능하다. 또한, 상기 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 미생물로써 PHA 합성효소의 유전자로 형질전환된 대장균을 사용할 수도 있다. 바람직한 대장균은 E.coli DH5a, E.coli JM101, E.coli K12, E.coli W3110, E.coli X1776, E.coli XL1-Blue(Stratagene) 및 E.coli B 등을 포함한다. 그러나 FMB101, NM522, NM538 및 NM539와 같은 E. coli 균주 및 다른 원핵생물의 종(speices) 및 속(genera) 등도 또한 사용될 수 있다. 전술한 E. coli 및 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 미생물에 덧붙여, 아그로박테리움 A4와 같은 아그로박테리움 속 균주, 바실루스 섭틸리스(Bacillus subtilis)와 같은 바실리(bacilli), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium) 또는 세라티아 마르게센스(Serratia marcescens)와 같은 또 다른 장내세균 등이 숙주세포로서 이용될 수 있다. 효모와 곰팡이 같은 주지의 진핵숙주세포, 스포도프테라 프루기페르다(SF9)와 같은 곤충세포, CHO 및 생쥐 세포와 같은 동물세포, 조직배양된 인간세포 및 식물세포도 사용될 수 있다. 적당한 숙주로 형 질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.
당업계에 주지된 바와 같이, 숙주세포에서 형질전환 유전자의 발현 수준을 높이기 위해서는, 해당 유전자가 선택된 발현 숙주 내에서 기능을 발휘하는 전사 및 해독 발현 조절 서열에 작동가능하도록 연결되어야만 한다. 바람직하게는 발현 조절서열 및 해당 유전자는 세균 선택 마커 및 복제 개시점 (replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 벡터 내에 포함되게 된다. 발현 숙주가 진핵세포인 경우에는, 발현 벡터는 진핵 발현 숙주 내에서 유용한 발현 마커를 더 포함하여야만 한다.
상술한 발현 벡터에 의해 형질전환 세포는 본 발명의 또 다른 측면을 구성한다. 본원 명세서에 사용된 용어 “형질전환”은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제가능하게 되는 것을 의미한다.
물론 모든 벡터와 발현 조절 서열이 본 발명의 DNA 서열을 발현하는데 모두 동등하게 기능을 발휘하지는 않는다는 것을 이해하여야만 한다. 마찬가지로 모든 숙주가 동일한 발현 시스템에 대해 동일하게 기능을 발휘하지는 않는다. 그러나, 당업자라면 과도한 실험적 부담없이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 채로 여러 벡터, 발현 조절 서열 및 숙주 중에서 적절한 선택을 할 수 있다. 예를 들어, 벡터를 선택함에 있어서는 숙주를 고려하여야 하는데, 이는 벡터가 그 안에서 복제되어야만 하기 때문이다. 벡터의 복제 수, 복제 수를 조절할 수 있는 능력 및 당해 벡터에 의해 코딩되는 다른 단백질, 예를 들어 항생제 마커의 발현도 또한 고려되어 야만 한다. 이들 변수의 범위내에서, 당업자는 본 발명에 적합한 각종 벡터/발현 조절 서열/숙주 조합을 선정할 수 있다.
한편, 식물체의 형질전환은 아그로박테리움이나 바이러스 벡터 등을 이용한 통상의 방법에 의해 달성할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 유전자를 함유하는 재조합벡터로 아그로박테리움 속 미생물을 형질전환시킨 다음, 상기 형질전환된 아그로박테리움 속 미생물을 대상 식물의 조직 등에 감염시켜 형질전환 식물을 수득할 수 있다. 예를 들면, 형질전환된 식물을 이용하여 PHA를 제조하는 것에 관한 선행특허(WO 94/11519; US 6,103,956)와 동일 내지 유사한 방법으로 본 발명에 적합한 형질전환 식물을 수득할 수 있다.
