KR20100130564A - 타우린 생성용 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법 - Google Patents

타우린 생성용 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타우린 생성능을 가지는 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀스랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 재조합 변이 미생물은 타우린을 고효율로 생성할 수 있어, 타우린의 산업적 생성 미생물로 유용하다.

Description

타우린 생성용 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법 {Recombinant Microorganism Producing Taurine and Method for Preparing Taurine Using the Same}
본 발명은 타우린 생성능을 가지는 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법에 관한 것이며, 구체적으로는 타우린 생성능을 가지는 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 타우린의 제조방법에 관한 것이다.
타우린, 혹은 2-아미노에테인술폰산은 인간을 비롯한 포유동물의 세포와 조직에 존재하는 유황을 함유하는 아민으로 아미노기가 분자구조의 베타-탄소에 붙어 있는 베타-아미노산이며, 카르복실기 대신에 pK값이 더 낮은 술폰산기가 알파-탄소에 치환되어 있어 다른 아미노산에 비해 더 낮은 pH에서도 쉽게 이온화되는 성질이 있다. 대부분이 단백질 합성에 사용되지 않고 동물조직과 생체액에서 유리아미노산의 형태로 풍부하게 존재하고 있으며 식품 조직에는 거의 존재하지 않거나 매우 미량으로 존재하고 있다. 특히 포유류의 뇌, 심장, 간, 신장 등의 장기와 골격근육, 혈구세포 등에 고농도로 존재하며, 세포외액에 비하여 세포내액에 매우 높은 농도로 존재한다.
타우린은 포유류 조직에서 함황아미노산인 시스테인으로부터 생합성되며 주로 뇌와 간에서 활발하게 일어난다. 현재까지 알려진 생합성 경로는 시스테인 술포네이트 경로와 시스테아민 경로가 있는 것으로 알려져 있다. 시스테인 술포네이트 경로는 시스테인 술포네이트 디카복실레이즈의 작용에 생성된 하이포타우린이 타우린으로 전환되는 경로로서 타우린 생합성의 주된 경로로 알려져 있다. 시스테아민 경로는 시스테인이 여러 단계의 효소작용을 거쳐 시스테아민으로 전환된 후 시스테아민 디옥시제네이즈의 작용에 의해 하이포타우린으로 된 다음 타우린으로 전환되는 경로이다. 타우린의 생합성은 조직에 따라 차이는 있으나 전체 생합성량의 약 10%미만이 시스테아민 경로에 의해 생합성되며, 시스테인 디옥시제네이즈와 시스테인 술포네이트 디카복실레이즈의 활성은 동물에 따라 큰 차이를 나타내고 있어 타우린의 생합성 능력의 많은 차이가 있다(Sarwar et al., BJN, 79:129, 1998).
타우린은 심장의 칼슘 이온 농도가 정상보다 낮을 때 심장의 수축력을 약화 또는 결실시키므로 강심제로 알려져 왔다. 또한, 담즙산과 중합체를 형성하여 답즙산의 독성을 완화하고 장에서 지방 흡수를 돕고, 카테콜아민이 지방 조직을 분해하는 과정에 관여하여 지방 대사를 촉진하며, 콜레스테롤과 중성 지방을 감소시켜 혈압을 정상으로 유지하므로 동맥경화, 고혈압, 뇌졸증, 심부전 등 성인병에 효과가 있다(Ide T. et al., Metabolism : Clinical and Experimental , 51(9):1191, 2002).
세포막에서는 과산화물과 질소 산화물, 유리기가 세포막에 손상을 주기 전에 제거함으로써 세포를 보호하는 기능이 있다. 통계에 따르면, 전세계적으로 5000~6000톤의 타우린이 요구되고 있고, 생산된 타우린의 50%이상이 식용 및 약품에 응용되고 있다(Tully, P.S., Sulfonic Acids. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc., 2000).
이렇게 다양한 용도로 사용되고 있는 타우린의 제조 방법으로는 천연 타우린 추출법과 화학적 합성방법이 있다. 전자인 천연 타우린 추출법은 타우린이 다량 존재하는 오징어, 문어 및 조개류 등의 연체 동물에서 타우린 성분을 추출하는 방법인데(대한민국 공개특허 제10-0058466호), 천연 타우린 추출법에 의해 제조된 제품은 식용 및 의약용 등 다용도로 사용 가능하나 전체 타우린 제품에 비해 1% 정도로 극히 소량이어서, 화학적 합성법에 의한 타우린 제품을 주로 사용하고 있다. 후자인 화학적 합성 방법에는 다양한 방법이 존재하는데, 합성 타우린을 제조하는 과정에서 기타의 불순물이 함유될 수 있고, 특히 값싼 합성 타우린의 경우 식용으로는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 대사공학적 방법에 의해 타우린을 생산하고자 타우린 고생성능을 갖는 미생물을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 타우린 생성을 감소시키는, 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자 및 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자를 약화 또는 결실시킨 변이균주를 제조하고, 타우린 생산에 필요한 효소를 코딩하는 유전자를 포함하는 오페론을 재조합 벡터를 통해 상기 변이균주에 삽입하고 배양한 결과, 높은 수율과 높은 생산성으로 타우린을 제조할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 타우린 생성능을 가지는 재조합 변이 미생물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 변이 미생물을 이용한 타우린의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물을 제공한다.
