KR20080047144A - Rhodobacter sphaeroides sk2h2 strain having high content of coenzyme q10 and the method of producing coenzyme q10 using the same - Google Patents

Rhodobacter sphaeroides sk2h2 strain having high content of coenzyme q10 and the method of producing coenzyme q10 using the same Download PDF

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KR20080047144A KR1020060117133A KR20060117133A KR20080047144A KR 20080047144 A KR20080047144 A KR 20080047144A KR 1020060117133 A KR1020060117133 A KR 1020060117133A KR 20060117133 A KR20060117133 A KR 20060117133A KR 20080047144 A KR20080047144 A KR 20080047144A
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Abstract

A novel Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain is provided to contain higher coenzyme Q10 than that of conventional strains. A method for producing the coenyzme Q10 using the same is provided to prepare the coenzyme Q10 economically by culturing the same strain. A Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain having high content of coenzyme Q10 is deposited as a deposition no. KCTC10915BP. A method for producing the coenzyme Q10 comprises the steps of: (a) culturing the Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain in a culture medium including 1.6% of bacto tryptone, 1% of an yeast extract, 0.5% of NaCl, 4% of molasses, and 2% of glycerol; and (b) isolating the coenzyme Q10 from a culture material obtained from the step(a). Further, the culture medium is maintained to pH 6.0-8.0 at 25-35°C.

Description

높은 조효소 Q10 함량을 갖는 로도박터 스패로이데스 SK2H2 균주 및 이를 이용한 조효소 Q10의 생산 방법{Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain having high content of Coenzyme Q10 and the method of producing coenzyme Q10 using the same}Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain having high content of Coenzyme Q10 and the method of producing coenzyme Q10 using the same}

본 발명은 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 로도박터 스패로이데스 균주 및 이를 이용한 조효소 Q10의 생산 방법에 관한 것으로, 유전자 조작과 돌연변이원을 이용하여 로도박터 스패로이데스(Rhodobacter sphaeroides, 이하 R. sphaeroides 로 표시)를 돌연변이시킨 후 활성이 증가한 돌연변이 균주를 선별하여 얻어진 조효소 Q10의 함량이 크게 증가된 새로운 균주 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 및 이 균주를 특정 배양조건하에서 배양하여 조효소 Q10의 생산성이 향상된 조효소 Q10의 생산방법에 관한 것이다. The present invention relates to a Rhodobacter strain seupaeroyi Death and method for producing coenzyme Q10 using the same having a high content of coenzyme Q10, Rhodobacter seupaeroyi using genetic engineering and mutagen des (Rhodobacter sphaeroides, or less then the mutation represented by the R. sphaeroides) screening the increase in activity by the mutant strains obtained coenzyme Q10 new strain of the content of the significant increase in Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H2 and this strain under certain culture conditions Increased productivity of coenzyme Q10 by culturing It relates to a production method of coenzyme Q10.

조효소 Q10(Coenzyme Q10, 약어로 CoQ10이라 함)은 유비퀴논 10 (Ubiquinone 10)으로 불리며, 화학식은 2,3-디메톡시-디메틸-6-데카프레닐-1,4-벤조퀴논 (2,3-Dimethoxy-dimethyl-6-decaprenyl-1,4-benzoquinone)으로 하기 화학식 1로 나타낸 바와 같이 C-5 이소프렌 단위(Isoprenoid unit)로 구성된 이소프레노이드 곁사슬을 갖는 지용성 벤조퀴논을 말한다.Coenzyme Q10 (Coenzyme Q10, abbreviated as CoQ10) is called Ubiquinone 10, and the formula is 2,3-dimethoxy-dimethyl-6-decaprenyl-1,4-benzoquinone (2,3 -Dimethoxy-dimethyl-6-decaprenyl-1,4-benzoquinone) refers to a fat-soluble benzoquinone having an isoprenoid side chain composed of C-5 isoprenoid units as represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112006086662075-PAT00001
Figure 112006086662075-PAT00001

조효소 Q10은 미생물, 식물 및 인체를 포함한 동물에 존재하여 생명체의 건강상태를 유지하고 질병으로부터 보호하는데 중요한 작용을 한다. 조효소 Q10은 미토콘드리아의 전자전달계의 필수 조효소로 ATP 생합성에 중요한 역할을 하고 세포내에서 DNA, 지질, 단백질 등이 산화되는 것을 방지하는 지용성 항산화제로서의 생리적 작용을 한다. 또한 조효소 Q10은 심장병, 퇴행성 신경질환 등의 예방과 치료에 유망한 화합물로 증명되어 의약이나 건강보조 식품 등의 사용이 크게 증가될 것으로 기대되고 있다(Zahiri, H. S. et al., Metabolic engineering, 8, 406-416, 2006) Coenzyme Q10 is present in microorganisms, plants and animals, including the human body, and plays an important role in maintaining the health of life and protecting it from disease. Coenzyme Q10 is an essential coenzyme of the mitochondrial electron transport system and plays an important role in ATP biosynthesis and acts as a fat-soluble antioxidant that prevents the oxidation of DNA, lipids and proteins in cells. In addition, coenzyme Q10 has proven to be a promising compound for the prevention and treatment of heart disease and neurodegenerative diseases, and is expected to greatly increase the use of medicines and dietary supplements (Zahiri, HS et al., Metabolic engineering, 8, 406). -416, 2006)

이와 같은 조효소 Q10의 제조방법은 1) 동ㆍ식물 조직과 같은 천연물로부터 추출하는 방법 2) 화학적으로 합성하는 방법 3) 발효를 통해 미생물로부터 합성하는 방법 등이 있다.The preparation method of coenzyme Q10 includes 1) extraction from natural products such as animal and plant tissues, 2) chemical synthesis, and 3) synthesis from microorganisms through fermentation.

그러나, 천연물로부터 추출하는 방법은 천연물 내의 함유량이 매우 낮아 비경제적이고 화학 합성법은 조효소 Q10의 복잡한 구조로 인하여 비용이 크게 발생한다. 그러므로 현재는 발효를 통한 생산방법이 상업적으로 가장 경제적인 공정으로 자리잡았다. 발효에 의한 방법으로는 1) 자연적으로 조효소 Q10을 생산하는 미생물을 이용하거나, 2) 유전자 조작을 통해 조효소 Q10을 합성할 수 있는 능력을 도입한 미생물을 이용하거나, 3) 자연적으로 조효소 Q10을 생산하는 미생물에 돌연변이를 유발하여 활성이 증가한 균주를 선별하고 이를 최적화하는 방법 등이 있으며 기존에 많은 연구가 되어 있다. 지금까지 발표된 미생물의 발효를 통한 조효소 Q10의 생산방법과 생성된 균주의 건조 세포 중량 당 조효소 Q10의 함량(mgCoQ10/gDCW, 이하 mg/gDCW로 표시) 및 수율(mgCoQ10/L, 이하 mg/L로 표시)을 살펴보면 다음과 같다.However, extraction from natural products is very economical due to the very low content in natural products, and chemical synthesis methods are expensive due to the complex structure of coenzyme Q10. Therefore, the production method through fermentation is now the most economically commercial process. Fermentation may be achieved by 1) using microorganisms that naturally produce coenzyme Q10, 2) by using microorganisms that have the ability to synthesize coenzyme Q10 through genetic manipulation, or 3) naturally producing coenzyme Q10. There is a method of selecting and optimizing strains with increased activity by inducing mutations in the microorganisms and many studies have been conducted. Production method of coenzyme Q10 through fermentation of microorganisms published and the content of coenzyme Q10 (mgCoQ10 / gDCW, hereinafter mg / gDCW) and yield (mgCoQ10 / L, MG / L) Looking at the following).

먼저 자연적으로 조효소 Q10을 생산하는 미생물을 이용하는 방법으로 나가오(Nakao) 등은 스포리디오볼루스 (Sporidiobolus) 와 오오스포리디움 (Oosporidium) 속의 미생물을 배양하여 1.3 mg/gDCW의 조효소 Q10 함량을 갖도록 하였고(Nakao, Y. et al., USP 4,070,244(1978)), 시마다(Shimada) 등은 토루롭시스 마그노리아 (Torulopsis magnoliae) 균주를 사용하여 1.4 mg/gDCW의 조효소 Q10 함량을 갖도록 하였으며(Shimada, Y. et al., USP 4,194,065(1980)), 가네꼬(Kaneko) 등은 탄소원으로 2%의 에탄올(Ethyl alcohol)을 이용하여 로도토루라 (Rhodotorula)속의 미생물을 배양하여 1.7 mg/gDCW의 조효소 Q10 함량을 갖도록 하였다(Kaneko, Y. et al., USP 4,367,289(1983)). 후에 우라가미(Urakami) 등은 로도슈도모나스 (Rhodopseudomonas) 와 로도박터 (Rhodobacter) 속의 많은 미생물을 대상으로 발효를 실시하고 조효소 Q10 함량을 측정한 결과 최대 3.8 mg/gDCW의 함량을 갖는 미생물을 발견하였다(Urakami T. et al., J. Ferment. Bioeng., 76, 191-194, 1993). Nagao in a way the first naturally using microorganisms to produce coenzyme Q10 (Nakao), etc. Spokane Lee audio bolus (Sporidiobolus) and Osu Forest Stadium (Oosporidium) by culturing in the microorganisms were to have a coenzyme Q10 content of 1.3 mg / gDCW (Nakao, Y. et al., USP 4,070,244 (1978)), Shimada et al., Torulopsis magnoliae ) strain was used to have a coenzyme Q10 content of 1.4 mg / gDCW (Shimada, Y. et al., USP 4,194,065 (1980)), and Kaneko et al. The microorganisms of the genus Rhodotorula were cultured to have a coenzyme Q10 content of 1.7 mg / gDCW (Kaneko, Y. et al., USP 4,367,289 (1983)). Later, Urakami et al. Conducted fermentation of many microorganisms in Rhodopseudomonas and Rhodobacter and measured the coenzyme Q10 content to find microorganisms with a maximum content of 3.8 mg / gDCW. Urakami T. et al., J. Ferment.Bioeng., 76, 191-194, 1993).