본 발명에서 이용가능한 형질전환 대상 식물로는 담배, 토마토, 고추, 콩, 벼, 옥수수 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 형질전환에 사용되는 식물이 유성번식 식물이라 할지라도, 조직배양 등에 의해 무성적으로 반복생식 시킬 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
본 발명은 또한, 상기 형질전환 세포를 락테이트 또는 하이드록시알카노에이트와 락테이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하거나, 상기 형질전환 식물을 재배한 다음, 상기 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산(hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산 (dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 하이드록시알카노에이트와 락테이트를 모노머로 함유하는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 하이드록시알카노에이트는 3HB와 4HB를 함유하거나, 3HP와 4HB를 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체[poly(3HA-co-lactate)]를 제공한다. 본 발명에 있어서, 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체는 [poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-lactate)] 또는 [poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-3HDD-lactate)]인 것을 특징으로 할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
본 발명자들은 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자(pct)를 pTac99A에 삽입하여 발현벡터 pTac99Pct(도 1)를 제작한 다음, 이를 pBBR1MCS에 삽 입하여 재조합 발현벡터 pMCSTacPct를 제작하였다 (도 2). 또한, Bacillus cereus ATCC 14579 유래 PHA 합성효소의 유전자(phaRBC)를 p10499A 벡터에 삽입하여 재조합 발현벡터 p10499BcRBC를 제작하였다 (도 3). 아울러, Pseudomonas sp. 61-3 유래 PHA 합성효소의 유전자(phaC)를 증폭시킨 다음, p10499A에 삽입하여 재조합 발현벡터 p10499613C2를 제작하였다 (도 4).
한편, 사용하는 탄소원의 종류에 따라 다양한 PHA 및 그 공중합체를 제조할 수 있다는 것은 이미 잘 알려져 있다 (KR 10-250830 B1; Lee, Biotechnol. Bioeng., 49:1, 1996; Steirlbchel and Valentin, FEMS Microbiol. Lett., 128:219, 1995). 3-hydroxypropionate(3HP), 4-hydroxybutyrate(4HB), 3-hydroxybutyrate(3HB), 3-hydroxyhexanoate (3HHx), 3-hydroxyoctanoate(3HO), 3-hydroxydecanoate(3HD), 3-hydroxydodecanoate(3HDD) 등 모든 하이드록시알카노에이트를 PHA의 모노머로 구성할 수 있으며, 모노머와 그 몰조성비가 다양하게 구성된 PHA를 제조하는 것이 가능하다. 즉, 배양시 사용하는 탄소원의 종류에 따라, 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산 (hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산(hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹 시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid) 등과 같은 하이드록시알카노에이트를 함유하는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 제조하는 것이 가능하다. 또한, 상기 나열된 나열된 단일결합 화합물 이외에 이중결합이나 삼중결합을 가지는 하이드록시알케노에이트(hydroxyalkenoate)를 모노머로 함유하는 공중합체의 제조도 가능하다. 따라서, 본 발명에서 사용된 용어 “하이드록시알카노에이트”는 상기 나열된 단일결합 화합물 이외에 이중결합이나 삼중결합을 가지는 하이드록시알케노에이트도 포괄하는 것으로 정의한다.
따라서 본 발명에 의하여 제공되는 재조합 플라스미드들로 형질전환된 세포 또는 식물을 이용할 경우, PLA뿐만 아니라 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트의 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]를 제조하는 것이 가능하다 (도 5 내지 도 8).
lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 Ralstonia eutropha NCIMB11599를 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)를 가진 플라스미드로 형질전환하여 수득된 재조합 Ralstonia eutropha를 락테이트 또는 락테이트와 다양한 탄소원을 첨가하여 배양할 경우, 다양한 조합의 공중합체를 제조하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 재조합 Ralstonia eutropha를 락테이트가 포함된 생산배지에서 배양할 경우, poly(3HB-co-lactate)의 제조가 가능하다 (도 5). 또한, 상기 재조합 Ralstonia eutropha를 3HB, 4HB 및 락테이트가 포함된 생산배지에서 배양할 경우, poly(3HB-co-4HB-co-lactate)의 제조가 가능하다 (도 6).
Bacillus cereus (ATCC 14579) 유래 phaRBC를 함유하는 재조합벡터와 pct를 함유하는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 대장균(또는 phaRBC와 pct를 동시에 함 유하는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 대장균)을 락테이트가 함유된 생산배지에서 배양할 경우, 폴리락테이트의 제조가 가능하다 (도 7). 아울러, 상기 재조합 대장균을 락테이트와 다양한 탄소원을 첨가하여 배양할 경우, 다양한 조합의 공중합체를 제조하는 것이 가능하다.
