KR20180049612A - Composition comprising heme-iron for promoting growth or preservation of lactic acid bacteria - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a heme iron extract by culturing Corynebacterium glutamicum having a heme iron producing ability and a composition for promoting growth or preservation of lactic acid bacteria comprising the heme iron extract. The method comprises a step of obtaining a culture by culturing Corynebacterium glutamicum in which an expression of a gene encoding ALA synthase (5-aminolevulinic acid synthase) or an activity of the ALA synthase is increased as compared with a parent strain.

Description

헴철 추출물을 포함하는 유산균 성장 촉진 또는 보존력 강화용 조성물{Composition comprising heme-iron for promoting growth or preservation of lactic acid bacteria}[0001] The present invention relates to a composition for promoting the growth or preservation of lactic acid bacteria,

본 발명은 헴철 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 헴철 추출물을 제조하는 방법, 및 헴철 추출물을 포함하는 유산균 성장 촉진 또는 보존력 강화용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a heme iron extract by culturing Corynebacterium glutamicum having the ability to produce heme iron and a composition for promoting growth or preservation of lactic acid bacteria including a heme iron extract.

헴은 포르피린 구조로 불리는, 4개의 피롤 고리-형태 및 배위 결합에 의한 제1철(Fe2+)의 킬레이션을 포함하는 생물학적 분자이다(Chembiochem. 2004;5(8):1069-74). 외부의 소수성 고리 구조와 중심 영역에 있는 고밀도의 전자 구름의 고유한 구조로 인해, 헴은 원핵생물 및 미토콘드리아에서 에너지 생성을 위한 호흡의 전자전달 사슬, 동물에서 적혈구의 분자 산소 순환, 및 세포에서 반응성 산소종(ROS)의 해독, 및 다수의 산화환원 전달 반응(redox transfer reaction)과 같은 생물학적 과정에 관여된다. 식물 및 균류의 광합성에서 작용하는 클로로필도 마그네슘 이온(Mg2 +) 킬레이션을 제외하고는, 헴과 유사한 구조를 갖는다. Hem is a biological molecule, called quadrupole ring-form and coordination of ferrous iron (Fe 2+ ), called porphyrin structure (Chembiochem. 2004; 5 (8): 1069-74). Due to the inherent structure of the outer hydrophobic ring structure and the dense electron cloud in the central region, the heme has been implicated in the electron transport chain of respiration for energy production in prokaryotes and mitochondria, the molecular oxygen cycle of red blood cells in the animal, Detoxification of oxygen species (ROS), and many redox transfer reactions. It has a structure similar to heme except for the chlorophyllmagnesium ion (Mg 2 + ) chelation which acts in photosynthesis of plants and fungi.

헴이 다수의 생물학적 과정에 필수적이나, 과다한 헴은 세포에 유해한 효과를 유발하고, 즉, 과량의 헴 첨가는 산소 분자와의 비-특이적 상호작용을 유발하고, 그에 의해 세포의 산화환원 상태 및 산화적 스트레스의 변형을 초래한다(Infect Immun. 2010;78(12):4977-89; J Bacteriol. 2014;196(7):1335-42). 따라서, 세포는 생합성 경로에서 세포내 헴 농도를 긴밀하게 조절한다. 헴 생합성 경로로 2개의 경로가 알려져 있다. 광영양 박테리아, 효모, 및 포유동물에서 발견되는, C4-경로는 숙시닐 CoA와 글리신의 축합에 의한 아미노레뷸린산(ALA)의 생성으로 개시된다. 대부분의 화학적 영양 박테리아, 시아노박테리아, 및 균류에서 발견되는 C5-경로는 ATP 및 NADPH를 보조-기질로 이용한, 글루타메이트의 ALA로의 전환으로 개시된다. ALA 합성 단계가 헴 농도 조절에서 가장 결정적인 단계이다(Sci Rep. 2015;5:8584). 최종 제1철 이온 킬레이션 단게와 함께, 클로로필, 시로헴(siroheme), 및 비타민 B12의 합성을 위한 분지 단계들도 세포내 헴 농도의 조절에 관여한다(J Microbiol Biotechnol. 2015;25(6):880-6).Although heme is essential for many biological processes, excessive heme causes harmful effects on cells, i.e., excessive heme addition causes non-specific interaction with oxygen molecules, (Infect Immun. 2010; 78 (12): 4977-89; J Bacteriol. 2014; 196 (7): 1335-42). Thus, cells tightly regulate the intracellular heme concentration in the biosynthetic pathway. Two pathways are known for the hem biosynthetic pathway. The C4 pathway, found in phototrophic bacteria, yeast, and mammals, is initiated by the production of aminolevulinic acid (ALA) by the condensation of succinyl CoA with glycine. The C5-pathway found in most chemical nutrition bacteria, cyanobacteria, and fungi is initiated by the conversion of glutamate to ALA using ATP and NADPH as ancillary-substrates. The ALA synthesis step is the most critical step in the regulation of heme concentration (Sci. Rep. 2015; 5: 8584). Branching steps for the synthesis of chlorophyll, siroheme, and vitamin B 12 , along with the final ferrous ion chelation step, are also involved in the regulation of intracellular heme concentration (J Microbiol Biotechnol. 2015; 25 (6 ): 880-6).

유산균(Lactic acid bacteria: LAB)은 당의 발효에 의해 유산균을 생성하는 그람-양성 내기성(aero-tolerant) 또는 혐기성 박테리아이다. 유산균은 최근 프로바이오틱 제품과 함께 발효 식품, 예를 들면, 유제품 및 발효 채소 식품에서 널리 사용되고 있다. 유산균은 헴 생합성 경로가 유전적으로 결여되어 있으나, 일부 유산균은 호흡 사슬에 시토크롬 옥시다아제 유전자를 포함한다. 소-유래 헴의 보충시 유산균이 호흡 대사로 증식할 수 있게 하고, 증가된 바이오매스 생성 및 생존력을 가져오는 것으로 보고되었다(Curr Opin Biotech. 2011;22(2):143-9; Microb Cell Fact. 2009;8:28. doi: 10.1186/1475-2859-8-28). 이러한 보고에 근거하여, 본 발명자들은 코리네박테리움 글루타미쿰-생산 헴이 유산균의 배양을 위한 보충적 전자 캐리어로 이용될 수 있는지 여부에 대한 연구를 수행하였다. 본 발명자들은 산화적 스트레스에 대해 내성을 갖도록 적응적으로 진화시킨 균주를 이용하여 작제된 헴철 생성능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰 또는 그의 배양물의 유산균의 성장 촉진 또는 보존력 강화 용도를 확인하여 본 발명을 완성하였다. Lactic acid bacteria (LAB) are Gram-positive, aero-tolerant or anaerobic bacteria that produce lactic acid bacteria by fermentation of sugars. Lactic acid bacteria have recently been widely used in fermented foods, such as dairy products and fermented vegetable foods, together with probiotic products. Lactic acid bacteria are genetically deficient in the heme biosynthetic pathway, but some lactic acid bacteria contain the cytochrome oxidase gene in the respiratory chain. It has been reported that supplementation of bovine-derived heme allows proliferation of lactic acid bacteria to respiratory metabolism, resulting in increased biomass production and viability (Curr Opin Biotech. 2011; 22 (2): 143-9; Microb Cell Fact 2009; 8: 28. doi: 10.1186 / 1475-2859-8-28). Based on these reports, the present inventors conducted a study on whether Corynebacterium glutamicum-producing heme could be used as a supplemental electron carrier for the cultivation of lactic acid bacteria. The inventors of the present invention confirmed that the use of a strain that has been adaptively evolved to have tolerance to oxidative stress to enhance the growth of the lactic acid bacterium of Corynebacterium glutamicum or a culture thereof having the ability to produce a heme iron- .