본 발명은 또한, ackA 유전자 tauD 유전자 tauABC 유전자, ldhA 유전자, ggt 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, pta 유전자, xsc 유전자 및 tpa 유전자가 도입되어 있는 타우린 생성용 재조합 변이 대장균 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta을 제공한다.
본 발명은 또한, 미생물에서 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자를 도입시키는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 재조합 변이 미생물을 배양하여 타우린을 생성시킨 다음, 배양액으로부터 타우린을 회수하는 것을 특징으로 하는 타우린의 제조방법을 제공한다.
타우린 생성능이 전혀 없던 미생물에 대하여 대사공학적인 방법을 이용하여 제조한, 본 발명에 따른 재조합 변이 미생물은 타우린을 고효율로 생성할 수 있어 타우린의 산업적 생성 미생물로 유용하다.
도 1는 대장균 타우린 생성 미생물로부터 ackA , tauD , tauABC , ldhA 및 ggt 유전자를 결실시킨 변이 미생물 WADTLG3110의 대사회로를 나타낸 것이다.
도 2는 tpa 유전자를 포함하는 재조합 벡터 pTrcTpa의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 3는 tpa 및 xsc 유전자를 포함하는 재조합 벡터 pTrcTpaXsc의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 4는 tpa , xsc 및 pta 유전자를 포함하는 재조합 벡터 pTrcTpaXscPta의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 5 는 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta 로부터 포도당을 이용한 유가식 발효에서 타우린의 생산을 나타낸 그래프를 나타낸 것이다[(a): 배양시간에 따른 미생물 성장, 아세트산의 생성량 및 타우린 생성량; 및 (b) 배양시간에 따른 젖산 및 글루코즈의 변화량].
본 발명은 일 관점에서, 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 "유전자의 약화 또는 결실"란 유전자를 조작하여 해당 유전자의 발현이 감소 또는 소실된 것을 지칭하는 것으로, 해당 유전자의 발현이 감소 또는 소실됨에 따라 해당 유전자가 코딩하는 효소의 활성이 감소 또는 결실되어, 해당 유전자가 관여하는 생합성 경로의 일부 또는 전체가 차단되는 모든 것을 포함하는 개념이다. 상기 유전자 조작은 해당 유전자의 일부 염기를 변이, 치환, 또는 삭제시키거나 일부 염기를 도입시키는 것일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 미생물은 그 자체로는 타우린 생성 능력을 가지고 있지 않으나, 본 발명자들은 아세틸 코에이(acetyl-CoA)로부터 타우린으로 전환되는 대사경로를 이용하여 산업적으로 유용한 타우린을 생산할 수 있도록 하였다.
따라서, 본 발명의 타우린을 생성하기 위한 미생물은, 피루베이트 대사경로를 통해 타우린 생합성 대사경로의 출발물질인 아세틸 코에이로 전환시키는 시스템을 포함하고 있다(도 1). 따라서, 이러한 아세틸 코에이로 전환시키는 대사 경로를 포함하고 있는 미생물은 특별한 제한 없이 본 발명에 사용가능하다. 예를 들어, 글루코즈, 수크로오스, 자일로스 등을 탄소에너지원으로 하는 미생물을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 사용할 수 있는 타우린 생성용 미생물로는 에스케리치아 속(Escherichia sp.), 바실러스 속(Bacillus sp.), 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.),피치아 속(Pichia sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.) 또는 실리시박터 속(Silicibacter sp.),루게리아 속(Ruegeria pomeroyi) 등을 예시할 수 있다. 바람직하게는 바실러스 속, 에스케리치아 속 또는 실리시박터 속 미생물일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 에스케리치아 속이다. 대표적인 일례로는 대장균일 수 있다. 특히 대장균인 경우, 산업적으로 많이 사용되고 있는 균주이면서 유전정보 및 배양조건이 알려져 있어 쉽게 산업화할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 상기 미생물들이 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자들을 함유하고 있는 경우, 상기 유전자들은 아세틸 코에이(acetyl CoA)로부터 유래한 타우린 전구체를 타우린 대신 아세테이트로 전환시키거나 생성된 타우린을 제거하여 타우린 생합성 효율을 떨어뜨린다는 단점이 있다.
이에, 미생물에서 타우린 생합성 효율을 떨어뜨리는 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실시켜 타우린 생합성 효율을 극대화하였다.
상기 유전자를 약화 또는 결실시키는 방법으로는, 예를 들어, 상동재조합 방법일 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 구체예로, 대장균에서 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자인 ackA(acetate kinase A, AP_002896), 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자인 tauD(taurine dioxygenase D, AP_001019), 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자인 ggt(gamma-glutamyltranspeptidase, EC: 2.3.2.2), 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자인 ldhA(lactate dehydrogenase A, EC:1.1.1.28)및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자인 tauABC(taurine transporter EC:AP_001016, EC:AP_001017, EC:AP_001018)를 이중교차 상동재조합 방법으로 결실시킬 수 있다.