한편, KR 10-0447531B1에는 p10499613C2로 형질전환된 재조합 대장균 WB101을 데카논산 및 도데카논산을 함유하는 배지에서 각각 배양할 경우, 3HHx, 3HO와 3HD를 함유하는 공중합체 및 3HHx, 3HO, 3HD와 3HDD를 함유하는 공중합체가 제조되는 것을 확인한 바 있다. 따라서, Pseudomonas sp. 61-3 유래 PHA 합성효소의 유전자(phaC)를 함유하는 재조합벡터와 pct를 함유하는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 대장균(또는 phaC와 pct를 동시에 함유하는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 대장균)을 락테이트와 지방산이 함유된 생산배지에서 배양할 경우, 탄소수 3~12의 MCL-PHA 모노머들과 락테이트를 함유하는 공중합체[poly(3HA-co-lactate)]를 제조할 수 있다 (도 8). 예컨대, 상기 재조합 대장균을 락테이트와 데카논산을 함유하는 배지에서 각각 배양할 경우 [poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-lactate)]의 제조가 가능하고, 락테이트와 도데카논산을 함유하는 배지에서 각각 배양할 경우 [poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-3HDD-lactate)]의 제조가 가능하다.
한편, 생물학적 폴리락테이트 및 그 공중합체의 제조에 사용되는 배지는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되는 것은 아니며, 본 발명에서는 재조합 대장균의 배양시에는 복합배지인 Luria-Bertani (LB) 배지를 사용하였다. 또한 재조합 Ralstonia eutropha의 배양시에는 기본배지인 N-limited MR 배지를 사용 하였다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
특히 하기 실시예에서는 PHA polymerase의 기질인 lactyl-CoA를 제공하기 위하여, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자로 pct를 사용하였지만, 다른 미생물 유래의 transferase 유전자를 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
또한 하기 실시예에서는 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자로 Pseudomonas sp. 61-3 유래 phaC와 Bacillus cereus(ATCC 14579) 유래 phaRBC만을 예시하였지만, Wautersia eutropha, Alcaligenes latus, Sinorhizobium meliloti, Bacillus megaterium, Chromatium vinosum 등 다양한 종류의 미생물로부터 유래된 기질특이성이 비슷한 PHA 합성효소 등을 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
또한 하기 실시예에서는 PHA 합성효소 유전자를 가지지 않는 미생물 및 PHA 합성효소 유전자를 가지는 미생물로 각각 대장균 및 Ralstonia eutropha만을 예시 하였지만, 다른 종류의 세포(박테리아, 효모, 곰팡이, 동ㆍ식물 세포) 및 식물을 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다는 것 역시 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
실시예 1: pct를 함유하는 재조합벡터의 제작
pct의 PCR cloning을 위하여 pct 유전자 시퀀스(Selmer et al., Eur J Biochem, 269:372, 2002)에 기반하여 서열번호 1과 2의 염기서열을 가지는 프라이머를 합성하였다:
서열번호 1: 5-ggaattcATGAGAAAGGTTCCCATTATTACCGCAGATGA
서열번호 2: 5-gc tctaga tta gga ctt cat ttc ctt cag acc cat taa gcc ttc tg
pct를 증폭하기 위하여, Clostridium propionicum의 크로모좀 DNA를 주형으로 하고, 상기 서열번호 1과 2의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하였다. PCR 조건은 94℃에서 50초간 변성 (denaturation), 52℃에서 50초간 서냉복원 (annealing), 72℃에서 2분간 신장 (extension)을 한 주기로 하여, 총 30 주기를 반복하였다. PCR 반응산물을 아가로오스 젤 전기영동으로 확인한 결과, pct에 해당하는 1.5kb 크기의 유전자 절편을 확인하였다. pTac99A 벡터(Park and Lee, J. Bacteriol., 185:5391, 2003)를 EcoRI/XbaI 효소로 절단한 다음, pct를 pTac99A의 EcoRI/XbaI 인식부위에 삽입함으로서 pTac99Pct 재조합 발현벡터를 제조하였다 (도 1). 또한 pTac99Pct를 BamHI/ScaI으로 절단하여 얻은 유전자 조각을 BamHI/EcoRV으로 절단한 pBRR1MCS (Kovach et al., Gene, 166:175, 1995)에 삽입함으로써 pMCSTacPct를 제작하였다 (도 2).