그러나 상기와 같이 야생형(Wild type) 균주를 이용하여 최적화할 경우 조효소 Q10 함량이 매우 낮아 경제적인 공정의 개발이 어려워 산업화가 불가능하기 때문에 이를 해결하기 위해 조효소 Q10 의 합성에 관련된 외래의 유전자를 도입하여 조효소 Q10의 함량 및 수율을 높이려는 연구가 진행되었다. However, when optimizing using a wild type strain as described above, it is difficult to develop an economical process due to the low content of coenzyme Q10, which is difficult to industrialize. Therefore, foreign genes related to the synthesis of coenzyme Q10 are introduced to solve this problem. A study was conducted to increase the content and yield of coenzyme Q10.

주(Zhu) 등은 ubiA 를 비롯한 많은 조효소 Q10 생합성 유전자를 플라스미드를 통해 대장균(E. coli)에 도입하여 유전자를 과발현(Overexpression) 시킬 경우 야생형 균주에 비해 조효소 Q10 함량이 3배 정도 향상됨을 발견하였으나 이때의 조효소 Q10의 최대 함량 또한 1 mg/gDCW 정도로 매우 낮았다(Zhu, X. et al., J. Fermentation & Bioengin., 79, 493-5, 1995). Zhu et al. Found that coenzyme Q10 biosynthesis genes, including ubiA , were introduced into E. coli through plasmids, resulting in a three-fold improvement in coenzyme Q10 content over wild-type strains. The maximum content of coenzyme Q10 was also very low, such as 1 mg / gDCW (Zhu, X. et al., J. Fermentation & Bioengin., 79, 493-5, 1995).

협화발효공업 주식회사(Kyowa hakko kogyo Co., Ltd.)의 미야게 (Miyake) 등은 R. sphaeroides KY4113 균주를 이용하여 데카프레닐 디포스페이트 합성효소(Decaprenyl diphosphate synthase)와 히드록시벤조산-데카프레닐 전이효소 (Hydroxybenzoic acid-decaprenyl transferase) 활성이 강화된 반면 제라닐제라닐 전이효소 (Geranylgeranyl transferase) 활성이 감소된 변이 미생물을 제조하고 이를 이용하여 조효소 Q10을 합성하는 공정을 제시하였는데 이때의 조효소 Q10 의 함량은 6.6 mg/gDCW 이었다(Miyake, K. et al., WO 01/27286(2001)). Miyake et al. Of Kyowa hakko kogyo Co., Ltd., using the strain R. sphaeroides KY4113, decaprenyl diphosphate synthase and hydroxybenzoic acid-decaprenyl A process for preparing co-enzyme Q10 using a modified microorganism with enhanced transferase (Hydroxybenzoic acid-decaprenyl transferase) activity and reduced geranylgeranyl transferase activity was presented. The content was 6.6 mg / gDCW (Miyake, K. et al., WO 01/27286 (2001)).

카길사(Cargill Inc.)의 지드윅(Zidwick) 등은 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) ATCC 35053 균주의 3가지 유전자를 불활성화시키고, 1개의 유전자를 과발현시킨 결과, 조효소 Q10 함량이 13.9 mg/gDCW 정도에 도달하였다(Zidwick, M. J. et al., WO 2004/047763(2004)).Cargill azide wick (Zidwick) and the like Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) are three result of inactivating the gene and, over-expression of one gene, a coenzyme Q10 content of the ATCC 35053 strain of 13.9 mg (Cargill Inc.) / gDCW level was reached (Zidwick, MJ et al., WO 2004/047763 (2004)).

정(Cheong) 등은 아그로박테리움 투메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens) 균주에 1-데옥시-D-자일루로스 5-인산 합성효소(1-Deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase)와 데카프레닐 디포스페이트 합성효소 (Decaprenyl diphosphate synthase) 유전자를 도입하여 형질전환하고 형질전환된 균주의 발효공정을 최적화하여 642 mg/L의 수율로 조효소 Q10 을 생산하는 방법을 보고하였으며 이때의 함량(Content)은 7.3 mg/gDCW이었다(Cheong, S. R. et al., US 2005/0181490(2005)).Cheong et al. Agrobacterium Tmefaciens tumefaciens strains were introduced by introducing 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase and decaprenyl diphosphate synthase genes. A method of optimizing the fermentation process of the transformed and transformed strains to produce coenzyme Q10 with a yield of 642 mg / L was reported, and the content was 7.3 mg / gDCW (Cheong, SR et al., US 2005). / 0181490 (2005).

베리(Berry) 등은 파라코쿠스 제아잔티니파시엔스 (Paracoccus zeaxanthinifaciens)의 메발론산 오페론(Mevalonate operon)을 Rhodobacter 속 미생물에 도입하고 이를 배양하여 조효소 Q10을 생산한 결과 최대 3.8 mg/gDCW의 함량을 갖는 돌연변이 균주를 개발하였다(Berry, A. et al., WO 2005/005650(2005), US 2006/0154349(2006)). 이와 같이 외래 유전자를 도입하여 형질전환 균주를 제조한 결과 건조세포 중량 당 조효소 Q10 함량이 13.9 mg/gDCW 로 야생형 균주를 직접 이용하는 것에 비해 상당히 향상이 되었지만 균주내의 조효소 Q10 함량이 높지 않아 경제적인 공정개발은 쉽지 않다.Berry et al., Paracoccus Mevalonate operon of zeaxanthinifaciens ) was introduced into a microorganism of the genus Rhodobacter and cultured to produce coenzyme Q10, resulting in the development of a mutant strain with a content of up to 3.8 mg / gDCW (Berry, A. et al., WO 2005/005650 (2005), US 2006/0154349 (2006). As a result of the preparation of the transformed strain by introducing the foreign gene, the coenzyme Q10 content per dry cell weight was 13.9 mg / gDCW, which was considerably improved compared with the direct use of the wild type strain, but the economical process development was not as high as the coenzyme Q10 content in the strain was not high. Is not easy.

상기와 다르게 자연적으로 조효소 Q10 생산능력을 갖는 미생물에 돌연변이원을 처리하여 무작위 돌연변이를 일으키고 이들 중에서 활성이 뛰어난 균주를 선별하고 배양조건을 최적화하여 산업화 공정을 개발한 예도 있다.Unlike the above, there is an example of developing an industrialization process by randomly generating a mutation by treating a microorganism with a naturally occurring coenzyme Q10 production capacity, selecting a strain having excellent activity from among them, and optimizing culture conditions.

협화발효공업 주식회사(Kyowa hakko kogyo Co., Ltd.)의 사가토(Sakato) 등은 조효소 Q10 합성능력을 갖고 있는 로도슈도모나스 스패로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) 균주 중에서 카로티노이드 생산능력이 결여된 균주를 이용하여 770 mg/L의 수율로 조효소 Q10 을 생산하는 방법을 보고하였다. 이때의 조효소 Q10 함량은 14.3 mg/gDCW로 현재까지 연구된 결과 중 가장 높았다(Sakato K. et al., Biotechnol. Appl. Biochem. 16, 19-28, 1992). Sakato of Kyowa hakko kogyo Co., Ltd., Rhodopseudomonas has the ability to synthesize coenzyme Q10. sphaeroides ) reported a method of producing coenzyme Q10 in a yield of 770 mg / L using a strain lacking carotenoid production. At this time, the coenzyme Q10 content was 14.3 mg / gDCW, which was the highest among the results studied so far (Sakato K. et al., Biotechnol. Appl. Biochem. 16, 19-28, 1992).

이와는 달리 요시다(Yoshida) 등은 조효소 Q10 생산에 통기(Aeration)의 영향이 중요함을 인식하여 일정부피의 배양기 내의 배양액의 부피를 최적화하여 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KY4113 균주를 배양한 결과 350 mg/L의 수율로 조효소 Q10 을 생산하였으며 이때의 조효소 Q10 함량은 8.7 mg/gDCW 이었다(Yoshida, H. et al., J. Gen. Appl. Microbiol. 44, 19-26, 1998).Alternatively Yoshida (Yoshida) As a result of culturing bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KY4113 strain and also recognizes that a significant effect of the air passage (Aeration) the coenzyme Q10 production optimization on the volume of the culture solution in the culture medium in a volume Coenzyme Q10 was produced in a yield of 350 mg / L with a coenzyme Q10 content of 8.7 mg / gDCW (Yoshida, H. et al., J. Gen. Appl. Microbiol. 44, 19-26, 1998).