본 발명은 모균주에 비해 개선된 헴철 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 헴철 추출물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method for producing a heme iron extract by culturing Corynebacterium glutamicum having an improved ability to produce heme iron compared to a parent strain.

본 발명은 또한 헴철 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 수득된 헴철 추출물을 포함하는 유산균의 성장 촉진용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention also aims to provide a composition for promoting the growth of a lactic acid bacterium, which comprises a heme iron extract obtained by culturing Corynebacterium glutamicum having hemolysis ability.

본 발명은 또한, 헴철 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 수득된 헴철 추출물을 포함하는 유산균의 보존력 강화용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a composition for enhancing preservation of lactic acid bacteria comprising a heme iron extract obtained by culturing Corynebacterium glutamicum having the ability to produce heme iron.

본 발명의 일 양태는 ALA 합성효소((5-aminolevulinic acid synthase)를 코딩하는 유전자의 발현 또는 ALA 합성효소의 활성이 모균주에 비해 증가된, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하여 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 헴철 추출물을 제조하는 방법을 제공한다. One aspect of the present invention relates to a method for producing a 5-aminolevulinic acid synthase-producing microorganism by culturing Corynebacterium glutamicum, wherein the expression of a gene encoding 5-aminolevulinic acid synthase or the activity of an ALA synthase is increased as compared with the parent strain, ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI > heme iron extract.

본 명세서에서 사용된 용어 "헴철"은 포르피린의 철 착염을 의미하며, 헴(heme)과 호환적으로 사용된다. The term " heme iron " as used herein refers to iron complexes of porphyrin and is used interchangeably with heme.

본 명세서에서 사용된 용어 "모균주"는 재조합 방법이나 돌연변이에 의해 변형되기 이전의 원래의 균주를 의미한다.As used herein, the term " parent strain " refers to the original strain prior to transformation by mutagenesis or mutagenesis.

KCTC 12280BP로 기탁된 코리네박테리움 글루타미쿰은 균주의 생산성을 증가시키기 위해, 산화적 스트레스 하에서 배양하는 것에 의해 산화적 스트레스에 대한 내성이 증가되도록 적응적으로 진화시킨 균주이다(한국특허공개 제2014-0064527호). 구체적으로, 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032를 H2O2의 농도를 점차적으로 증가시키는 배양을 통한 적응적 진화 과정을 통해 산화적 스트레스에 대한 내성이 증가되도록 적응시킨 균주이다. Corynebacterium glutamicum deposited with KCTC 12280BP is a strain that adaptively evolved to increase tolerance to oxidative stress by culturing under oxidative stress in order to increase the productivity of the strain (Korean Patent Laid- 2014-0064527). Specifically, the wild-type Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 is adapted to increase resistance to oxidative stress through adaptive evolution through cultivation in which the concentration of H 2 O 2 is gradually increased.

헴은 다수의 생물학적 과정에 필수적이나, 과다한 헴은 세포에 유해한 효과를 유발하고, 즉, 과량의 헴 첨가는 산소 분자와의 비-특이적 상호작용을 유발하고, 그에 의해 세포의 산화환원 상태 및 산화적 스트레스의 변형을 초래한다(Infect Immun. 2010;78(12):4977-89; J Bacteriol. 2014;196(7):1335-42). 따라서, 세포는 생합성 경로에서 세포내 헴 농도를 긴밀하게 조절한다. 헴 생합성 경로로 2개의 경로가 알려져 있다. 광영양 박테리아, 효모, 및 포유동물에서 발견되는, C4-경로는 숙시닐 CoA와 글리신의 축합에 의한 아미노레뷸린산(ALA)의 생성으로 개시된다. 대부분의 화학적 영양 박테리아, 시아노박테리아, 및 균류에서 발견되는 C5-경로는 ATP 및 NADPH를 보조-기질로 이용한, 글루타메이트의 ALA로의 전환으로 개시된다. ALA 합성 단계가 헴 농도 조절에서 가장 결정적인 단계이다(Sci Rep. 2015;5:8584). 최종 제1철 이온 킬레이션 단계와 함께, 클로로필, 시로헴(siroheme), 및 비타민 B12의 합성을 위한 부속 단계들도 세포내 헴 농도의 조절에 관여한다(J Microbiol Biotechnol. 2015;25(6):880-6).Although heme is essential for many biological processes, excessive heme causes deleterious effects on cells, i.e., excessive addition of heme causes non-specific interaction with oxygen molecules, (Infect Immun. 2010; 78 (12): 4977-89; J Bacteriol. 2014; 196 (7): 1335-42). Thus, cells tightly regulate the intracellular heme concentration in the biosynthetic pathway. Two pathways are known for the hem biosynthetic pathway. The C4 pathway, found in phototrophic bacteria, yeast, and mammals, is initiated by the production of aminolevulinic acid (ALA) by the condensation of succinyl CoA with glycine. The C5-pathway found in most chemical nutrition bacteria, cyanobacteria, and fungi is initiated by the conversion of glutamate to ALA using ATP and NADPH as ancillary-substrates. The ALA synthesis step is the most critical step in the regulation of heme concentration (Sci. Rep. 2015; 5: 8584). In addition to the final ferric ion chelation step, sub-steps for the synthesis of chlorophyll, siroheme, and vitamin B 12 are also involved in the regulation of intracellular heme concentration (J Microbiol Biotechnol. 2015; 25 ): 880-6).

산화적 스트레스에 내성을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰은 산화적 스트레스 하에서도 성장이 가능하므로, 헴철의 축적에 의한 산화적 스트레스에서 견딜 수 있다. 따라서, 헴철 생산능을 증가시킨 균주의 모균주로서 산화적 스트레스에 대한 내성을 갖는 균주가 유용하다. Corynebacterium glutamicum, which is resistant to oxidative stress, can grow even under oxidative stress, so that it can tolerate oxidative stress due to the accumulation of heme iron. Therefore, a strain having resistance to oxidative stress is useful as a parent strain of a strain having increased hemolysis productivity.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 모균주는 KCTC 12280BP로 기탁된 코리네박테리움 글루타미쿰일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the parent strain may be Corynebacterium glutamicum deposited with KCTC 12280BP.