실시예 2: PHA 합성효소 유전자를 함유한 재조합벡터의 제작
phaRBC 유전자오페론을 증폭하기 위하여, Bacillus cereus의 크로모좀 DNA를 주형으로 하고, 서열번호 3과 4의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하였다. PCR 조건은 94℃에서 50초간 변성 (denaturation), 52℃에서 50초간 서냉복원 (annealing), 72℃에서 2분간 신장 (extension)을 한 주기로 하여, 총 30 주기를 반복하였다.
서열번호 3: 5-ggaattc atgaattgtt tcaaaaacga
서열번호 4: 5-cg ggatcc tta att aga acg ctc ttc aa
PCR 반응산물을 아가로오스 젤 전기영동으로 확인한 결과, phaRBC에 해당하는 2.5kb 크기의 유전자 절편을 확인하였다. p10499A 벡터(KR 10-0447531B1)를 EcoRI/BamHI 효소로 절단한 다음, phaRBC를 p10499A의 EcoRI/BamHI 인식부위에 삽입함으로서 p10499BcRBC 재조합 발현벡터를 제작하였다 (도 3).
또한 Pseudomonas sp. 61-3 유래 PHA polymerase 유전자(phaC)를 증폭시킨 다음, p10499A에 삽입함으로서 재조합 발현벡터 p10499613C2를 제작하였다 (KR 10-0447531B1) (도 4).
실시예 3: 재조합 Ralstonia eutropha의 제작 및 이를 이용한 하이드록시알 카노에이트-락테이트 공중합체의 제조
실시예 1에서 제작된 pMCSTacPct를 Ralstonia eutropha NCIMB11599에 도입하여 재조합 Ralstonia eutropha(pMCSTacPct)를 제작한 다음, 2단계 배양을 수행하였다. 먼저 재조합 Ralstonia eutropha를 NB배지(Nutrient Broth; Peptone 5g/L, Beef extract 3g/L)에서 overnight 배양한 다음, 원심분리하여 회수한 균체를 2g/L의 락테이트가 함유된 N-limited MR 배지에서 3일 동안 배양하였다. N-limited MR 배지의 조성은 다음과 같다: KH2PO4 6.67g, (NH4)2HPO4 4g, MgSO4ㆍ7H2O 0.8g, citric acid 0.8g, 및 trace metal solution 5mL. Trace metal solution(per liter): 5M HCl 5mL, FeSO4ㆍ7H2O 10g, CaCl2 2g, ZnSO4ㆍ7H2O 2.2g, MnSO4ㆍ4H2O 0.5g, CuSO4ㆍ5H2O 1g, (NH4)6Mo7O2ㆍ4H2O 0.1g, 및 Na2B4O2ㆍ10H2O 0.02g.
상기 배양액을 원심분리하여 균체를 회수하고, 동결건조시킨 다음, chloroform을 이용하여 균체에 축적된 고분자 물질을 회수하였다. 회수된 고분자 물질에 대한 NMR 분석을 수행한 결과, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, 상기 회수된 고분자 물질은 poly(3HB-co-lactate) 공중합체라는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4: 재조합 대장균의 제작 및 이를 이용한 폴리락테이트 및 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체의 제조
실시예 1에서 제작된 pMCSTacPct와 실시예 2에서 제작된 p10499BcRBC를 대장균 XL1-Blue 에 도입하여 재조합 대장균을 제작하고, 상기 재조합 대장균을 2g/L의 락테이트가 포함된 LB 배지에서 4일간 배양한 다음, 원심분리하여 균체를 회수하였다. 회수된 균체를 동결건조한 다음, chloroform을 이용하여 균체에 축적된 고분자 물질을 회수하였다. 회수된 고분자 물질에 대한 NMR 분석을 수행한 결과, 상기 회수된 고분자 물질은 폴리락테이트라는 것을 확인할 수 있었다 (도 11).