팔러(Pfaller) 등은 자외선 또는 화학물질을 이용하여 스포리디오볼루스 루이네니아(Sporidiobolus ruineniae) 균주를 돌연변이시키고 파라쿼트(Paraquat) 이나 리놀레닉산(Linolenic acid)과 같은 전자전달계의 호흡사슬(Respiratory chain)을 억제하는 화합물을 이용하여 활성이 증가한 균주를 선별한 결과 야생형 균주에 비해 수율이 3.7 배 정도로 증가되었으나 이때의 조효소 Q10 함량은 3.5 mg/gDCW이고 수율은 22.9 mg/L 이었다(Pfaller R. et al., US2004 /0209368(2004)). 이와 같이 자연적으로 조효소 Q10 생산능력이 있는 미생물에 돌연변이를 유발하고 활성이 증가한 균주를 선별하여 배양조건을 최적화한 실험에서는 최대 조효소 Q10 함량이 크게 향상이 되었다. 그러나 이때에도 건조세포 중량 당 최대 조효소 Q10 함량은 최대 14.3 mg/gDCW 로 더욱 활성의 증가가 필요한 실정이다.Faller and others are Sporidiobolus using ultraviolet or chemical substances. Ruineniae strains were mutated and strains with increased activity were selected using compounds that inhibit the respiratory chain of the electron transport system, such as Paraquat or Linolenic acid. The coenzyme Q10 content was 3.5 mg / gDCW and the yield was 22.9 mg / L (Pfaller R. et al., US 2004/0209368 (2004)). As such, the maximum coenzyme Q10 content was greatly improved in the experiments in which the strains that naturally induced mutations and increased activity of the microorganisms capable of producing coenzyme Q10 were optimized. However, even at this time, the maximum coenzyme Q10 content per dry cell weight is up to 14.3 mg / gDCW, which requires an increase in activity.

상기와 같이 조효소 Q10에 대한 연구는 미생물 균주를 이용한 연구가 주류를 이루고 있고 이에 관련된 많은 연구가 진행되어 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides)를 이용한 카길사(Cargill)과 협화발효공업(Kyowa hakko kogyo)의 연 구에서는 조효소 Q10의 함량이 각각 13.9 mg/gDCW, 14.3 mg/gDCW 정도에 이르렀다. 그러나 건조 세포중량 당 조효소 Q10의 함량이 더욱 향상될 경우에는 유가식 배양(Fed-batch culture) 등을 통해 균주를 대량으로 배양할 경우 수학식 1에 따라 높은 수율의 조효소 Q10 생산이 가능해지기 때문에 매우 경제적인 공정개발이 가능해진다.As mentioned above, research on coenzyme Q10 is mainly conducted using microbial strains, and many studies have been conducted on it, and Cargill using R. sphaeroides and Cargill fermentation industry (Kyowa hakko kogyo) ), The coenzyme Q10 content reached 13.9 mg / gDCW and 14.3 mg / gDCW, respectively. However, when the content of coenzyme Q10 per dry cell weight is further improved, high yield of coenzyme Q10 can be produced according to Equation 1 when the strain is cultured in a large amount through fed-batch culture. Economical process development becomes possible.

조효소 Q10의 수율[mg/L] = 배양액 중의 균체양[gDCW/L] Yield of coenzyme Q10 [mg / L] = amount of cells in culture [gDCW / L]

X 건조세포중량 당 조효소 Q10의 함량[mgCoQ10/gDCW]                  Coenzyme Q10 content per mg dry cell weight [mgCoQ10 / gDCW]

현재 조효소 Q10은 많은 회사에서 미생물 발효공정을 사용하여 생산하고 있다. 그러나 많은 제조 방법에서 조효소 Q10의 세포내의 함량이 낮아 상업적인 규모로 생산할 경우 비용이 증가하는 단점이 있다고 알려져 있다(Cheong, S. R. et al., US 2005/0181490(2005)).Coenzyme Q10 is currently produced by many companies using microbial fermentation processes. However, many preparation methods are known to have a disadvantage in that the cost of the coenzyme Q10 is low due to the low intracellular content of the enzyme (Cheong, S. R. et al., US 2005/0181490 (2005)).

이에 상술한 바와 같이 발효과정에서 조효소 Q10의 함량이 낮은 문제를 해결하기 위하여 연구를 수행한 결과, 로도박터(Rhodobacter ) 속의 미생물, 특히 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 균주의 crtE 유전자를 불활성화하고 NTG를 이용하여 돌연변이를 유발한 뒤 활성이 증가한 균주 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 를 선별하고 배양방법을 변화시킨 결과 균주 내에 조효소 Q10 의 함량을 크게 증가시킬 수 있었으며, 본 발명은 이를 기초로 완성되었다. The above-mentioned result of research to solve this problem, a low content of coenzyme Q10 in the fermentation process as described, Rhodobacter (Rhodobacter) in the microorganisms, in particular Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) fire the crtE gene in the strain KCCM35488 activation and been able to then mutagenic Rhodobacter seupaeroyi increase the active strains screened death (R. sphaeroides) SK2H2 and significant increase in the amount of coenzyme Q10 in the result obtained by changing the culture method using a strain NTG, the present invention is Based on this, it was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 새로운 로도박터 스패로이데스 균주를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new Rhodobacter sphaeroides strain having a high coenzyme Q10 content.

본 발명의 다른 목적은 상기 균주를 배양함으로써 조효소 Q10을 효율적으로 생산하는 조효소 Q10의 생산 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing coenzyme Q10 which efficiently produces coenzyme Q10 by culturing the strain.

본 발명의 일견지에 의하면, 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 로도박터 스패로이데스 SK2H2(Rhodobacter sphaeroides SK2H2 )(기탁번호: KCTC10915BP) 균주가 제공된다. According to one aspect of the invention, Rhodobacter sphaeroides SK2H2 ( Rhodobacter sphaeroides ) characterized by having a high coenzyme Q10 content SK2H2 ) (Accession No .: KCTC10915BP) strain is provided.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 로도박터 스패로이데스 SK2H2(Rhodobacter sphaeroides)(기탁번호: KCTC10915BP) 균주를 배양하고 배양물로부터 조효소 Q10을 분리하는 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing coenzyme Q10, comprising culturing Rhodobacter sphaeroides ( Rhodobacter sphaeroides) (Accession Number: KCTC10915BP) strain and separating coenzyme Q10 from the culture.

이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 세포내에 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2 균주는 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 균주의 crtE 유전자를 불활성화하고, crtE 유전자가 불활성화된 균주에 NTG를 처리하여 무작위 돌연변이 균주를 생성하고, 생성된 돌연변이 균주중에서 건조 세포중량 당 조효소 Q10의 함량이 높아진 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) 균주를 선별하여 획득된다. 이렇게 획득된 상기 균주를 배양하고 배양물로부터 조효소 Q10을 분리하여 조효소 Q10를 보다 효율적으로 생산할 수 있다. Also has a high content of coenzyme Q10 in the cell in order to achieve the object of the present invention bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H2 strain is also bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) inactivating crtE gene in the strain and KCCM35488, crtE gene that processes the NTG in the inactivated strain is obtained by generating a random mutant strain, and, among the mutant strains also produce the amount of coenzyme Q10 per dry cell weight increased screening bakteo seupaeroyi death (R. sphaeroides) strain. The strain thus obtained may be cultured and coenzyme Q10 may be separated from the culture to more efficiently produce coenzyme Q10.

전술한 바와 같이, 본 발명의 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2를 제조하는 방법은, 상동성 재조합 (Homologous recombination) 방법을 이용하여 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 균주의 crtE 유전자의 일부를 제거하는 것으로 시작되는 데 자세한 내용은 다음과 같다. crtE 유전자는 산물로 제라닐제라닐 피로포스페이트 합성효소 (Geranylgeranyl pyrophosphate synthase)를 생성하는 유전자로, 유전자의 일부 혹은 전부가 제거될 경우 카로티노이드 합성이 저해된다.As described above, bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) method for producing a SK2H2 is bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) also by homologous recombination (Homologous recombination) method also has a high content of coenzyme Q10 of the present invention Beginning by removing part of the crtE gene of the KCCM35488 strain, details are as follows. The crtE gene is a product that produces Geranylgeranyl pyrophosphate synthase as a product, and carotenoid synthesis is inhibited when part or all of the gene is removed.

먼저 crtE 유전자가 포함된 시발물질(Primer)을 사용하여 crtE 유전자의 일부 DNA 절편을 증폭하고 증폭된 DNA 절편을 분리, 정제한다. 정제된 DNA는 특정한 제한효소로 절단한 뒤 동일한 제한효소로 절단한 벡터 플라스미드에 삽입하여 상동 성 재조합을 위한 벡터를 완성하고 형질전환(Transformation)을 통해 벡터를 대장균에 도입하여 형질전환된 대장균을 제조한다. 형질전환된 대장균과 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488의 접합(Conjugation)을 통해 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 균주로 플라스미드를 이동시킨다. 상동성 재조합을 통해 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488의 염색체상에 벡터가 도입된 균주는 20 μg/ml의 농도로 가나마이신(Kanamycin) 항생제가 첨가되어 있는 LB 한천 배지와 7% 자당이 들어있는 LB 한천 배지에서 연속하여 생존하기 때문에 콜로니의 형태로 선별할 수 있다. 선별된 콜로니들을 주형으로 하고 시발물질과 함께 중합효소 연쇄반응을 통해 crtE 유전자가 불활성화된 돌연변이 균주를 선발, 확정하고 이를 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 (Δ crtE) 로 표시한다.First, primers containing the crtE gene are used to amplify some DNA fragments of the crtE gene and to isolate and purify the amplified DNA fragments. The purified DNA was cut with a specific restriction enzyme and inserted into a vector plasmid cut with the same restriction enzyme to complete a vector for homologous recombination, and transformed to introduce the vector into Escherichia coli, thereby transforming E. coli. do. Transformed to move the switch and the E. coli Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) plasmid as Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 strain via conjugation (Conjugation) of KCCM35488. Rhodobacter seupaeroyi through homologous recombination Death (R. sphaeroides) the strain vector is introduced on the chromosome of KCCM35488 is the kanamycin (Kanamycin) LB agar medium supplemented with 7% sucrose with antibiotics is added in a concentration of 20 μg / ml It can be selected in the form of colonies because they survive in successive LB agar medium. The selected colony as a template selected, confirmed the mutant strain is crtE gene inactivation through a polymerase chain reaction with the starting material and displays it to the Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 (Δ crtE ).