ALA 합성효소를 코딩하는 유전자의 발현은 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자의 카피 수의 증가, 상기 유전자의 발현을 조절하는 인자의 변형, 예를 들면, 발현 강도가 높은 프로모터로의 교체 등에 의해 모균주에 비해 그 발현이 증가될 수 있다. Expression of a gene encoding an ALA synthase can be detected by an increase in the number of copies of the gene encoding the ALA synthase and a modification of a factor that controls the expression of the gene, for example, by replacement with a promoter having a high expression intensity, The expression thereof can be increased.

ALA 합성효소의 활성은 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자의 변형이나, ALA 합성효소를 코딩하는 유전자의 발현 증가에 의해 모균주에 비해 증가될 수 있다. The activity of ALA synthase can be increased by strain of ALA synthase encoding gene or by increasing expression of gene encoding ALA synthase gene compared to parent strain.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰은 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자 hemA의 도입에 의해 상기 유전자의 발현이 증가된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the Corynebacterium glutamicum may be one in which the expression of the gene is increased by the introduction of the gene hemA encoding ALA synthase.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 hemA 유전자는 서열번호 3의 염기서열(GenBank NC_007493.2)을 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the hemA gene may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 (GenBank NC - 007493.2).

hemA 유전자의 도입은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 선택하는 방법에 의해 수행될 수 있다.The introduction of the hemA gene can be performed by a method that is easily selected by those skilled in the art.

본 명세서에서 사용된 용어, "헴철 추출물"은 헴철 자체, 또는 배양물 등으로부터 추출된 헴철을 포함하는 추출물, 또는 조성물을 의미한다. As used herein, the term " heme iron extract " means heme iron itself, or an extract or composition containing heme iron extracted from a culture or the like.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰은 코리네박테리움 글루타미쿰 KCTC 12280BP에 hemA 유전자를 도입하는 것에 의해 제조되어, 모균주 코리네박테리움 글루타미쿰 KCTC 12280BP에 비해 헴철 생산성이 증가된 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the Corynebacterium glutamicum is produced by introducing the hemA gene into Corynebacterium glutamicum KCTC 12280BP, and compared to the parent strain Corynebacterium glutamicum KCTC 12280BP Can be recombinant Corynebacterium glutamicum with increased heme iron productivity.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양물, 상기 배양물의 건조물, 상기 배양물의 추출물, 또는 상기 배양물로부터 정제된 헴철 추출물의 형태일 수 있다. 상기 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 수득된 배양물은 코리네박테리움 글루타미쿰에 의해 생산된 헴철을 포함하므로, 그 자체로 헴철의 공급원으로 이용되거나, 또는 그로부터 헴철을 추출하는 단계를 더 수행하여 수득된 헴철 추출물로 이용되거나, 또는 추출 후 정제단계를 거쳐 수득된 헴철로 이용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the heme iron extract may be in the form of a culture of Corynebacterium glutamicum, a dried product of the culture, an extract of the culture, or a heme iron extract purified from the culture. Since the culture obtained by culturing the Corynebacterium glutamicum includes the heme iron produced by Corynebacterium glutamicum, it can be used as a source of heme iron itself or extracting heme iron therefrom , Or may be used as the heme iron obtained by the purification step after extraction.

본 발명의 일 구체예에서, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하는 단계는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 배지를 이용하여 수행될 수 있다. 배양 방법 및 조건은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of culturing Corynebacterium glutamicum may be carried out using media known in the art. The culture method and conditions may be selected by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 방법은 상기 배양물로부터 코리네박테리움 글루타미쿰을 회수하는 단계, 회수된 코리네박테리움 글루타미쿰을 재현탁시키고, 파쇄하여 파쇄물을 수득하는 단계, 및 상기 파쇄물로부터 헴철을 포함하는 상층액을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the invention, the method comprises the steps of recovering Corynebacterium glutamicum from the culture, resuspending and rupturing the recovered Corynebacterium glutamicum, obtaining a lysate, and And further obtaining a supernatant containing heme iron from the lysate.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 방법은 상기 상층액으로부터 가열에 의한 침전 및 추출에 의해 헴철 추출물을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the method may further comprise the step of obtaining a heme iron extract from the supernatant by precipitation and extraction by heating.

본 발명의 일 구체예에서, 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰 배양물로부터 수득된 상층액을 산-아세톤 혼합물로 추출하는 것에 의해 수득될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heme iron extract can be obtained by extracting the supernatant obtained from the Corynebacterium glutamicum culture with an acid-acetone mixture.

본 발명의 일 양태는 ALA 합성효소((5-aminolevulinic acid synthase)를 코딩하는 유전자의 발현 또는 ALA 합성효소의 활성이 모균주에 비해 증가된, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하여 배양물을 수득하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는 유산균의 보존력 개선용 조성물을 제공한다. One aspect of the present invention relates to a method for producing a 5-aminolevulinic acid synthase-producing microorganism by culturing Corynebacterium glutamicum, wherein the expression of a gene encoding 5-aminolevulinic acid synthase or the activity of an ALA synthase is increased as compared with the parent strain, Which comprises a step of obtaining a fermented extract of a fermented milk fermented with a fermentation broth.

본 명세서에서, 유산균과 관련하여 사용된 용어 "보존력"은 유산균이 살아있는 상태로 유지되는 정도, 또는 보존에 따른 생균수를 의미한다. As used herein, the term " preservative power " used in connection with lactic acid bacteria means the degree to which lactic acid bacteria are maintained in a living state, or the number of viable cells according to preservation.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the lactic acid bacteria may be Lactobacillus lactis or Lactobacillus plantarum.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양물, 상기 배양물의 건조물, 상기 배양물의 추출물, 또는 상기 배양물로부터 정제된 헴철 추출물의 형태일 수 있다. 상기 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 수득된 배양물은 코리네박테리움에 의해 생산된 헴철을 포함하므로, 그 자체로 헴철의 공급원으로 이용되거나, 또는 그로부터 헴철을 추출하는 단계를 더 수행하여 수득된 헴철 추출물로 이용되거나, 추출 후 정제단계를 거쳐 수득된 헴철로 이용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the heme iron extract may be in the form of a culture of Corynebacterium glutamicum, a dried product of the culture, an extract of the culture, or a heme iron extract purified from the culture. Since the culture obtained by culturing the Corynebacterium glutamicum includes the heme iron produced by Corynebacterium, it is used as a source of heme iron itself or further extracted from the heme iron , Or may be used as a heme iron obtained through extraction and purification steps.