또한, 실시예 1에서 제작된 pMCSTacPct와 실시예 2에서 제작된 p10499613C2를 대장균 WB101 [W3110 (fadB::Km)]에 도입하여 재조합 대장균을 제작하였다. WB101은 fadB mutant 대장균으로서 MCL-PHA의 생산에 효과적인 것으로 밝혀진 균주이다 (KR 10-0447531B1). 상기 재조합 대장균 WB101을 2g/L의 락테이트와 2g/L의 데카논산이 함유된 LB 배지에서 각각 4일간 배양한 다음, 원심분리하여 균체를 회수하였다. 회수된 균체를 동결건조한 다음, chloroform을 이용하여 균체에 축적된 고분자 물질을 회수하였다. 회수된 고분자 물질에 대한 NMR 분석을 수행한 결과, 상기 회수된 고분자 물질은 [poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-lactate)] 공중합체라는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용할 수 있는 PHA 합성효소 유전자를 발현하는 세포 또는 식물 및 이를 이용한 폴리락테이트또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 제조하는 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 세포 또는 식물을 이용하여 폴리탁테이트를 제조하는 것 이 가능할 뿐만 아니라, 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 모노머로 함유하고 있는 다양한 종류의 폴리에스터를 제조하는 것이 가능하다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
<110> LG CHEM. LTD. KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY <120> Cells or plants Having an Producing Ability of Polylactate or Its Copolymers and Method for Preparing Polylactate or Its Copolymers Using the Same <130> P05-B114 <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggaattcatg agaaaggttc ccattattac cgcagatga 39 <210> 2 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 gctctagatt aggacttcat ttccttcaga cccattaagc cttctg 46 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggaattcatg aattgtttca aaaacga 27 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 cgggatcctt aattagaacg ctcttcaa 28

Claims (46)

  1. 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoates: PHA) 합성효소 유전자를 동시에 가지고, 폴리락테이트(polylactate) 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 생성능을 가지는 세포 또는 식물.
  2. 제1항에 있어서, PHA 합성효소 유전자를 가지지 않는 세포 또는 식물을 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자로 형질전환하여 수득되는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  3. 제2항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자는 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  4. 제2항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자는 phaC인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  5. 제2항에 있어서, pct를 포함하는 재조합벡터로 형질전환되고, 동시에 phaC 또는 phaRBC를 포함하는 벡터로 형질전환되거나 phaC 또는 phaRBC가 염색체 상에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  6. 제2항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자는 phaRBC인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  7. 제2항에 있어서, PHA 합성효소 유전자를 가지거나 혹은 가지지 않는 미생물은 대장균인 것을 특징으로 하는 세포.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 세포를 락테이트; 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 구성하는 하이드록시알카노에이트는 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산(hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3- 하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3- 하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체는 poly(3HB-co-lactate), poly(4HB-co-lactate), poly(3HP-co-lactate), poly(3HB-co-4HB-co-lactate) 및 poly(3HP-co-4HB-co-lactate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 세포를 락테이트와 지방산을 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체[poly(3HA-co-lactate)]를 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 지방산은 데카논산이고, 상기 3HA는 3HHx, 3HO 및 3HD인 것을 특징으로 하는 공중합체[poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-lactate)]의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 지방산은 도데카논산이고, 상기 3HA는 3HHx, 3HO, 3HD 및 3HDD인 것을 특징으로 하는 공중합체[poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-3HDD-lactate)]의 제조방법.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 식물을 재배한 다음, 상기 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 세포 또는 식물을 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자로 형질전환하여 수득되는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  16. 제15항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자는 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  17. 제15항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자는 phaRBC 또는 phaC인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  18. 제15항에 있어서, actyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 세포 또는 식물은 상기 PHA 합성효소의 유전자로 증폭되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  19. 