상기 crtE 유전자가 불활성화된 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 (Δ crtE) 균주를 영양배지에서 배양하여 분광광도계를 이용하여 600nm에서의 광학밀도(Optical density 600nm, 이하 O.D.로 표시)를 측정하여 0.7~1.0 정도 되었을 때 균체를 회수하고, 여기에 돌연변이원이 포함된 완충용액을 가한 뒤 30℃에서 10분동안 배양을 실시한다. 배양이 완료되면 돌연변이 세포들을 회수한 뒤 완충용액을 수 회 처리하여 돌연변이원을 완전히 제거하고 적절한 비율로 희석하여 선별압(Selection pressure)이 있는 배지에 도말하여 생존한 균주를 선별한다. 생존 균주를 다시 영양배지에서 배양한 뒤 균체를 회수하고 용매를 이용 하여 추출하고 HPLC 분석을 통해 조효소 Q10 함량을 정량 분석하여 가장 높은 조효소 Q10 함량을 갖는 균주를 선별하였다. 선별된 균주를 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2로 명명하였으며, 한국생명공학연구원 생물자원센터(Korean Collection for Type Cultures, KCTC)에 기탁하였으며 이때 기탁번호는 KCTC10915BP(2006. 3. 3일 기탁)이다.The crtE gene is measured optical density (expressed as Optical density 600nm, or less OD) at 600nm to bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) also inactivated by culturing KCCM35488 crtE) strain in a nutrient medium using a spectrophotometer When the cell is recovered from about 0.7 to 1.0, the cells are recovered, and then, a buffer solution containing the mutagen is added thereto, followed by incubation for 10 minutes at 30 ° C. After the incubation is completed, the mutant cells are recovered, and the buffer solution is treated several times to completely remove the mutagen and dilute at an appropriate ratio to plate the viable strains in a medium having a selection pressure. After culturing the surviving strains again in a nutrient medium, the cells were recovered, extracted with a solvent, quantitatively analyzed for coenzyme Q10 content through HPLC analysis, and the strains having the highest coenzyme Q10 content were selected. The selected strains were named as bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) also SK2H2, was deposited with the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biological Resource Center (Korean Collection for Type Cultures, KCTC ) The accession number KCTC10915BP (2006. 3. Deposits 3 days )to be.

본 발명의 균주 제조시 사용한 돌연변이원으로는 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소-구아니딘(N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, NTG), 에틸 니트로소-우레아(Ethyl-nitrosourea, ENU), 에틸메탄 술폰산(Ethyl methane sulfonate, EMS), 디메틸 황산염(Dimethyl sulfate, DMS), 에티디움 브로마이드(Ethidium bromide), 아크리딘 오렌지(Acridine orange), 자외선(Ultraviolet, UV) 등이 사용되며 이 중 NTG를 주로 사용하였다.Mutants used to prepare strains of the present invention include N-methyl-N'-nitro-N-nitroso-guanidine (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, NTG), ethyl nitroso-urea (Ethyl) nitrosourea (ENU), ethyl methane sulfonate (EMS), dimethyl sulfate (DMS), ethidium bromide, acridine orange, ultraviolet (UV), etc. Among them, NTG was mainly used.

또한 돌연변이 균주를 선별하기 위한 배지는 영양배지에 선별압(Selection pressure)을 줄 수 있는 화합물을 포함시킨 배지를 사용하였다. 이때 사용하는 화합물로는 조효소 Q10 생합성의 중간체(Intermediate), 구조 유사체(Structural analogue), 전자전달계를 억제하는 호흡 억제제(Respiratory inhibitor), 항산화활성의 증가를 유도하는 산화제 등이 있다. 4-히드록시 벤조인산(4-Hydroxy benzoic acid), 코리스믹산(Chorismic acid), 시키믹산(Shikimic acid) 등은 조효소 Q10의 중간체이며, 1,4-벤조퀴논(1,4-Benzoquinone), 2,6-디메틸 벤조퀴논(2,6-Dimethyl-benzoquinone), 2,3-디메틸-5-메틸 벤조퀴논(2,3-Dimethoxy-5-methyl-benzoquinone) 등은 구조 유사체로 작용한다. 메나디온(Menadione, 2-Methyl-1,4-naphthoquinone)과 안티마이신 A 등은 호흡 억제제로 사용되고 파라쿼트(Paraquat, 1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium)이나 리놀레닉산(Linolenic acid) 등은 세포내 산화작용을 증가시키는 산화제로 사용된다.In addition, as a medium for selecting mutant strains, a medium containing a compound capable of giving selection pressure to the nutrient medium was used. The compounds used here include intermediates of coenzyme Q10 biosynthesis, structural analogues, respiratory inhibitors that inhibit the electron transport system, and oxidants that increase antioxidant activity. 4-Hydroxy benzoic acid, Chorismic acid, Shikimic acid, etc. are intermediates of coenzyme Q10, 1,4-benzoquinone, 2 2,6-dimethyl benzoquinone and 2,3-dimethyl-5-methyl benzoquinone act as structural analogues. Menadione (2-Methyl-1,4-naphthoquinone) and antimycin A are used as respiratory inhibitors and paraquat (1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium) or linolenic acid ) Is used as an oxidant to increase intracellular oxidation.

상기의 방법으로 선별된 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 균주를 당밀과 글리세롤이 포함된 영양배지에서 적절히 배양할 경우 건조세포 중량 당 조효소 Q10의 함량이 20mg/gDCW 이상으로 증가한 결과를 얻었다. 일 구현으로, 상기 로도박터 스패로이데스 SK2H2 균주는 박토 트립톤 1.6%, 효모 추출물 1%, 염화나트륨 0.5%, 당밀 4%, 글리세롤 2%로 구성된 배지에서 배양될 수 있다. Also selected by the above method bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) When properly cultured SK2H2 strain in a nutrient medium containing molasses and glycerol, the content of coenzyme Q10 per dry cell weight. The results up to more than 20mg / gDCW. In one embodiment, the Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain may be cultured in a medium consisting of 1.6% Bactobacillus tryptone, 1% yeast extract, 0.5% sodium chloride, 4% molasses, 2% glycerol.

배양후 조효소 Q10은 통상적인 방법을 통해 쉽게 분리하여 정량화할 수 있다. 예를 들어, 상기 배양물로부터 원심분리를 통해 균체를 회수하고, CellyticB solution(Sigma)과 같은 세포를 용해시키는 화합물과 리소짐(Lysozme)을 첨가하여 잘 섞고 37℃에서 배양한다. 배양이 완료되면 Hexane과 Propanol이 적절하게 혼합된 용매를 첨가하고 교반한다. 교반 후 원심분리하여 2개의 층이 형성되면 상층액을 회수한다. 회수된 상층액을 건조기(Dryer)로 건조하여 용매를 완전히 제거한 뒤 에탄올을 첨가하여 완전히 용해시킨 뒤 이를 액체 크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석한다.After incubation, coenzyme Q10 can be easily isolated and quantified by conventional methods. For example, the cells are recovered by centrifugation from the culture, mixed with lysozyme (Lysozme) and a compound that dissolves cells such as CellyticB solution (Sigma) and incubated at 37 ° C. When the incubation is completed, add a solvent in which Hexane and Propanol are properly mixed and stir. After stirring and centrifugation to form two layers, the supernatant is recovered. The recovered supernatant is dried with a dryer to completely remove the solvent, and then completely dissolved by adding ethanol and analyzed by liquid chromatography (HPLC).

액체 크로마토그래피의 분석시 컬럼으로는 간토 케미칼(Kanto Chemical, 일본)의 Mightysil RP-18 GP 150-4.6(5㎛)을 사용하고, 용리액으로는 메탄올과 에탄올이 1:1(vol.:vol.)의 비율로 혼합된 혼합용액을 사용하여 분당 1 ㎖의 속도로 흘려주면, 배양 생성물은 UV 275 nm에서 검출된다. 상기 배양의 생성물인 조효소 Q10은 16.7분에서 검출되기 때문에 쉽게 구별할 수 있다. 측정된 값은 표준 검량선을 통해 얻은 방정식에 대입하여 조효소 Q10을 정량할 수 있다.In the analysis of liquid chromatography, Mightysil RP-18 GP 150-4.6 (5 μm) manufactured by Kanto Chemical (Kanto Chemical, Japan) was used, and methanol and ethanol were 1: 1 (vol.:vol. Using a mixed solution mixed at the ratio of) and flowing at a rate of 1 ml per minute, the culture product is detected at UV 275 nm. Coenzyme Q10, the product of the culture, can be easily distinguished since it is detected at 16.7 minutes. The measured values can be quantified by coenzyme Q10 by substituting equations obtained through standard calibration curves.