본 발명의 일 구체예에서, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하는 단계는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 배지를 이용하여 수행될 수 있다. 배양 방법 및 조건은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 선택될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of culturing Corynebacterium glutamicum may be carried out using media known in the art. The culture method and conditions may be selected by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 일 구체예에서, 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰 배양물에서 코리네박테리움 글루타미쿰을 회수하는 단계, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰을 재현탁시키고 파쇄하는 단계, 수득된 파쇄물로부터 헴철을 포함하는 상층액을 수득하는 단계, 및 상기 상층액으로부터 가열에 의한 침전, 추출 및 동결건조에 의해 헴철을 추출하는 단계에 의해 수득된 것일 수 있다. In one embodiment of the invention, the heme iron extract comprises the steps of recovering Corynebacterium glutamicum from a Corynebacterium glutamicum culture, resuspending and breaking the Corynebacterium glutamicum, To obtain a supernatant containing heme iron from the resulting disruption, and extracting heme iron from the supernatant by heating, precipitation, extraction and freeze-drying.

본 발명의 일 구체예에서, 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰 배양물로부터 수득된 상층액을 산-아세톤 혼합물로 추출하는 것에 의해 수득될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the heme iron extract can be obtained by extracting the supernatant obtained from the Corynebacterium glutamicum culture with an acid-acetone mixture.

본 발명의 일 양태는 ALA 합성효소((5-aminolevulinic acid synthase)를 코딩하는 유전자의 발현 또는 ALA 합성효소의 활성이 모균주에 비해 증가된, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하여 배양물을 수득하는 단계, 및 상기 배양물로부터 헴철을 수득하는 단계를 포함하는, 헴철을 제조하는 방법에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는, 유산균의 보존력 증강용 조성물의 존재 하에 유산균을 보존하는 단계를 포함하는, 유산균의 보존력을 향상시키는 방법을 제공한다.One aspect of the present invention relates to a method for producing a 5-aminolevulinic acid synthase-producing microorganism by culturing Corynebacterium glutamicum, wherein the expression of a gene encoding 5-aminolevulinic acid synthase or the activity of an ALA synthase is increased as compared with the parent strain, Comprising the step of preserving lactic acid bacteria in the presence of a preservation potentiating composition for lactic acid bacteria comprising a heme iron extract prepared by a method for producing heme iron, comprising the step of obtaining heme iron from said culture , And a method for enhancing preservation of lactic acid bacteria.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the lactic acid bacteria may be Lactobacillus lactis or Lactobacillus plantarum.

본 발명의 일 양태는 유산균 배양액을 준비하는 단계, 및 상기 유산균 배양액에, 모균주에 비해 증가된 헴철 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는, 유산균의 보존력 증강용 조성물을 첨가하는 단계를 포함하는, 생균제 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. One aspect of the present invention is a method for producing a lactic acid bacterium comprising the steps of preparing a culture solution of lactic acid bacteria and culturing the cultured lactic acid bacteria in a culture medium containing lactic acid bacterium containing a heme iron extract prepared by culturing Corynebacterium glutamicum, Of a preservative-enhancing composition of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어, "생균제"는 장내 미생물의 균형을 통해 숙주의 건강에 이로운 영향을 미치는 살아있는 미생물로 이루어진 제제를 의미하며, 예를 들면, 가축의 생산성 증진을 위해 가축에 급여하기 위한 살아있는 유산균일 수 있다. As used herein, the term " probiotic agent " means a formulation consisting of a living microorganism that has a beneficial effect on the health of the host through the balance of intestinal microorganisms, for example, a living organism for feeding livestock May be lactic acid bacteria.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the lactic acid bacteria may be Lactobacillus lactis or Lactobacillus plantarum.

본 발명의 일 양태는 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자의 발현 또는 ALA 합성효소의 활성이 모균주에 비해 증가된, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하여 배양물을 수득하는 단계, 및 상기 배양물로부터 헴철을 수득하는 단계를 포함하는, 헴철을 제조하는 방법에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는, 유산균의 성장 촉진용 조성물을 제공한다. One aspect of the present invention is a method for producing a cell line, comprising the steps of culturing Corynebacterium glutamicum, in which the expression of a gene encoding ALA synthase or the activity of an ALA synthase is increased as compared with the parent strain, And a step of obtaining heme iron from the heme iron extract, wherein the heme iron extract is prepared by a method for producing heme iron.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 모균주는 KCTC 12280BP로 기탁된 코리네박테리움 글루타미쿰일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the parent strain may be Corynebacterium glutamicum deposited with KCTC 12280BP.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 락토바실러스 라모수스(Lactobacillus rhamosus) 또는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei)일 수 있다. In one embodiment of the invention, the lactic acid bacteria may be Lactobacillus lactis, Lactobacillus rhamosus or Lactobacillus casei.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 헴철을 수득하는 단계는 상기 배양물로부터 코리네박테리움 글루타미쿰을 회수하는 단계, 회수된 코리네박테리움 글루타미쿰을 재현탁시키고, 파쇄하여 파쇄물을 수득하는 단계, 및 상기 파쇄물로부터 헴철을 포함하는 상층액을 수득하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of obtaining the heme iron comprises the steps of recovering Corynebacterium glutamicum from the culture, resuspending and recovering the recovered Corynebacterium glutamicum to obtain a crushed product , And obtaining a supernatant comprising heme iron from the lysate.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 상층액으로부터 가열에 의한 침전 및 추출에 의해 헴철 추출물을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, it is possible to further include a step of obtaining a heme iron extract from the supernatant by precipitation and extraction by heating.

본 발명의 일 구체예에 따른 조성물은 추가 활성 성분이나 부형제를 더 포함할 수 있다. The composition according to one embodiment of the present invention may further comprise additional active ingredients or excipients.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are intended to illustrate the invention and should not be construed as limiting the invention.

본 발명은 모균주에 비해 헴철 생산능이 증가된 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에 의해 생산된 헴철을 제공하여, 효율적으로 유산균의 성장촉진 또는 보존력 개선을 달성할 수 있게 한다.The present invention provides heme iron produced by culturing Corynebacterium glutamicum having increased hematocrit production ability as compared with parent strain, thereby enabling the growth promotion of lactic acid bacteria or the improvement of preservation ability to be efficiently achieved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에서 생산된 헴철 추출물의 스펙트럼 스캔 결과를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 HA_pSL360-hemA(●) 및 대조구 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032(○)의 배양에서 수득된 바이오매스 및 헴철 생산량을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 HA_pSL360-hemA의 배양에서 수득된 헴철 추출물의 존재 하에 보관된 유산균(○) 및 헴철 추출물의 부재 하에 보관된 유산균(●), L. lactis, L. rhamosus, L. casei, 및 L. plantarum의 생균수 변화를 보여준다.
FIG. 1 shows a spectral scan result of a heme iron extract produced in a culture of recombinant Corynebacterium glutamicum according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the yields of biomass and heme iron obtained in the cultivation of recombinant Corynebacterium glutamicum HA_pSL360-hemA (.circle-solid.) And control Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 (○) according to one embodiment of the present invention Respectively.
Fig. 3 is a graph showing the results of cultivation of lactic acid bacteria (.circle-solid.) Stored in the presence of the heme iron extract obtained in the culture of recombinant Corynebacterium glutamicum HA_pSL360-hemA according to an embodiment of the present invention and lactic acid bacteria (●) stored in the absence of heme iron extract, , L. lactis, L. rhamosus, L. casei, and L. plantarum.