아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자, 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자들을 함유하고 있는 미생물의 경우에, 상기와 같이 이들을 약화 또는 결실시켜 사용하지만, 이들 유전자들을 함유하고 있지 않은 미생물을 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 재조합 변이 미생물에는 타우린 생합성에 관여하는 하나 이상의 효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있음을 특징으로 한다. 상기 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자, 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있는 미생물에 타우린 생합성에 관여하는 하나 이상의 효소를 코딩하는 유전자를 도입하여 제조할 수도 있고, 순서를 바꾸어 제조하여도 무방하다.
상기 타우린 생합성 효소를 코딩하는 유전자로는 포스파테이트 아실전환효소를 코딩하는 유전자, 술포아세트알데하이드 아실전환효소를 코딩하는 유전자 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자로 구성군에서 선택되는 하나 이상의 유전자를 들 수 있다. 가장 바람직하게는, 상기 포스파테이트 아실전환효소를 코딩하는 유전자, 술포아세트알데하이드 아실전환효소를 코딩하는 유전자 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자를 모두 포함한다.
상기 타우린 생합성에 관여하는 효소로 상기 포스파테이트 아실전환효소를 코딩하는 유전자는 에스케리치아 속 유래 pta(phosphate acyltransferase, AP_002897)일 수 있고, 상기 술포아세트알데하이드 아실전환효소를 코딩하는 유전자는 실리시박터 속 또는 루게리아 속 유래 xsc(sulforacetaldehyde acyltransferase, YP_168756)일 수 있다. 또한, 상기 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자는 실리시박터 속 또는 루게리아 속 유래 tpa(taurine-pyruvate aminotransferase, YP_165928)일 수 있다.
상기 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자는 강한 프로모터(strong promoter)를 함유하는 플라스미드 발현벡터 형태로 도입할 수 있고, 상기 강한 프로모터는 trc 프로모터, tac 프로모터, T7 프로모터, 락토오스 프로모터 및 trp 프로모터로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 상기 강한 프로모터를 함유하는 플라스미드 발현벡터는 포스파테이트 아실전환효소, 술포아세트알데하이드 아실전환효소 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 효소를 코딩하는 유전자를 함유하며, 상기 포스파테이트 아실전환효소, 술포아세트알데하이드 아실전환효소 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자 모두를 함유하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 실시예에서 사용한, 상기 유전자를 포함하는 pTrc99a 플라스미드(Amersham Biosciences, 미국) 발현벡터의 일렉트로포레이션 방법을 통한 대장균으로에 유전자 도입을 예시할 수 있다.
이때, 상기 강한 프로모터 중 어느 하나의 발현조절은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 락토오스와 같은 프로모터의 활성화를 유도하는 물질에 의해 유도될 수 있다. 따라서, 상기 미생물은 락토오스 또는 락토오스 유사체에 의한 전사 유도의 억제를 감소시키는 유전자, 바람직하게는 락토오스 오페론 리프레서 등의 유전자가 추가적으로 약화 또는 결실된 것일 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은 상기 재조합 변이 미생물을 배양하여 타우린을 생성시킨 다음, 배양액으로부터 타우린을 회수하는 타우린의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 재조합 변이 미생물의 배양 및 타우린의 회수과정은 종래 발효공정에서 통상적으로 알려진 배양방법(회분식 배양 또는 유가식 배양) 및 타우린의 분리 및 정제방법을 사용하여 수행할 수 있다.
회분식 배양은 초기에 한 번 배지를 채운 후 더 이상의 영양물질의 공급이나 제거가 없는 반응기에서 세포를 배양하는 것을 가리키며, 이러한 회분식 배양은 방법이 단순하고 유전적 안정성 측면에서 장점이 있어 산업적으로 많이 사용되는 배양 방법이다. 유가식 배양은 영양물질이 연속적 또는 반연속적으로 공급되는 방식으로 생산성 측면에서 장점이 있고 배양조건이 비교적 까다로운 식물세포 또는 동물세포 발효에 많이 사용되는 배양 방법이다.
상기 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 배양방법은 이용된 미생물에 따라 달라질 수 있으나, 일 구체예로서, 재조합 변이 대장균을 회분식 발효기를 이용하여 통기조건하에서 균주를 늦은 지수성장기까지 성장시키고, 타우린의 전구체인 아세틸 코에이가 축적되도록 혐기적 조건으로 치환하면서, IPTG(isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside) 등으로 타우린 생합성에 관여하는 효소의 발현을 유도시켜 타우린을 생합성하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 이러한 타우린의 생물공학적 생산은 세포 내 혹은 세포 외(in vivo or in vitro)에서 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 in vivo 방법으로 타우린을 생산하였다. in vitro의 방법으로는, 타우린 전구체인 설포아세틸알데히드(sulfoacetaldehyde)를 많이 수득한 후, 적절한 온도, pH 등의 조건 하에서 타우린-피루베이트 아미노트랜스퍼라아제(taurin-pyruvate aminotransferase)가 세포 외에서 활성을 갖도록 함으로써 타우린으로 전환시킬 수 있다. 이러한 실시는 당업자가 적절히 선택하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 미생물을 사용한 타우린의 생합성 방법에 따르면, 야생형의 타우린 생성균주보다 배양이 용이할 뿐만 아니라, 고효율로 타우린 생산이 가능하다.