따라서, 본 발명에서 사용한 돌연변이 균주는 건조세포 중량 당 조효소 Q10의 함량이 20 mg/gDCW 이상으로 기존 균주 및 공정의 최대함량인 14.3 mg/gDCW에 비해 40% 이상 증가하므로, 유가식 배양 등을 통해 균주를 대량으로 배양할 경우 높은 농도의 조효소 Q10을 생산할 수 있기 때문에 경제적인 상업공정 개발이 가능하다.Therefore, the mutant strain used in the present invention increases the content of coenzyme Q10 per 20 mg / gDCW per dry cell weight by more than 40% compared to 14.3 mg / gDCW, which is the maximum content of existing strains and processes, and through fed-batch culture. Incubating large strains can produce high concentrations of coenzyme Q10, enabling economic commercial development.

본 발명에 있어서, 상기 균주 배양시의 pH는 pH6.5~8.5 의 범위가 적절하며, pH6.5 미만이거나, pH8.5를 초과할 경우 건조세포 중량당 함량이 감소하는 단점이 있다. 또한 배양온도는 25 ~ 40℃가 바람직하며, 상기 온도가 25℃ 미만이면 배양속도가 너무 느려지는 단점이 있고, 배양온도가 40℃를 초과할 경우 건조세포 중량당 함량이 감소하는 단점이 있다.  In the present invention, the pH of the strain culture is appropriately in the range of pH6.5 ~ 8.5, there is a disadvantage that the content per dry cell weight is reduced when the pH is less than 6.5, or exceeds pH8.5. In addition, the culture temperature is preferably 25 ~ 40 ℃, if the temperature is less than 25 ℃ has the disadvantage of too slow culture rate, if the culture temperature exceeds 40 ℃ has a disadvantage that the content per dry cell weight is reduced.

한편, 배양액의 부피에도 적절한 범위가 필요하다. 이에 한정하는 것은 아니 나, 상기 균주 배양시 배지의 부피는 250mL 삼각플라스크를 기준으로 하여 20~40mL에서 배양되는 것이 바람직하다. 상기의 벗어날 경우 통기가 적어서 생장이 느려지거나, 용존산소 농도가 높아 건조세포 중량당 함량이 감소하는 단점이 있다. 또한, 배양시간은 72 ~ 96시간이 바람직하다. On the other hand, an appropriate range is also required for the volume of the culture solution. Although not limited thereto, the culture medium is preferably cultured at 20 to 40 mL based on a 250 mL Erlenmeyer flask. If the deviation of the above is less ventilated growth or high dissolved oxygen concentration has a disadvantage in that the content per dry cell weight is reduced. In addition, the culture time is preferably 72 to 96 hours.

이상과 같이 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 균주를 상기의 조건으로 배양할 경우 건조세포 중량당 함량이 20 mg/gDCW 이상 도달한다.As above When the Rhodobacter sphaeroides ( R. sphaeroides ) SK2H2 strain is cultured under the above conditions, the content per dry cell weight reaches 20 mg / gDCW or more.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 하기 예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 균주의 crtE 유전자 불활성화<Example 1> Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) of KCCM35488 strain crtE Gene inactivation

실험에 사용한 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 균주는 한국 미생물 보존센터(Korean culture center of microorganisms, KCCM)로부터 분양받았고 실험은 상동성 재조합 (Homologous recombination) 방법을 이용하여 염색체 상의 crtE 유전자의 일부를 제거함으로써 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 균주의 crtE 유전자를 불활성화시켰다. crtE 유전자중 약 0.7 kb의 염기서열을 제거하기 위한 상동성 재조합 벡터를 제조하기 위하여 다음과 같은 시발물질(primer) 들을 합성하였다.Also used in the experiment bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 strain were given pre-sale from the Korea Culture Center of Microorganisms (Korean culture center of microorganisms, KCCM ) experiment part of the crtE gene on the homologous chromosome using recombinant (Homologous recombination) method by removing the Rhodobacter seupaeroyi death (R. sphaeroides) it was inactivated the crtE gene in the strain KCCM35488. The following primers were synthesized to prepare a homologous recombination vector to remove the nucleotide sequence of about 0.7 kb in the crtE gene.

crtE-f1 (5'-CATGCTGCAGCGTTGAAGACGATGTGATCG) crtE -f1 (5'-CATGCTGCAGCGTTGAAGACGATGTGATCG)

crtE-r1 (5'-TTCAGCCGCTCATCTTGTGCCTCATAGGACA) crtE -r1 (5'-TTCAGCCGCTCATCTTGTGCCTCATAGGACA)

crtE-f2 (5'-GCACAAGATGAGCGGCTGAAGGACATCCTC) crtE -f2 (5'-GCACAAGATGAGCGGCTGAAGGACATCCTC)

crtE-r2 (ACTGCTGCAGTGTCAACTTTATTGGACAGT) crtE -r2 (ACTGCTGCAGTGTCAACTTTATTGGACAGT)

먼저 crtE-f1과 crtE-r1 시발물질을 이용하여 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 으로부터 중합효소 연쇄반응 (PCR)을 통해 약 1.0 kb의 DNA 절편을 증폭하였다. 증폭된 DNA 절편을 Qiagen PCR purification kit (Qiagen)을 통해 분리, 정제하였다. 다음으로 crtE-f2와 crtE-r2 시발물질을 이용하여 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 으로부터 중합효소 연쇄반응 (PCR)을 통해 약 1.4 kb의 DNA 절편을 증폭하였다. 증폭된 DNA 절편을 Qiagen PCR purification kit (Qiagen)을 통해 분리, 정제하였다. 상기의 중합효소 연쇄반응을 통해 확보한 약 1.0 kb 및 1.4 kb의 두가지 DNA 절편들을 하나의 마이크로튜브에 섞고 여기에 다시 crtE-f1과 crtE-r2 시발물질을 넣은 다음 중합효소 연쇄반응을 통해 약 2.4 kb의 DNA절편을 증폭하였다. 증폭된 DNA 절편을 Qiagen PCR purification kit으로 분리, 정제한 다음 이를 제한효소인 PstI 으로 절단하였다. PstI 으로 절단된 약 2.4 kb의 DNA 절편을 동일 제한효소로 절단한 pLO1 플라스미드 (Kmr sacB, RP4 oriT, ColE1 ori) (Lenz, O. et al., J. Bacteriol., 176:4385-4393, 1994)에 삽입하여 이를 pLO1-dcrtE라고 명명하고 상동성 재조합을 위한 벡터를 완성하였다. 완성된 pLO1-dcrtE 플라스미드를 이용하여 대장균 S17-1 (Tra+ recA pro thi hsdR chr::RP4-2) (Simon, R. et al., Bio/Technology 1:784-791, 1983)을 형질전환시킨 뒤, 형질전환된 대장균 S17-1로부터 스폿 교배 기법 (Spot mating technique) (Simon, R. et al., Bio/Technology 1:784-791, 1983)을 통해 pLO1-dcrtE 플라스미드를 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 균주로 이동시켰다. pLO1-dcrtE 플라스미드가 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488의 염색체 상에 상동성 재조합을 통해 단일교차 (Single crossover)로 도입된 균주를 20 μg/ml의 농도로 가나마이신 (Kanamycin) 항생제가 첨가되어 있는 LB 한천 배지 (1.0 % 박토 트립톤, 0.5 % 효모 추출물, 1.0 % 염화나트륨, 1.5% 한천) 에서 선발하였다. 선발된 콜로니를 LB 배지(1.0 % 박토 트립톤, 0.5 % 효모 추출물, 1.0 % 염화나트륨)에 넣고 현탁한 다음 이를 7% 자당 (sucrose)이 들어있는 LB 한천 배지에 도말하였다. 여기에서 생성된 콜로니들은 염색체상으로 도입된 pLO1-dcrtE 플라스미드 부분이 이중교차 (double crossover)를 통해 염색체로부터 빠져 나온 유전형질을 가지고 있는 콜로니들이다. 이들 콜로니들에는 crtE 유전자가 그대로 유지되어 있는 야생형과 crtE 유전자중 약 0.7 kb의 염기서열이 제거된 돌연변이형의, 2종류의 유전형질을 가진 콜로니들이 혼재해 있다. 각각의 콜로니들을 주형으로 하고 crtE-f1과 crtE-r2 시발물질을 이용하여 중합효소 연쇄반응을 통해 DNA 절편들을 증폭했을 때 약 2.4 kb의 DNA 절편이 나오면 crtE 유전자가 불활성화된 돌연변이, 그리고 약 3.1 kb의 DNA 절편이 나오면 야생형으로 분류하였다. 최종 2.4 kb의 DNA 절편이 나오는 콜로니를 중합효소 연쇄반응을 통해 확인하고 이를 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 균주의 crtE 불활성화 균주로 선발하고 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) KCCM35488 (ΔcrtE) 로 표시하였다.First, DNA fragments of about 1.0 kb were amplified by polymerase chain reaction (PCR) from R. sphaeroides KCCM35488 using crtE -f1 and crtE -r1 primers. Amplified DNA fragments were isolated and purified through a Qiagen PCR purification kit (Qiagen). Next, using crtE -f2 and crtE -r2 starting materials DNA fragments of about 1.4 kb were amplified from polymerase chain reaction (PCR) from R. sphaeroides KCCM35488. Amplified DNA fragments were isolated and purified through a Qiagen PCR purification kit (Qiagen). The two DNA fragments of about 1.0 kb and 1.4 kb obtained through the polymerase chain reaction were mixed in one microtube, and crtE -f1 and crtE -r2 primers were added thereto, and then the polymerase chain reaction was carried out about 2.4. kb DNA fragments were amplified. Amplified DNA fragments were isolated and purified by Qiagen PCR purification kit and then digested with restriction enzyme PstI. PLO1 plasmid (Kmr sacB , RP4 oriT, ColE1 ori) (Lenz, O. et al., J. Bacteriol., 176: 4385-4393, 1994), digested with PstI, about 2.4 kb DNA fragment ) And named it pLO1-dcrtE to complete the vector for homologous recombination. E. coli S17-1 (Tra + recA pro thi hsdR chr :: RP4-2) (Simon, R. et al., Bio / Technology 1: 784-791, 1983) was transformed using the completed pLO1-dcrtE plasmid. Subsequently, the pLO1-dcrtE plasmid was transformed from R. coli S17-1 via a spot mating technique (Simon, R. et al., Bio / Technology 1: 784-791, 1983). R. sphaeroides) was transferred to KCCM35488 strain. Kanamycin antibiotic was added at a concentration of 20 μg / ml to strains in which the pLO1-dcrtE plasmid was introduced into a single crossover through homologous recombination on the chromosome of R. sphaeroides KCCM35488. Were selected in a prepared LB agar medium (1.0% bacto tryptone, 0.5% yeast extract, 1.0% sodium chloride, 1.5% agar). The selected colonies were placed in LB medium (1.0% Bakto tryptone, 0.5% yeast extract, 1.0% sodium chloride), suspended and plated in LB agar medium containing 7% sucrose. The colonies produced here are colonies in which the pLO1-dcrtE plasmid portion introduced onto the chromosome has a genotype that is released from the chromosome through a double crossover. These colonies are mixed with two genotypes of genotypes, the wild type with the crtE gene intact and the mutant type with about 0.7 kb removed from the crtE gene. When each colony was used as a template and amplified DNA fragments by polymerase chain reaction using crtE -f1 and crtE -r2 initiators , a mutation of about 2.4 kb resulted in the mutation of the crtE gene, and about 3.1 The kb DNA fragments were classified as wild type. Colonies showing the final 2.4 kb DNA fragments were identified by polymerase chain reaction and selected as crtE inactivated strains of R. sphaeroides KCCM35488 strains and R. sphaeroides KCCM35488 ( ΔcrtE ).