실시예Example 1.  One. 모균주에In the mother strain 비해 개선된  Improved compared to 헴철Hempel 생산능을Production capacity 갖는 재조합  Recombination 코리네박테리움Corynebacterium 글루타미쿰의  Glutamicum 작제Construction

헴철 생산능이 높은 코리네박테리움 글루타미쿰 균주를 작제하기 위해, 모균주로 산화적 스트레스에 내성을 갖게 하는 적응적 진화에 의해 수득된 코리네박테리움 글루타미쿰 HA(KCTC 12280BP)을 이용하였다. 코리네박테리움 글루타미쿰 HA는 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 (ATCC 13032)로부터 적응적 진화에 의해 수득된 균주이다(Biotechnol Lett. 2013;35(5):709-17).In order to construct a Corynebacterium glutamicum strain having high heme iron production ability, Corynebacterium glutamicum HA (KCTC 12280BP) obtained by adaptive evolution which is resistant to oxidative stress as a parent strain was used . Corynebacterium glutamicum HA is a strain obtained by adaptive evolution from wild-type Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) (Biotechnol Lett. 2013; 35 (5): 709-17).

1-1. 재조합 균주의 작제1-1. Construction of recombinant strains

헴철 생산능을 증가시키기 위해, 헴철의 생합성에서 속도 결정 단계인 ALA 합성에 관여하는 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자를 코리네박테리움 글루타미쿰 HA에 도입시켰다. In order to increase the yield of hemolysis, a gene encoding ALA synthase involved in ALA synthesis, which is a rate determining step in the biosynthesis of heme iron, was introduced into Corynebacterium glutamicum HA.

ALA 합성효소를 코딩하는 hemA 유전자를 J Microbiol Biotechnol. 2015;25(6):880-6에 개시된 바와 같은 pTrc(Plac hemA +-coaA)를 주형 DNA로 이용하여 서열번호 1 및 2의 프라이머 CTGCAG AGGAAACAGACCATGGACTACAATCTGG 및 CTGCAGAAACCTAGGGGATCCGCCAGCGGATCCTAG (밑줄친 부분은 PstI 인식 부위, 진한 글씨로 표시된 부분은 리보솜 결합 부위를 나타냄)로 PCR 증폭시켰다. 증폭된 PCR 산물을 TA-벡터 (T-blunt PCR Cloning Kit, 솔젠트, 대전, 한국) 내로 서브클로닝하고, 대장균 DH10B에 형질전환시켰다. 대장균 DH10B를 LB(Luria-Bertani) 배지에서 37℃에서 배양했다.The hemA gene coding for the ALA synthase was purchased from J Microbiol Biotechnol. The primers CTGCAG AGGAAA CAGACCATGGACTACAATCTGG and CTGCAGAAA CCTAGG GGATCCGCCAGCGGATCCTAG of SEQ ID NOs: 1 and 2 (underlined portions are Pst I (SEQ ID NOs: 1 and 2) using pTrc (P lac hemA + - coaA ) The recognition site, and the area denoted by the thick letter indicates the ribosome binding site). The amplified PCR product was subcloned into TA-vector (T-blunt PCR Cloning Kit, Solgent, Daejeon, Korea) and transformed into E. coli DH10B. E. coli DH10B was cultured in LB (Luria-Bertani) medium at 37 占 폚.

서열확인 후, 서브클로닝된 벡터를 PstI으로 처리하고, DNA 단편(1.7 kb)을 코리네박테리움 발현 벡터인 PstI-처리 pSK1cat-P180에 라이게이션시켜서(J Microbiol Biotechn. 2004;14(4):789-95), pSL360-hemA를 수득하였다. 작제된 벡터를 헴철 생산을 위해 코리네박테리움 글루타미쿰 HA 균주에 형질전환시켜 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 HA_pSL360-hemA 수득하였다. After confirming the sequence, the subcloned vector was treated with Pst I and the DNA fragment (1.7 kb) was ligated to the Corynebacterium expression vector Pst I-treated pSKlcat-P 180 (J Microbiol Biotechn. 2004; 14 4): 789-95) to give pSL360- hemA . The constructed vectors were transformed into Corynebacterium glutamicum HA strains for the production of heme iron, and recombinant Corynebacterium glutamicum HA_pSL360- hemA .

1-2. 재조합 균주의 배양 및 헴철 추출물의 생산1-2. Cultivation of recombinant strains and production of heme iron extract

(1) 재조합 균주의 배양(1) Culture of a recombinant strain

1-1에서 수득된 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰을 카나마이신 25 mg/L가 보충된 MCGC 최소 배지(리터당, 글루코오스 40 g, (NH4)2SO4 4 g, KH2PO4 3 g, Na2HPO4 6 g, NaCl 1 g, 소디움 시트레이트 디하이드레이트 1 g, 비오틴 0.2 mg, 티아민ㆍHCl 1 mg, FeSO4ㆍ7H2O 20 mg, MgSO4ㆍ7H2O 0.2 g, MnSO4ㆍH2O 2 mg, FeCl3 2 mg, ZnSO4ㆍ7H2O 0.5 mg, CuCl2ㆍ2H2O 0.2 mg, (NH4)6Mo7O24ㆍ4H2O 0.1mg, Na2B4O7ㆍ10H2O 0.2 mg, 및 CaCl2 70 mg)에서 30℃에서 배양했다. 대조구로서 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032를 동일한 조건 하에서 배양하였다. Recombinant Corynebacterium glutamicum obtained in 1-1 was cultured in an MCGC minimal medium (40 g glucose, 4 g (NH 4 ) 2 SO 4 , 3 g KH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 6 g, NaCl 1 g, sodium citrate dihydrate 1 g, biotin 0.2 mg, thiamine and HCl 1 mg, FeSO 4 and 7H 2 O 20 mg, MgSO 4 and 7H 2 O 0.2 g, MnSO 4 and H 2 O 2 mg, FeCl 3 2 mg, ZnSO 4揃 7H 2 O 0.5 mg, CuCl 2揃 2H 2 O 0.2 mg, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24揃 4H 2 O 0.1 mg, Na 2 B 4 O 7, 10 H 2 O, and CaCl 2 70 mg) at 30 ° C. As a control, Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 was cultured under the same conditions.

코리네박테리움 글루타미쿰의 바이오매스는 600 nm에서 OD(optical density)로 측정하였다. 코리네박테리움 글루타미쿰의 건세포 중량(dry cell weight)은 1 OD600nm = 0.25 mg/mL의 흡광계수로 환산했다(AMB Express. 2014;4:15).The biomass of Corynebacterium glutamicum was measured at OD (optical density) at 600 nm. The dry cell weight of Corynebacterium glutamicum was converted to the extinction coefficient of 1 OD 600 nm = 0.25 mg / mL (AMB Express. 2014; 4:15).