제15항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 가지는 세포는 Aeromonas 속 미생물, Achromobacter 속 미생물, Acidovorax delafieldii, Acidovax facilis,, Acinetobacter 속 미생물, Actinomyces 속 미생물, Aeromonas 속 미생물, Alcaligenes 속 미생물, Alteromonas 속 미생물, Amoebobacter 속 미생물, Aphanocapa sp., Aphanothece sp. Aquaspirillum autotrophicum, Azorhizobium caulinodans, Azospirillum sp., Azospirillum 속 미생물, Azotobacter 속 미생물, Bacillus 속 미생물, Beggiatoa 속 미생물, Beijerinckia 속 미생물, Beneckea 속 미생물, Bordetella pertussis, Bradyrhizobium japonicum, Caryophamon latum, Caulobacter 속 미생물, Chlorogloea 속 미생물, Chromatium 속 미생물, Chromobacterium 속 미생물, Clostridium 속 미생물, Comamonas 속 미생물, Corynebacterium 속 미생물, Cyanobacteria 속 미생물, Derxia 속 미생물, Desulfonema 속 미생물, Desulfosacina variabilis, Desulfovibrio sapovorans, Ectothiorhodospira 속 미생물, Ferrobacillus ferroxidans, Flavobacterium sp., Haemophilus influenzae, Halobacterium 속 미생물, Haloferax mediterranei, Hydroclathratus clathratus, Hydrogenomonas facilis, Hydrogenophaga 속 미생물, Hyphomicrobium 속 미생물, Ilyobacter delafieldii, Labrys monachus, Lamprocystis reseopersicina, Lampropedia hyalina, Legionella sp., Leptothrix discophorus, Methylobacterium 속 미생물, Methylosinus 속 미생물, Micrococcus 속 미생물, Mycobacterium 속 미생물, Nitrobacter 속 미생물, Nocardia 속 미생물, Paracoccus dentrificans, Oscillatoria limosa, Penicillium cyclopium, Photobacterium 속 미생물, Physarum ploycephalum, Pseudomonas 속 미생물, Ralstonia 속 미생물, Rhizobium 속 미생물, Rhodobacillus 속 미생물, Rhodobacter 속 미생물, Rhodococcus 속 미생물, Rhodocyclus 속 미생물, Rhodomicrobium vannielii, Rhodopseudomonas 속 미생물, Rhodospirillum 속 미생물, Sphingomonas paucimobilis, Spirillum 속 미생물, Spirulina 속 미생물, Staphylococcus 속 미생물, Stella 속 미생물, Streptomyces 속 미생물, Syntrophomonas wolfei, Thermophilic cyanobacteria, Thermus thermophilus, Thiobacillus A2, Thiobacillus 속 미생물, Thiocapsa 속 미생물, Thiocystis violacea, Vibrio parahaemolyticus, Xanthobacter autotrophicus, Xanthomonas maltophilia, 및 Zoogloea 속 미생물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 세포.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항의 세포를 락테이트; 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 구성하는 하 이드록시알카노에이트는 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산(hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산 (dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체는 poly(3HB-co-lactate), poly(4HB-co-lactate), poly(3HP-co-lactate), poly(3HB-co-4HB-co-lactate) 및 poly(3HP-co-4HB-co-lactate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항의 식물을 재배한 다음, 상기 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체의 제조방법.
  24. 제1항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자를 가지는 세포 또는 식물을 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자로 형질전환하여 수득되는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  25. 제24항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자는 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  26. 제24항에 있어서, lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자는 phaRBC 또는 phaC인 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  27. 제24항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자를 가지는 세포 또는 식물은 상기 유전자로 증폭되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 또는 식물.
  28. 제15항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자를 가지는 세포는 Clostridium propionicum인 것을 특징으로 하는 세포.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항의 세포를 락테이트; 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법.
  30. 제29항에 있어서, 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 구성하는 하이드록시알카노에이트는 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산 (hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시 (cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체는 poly(3HB-co-lactate), poly(4HB-co-lactate), poly(3HP-co-lactate), poly(3HB-co-4HB-co-lactate) 및 poly(3HP-co-4HB-co-lactate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항의 식물을 재배한 다음, 상기 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체의 제조방법.
  33. 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자와 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소의 유전자를 포함하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)] 제조용 재조합 벡터.
  34. 제33항에 있어서, 상기 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소 유전자 는 phaRBC인 것을 특징으로 하는 재조합 벡터.
  35. 제33항에 있어서, 상기 lactyl-CoA를 기질로 사용하는 PHA 합성효소 유전자는 탄소수 3~12의 PHA를 합성하는 효소의 유전자인 것을 특징으로 하는 재조합 벡터.
  36. 제35항에 있어서, 상기 탄소수 3~12의 PHA를 합성하는 효소의 유전자는 슈도모나스 속 유래 phaC인 것을 특징으로 하는 재조합 벡터.
  37. 제33항에 있어서, 락테이트를 lactyl-CoA로 전환하는 효소의 유전자는 propionyl-CoA transferase 유전자(pct)인 것을 특징으로 하는 재조합 벡터.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항의 재조합벡터로 형질전환된 세포 또는 식물.
  39. 제38항의 형질전환된 세포를 락테이트 또는 락테이트와 다양한 하이드록시알카노에이트를 탄소원으로 함유하는 배지에서 배양한 다음, 상기 배양된 세포로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)]의 제조방법.
  40. 제27항의 형질전환된 식물을 재배한 다음, 상기 재배된 식물체로부터 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체를 회수하는 것을 특징으로 하는 폴리락테이트 또는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체의 제조방법.