<실시예 2> 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 (Δ crtE) 균주의 무작위 돌연변이 실시<Example 2> also random mutation of bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 (Δ crtE ) strains carried

실시예 1의 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488(Δ crtE) 균주를 3ml의 LB 배지에 접종하고 30℃에서 24시간 배양한 뒤, 30ml의 동일 배지에 2% 농도로 접종하여 30℃에서 배양을 실시한다. 분광광도계를 이용하여 600nm에서의 O.D.가 0.7~1.0 이 되었을 때 배양액 1ml를 마이크로 튜브에 취하고 원심분리(13,000 rpm, 5분)하여 균체를 회수한 뒤, 동량의 인산 완충용액(0.8% 염화나트륨, 0.02% 염화칼륨, 0.144 % 제이인산나트륨, 0.024%, 인산이수소칼륨, pH 7.4)으로 균체를 세척하고 회수한다.Example 1 Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 (Δ crtE ) the strains inoculated in 3ml of LB medium, and then cultured at 30 ℃ 24 hours, at 30 ℃ was inoculated at 2% concentration in the same medium of 30ml of Incubate. When the OD at 600 nm was 0.7-1.0 using a spectrophotometer, 1 ml of the culture solution was taken in a microtube, and the cells were recovered by centrifugation (13,000 rpm, 5 minutes), and the same amount of phosphate buffer solution (0.8% sodium chloride, 0.02 Wash and recover the cells with% potassium chloride, 0.144% sodium diphosphate, 0.024%, potassium dihydrogen phosphate, pH 7.4).

회수된 균체에 돌연변이원으로 NTG가 0.001 ~ 0.01 mg/ml 범위의 농도로 포함된 인산 완충용액을 첨가하고 30℃에서 10분동안 배양을 실시한다. 배양이 완료되면 원심분리(13,000 rpm, 5분)하여 세포를 회수하고 1ml 의 인산 완충용액을 2번 처리하여 돌연변이원을 완벽히 제거한 뒤 다시 1ml의 인산 완충용액에 현탁시킨다. 현탁액을 1/10의 비율로 순차적으로 희석한 뒤, 조효소 Q10의 생합성 활성이 증가한 균주를 선별하기 위한 선별압(Selection pressure)으로 4-히드록시 벤조인산이 포함된 LB 한천 배지에 도말하여 4일동안 배양한 뒤 생존하는 돌연변이 균주 200종 을 확보하였다. The recovered cells were added with a phosphate buffer containing NTG at a concentration ranging from 0.001 to 0.01 mg / ml as a mutagen and incubated at 30 ° C. for 10 minutes. After the incubation is completed, the cells are recovered by centrifugation (13,000 rpm, 5 minutes), 1 ml of phosphate buffer solution is treated twice to completely remove the mutagen, and then suspended in 1 ml of phosphate buffer solution. After diluting the suspension sequentially at a ratio of 1/10, it was plated on LB agar medium containing 4-hydroxy benzoic acid at 4 days by selection pressure for selection of strains having increased biosynthetic activity of coenzyme Q10. After culturing for 200 species of surviving mutant strains were obtained.

<실시예 3> 조효소 Q10의 함량이 증가한 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 선별<Example 3> coenzyme Q10 Rhodobacter seupaeroyi content is increased Death (R. sphaeroides) SK2H2 screening

실시예 2에서 확보된 각각의 돌연변이 균주의 콜로니를 3ml 의 LB 배지가 들어있는 시험관에 백금이를 이용하여 접종하고 진탕배양기 (제이오텍, SI-600R)를 이용하여 30℃에서 배양하였다(24시간, 200rpm). 배양이 완료되면, 30ml의 조효소 Q10 배양 배지(1.6 % 박토 트립톤, 1.0 % 효모 추출물, 0.5 % 염화나트륨, 4% 당밀, 2% 글리세롤, pH 7.0)가 들어있는 250ml 삼각플라스크에 2% 농도가 되도록 접종하여 진탕배양기에서 3일동안 배양 하였다(30℃, 200rpm). Colonies of each of the mutant strains secured in Example 2 were inoculated in a test tube containing 3 ml of LB medium using platinum and incubated at 30 ° C. using a shake incubator (JIOTECH, SI-600R) (24 hours). , 200 rpm). When the incubation is complete, a 2% concentration is placed in a 250 ml Erlenmeyer flask containing 30 ml of coenzyme Q10 culture medium (1.6% bacto tryptone, 1.0% yeast extract, 0.5% sodium chloride, 4% molasses, 2% glycerol, pH 7.0). Inoculation was incubated for 3 days in a shaker (30 ℃, 200rpm).

배양이 완료되면, 적당량의 배양액을 취하여 건조세포 중량(Dry cell weight, gDCW/L), 수율(mgCoQ10/L, 이하 mg/L로 표시), 함량(Content, mgCoQ10/gDCW, 이하 mg/gDCW로 표시)을 구하고 이를 야생형 균주 및 crtE 유전자가 불활성화된 균주를 배양한 결과와 비교하여 선별하였다.When the incubation is completed, take an appropriate amount of the culture medium and dry cell weight (gDCW / L), yield (mgCoQ10 / L, hereinafter mg / L), content (Content, mgCoQ10 / gDCW, MG / gDCW). ) Were selected by comparison with wild-type strains and strains in which the crtE gene was inactivated.

건조세포 중량(gDCW/L)을 구하기 위해 균주 배양액 5ml를 채취하여 50ml 원심분리관에 첨가하여 원심분리(8,000rpm, 10분)하고 상등액을 제거하여 균체를 회수한다. 회수된 균체에 20ml의 멸균된 증류수 용액을 첨가하여 현탁한 뒤 원심분리하여 배양액 성분을 완전히 제거하고 균체를 회수한다. 회수된 균체에 5ml의 멸균 증류수를 첨가하여 완전히 현탁한 뒤 미리 무게(mg단위)를 측정해둔 알루미늄 칭량접시(Weighing dish)에 첨가한다. 이때 멸균 증류수를 이용하여 원심분리관을 세척하고 세척액도 칭량접시에 첨가한다. 칭량접시를 105℃의 건조 오븐(Dry oven)에서 12시간 이상 건조한 뒤 냉각하여 칭량접시의 무게(mg단위)를 측정하였다. 건조세포중량(g/L)은 수학식 2를 이용하여 계산하였다.To determine the dry cell weight (gDCW / L), 5 ml of the strain culture was collected, added to a 50 ml centrifuge tube, centrifuged (8,000 rpm, 10 minutes), and the supernatant was removed to recover the cells. 20 ml of sterile distilled water solution is added to the recovered cells, suspended and centrifuged to completely remove the culture components and recover the cells. 5 ml of sterile distilled water is added to the recovered cells, completely suspended, and then added to an aluminum weighing dish, which has previously been weighed in mg. At this time, the centrifuge tube is washed with sterile distilled water and the washing solution is also added to the weighing dish. The weighing dish was dried in a dry oven at 105 ° C. for at least 12 hours and then cooled to measure the weight (in mg) of the weighing dish. Dry cell weight (g / L) was calculated using Equation 2.