포도당으로부터 타우린을 합성하는 경로를 도 1에 나타내었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피루베이트 대사를 통해 아세틸 코에이가 생성되며, 아세틸 코에이는 포스파테이트 아실전환효소에 의해 타우린의 전구체인 아세틸 포스페이트로 전환되고, 상기 아세틸 포스페이트가 아세틸 카이네이즈 효소에 의해 분해된다. 따라서 본 발명에서는 아세틸 카이네이즈 효소를 코딩하는 유전자를 약화 또는 결실시켜 타우린 전구체가 타우린으로 전환되는 효율을 높이고자 하였다. 또한 아세틸 포스테이트는 술포아세트할데하이드 아실전환효소 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소에 의해 타우린으로 전환되는데, 타우린 디옥시제네이즈 효소와 5-글루타밀트랜스 펩티데이즈에 의해 생성된 타우린이 쉽게 제거된다. 또한 생성된 타우린은 타우린 트랜스포터에의해 다시 세포 내로 uptake 되어 최종 생산되 타우린을 회수하는데 어려움이 있다. 이에, 본 발명에서는 타우린 디옥시제네이즈 효소, 5-글루타밀트랜스 펩티데이즈 효소, 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자를 약화 또는 결실시켜 생성된 타우린의 회수효율을 높였다.
즉, 본 발명의 재조합 변이 미생물은 아세틸 코에이(acetyl CoA)로부터 유래한 타우린 전구체를 타우린 대신 아세테이트로 전환시켜 타우린 생합성의 효율을 떨어뜨리는 효소인 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자 및 생성된 타우린을 제거하여 생성된 타우린의 회수효율을 떨어뜨리는 효소인 타우린 디옥시제네이즈, 5-글루타밀 트랜스 펩티데이즈를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자를 약화 또는 결실시키고, 타우린 uptake에 관여하는 타우린 트랜스포터를 결실시키고,타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자를 도입하여 타우린 생성능을 향상시킨 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 대장균에서 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자(ackA) 및 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자(tauD), 5-글루타밀 트랜스펩티데이즈(ggt), 락테이트 디하이드로 제네이즈(ldhA), 타우린 트랜스포터(tauABC)를 약화 또는 결실시킨 변이 미생물을 제조하고, 상기 타우린 생합성에 관여하는 효소를 도입하여, 혐기적 조건에서 상기 제조된 재조합 변이 미생물의 타우린 생성능이 향상됨을 확인하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
특히, 하기 실시예에서는 본 발명에 따른 유전자를 제거하기 위하여 특정 벡터와 숙주세포로 타우린 생성 미생물인 에스케리치아 속(Escherichia sp.) 미생물만을 예시하였으나, 다른 종류의 벡터와 타우린 생성 미생물들을 사용하는 것 역시 당업자에게 자명한 사항이라 할 것이다.
실시예 1: 아세틸 코에이(acetyl-CoA)를 분해하는 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자( ackA ) 및 타우린( Taurine )의 분해에 관여하는 유전자( tauD )가 약화 또는 결실된 변이 미생물의 제조
1-1: ackA 유전자가 약화 또는 결실된 WA3110 균주의 제조
대장균 W3110(ATCC 27325)의 염색체 상의 아세테이트 키나아제를 코팅하는 유전자(ackA)를 약화 또는 결실시키기 위하여 이중교차상동 재조합(double-crossover homologous recombination)을 수행하였다(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000). FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 포함하는 pKD3(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000)를 주형으로 이용하여, ackA 유전자의 상단서열(upstream)과 하단서열(downstream)과 상동하는 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 1 및 2의 프라이머들로 PCR을 수행함으로서 ackA 유전자가 약화 또는 결실된 FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 제작하였다.
서열번호 1: 5`-atgtcgagtaagttagtactggttctgaactgcggtagttcttcactgaagtgta ggctggagctgcttc-3`
서열번호 2: 5`-tgccgtgcgcgccgtaacgacggatgccgtgctctttgtacaggttgtaacatat gaatatcctccttag-3`
Datsenko K. et al의 문헌(Datsenko K.A. and Wanner, B.L., PNAS 97:6640, 2000)에 기재되어 있는 내용을 참조하여 pKD46 플라스미드를 제작하였다. pKD46 플라스미드는 pBAD18 (L.Guzman Harvard Medical School, Boston) 와 λ DNA (accession no. J02459)를 주형으로 PCR 반응 결과 생긴 γ, β, exo DNA 절편을 araC-ParaB를 포함하는 pINT-ts (M.Koob, University of Wisconsin, Madison) plasmid에 도입하여 제작 하였다.