  41. 3-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 3-하이드록시발레르산(hydroxyvalerate), 4-하이드록시부탄산(hydroxybutyrate), 탄소수가 6∼14개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실산(hydroxycarboxylic acids), 3-하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 3-하이드록시운데칸산(hydroxyundecanoic acid), 3-하이드록시 도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시테트라데칸산 (hydroxytetradecanoic acid), 3-하이드록시헥사데칸산(hydroxyhexadecanoic acid), 4-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 4-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 4-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 4-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), 4-하이드록시데칸산(hydroxydecanoic acid), 5-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 5-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 6-하이드록시도데칸산(hydroxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-펜텐산(pentenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-trans-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-cis-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-헥센산(hexenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-trans-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-옥텐산(octenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-노넨산(nonenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-데센산(decenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-cis-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5,8-cis-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸발레르산(methylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸헥산산(methylhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸헵탄산(methylheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸옥탄산(methyloctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-메틸노난산(methylnonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-메틸데칸산(methyldecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-메틸-6-옥텐산(octenoic acid), 말산(malic acid), 3-하이드록시숙신산(hydroxysuccinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아디핀산(hydroxyadipinic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시아젤라인산(hydroxyazelaic acid)-메틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid,)-메틸에스테르, 3-하이드록시스베린산(hydroxysuberic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-에틸에스테르, 3-하이드록시피메린산(hydroxypimelic acid)-프로필에스테르, 3-하이드록시세바신산(hydroxysebacic acid)-벤질에스테르, 3-하이드록시(hydroxy)-8-아세톡시옥탄산(acetoxyoctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-아세톡시노난산(acetoxynonanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 페녹시(phenoxy)-3-하이드록시옥탄산(hydroxyoctanoic acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시부탄산(hydroxybutyric acid), para-시아노페녹시(cyanophenoxy)-3-하이드록시발레르산(hydroxyvaleric acid), para-시아노페녹시 (cyanophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), para-니트로페녹시(nitrophenoxy)-3-하이드록시헥산산(hydroxyhexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-페닐발레르산(phenylvaleric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-5-시클로헥실부탄산(cyclohexylbutyric acid), 3,12-디하이드록시도데칸산(dihydroxydodecanoic acid), 3,8-디하이드록시(dihydroxy)-5-cis-테트라데센산(tetradecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-4,5-에폭시데칸산(epoxydecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6,7-에폭시도데칸산(epoxydodecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8,9-에폭시(epoxy)-5,6-cis-테트라데칸산(tetradecanoic acid), 7-시아노(cyano)-3-하이드록시헵탄산(hydroxyheptanoic acid), 9-시아노(cyano)-3-하이드록시노난산(hydroxynonanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-7-플루오로헵탄산(fluoroheptanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-9-플루오로노난산(fluorononanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-클로로헥산산(chlorohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-클로로옥탄산(chlorooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-6-브로모헥산산(bromohexanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-8-브로모옥탄산(bromooctanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-11-브로모운데칸산(bromoundecanoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-부텐산(butenoic acid), 6-하이드록시(hydroxy)-3-도데센산(dodecenoic acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸부탄산(methylbutyric acid), 3-하이드록시(hydroxy)-2-메틸발레르산(methylvaleric acid), 및 3-하이드록시(hydroxy)-2,6-디메틸-5-헵텐산(heptenoic acid)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 하이드록시알카노에이트와 락테이트를 모노머로 함유하 는 하이드록시알카노에이트-락테이트 공중합체[poly(hydroxyalkanoate-co-lactate)].
  42. 제41항에 있어서, 하이드록시알카노에이트는 3HB와 4HB를 함유하는 것을 특징으로 하는 공중합체(poly(3HB-co-4HB-co-lactate)).
  43. 제41항에 있어서, 하이드록시알카노에이트는 3HP와 4HB를 함유하는 것을 특징으로 하는 공중합체poly(3HP-co-4HB-co-lactate).
  44. 탄소수 3~12의 3HA와 락테이트의 공중합체[poly(3HA-co-lactate)].
  45. 제44항에 있어서, 상기 3HA는 3HHx, 3HO 및 3HD를 함유하는 공중합체[poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-lactate)].
  46. 제44항에 있어서, 상기 3HA는 3HHx, 3HO, 3HD 및 3HDD를 함유하는 공중합체[poly(3HHx-co-3HO-co-3HD-co-3HDD-lactate)].
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