건조세포중량(g/L) = 건조 후 접시무게(mg) - 건조 전 접시무게(mg) / 5Dry cell weight (g / L) = Dish weight after drying (mg)-Dish weight before drying (mg) / 5

조효소 Q10의 수율(mg/L)을 측정하는 방법은 다음과 같다. 배양후 배양액 0.5ml를 취해 마이크로튜브에 넣고 원심분리(13,000rpm, 5분)하여 균체를 회수한다. 회수된 균체에 1ml의 인산 완충용액을 첨가하여 잘 세척하고 원심분리하여 균체를 회수한다. 회수된 균체가 있는 마이크로튜브에 20mM 농도의 Tris-HCl(pH 7.6) 1ml를 넣고 균일하게 현탁한 뒤 원심분리하여 다시 균체를 회수한다. 0.45ml의 CellyticB solution(Sigma)을 첨가하고 믹서를 사용하여 균일하게 현탁하고 20mg/ml 농도의 리소짐(Lysozme) 0.05ml를 첨가하여 잘 섞은 뒤, 37℃에서 30분간 배양한다. 배양이 완료되면 0.9ml의 Hexane / Propanol(5/3)을 첨가하고 5분동안 교반한다. 교반후 원심분리하여 2개의 층이 형성되면 상층액을 회수한다. 회수된 상층액을 건조기(Dryer)로 건조하여 용매를 완전히 제거한다. 마이크로튜브에 0.5ml의 에탄올을 첨가하여 완전히 용해시킨다. 이를 액체 크로마토 그래피(HPLC) 를 이용하여 분석하였다. The method for measuring the yield (mg / L) of coenzyme Q10 is as follows. After incubation, 0.5ml of the culture solution is taken into a microtube and centrifuged (13,000rpm, 5 minutes) to recover the cells. 1 ml of phosphate buffer was added to the recovered cells, washed well, and centrifuged to recover the cells. 1 ml of 20 mM Tris-HCl (pH 7.6) was added to the recovered microtubes, and the cells were uniformly suspended and centrifuged to recover the cells. 0.45 ml of CellyticB solution (Sigma) is added and uniformly suspended using a mixer, 0.05 ml of 20 mg / ml lysozyme (Lysozme) is added, mixed well, and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. When the incubation is completed, 0.9 ml of Hexane / Propanol (5/3) is added and stirred for 5 minutes. After stirring and centrifugation to form two layers, the supernatant is recovered. The recovered supernatant is dried in a dryer to completely remove the solvent. 0.5 ml of ethanol is added to the microtube to dissolve completely. This was analyzed using liquid chromatography (HPLC).

액체 크로마토 그래피의 분석조건은 다음과 같다. 액체 크로마토 그래피는 휴렛 패커드(Hewlett Packard)사의 1050 series를 사용하였으며 컬럼으로는 간토 케미칼(Kanto Chemical, 일본)의 Mightysil RP-18 GP 150-4.6(5㎛)을 사용하였고, 용리액으로는 메탄올과 에탄올이 1:1(vol.:vol.)의 비율로 혼합된 혼합용액을 사용하여 분당 1ml의 속도로 흘려주었으며, 배양 생성물은 UV 275nm에서 검출되었다. 상기 배양의 생성물인 조효소 Q10은 16.7 분에서 검출되기 때문에 쉽게 구별할 수 있다. 측정값을 표준 검량선을 통해 얻은 방정식에 대입하여 조효소 Q10의 양을 구하였다. 이때, 표준 검량선 작성을 위해서 표준의 조효소 Q10 (Aldrich 사)을 구입하여 에탄올에 용해하고 각각 다른 농도로 에탄올에 희석하여 HPLC로 측정하고 이를 이용하여 표준 검량선을 작성하였다. The analysis conditions of the liquid chromatography are as follows. For liquid chromatography, Hewlett Packard's 1050 series was used, and Mightysil RP-18 GP 150-4.6 (5 μm) from Kanto Chemical (Japan) was used as a column, and methanol and ethanol as eluents. The mixed solution was mixed at a ratio of 1: 1 (vol.:vol.) At a rate of 1 ml per minute, and the culture product was detected at UV 275 nm. Coenzyme Q10, the product of the culture, can be easily distinguished because it is detected at 16.7 min. The amount of coenzyme Q10 was determined by substituting the measured values into the equation obtained through the standard calibration curve. At this time, for preparing a standard calibration curve, standard coenzyme Q10 (Aldrich) was purchased, dissolved in ethanol, diluted in ethanol at different concentrations, and measured by HPLC.

조효소 Q10의 함량(mg/gDCW)은 상기의 건조세포 중량(gDCW/L)과 조효소 Q10의 수율(mg/L)을 이용하여 수학식 3을 이용하여 계산하였다.The content of coenzyme Q10 (mg / gDCW) was calculated using Equation 3 using the dry cell weight (gDCW / L) and the yield of coenzyme Q10 (mg / L).

조효소 Q10 함량(mg/gDCW) = 조효소 Q10 수율(mg/L) / 건조세포 중량(gDCW/L)Coenzyme Q10 content (mg / gDCW) = coenzyme Q10 yield (mg / L) / dry cell weight (gDCW / L)

상기 조건으로 200종 각각의 건조세포 중량(gDCW/L), 수율(mg/L), 함량(mg/gDCW)을 구하고 이를 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488, 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 (Δ crtE) 등의 균주를 배양한 결과와 비교하여 활성이 10% 이상 증가한 8종을 선별하여 하기 표 1에 나타내었고 가장 함량이 높은 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2 균주를 선정하여 한국생명공학연구원 생물자원센터(Korean Collection for Type Cultures, KCTC)에 기탁하였으며 이때 기탁번호는 KCTC10915BP(2006. 3. 3일 기탁)이다.By weight of each dry 200 species in the cell condition (gDCW / L), yield (mg / L), the content (mg / gDCW) to obtain Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488, Rhodobacter seupaeroyi Death (R. This sphaeroides ) KCCM35488 ( Δ crtE ) and other strains were selected from eight strains of 10% increased activity compared to the results of cultivation and shown in Table 1 below, the highest content of R. sphaeroides ( R. sphaeroides) SK2H2 strain It was selected and deposited in the Korea Collection for Type Cultures (KCTC), and the deposit number was KCTC10915BP (March 3, 2006).

조효소 Q10의 함량이 증가한 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides)의 돌연변이 균주Mutant Strains of R. sphaeroides with Increased Coenzyme Q10 Content 균주명Strain name 건조세포중량 (gDCW/L)Dry cell weight (gDCW / L) 수율 (mg/L)Yield (mg / L) 함량 (mg/gDCW)Content (mg / gDCW) 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 13.413.4 89.489.4 6.76.7 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) KCCM35488 (Δ crtE)Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) KCCM35488 (Δ crtE ) 11.011.0 99.599.5 9.09.0 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H2 8.48.4 147.3147.3 17.417.4 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H4Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H4 8.88.8 138.4138.4 15.715.7 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H14Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H14 8.48.4 132.5132.5 15.815.8 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H49Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H49 8.88.8 134.1134.1 15.315.3 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H52Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H52 8.28.2 122.7122.7 15.015.0 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H62Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H62 8.78.7 130.7130.7 15.115.1 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H92Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H92 8.68.6 139.1139.1 16.216.2 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H108Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) SK2H108 9.09.0 144.6144.6 16.116.1

<실시예 4> 배양시간에 따른 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2의 건조세포중량, 수율, 함량<Example 4> also according to the incubation time bakteo seupaeroyi Death (R. sphaeroides) dried cells of SK2H2 weight, yield, content

실시예 3에서 확보된 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2 균주의 콜로니를 3ml 의 LB 배지가 들어있는 시험관에 접종하고 진탕배양기를 이용하여 30℃에서 배양하였다(24시간, 200rpm). 배양이 완료되면, 30ml의 조효소 Q10 배양 배지(1.6 % 박토 트립톤, 1.0 % 효모 추출물, 0.5 % 염화나트륨 4% 당밀, 2% 글리세롤, pH 7.0)가 들어있는 250ml 삼각플라스크에 2% 농도가 되도록 접종하여 진탕배양기에서 4일동안 배양하였다(30℃, 200rpm). 배양이 완료되면 배양액을 취해 실시예 3의 방법으로 건조세포 중량(gDCW/L), 수율(mg/L), 함량(mg/gDCW)을 구하여 하기 표 2에 나타내었다.Colonies of R. sphaeroides SK2H2 strain secured in Example 3 were inoculated into a test tube containing 3 ml of LB medium and incubated at 30 ° C. using a shake incubator (24 hours, 200 rpm). When the incubation was complete, inoculate 2% concentration into a 250 ml Erlenmeyer flask containing 30 ml of coenzyme Q10 culture medium (1.6% Bakto tryptone, 1.0% yeast extract, 0.5% sodium chloride 4% molasses, 2% glycerol, pH 7.0). Incubated for 4 days in a shaker (30 ℃, 200rpm). When the culture was completed, the culture medium was taken, and the dry cell weight (gDCW / L), yield (mg / L), and content (mg / gDCW) were obtained by the method of Example 3, and the results are shown in Table 2 below.