그리고, PCR 산물을 상기 pKD46 플라스미드의 람다 리컴비네이즈(λ recombinase)를 포함하는 전기충격용 대장균 세포(electrocompetent cells)에 일렉트로포레이션시켰다. 변이된 균주를 포함하는 콜로니들을 클로로암페니콜(Cm; 34μg/ml)을 포함하는 Luria-Bertani (LB) agar (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2000) 플레이트에서 선택하였다. 클로로암페니콜 마커(CmR)의 성공적인 유전자 대체는 다이렉트 콜로니 PCR에 의해 확인하였다. 상기 항생제 마커는 차후에 temperature-sensitive replication origin과 IPTG-inducible FLP 리컴비네이즈를 포함하는 헬퍼 플라스미드 pCP20(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640, 2000)에 의해 제거되어 ackA 유전자가 약화 또는 결실된 Wa3110(W3110 ΔackA)를 제조하였다.
1-2: ackA 및 tauD 유전자가 약화 또는 결실된 WAD3110균주의 제조
FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 포함하는 pKD3(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000)를 주형으로 이용하여, tauD 유전자의 상단서열(upstream)과 하단서열(downstream)과 상동하는 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 3 및 4의 프라이머들로 PCR을 수행함으로써, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자(tauD)가 약화 또는 결실된 FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 제작하였다.
서열번호 3: 5`-atgagtgaacgtctgagcattaccccgctggggccgtatatcggcgcaca gtgtaggctggagctgcttc-3`
서열번호 4: 5`-acggcgggtttttcgcgaccgcctcgcgccagcgttgatgttcctcctcgcatat gaatatcctccttag-3`
다음으로, 상기 제조된 PCR 산물을 정제한 후, pKD46 플라스미드의 람다 리컴비네이즈(λ recombinase)를 포함하는 대장균 WA3110(W3110 ΔackA)에 일렉트로포레이션하여 ackA 및 tauD 유전자가 약화 또는 결실된 WAD3110(W3110 ΔackA, ΔtauD)를 제조하였다. 변이된 균주를 포함하는 콜로니들은 클로로암페니콜(Cm; 34μg/ml)을 포함하는 Luria-Bertani (LB) agar 플레이트에서 선택한 뒤, 클로로암페니콜 마커(CmR)의 성공적인 유전자 대체를 다이렉트 콜로니 PCR로 확인하였다.
1-3: ackA , tauD 및 tauABC 유전자가 약화 또는 결실된 WADT3110균주의 제조
FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 포함하는 pKD3(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000)를 주형으로 이용하여, tauABC 유전자의 상단서열(upstream)과 하단서열(downstream)과 상동하는 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 5 및 6의 프라이머들로 PCR을 수행함으로써, 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자(tauABC)가 약화 또는 결실된 FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 제작하였다.
서열번호 5: 5`-atggcaatttcatcgcgtaacacacttcttgccgcactggcattcatcgcTAGGTGACACTATAGAACGCG-3`
서열번호 6: 5`-tcattgtacttctccatgccagggcgtcaggcggcgctgtaacgcgcgcaTAGTGGATCTGATGGGTACC-3`
다음으로, 상기 제조된 PCR 산물을 정제한 후, pKD46 플라스미드의 람다 리컴비네이즈(λ recombinase)를 포함하는 대장균 WAD3110(W3110 ΔackA, ΔtauD)에 일렉트로포레이션하여 ackA , tauD 및 tauABC 유전자가 약화 또는 결실된 WADT3110(W3110 ΔackA, ΔtauD , ΔtauABC)를 제조하였다. 변이된 균주를 포함하는 콜로니들은 클로로암페니콜(Cm; 34μg/ml)을 포함하는 Luria-Bertani (LB) agar 플레이트에서 선택한 뒤, 클로로암페니콜 마커(CmR)의 성공적인 유전자 대체를 다이렉트 콜로니 PCR로 확인하였다.
1-4: ackA , tauD , tauABC 및 ldhA 유전자가 약화 또는 결실된 WADTL3110균주의 제조
FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 포함하는 pKD3(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000)를 주형으로 이용하여, ldhA 유전자의 상단서열(upstream)과 하단서열(downstream)과 상동하는 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 7 및 8의 프라이머들로 PCR을 수행함으로써, 락테이트 디하이드로제네이즈를 코딩하는 유전자(ldhA)가 약화 또는 결실된 FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 제작하였다.
서열번호 7: 5`- atgaaactcgccgtttatagcacaaaacagtacgacaagaagtacctgcagtgtaggctggagctgcttc-3`
서열번호 8: 5`-gttccagcgccgctgcacttggatacggatcgaacgccagcagacgcataCATATGAATATCCTCCTTAG
-3`
다음으로, 상기 제조된 PCR 산물을 정제한 후, pKD46 플라스미드의 람다 리컴비네이즈(λ recombinase)를 포함하는 대장균 WADT3110(W3110 ΔackA, ΔtauD , Δt auA BC)에 일렉트로포레이션하여 ackA , tauD , tauABC 및 ldhA 유전자가 약화 또는 결실된 WADTL3110(W3110 ΔackA, ΔtauD , ΔtauABC , ΔldhA)를 제조하였다. 변이된 균주를 포함하는 콜로니들은 클로로암페니콜(Cm; 34μg/ml)을 포함하는 Luria-Bertani (LB) agar 플레이트에서 선택한 뒤, 클로로암페니콜 마커(CmR)의 성공적인 유전자 대체를 다이렉트 콜로니 PCR로 확인하였다.