ALA 합성효소 활성은 50 mM Tris-HCl (pH 7.5) 중 20 mM MgCl2, 0.1 M 디소디움 숙시네이트, 0.1 M 글리신, 0.1 mM 피리독살 포스페이트, 15 mM ATP, 0.2 mM CoA, 및 50 ㎕의 세포 추출물로 구성된 1 mL 반응 혼합물로부터의 ALA 형성에 근거하여 확인했다(J Microbiol Biotechnol. 2007;17(9):1579-84). 상기 효소 반응 혼합물은 Ehrlich 반응 완충액 [파라-디메틸아미노벤즈알데히드 0.02 g, 빙초산 0.84 mL, 70% (v/v) 과염소산 0.16 mL]을 첨가하는 것에 의해 시각화시키고, 표준 ALA를 이용하여 555 nm에서의 흡광도로 측정했다. 추출물의 단백질 함량은 BSA(bovine serum albumin)을 표준으로 이용한, Protein Assay Kit (Bio-Rad Inc., Hercules, CA, USA)를 이용하여 측정했다. ALA 합성효소 활성 1 유닛은 분당 1 μmole의 ALA를 전환시키는 효소의 양으로 정의하였다. ALA synthase activity was determined by incubating 20 mM MgCl 2 , 0.1 M disodium succinate, 0.1 M glycine, 0.1 mM pyridoxal phosphate, 15 mM ATP, 0.2 mM CoA, and 50 μl of cells in 50 mM Tris-HCl (J Microbiol Biotechnol. 2007; 17 (9): 1579-84). ≪ / RTI > The enzyme reaction mixture was visualized by adding Ehrlich reaction buffer (0.02 g of para-dimethylaminobenzaldehyde, 0.84 mL of glacial acetic acid, 0.16 mL of 70% (v / v) perchloric acid), and the absorbance at 555 nm . The protein content of the extract was measured using Protein Assay Kit (Bio-Rad Inc., Hercules, CA, USA) using bovine serum albumin (BSA) as a standard. One unit of ALA synthase activity was defined as the amount of enzyme that converted 1 μmole of ALA per minute.

재조합 코리네박테리움 글루타미쿰은 헴 생합성 경로의 속도 결정 단계를 우회하기 위해, ALA 합성효소를 코딩하는 유전자(hemA)를 P180 프로모터(구성적(constitutive) 프로모터)의 제어 하에 발현시키는 벡터를 코리네박테리움 글루타미쿰 HA에 도입하는 것에 의해 작제되었고, 활발하게 증식하는 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 추출물은 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰의 추출물이 ALA 합성효소의 활성을 보이지 않을 때 ALA 합성효소의 활성을 보여서, hemA 유전자가 기능적으로 발현되었다는 것을 보여주었다. Recombinant Corynebacterium glutamicum is a vector that expresses a gene ( hemA ) encoding ALA synthase under the control of the P180 promoter (constitutive promoter) to bypass the rate determining step of the hem biosynthetic pathway, The extract of recombinant Corynebacterium glutamicum, which was constructed by introducing into four bacterium glutamicum HA and actively growing, showed that when the extract of wild type Corynebacterium glutamicum did not show the activity of ALA synthase ALA synthase activity, indicating that the hemA gene was functionally expressed.

ALA 합성효소의 활성은 하기와 같이 측정하였다.The activity of ALA synthase was measured as follows.

지수생장기의 코리네박테리움 글루타미쿰 세포를 원심분리 (5000 rpm, 10min, 4℃)로 분리한 후 유리 비드(212-300 mm, Sigma-Adrich Co.) 10% (w/w)를 첨가한 후 비드분쇄기(Mini-BeadBeater16, Biospec, Bartlescille, OK, USA)에서 30분간 진탕하여 세포를 파쇄하였다. 파쇄된 세포 침전물을 원심분리 (12000 rpm, 10min, 4℃)로 제거한 후 남은 세포 추출물에 포함된 효소 활성을, 효소반응액 (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 20 mM MgCl2, 0.1 M 디소디움 숙시네이트, 0.1 M 글리신, 0.1 mM 피리독살 포스페이트, 15 mM ATP, 0.2 mM CoA, 및 50 ㎕의 세포 추출물)을 37℃에서 30분간 반응시켜 ALA 합성을 유도하여 측정하였다. 합성된 ALA의 농도는 Ehrlich 반응액 (Bio-Rad Laboratory)으로 발색 후 550nm의 분광광도계에서 흡광도를 측정하여 결정하였다(UV-2450, Shimadzu, Kyoto, Japan). 결과가 하기 표 1에 요약된다. The Corynebacterium glutamicum cells of the exponential growth period were separated by centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 ° C) and 10% (w / w) of glass beads (212-300 mm, Sigma-Adrich Co.) And then shaken for 30 minutes in a bead pulverizer (Mini-BeadBeater16, Biospec, Bartlescille, OK, USA). After removing the crushed cell suspensions by centrifugation (12000 rpm, 10 min, 4 ° C), the enzyme activity contained in the remaining cell extracts was measured using an enzyme reaction solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 20 mM MgCl 2 , 0.1 M Disodium succinate, 0.1 M glycine, 0.1 mM pyridoxal phosphate, 15 mM ATP, 0.2 mM CoA, and 50 [mu] l cell extract) were reacted at 37 [deg.] C for 30 minutes to induce ALA synthesis. The concentration of synthesized ALA was determined by measuring the absorbance of the synthesized ALA in a spectrophotometer at 550 nm after color development with an Ehrlich reaction solution (UV-2450, Shimadzu, Kyoto, Japan). The results are summarized in Table 1 below.

세포cell ALA 농도 (μmol/min. OD1)ALA concentration (μmol / min. OD1) C. glutamicum 13031 (야생형)C. glutamicum 13031 (wild type) 0 ± 0.050 ± 0.05 C. glutamicum HA (진화적응형)C. glutamicum HA (evolutionary adaptive) 0 ±0.030 ± 0.03 C. glutamicum 13031 + hemAC. glutamicum 13031 + hema 1.77 ±0.091.77 ± 0.09 C. glutamicum HA + hemAC. glutamicum HA + hema 1.82 ±0.111.82 + 0.11

hemA 유전자를 포함하는 플라스미드가 도입된 재조합 코리네박테리움을 MCGC 최소배지에서 배양하면 초기에는 황색을 띠다가, 배양 72시간 내에 적색으로 변했다. 적색 색소가 헴인 것으로 사료되어, 하기에 기재된 바와 같이, 그 색소를 분리하고 스펙트럼 분석을 수행하였다. Recombinant Corynebacterium containing plasmid containing hemA gene was initially grown on MCGC minimal medium and turned yellow within 72 hours after incubation. The red pigment was considered to be heme, and the pigment was separated and spectral analysis was performed as described below.