배양시간에 따른 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2의 건조세포중량, 수율, 함량Rhodobacter seupaeroyi according to the incubation time Death (R. sphaeroides) dried cells of SK2H2 weight, yield, content 배양시간(시간)Incubation time (hours) 건조세포중량(gDCW/L)Dry cell weight (gDCW / L) 수율(mg/L)Yield (mg / L) 함량(mg/gDCW)Content (mg / gDCW) 4848 6.96.9 59.659.6 8.68.6 7272 8.48.4 147.3147.3 17.417.4 9696 9.89.8 201.7201.7 20.520.5

<실시예 5 ~ 9 및 비교예 1><Examples 5 to 9 and Comparative Example 1>

실시예 4의 조건 중 배양온도, 배양액의 부피, 배양기의 속도는 실시예 3과 동일한 조건하에서 유지시키고 배양액의 pH를 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5 로 다양하게 변화시킨 후 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2 균주를 접종하고 3일동안 배양하고 배양액을 취해 실시예 3의 방법으로 건조세포 중량(gDCW/L), 수율(mg/L), 함량(mg/gDCW)을 구하여 하기 표 3에 나타내었다Among the conditions of Example 4, the culture temperature, the volume of the culture medium, and the speed of the incubator were maintained under the same conditions as in Example 3, and the pH of the culture solution was varied to 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, and then Rhodobacter sparrow Inoculated with Death ( R. sphaeroides) SK2H2 strain and incubated for 3 days, the culture medium was taken to obtain the dry cell weight (gDCW / L), yield (mg / L), content (mg / gDCW) by the method of Example 3 Shown in Table 3

배양액 pH 변화에 따른 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2의 건조세포중량, 수율, 함량Dry Cell Weight, Yield, and Content of R. sphaeroides SK2H2 with Different pH of Culture 실시예Example 배양액 온도 pHCulture temperature pH 건조세포중량 (gDCW/L)Dry cell weight (gDCW / L) 수율 (mg/L)Yield (mg / L) 함량 (mg/gDCW)Content (mg / gDCW) 55 6.06.0 9.29.2 134.0134.0 14.614.6 66 6.56.5 8.98.9 135.6135.6 15.215.2 77 7.07.0 8.48.4 147.3147.3 17.417.4 88 7.57.5 8.58.5 137.6137.6 16.116.1 99 8.08.0 8.48.4 136.5136.5 16.216.2 비교예1Comparative Example 1 8.58.5 8.08.0 91.191.1 11.411.4

<실시예 10 ~ 13 및 비교예 2><Examples 10 to 13 and Comparative Example 2>

실시예 4의 조건 중 배양액의 pH, 배양액의 부피, 배양기의 속도는 실시예 3과 동일한 조건하에서 유지시키고 배양온도를 25, 30, 35, 40, 45 ℃로 다양하게 변화시킨 후 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides) SK2H2 균주를 접종하고 4일동안 배양하고 배양액을 취해 실시예 3의 방법으로 건조세포 중량(gDCW/L), 수율(mg/L), 함량(mg/gDCW)을 구하여 하기 표 4에 나타내었다In the conditions of Example 4, the pH of the culture medium, the volume of the culture medium, and the speed of the incubator were maintained under the same conditions as in Example 3, and after varying the culture temperature to 25, 30, 35, 40, 45 ℃, Rhodobacter spheroides ( R. sphaeroides) inoculated with SK2H2 strain and incubated for 4 days, the culture medium was taken to obtain the dry cell weight (gDCW / L), yield (mg / L), content (mg / gDCW) by the method of Example 3 Shown in 4

배양액 온도변화에 따른 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2의 건조세포중량, 수율, 함량Culture temperature Rhodobacter seupaeroyi Death (R. sphaeroides) according to the change in dry cell weight SK2H2, yield, content 실시예Example 배양액 온도 (℃)Culture temperature (℃) 건조세포중량 (gDCW/L)Dry cell weight (gDCW / L) 수율 (mg/L)Yield (mg / L) 함량 (mg/gDCW)Content (mg / gDCW) 1010 2525 9.29.2 83.883.8 9.19.1 1111 2727 8.58.5 126.5126.5 14.914.9 1212 3030 8.48.4 147.3147.3 17.417.4 1313 3535 9.59.5 135.9135.9 14.314.3 비교예 2Comparative Example 2 4040 7.57.5 43.343.3 6.16.1

<실시예 14 ~ 17 및 비교예 3> <Examples 14 to 17 and Comparative Example 3>

실시예 4의 조건 중 배양액의 pH, 배양온도, 배양기의 속도는 실시예 3과 동일한 조건하에서 유지시키고 배양액의 부피를 20, 25, 30, 40, 50 ml로 다양하게 변화시킨 후 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 균주를 접종하고 4일동안 배양하고 배양액을 취해 실시예 3의 방법으로 건조세포 중량(gDCW/L), 수율(mg/L), 함량(mg/gDCW)을 구하여 하기 표 5에 나타내었다The pH, culture temperature, and incubator speed of the culture medium in Example 4 were maintained under the same conditions as in Example 3, and variously changed the volume of the culture medium to 20, 25, 30, 40, 50 ml, and then Rhodobacter spheroids. ( R. sphaeroides ) Inoculated with SK2H2 strain and incubated for 4 days, and the culture medium was taken to obtain dry cell weight (gDCW / L), yield (mg / L), and content (mg / gDCW) by the method of Example 3. Shown in 5

배양액의 부피변화에 따른 로도박터 스패로이데스(R. sphaeroides ) SK2H2 의 건조세포중량, 수율, 함량Rhodobacter seupaeroyi culture medium according to the volume change of Death (R. sphaeroides) dried cells of SK2H2 weight, yield, content 실시예Example 배양액 부피 (ml)Culture volume (ml) 건조세포중량 (gDCW/L)Dry cell weight (gDCW / L) 수율 (mg/L)Yield (mg / L) 함량 (mg/gDCW)Content (mg / gDCW) 1414 2020 9.39.3 139.3139.3 14.914.9 1515 2525 8.58.5 113.7113.7 13.413.4 1616 3030 8.48.4 147.3147.3 17.417.4 1717 4040 7.07.0 106.2106.2 15.315.3 비교예 3Comparative Example 3 5050 6.26.2 95.695.6 15.515.5

본 발명의 로도박터 스패로이데스 SK2H2(Rhodobacter sphaeroides SK2H2)(기탁번호: KCTC10915BP) 균주는 기존에 개발된 균주들에 비해, 건조 세포중량 당 조효소 Q10의 함량이 20 mg/gDCW 이상으로서 매우 높은 조효소 Q10 함량을 가지며, 이에 따라 상기 균주를 대량으로 배양할 경우 조효소 Q10을 경제적으로 제조할 수 있다. Rhodobacter sphaeroides SK2H2 (Accession No .: KCTC10915BP) strain of the present invention has a very high coenzyme Q10 content of 20 mg / gDCW or more as compared to the previously developed strains. Therefore, when culturing the strain in large quantities, it is possible to economically prepare coenzyme Q10.

Claims (6)

높은 조효소 Q10 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 로도박터 스패로이데스 SK2H2(Rhodobacter sphaeroides SK2H2)(기탁번호: KCTC10915BP) 균주. Rhodobacter Rhodobacter, characterized by a high coenzyme Q10 content sphaeroides SK2H2) (Accession No .: KCTC10915BP) strain. 제 1항의 로도박터 스패로이데스 SK2H2(Rhodobacter sphaeroides )(기탁번호: KCTC10915BP) 균주를 배양하고 배양물로부터 조효소 Q10을 분리하는 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법.Paragraph (1) Rhodobacter seupaeroyi des SK2H2 (Rhodobacter sphaeroides ) (Accession Number: KCTC10915BP) A method for producing coenzyme Q10, comprising culturing a strain and separating coenzyme Q10 from the culture. 제 2항에 있어서, 상기 로도박터 스패로이데스 SK2H2 균주를 박토 트립톤 1.6%, 효모 추출물 1%, 염화나트륨 0.5%, 당밀 4%, 및 글리세롤 2%를 포함하는 배지에서 배양하는 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법.The coenzyme Q10 according to claim 2, wherein the Rhodobacter sphaeroides SK2H2 strain is cultured in a medium containing 1.6% of bacto tryptone, 1% of yeast extract, 0.5% of sodium chloride, 4% of molasses, and 2% of glycerol. Production method. 제 3항에 있어서, 상기 배지는 pH 6.0-8.0으로 유지되는 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법.4. The method of claim 3, wherein said medium is maintained at pH 6.0-8.0. 제 3항에 있어서, 상기 배지는 25-35℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법. The method of claim 3, wherein the medium is maintained at 25-35 ° C. 5. 제 3항에 있어서, 상기 배지의 부피는 20 내지 40 mL인 것을 특징으로 하는 조효소 Q10의 생산 방법.The method of claim 3, wherein the medium has a volume of 20 to 40 mL.
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