1-5: ackA , tauD , tauABC , ldhA 및 ggt 유전자가 약화 또는 결실된 WADTLG3110균주의 제조
FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 포함하는 pKD3(Datsenko, K.A. & Wanner, B.L., PNAS , 97:6640-6645, 2000)를 주형으로 이용하여, ggt 유전자의 상단서열(upstream)과 하단서열(downstream)과 상동하는 50개의 뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 9 및 10의 프라이머들로 PCR을 수행함으로써, 5-글루타밀 트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자(ggt)가 약화 또는 결실된 FRT-클로로암페니콜 마커(CmR)-FRT 카세트를 제작하였다.
서열번호 9: 5`- atgataaaaccgacgtttttacgccgggtggccattgctgctctgctctcgtgtaggctggagctgcttc-3`
서열번호 10: 5`-taacgataaaaccatcgcgtgccagtttaaacgcgggctgcacgactttgCATATGAATATCCTCCTTAG
-3`
다음으로, 상기 제조된 PCR 산물을 정제한 후, pKD46 플라스미드의 람다 리컴비네이즈(λ recombinase)를 포함하는 대장균 WADTL3110(W3110 ΔackA, ΔtauD , Δt auA BC, ΔldhA)에 일렉트로포레이션하여 ackA , tauD , tauABC , ldhA 및 ggt 유전자가 약화 또는 결실된 WADTLG3110(W3110 ΔackA, ΔtauD , ΔtauABC , ΔldhA , Δggt)를 제조하였다. 변이된 균주를 포함하는 콜로니들은 클로로암페니콜(Cm; 34μg/ml)을 포함하는 Luria-Bertani (LB) agar 플레이트에서 선택한 뒤, 클로로암페니콜 마커(CmR)의 성공적인 유전자 대체를 다이렉트 콜로니 PCR로 확인하였다.
실시예 2: 타우린 생합성에 관여하는 유전자를 함유하는 재조합 벡터( pTrcTpaXscPta)의 제작
2-1: 플라스미드 pTrcTpa의 제작
Silicibacter pomeroyi의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 합성된 서열번호 11와 12의 프라이머로 PCR을 수행하여, 타우린-피루베이트 아미노전환효소(taurine-pyruvate aminotransferase)를 코딩하는 tpa 유전자 절편을 제작하였다.
서열번호 11: 5`-tataggatccacacaggaaacagaccatggacggcacgttcaacg a-3`
서열번호 12: 5`-aagcttctagccgaagacgcgggtc a-3`
다음으로, 상기 제조된 tpa절편 및 trc 프로모터의 강한 유전자 발현을 진행하는 pTrc99a 플라스미드(Phamacia, Biotech, Uppsala, Sweden)에 제한효소(BamHI 및 HindIII)를 처리한 후, T4 DNA 라이게이즈를 처리하여, 제한효소로 절단된 tpa절편 및 pTrc99a 플라스미드를 접합시킴으로써, 복제율이 높은(high copy number) 재조합 플라스미드인 pTrcTpa를 제작하였다(도 2).
2-2: 플라스미드 pTrcTpaXsc의 제작
Silicibacter pomeroyi의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 합성된 서열번호 13과 14의 프라이머로 PCR을 수행하여 술포아세트알데하이드 아실전환효소(sulforacetaldehyde acyltransferase)를 코딩하는 xsc유전자 절편을 제작하였다.
서열번호 13: 5`-gtccgaattcatggagtgcgtactcatgaa-3`
서열번호 14: 5`-tattggtacctcagacctgctgttcgcgca-3`
다음으로, 상기 제조된 xsc절편 및 Silicibacter pomeroyi의 Tpa를 코딩하는 타우린-피루베이트 아미노전환효소(taurine-pyruvate aminotransferase)를 포함하고 trc 프로모터의 강한 유전자 발현을 진행하는 pTrc99a 플라스미드에 제한효소(EcoRI 및 KpnI)를 처리한 후, T4 DNA 라이게이즈를 처리하여, 제한효소로 절단된 xsc절편 및 상기 pTrcTpa플라스미드를 접합시킴으로서, 복제율이 높은(high copy number) 재조합 플라스미드인 pTrcTpaXsc를 제작하였다 (도 3).
2-3: 플라스미드 pTrcTpaXscPta의 제작
Silicibacter pomeroyi의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 합성된 서열번호 15와 16의 프라이머로 PCR을 수행하여 포스파테이트 아실전환효소(phosphate acyltransferase)를 코딩하는 pta 유전자 절편을 제작하였다.
서열번호 15: 5`-tataggtaccacacaggaaacagaccgtgtcccgtattattatgct-3`
서열번호 16: 5`-tattggtaccttactgctgctgtgcagact-3`
다음으로, 상기 제조된 pta절편 및 Silicibacter pomeroyi의 술포아세트알데하이드 아실전환효소(sulforacetaldehyde acyltransferase)를 코딩하는 xsc유전자 및 Silicibacter pomeroyi의 타우린-피루베이트 아미노전환효소(taurine-pyruvate aminotransferase)를 코딩하는 tpa 유전자를 포함하고 trc 프로모터의 강한 유전자 발현을 진행하는 pTrcTpaXsc 플라스미드에 제한효소(KpnI)를 처리한 후, T4 DNA 라이게이즈를 처리하여, 제한효소로 절단된 pta절편 및 pTrcTpaXsc플라스미드를 접합시킴으로써, 복제율이 높은(high copy number) 재조합 플라스미드인 pTrcTpaXscPta를 제작하였다(도 4).