(2) 헴철 추출물의 생산 및 헴철의 확인(2) Production of heme iron extract and confirmation of heme iron

(1)에서의 배양에 의해 수득된 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양물과 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13032의 배양물을 각각 4℃에서 3,000g로 15분 동안 원심분리하여 적색으로 착색된 코리네박테리움 글루타미쿰을 회수하고, 증류수로 2회 세척하였다. The culture of the recombinant Corynebacterium glutamicum obtained by the culture in (1) and the culture of wild-type Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 were each centrifuged at 3,000 g at 4 ° C for 15 minutes, Corynebacterium glutamicum, which had been stained with Triton X-100, was washed and washed twice with distilled water.

상기 세포들을 15 ml의 증류수에 현탁시키고, 1 초 간격의 30W로 설정된 초음파 파쇄기(sonicator)(UP200S, Hielscher Ultrasonics GmbH, Teltow, Germany) 를 이용하여, 얼음 상에서 20분 동안 파쇄시켰다. 4℃, 10,000g에서 10분간 원심분리를 수행하여 세포 파쇄물을 제거하고, 상층액을 65℃ 수조에서 30분 동안 보관하였다. 그 후, 4℃, 10,000g에서 10 분간 원심분리를 수행하여 단백질 침전물을 제거하고 그 상층액을 이용하여 헴철 추출물을 수득하였다.The cells were suspended in 15 ml of distilled water and shaken on ice for 20 minutes using an ultrasonic sonicator (UP200S, Hielscher Ultrasonics GmbH, Teltow, Germany) set at 30 W at 1 second intervals. The cell lysates were removed by centrifugation at 10,000 g for 10 minutes at 4 ° C, and the supernatant was stored in a 65 ° C water bath for 30 minutes. Thereafter, centrifugation was performed at 4O < 0 > C and 10,000 g for 10 minutes to remove the protein precipitate, and the supernatant was used to obtain a heme iron extract.

적색의 색소인 헴철을 차가운 산-아세톤 추출 방법(Di Iorio, E.E., Methods Enzymol, 1981. 76: p. 57-72)을 이용하여 추출하였다. 상기에서 수득된 세포 추출물의 상층액을 -20℃에서 교반 하에 100 ml의 산-아세톤(99.8 ml의 아세톤 + 0.2 ml의 10 N HCl)에 소량씩 적가하였다. 그 후, 상기 용액을 -20℃에서 30분간 10,000g로 원심분리하였다. 침전물에서 적색을 완전히 제거하기 위해 상기 추출 과정을 반복하였다. 상기 과정에서 수득된 산-아세톤을 10N NaOH를 첨가하여 중화시키고 회전 증발기(rotary evaporator)를 이용하여 증발시켰다. 증발 후 잔류된 용액을 동결건조시켜 정제된 헴철 추출물을 수득하였다. Hem-iron, a red pigment, was extracted using a cold acid-acetone extraction method (Di Iorio, E. E., Methods Enzymol, 1981. 76: p. 57-72). The supernatant of the cell extract obtained above was added dropwise to 100 ml of acid-acetone (99.8 ml of acetone + 0.2 ml of 10 N HCl) with stirring at -20 ° C. The solution was then centrifuged at 10,000 g for 30 minutes at -20 < 0 > C. The extraction procedure was repeated to completely remove red from the precipitate. The acid-acetone obtained in the above procedure was neutralized by the addition of 10N NaOH and evaporated using a rotary evaporator. The remaining solution after evaporation was lyophilized to give a purified heme iron extract.

각 추출물의 단백질 함량은 우혈청 알부민을 표준으로 이용한 Bio-Rad 단백질 분석 키트(Bio-Rad, Hercules, CA, U.S.A.)를 이용하여 결정하였다. 철의 양은 [Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O]를 표준으로 이용한 오르토-페난트롤린 비색법(Volkova, T.N.and N.V. Patrina, Lab Delo, 1967. 2: 97-8)을 이용하여 결정하였다. Protein content of each extract was determined using Bio-Rad protein assay kit (Bio-Rad, Hercules, Calif., USA) using bovine serum albumin as standard. The amount of iron [Fe (NH 4) 2 ( SO 4) 2 · 6H 2 O] using as a standard the ortho-phenanthroline colorimetry (Volkova, TNand NV Patrina, Lab Delo, 1967. 2: 97-8) using the Respectively.

헴 농도는 C18 컬럼(Xbridge, Waters Co.) 및 400 nm에서의 UV 검출기가 구비된 HPLC system (Waters Co., Milford, MA, USA)을 이용하여 측정했다 (J Microbiol Biotechnol. 2015;25(6):880-6). 용리액(1 M ammonium acetate mixed with 86 % methanol, v/v. pH 5.16)을 1 mL/분의 유속으로 등속으로 흘렸다(isocratic). 소로부터의 헤민 클로라이드(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 정량 표준 곡선을 작성하기 위해 이용했다. The heme concentration was measured using a C18 column (Xbridge, Waters Co.) and an HPLC system (Waters Co., Milford, Mass., USA) equipped with a UV detector at 400 nm (J Microbiol Biotechnol. ): 880-6). The eluent (1 M ammonium acetate mixed with 86% methanol, v / v, pH 5.16) is isocratically flowed at a flow rate of 1 mL / min. Hemine chloride from cows (Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo., USA) was used to generate quantitative standard curves.

재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양액에서 관찰된 적색이 헴철에 의한 것이라는 것을 확인하기 위해 UV1240 분광분석기(Shimadzu사, 교토, 일본)를 이용하여 추출물의 스펙트럼을 조사하였다. 상기 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰으로부터 수득된 추출물의 스펙트럼은 407 nm에서 주요 피크를 보이고, 500 및 503 nm에서 작은 피크를 보였고, 이는 헴의 특징적인 스펙트럼과 일치한다(Berry and Trumpower, Simultaneous determination of hemes a, b and c from pyridine hemochrome spectra. Anal Biochem 161(1):1-15, 1987). 도 1은 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에서 생성된 헴철을 함유하는 추출물의 스펙트럼을 도시한다. 이에 의해, 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양에서 생성된 적색 색소는 헴철로 확인하였다.To confirm that the red color observed in the culture of the recombinant Corynebacterium glutamicum was due to heme iron, the spectrum of the extract was examined using a UV1240 spectrometer (Shimadzu Corp., Kyoto, Japan). The spectrum of the extract obtained from the recombinant Corynebacterium glutamicum showed a main peak at 407 nm and a small peak at 500 and 503 nm, consistent with the characteristic spectrum of heme (Berry and Trumpower, Simultaneous determination Analis Biochem 161 (1): 1-15, 1987). Figure 1 shows the spectrum of the extract containing heme iron produced in the culture of recombinant Corynebacterium glutamicum. As a result, the red dye produced in the culture of recombinant Corynebacterium glutamicum was identified as heme iron.