실시예 3: WADTLG3110 / pTrcTpaXscPta 균주의 제조
실시예 1에서 제조된 ackA , tauD , tauABC , ldhA 및 ggt 유전자가 결실된 WADTLG3110 변이 균주에 상기 실시예 2에서 제조된 pTrcTpaXscPta 벡터를 도입시켜 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta 균주를 제조하였다(2.5 kV, 25 μF, 200 ohms의 조건으로 전기천공법(electroporation)). 다음으로, 제조된 균주를 암피실린(ampicillin)이 포함된 아가(agar)고체 배지에서 배양하면서 pTrcTpaXscPta 벡터로 재조합된 변이 미생물들을 선별하였다.
실시예 4: WADTLG3110 / pTrcTpaXscPta 균주의 유가식 배양을 통한 타우린의 제조
실시예 3에서 제조된 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta로 재조합 변이 균주를 4g/L (NH4)2HPO4, 13.5g/L KH2PO4, 1.7g/L citric acid, 0.7g/L MgSO4·7H2O, 0.5%(v/v) 미량원소 용액으로 구성되는 최소 R배지(Lee, S.Y. & Chang, H.N., Biotechnol . Lett., 15:971, 1993)에서 플라스크를 이용하여 진탕 배양하였다. 상기 미량원소 용액은 1리터당 5M HCl, 10g FeSO4·7H2O, 2.25g ZnSO4·7H2O, 1g CuSO4·5H2O, 0.5g MnSO4·5H2O, 0.23g Na2B4O7·10H2O, 2g CaCl2·2H2O, 및 0.1g (NH4)6Mo7O24을 포함한다. 포도당(100g/L) 저장 용액은 별도로 멸균시켰고, 최종 농도가 10g/L 되도록 멸균된 배지에 추가하였다. LB배지에서 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta 배양액 중 1ml을 동일한 배지 50ml을 포함하는 350ml 배플 플라스크(baffled flask)에 첨가한 후, 37℃, 220rpm으로 24시간동안 OD600값이 2가 될 때까지 배양하였다. 다음으로, WADTLG3110/pTrcTpaXscPta로 재조합된 균주는 타우린을 생합성하기 위한 농도로 배양하기 위해 통기조건에서 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자의 발현을 유도하지 않고 6.6리터 발효기(Bioflo 3000; New Brunswick Scientific Co., Edison, NJ)에 같은 조성의 새 배양액 2L에 상기 균주가 배양된 배양액을 접종하여 850rpm, 포화공기 40% 및 28%(v/v) 암모니아 용액을 이용하여 pH를 6.8로 유지시키며 통기적 배양조건에서 OD600값이 2가 될 때까지 배양하였다. 동시에 0.1mM IPTG로 포스파테이트 아실전환효소를 코딩하는 유전자(pta), 술포아세트알데하이드 아실전환효소를 코딩하는 유전자(xsc) 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자(tpa)를 발현시킨 후, 1시간 혹은 2시간 간격으로 샘플을 채취하고, 원심분리하여 세포를 분리한 후에 상등액을 HPLC 분석하였다.
그 결과, 야생형 W3110 wild type(대조군 1)에서는 타우린이 거의 생산되지 않았다. 즉, 야생형에서 타우린 생산을 분석해 본 결과, 거의 생산되지 않아서 HPLC 상으로 검출되지 않았다.
도 5에 나타난 바와 같이, 배양 25시간 동안 세포양을 증가 시킨후에 IPTG를 첨가하여 타우린 생합성을 유도한 결과, 배양액내에 타우린 함량이 점차 증가하여 25시간동안 약 8.01 g/L의 타우린이 생산된 것을 확인하였다.
그리고, 균주의 생장이 멈춘 상태에서도 글루코즈의 소모량이 증가하는 것은 글루코즈가 아세틸 코에이를 거쳐 타우린으로 전환되면서 소모되고, 젖산발효를 통해 젖산으로 전환되면서 소모되는 것으로 추정된다.
이러한 결과를 통해, 타우린 생성능이 전혀 없었던 대장균 W3110를 이용하여, ackA, tauD, tauABC, ldhA 및 ggt를 knockout시키고 타우린 생합성에 관여하는 유전자를 도입시킴으로써 고효율로 타우린을 생산할 수 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 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> Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Recombinant Microorganism Producing Taurine and Method for Preparing Taurine Using the Same <130> P10-B158 <160> 16 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 atgtcgagta agttagtact ggttctgaac tgcggtagtt cttcactgaa gtgtaggctg 60 gagctgcttc 70 <210> 2 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 tgccgtgcgc gccgtaacga cggatgccgt gctctttgta caggttgtaa catatgaata 60 tcctccttag 70 <210> 3 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 atgagtgaac gtctgagcat taccccgctg gggccgtata tcggcgcaca gtgtaggctg 60 gagctgcttc 70 <210> 4 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 acggcgggtt tttcgcgacc gcctcgcgcc agcgttgatg ttcctcctcg catatgaata 60 tcctccttag 70 <210> 5 <211> 71 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 atggcaattt catcgcgtaa cacacttctt gccgcactgg cattcatcgc taggtgacac 60 tatagaacgc g 71 <210> 6 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 tcattgtact tctccatgcc agggcgtcag gcggcgctgt aacgcgcgca tagtggatct 60 gatgggtacc 70 <210> 7 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 atgaaactcg ccgtttatag cacaaaacag tacgacaaga agtacctgca gtgtaggctg 60 gagctgcttc 70 <210> 8 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gttccagcgc cgctgcactt ggatacggat cgaacgccag cagacgcata catatgaata 60 tcctccttag 70 <210> 9 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 atgataaaac cgacgttttt acgccgggtg gccattgctg ctctgctctc gtgtaggctg 60 gagctgcttc 70 <210> 10 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 taacgataaa accatcgcgt gccagtttaa acgcgggctg cacgactttg catatgaata 60 tcctccttag 70 <210> 11 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 tataggatcc acacaggaaa cagaccatgg acggcacgtt caacga 46 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 aagcttctag ccgaagacgc gggtca 26 <210> 13 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 gtccgaattc atggagtgcg tactcatgaa 30 <210> 14 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 tattggtacc tcagacctgc tgttcgcgca 30 <210> 15 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 tataggtacc acacaggaaa cagaccgtgt cccgtattat tatgct 46 <210> 16 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 tattggtacc ttactgctgc tgtgcagact 30

Claims (17)

  1. 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있고, 아세테이트 키나아제(acetate kinase)를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈(taurine dioxygenase)를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀스랜스펩티데이즈(gamma-glutamyltranspeptidase)를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈(lactate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터(taurine transporter)를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실되어 있는, 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미생물은 아세틸 코에이(Acetyl coA)를 이용하는 대사회로를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미생물은 에스케리치아 속, 바실러스 속, 코리네박테리움 속, 피치아 속, 슈도모나스 속, 사카로마이세스 속 및 실리시박터 속으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미생물은 에스케리치아 속인 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미생물은 대장균인 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자는 ackA이고, 상기 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자는 tauD이고,타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자는 tauABC이고, 락테이트 디하이드로제네이즈를 코딩하는 유전자는 ldhA이고, 5-글루타밀 트랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자는 ggt인 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 타우린 생합성에 관여하는 효소는 포스파테이트 아실전환효소(phosphate acyltransferase), 술포아세트알데하이드 아실전환효소(sulforacetaldehyde acyltransferase) 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소(taurine-pyruvate aminotransferase)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 효소인 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 포스파테이트 아실전환효소, 술포아세트알데하이드 아실전환효소 및 타우린-피루베이트 아미노전환효소를 코딩하는 유전자는 각각 실리시박터 속 유래인 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  9. 제1항에 있어서, 락토오스 오페론 리프레서를 코딩하는 유전자(lacI)가 추가로 약화 또는 결실되어 있는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물.
  10. ackA 유전자 tauD 유전자 tauABC 유전자, ldhA 유전자, ggt 유전자가 약화 또는 결실되어 있고, pta 유전자, xsc 유전자 및 tpa 유전자가 도입되어 있는 타우린 생성용 재조합 변이 대장균 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta.
  11. 아세틸 코에이를 이용하는 대사회로를 포함하는 미생물에서, 아세테이트 키나아제를 코딩하는 유전자, 타우린 디옥시제네이즈를 코딩하는 유전자, 5-글루타밀스랜스펩티데이즈를 코딩하는 유전자, 락테이트 디하이드로 제네이즈를 코딩하는 유전자 및 타우린 트랜스포터를 코딩하는 유전자 중 하나 이상의 유전자가 약화 또는 결실시키고, 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자를 하나 이상 도입시키는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 타우린 생합성에 관여하는 효소를 코딩하는 유전자는 강한 프로모터(strong promoter)를 함유하는 벡터에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 강한 프로모터는 trc 프로모터, tac 프로모터, T7 프로모터, 락토오스 프로모터 및 trp 프로모터로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 락토오스 오페론 리프레서를 코딩하는 유전자(lacI)를 추가로 약화 또는 결실시키는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 벡터는 도 4의 계열지도를 가지고, pta 유전자, xsc 유전자 및 tpa 유전자를 모두 함유하는 것을 특징으로 하는 타우린 생성용 재조합 변이 미생물의 제조방법.
  16. 다음 단계를 포함하는 타우린의 제조방법:
    (a) 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 재조합 변이 미생물을 배양하여 타우린을 생성시키는 단계; 및
    (b) 상기 생성된 타우린을 회수하는 단계.
  17. 다음 단계를 포함하는 타우린의 제조방법:
    (a) 제10항의 재조합 변이 대장균 WADTLG3110/pTrcTpaXscPta을 배양하여 타우린을 생성시키는 단계; 및
    (b) 상기 생성된 타우린을 회수하는 단계.
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