과량의 헴은 산화적 스트레스를 유발했을 것이므로(P Natl Acad Sci USA. 2013;110(20):8206-11), 산화적 스트레스-내성 코리네박테리움 글루타미쿰 균주를 모균주로 이용하여 헴 축적을 유도했다. H2O2 스트레스 하에서 적응적으로 진화된, HA 균주(Biotechnol Lett. 2013;35(5):709-17)를 ALA 합성효소를 발현하는 코리네박테리움 글루타미쿰을 모균주로 이용하였다. 도 2는 상기 1-1에서 작제된 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰과 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 (ATCC 13032)의 배양에 따른 바이오매스와 헴철 생산량을 보여준다. ALA 합성효소를 발현하는 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 HA 균주의 배양물(OD=47.7)은 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 균주(OD=47.6)와 유사한 수준의 바이오매스를 생성했다. 그러나, 헴 함량은 재조합 HA 균주의 경우 0.74±0.15 mg- heme/g-DCW 이고, 야생형의 경우, 0.33±0.08 mg- heme/g-DCW 이었다. 따라서, 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 HA 균주는 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 균주에 비해 2배 이상 많은 양의 헴을 생성했다. Since excess heme may have caused oxidative stress (P Natl Acad Sci USA 2013; 110 (20): 8206-11), oxidative stress-resistant Corynebacterium glutamicum strains were used as parent strains, Led to accumulation. HA strain (Biotechnol Lett. 2013; 35 (5): 709-17) adaptively evolved under H 2 O 2 stress was used as parent strain of Corynebacterium glutamicum expressing ALA synthase. FIG. 2 shows the biomass and hemolysis yields of cultured recombinant Corynebacterium glutamicum and wild-type Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) prepared in 1-1 above. The culture (OD = 47.7) of the recombinant Corynebacterium glutamicum HA strain expressing ALA synthase produced a level of biomass similar to the wild type Corynebacterium glutamicum strain (OD = 47.6). However, the amount of heme was 0.74 ± 0.15 mg - heme / g- DCW for the recombinant HA strain and 0.33 ± 0.08 mg - heme / g- DCW for the wild-type strain. Thus, the recombinant Corynebacterium glutamicum HA strain produced more than twice as much heme as the wild type Corynebacterium glutamicum strain.

실시예Example 2.  2. 헴철의Hemp 생산 production

랩-규모 헴철 생산을 위해, 실시예 1에서 수득된 pSL360-hemA를 갖는 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰 균주를 카나마이신 25 mg/L가 보충된 MCGC 최소 배지(리터당, 글루코오스 40 g, (NH4)2SO4 4 g, KH2PO4 3 g, Na2HPO4 6 g, NaCl 1 g, 소디움 시트레이트 디하이드레이트 1 g, 비오틴 0.2 mg, 티아민ㆍHCl 1 mg, FeSO4ㆍ7H2O 20 mg, MgSO4ㆍ7H2O 0.2 g, MnSO4ㆍH2O 2 mg, FeCl3 2 mg, ZnSO4ㆍ7H2O 0.5 mg, CuCl2ㆍ2H2O 0.2 mg, (NH4)6Mo7O24ㆍ4H2O 0.1mg, Na2B4O7ㆍ10H2O 0.2 mg, 및 CaCl2 70 mg)를 담은 엘렌마이어 플라스크에서 배양했다. 상기 플라스크를 30℃ 진탕 인큐베이터에서 72시간 동안 인큐베이션시키고, 헴철의 추출을 위해 바이오매스를 수집했다. 원심분리(10,000xg, 4℃, 10분)에 의해 바이오매스를 수집한 후, 세포를 1N NaOH 용액(1 mL)에 분산시키고 비드비터(Minibeadbeater-16, BioSpec Products Inc., Bartlesville, OK, USA)에서 1분 동안 강력한 진탕에 노출시켰다. 세포 파편을 4℃에서 10,000xg로 10분 동안 원심분리하여 침전시키고, 분산된 세포의 상층액(200 mL)을 400 mL의 아세토니트릴:디메틸술폭시드(DMSO)(4:1, v/v)와 혼합하고, 볼텍싱하고, 4℃에서 10,000xg로 10분 동안 원심분리하였다. 상층을 제거하고, 하층(bottom layer)을 PTFE(polytetrafluoroethylene) 막 필터로 여과시켰다(J Microbiol Biotechnol. 2015;25(6):880-6). 여과액으로 HPLC 정량을 수행하거나, 헴철 추출물로 이용하였다. For rap-scale heme iron production, the recombinant Corynebacterium glutamicum strain having pSL360- hemA obtained in Example 1 was added to MCGC minimal medium (40 g glucose, (NH 4 ) 2 SO 4 4 g, KH 2 PO 4 3 g, Na 2 HPO 4 6 g, NaCl 1 g, sodium citrate dihydrate 1 g, biotin 0.2 mg, thiamine HCl 1 mg, FeSO 4揃 7H 2 O 20 MgSO 4揃 7H 2 O 0.2 g, MnSO 4揃 H 2 O 2 mg, FeCl 3 2 mg, ZnSO 4揃 7H 2 O 0.5 mg, CuCl 2揃 2H 2 O 0.2 mg, (NH 4 ) 6 Mo 7 0.1 mg of O 24揃 4H 2 O, 0.2 mg of Na 2 B 4 O 7揃 10H 2 O, and 70 mg of CaCl 2 ) in an Erlenmeyer flask. The flasks were incubated for 72 hours in a 30 DEG C shaking incubator and biomass was collected for extraction of heme iron. After collecting the biomass by centrifugation (10,000 xg, 4 캜, 10 min), the cells were dispersed in 1 N NaOH solution (1 mL) and incubated with a bead bitter (Minibeadbeater-16, BioSpec Products Inc., Bartlesville, ) For 1 minute. Cell debris was centrifuged at 10,000 x g for 10 min at 4 ° C and the supernatant (200 mL) of the dispersed cells was dissolved in 400 mL of acetonitrile: dimethylsulfoxide (DMSO) (4: 1, v / v) , Vortexed and centrifuged at 10,000 xg for 10 minutes at 4 < 0 > C. The upper layer was removed and the bottom layer was filtered with a PTFE (polytetrafluoroethylene) membrane filter (J Microbiol Biotechnol. 2015; 25 (6): 880-6). HPLC quantification was performed with the filtrate or used as a heme iron extract.

정제된 코리네박테리움 글루타미쿰의 헴 추출물의 스펙트럼을 분광광도계(UV1240, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 모니터링하였다(Biochem Biophys Res Commun. 1975;67(2):747-51). 코리네박테리움 글루타미쿰-유래 헴 추출물의 철 함량은 [Fe(NH4)2(SO4)2ㆍ6H2O]를 표준으로 이용한 오르토-페난트롤린 비색 방법에 의해 확인했다(Lab Delo. 1967;2:97-8).The spectrum of the heme extract of purified Corynebacterium glutamicum was monitored using a spectrophotometer (UV1240, Shimadzu, Kyoto, Japan) (Biochem Biophys Res Commun. 1975; 67 (2): 747-51). The iron content of the Corynebacterium glutamicum-derived hemp extract was confirmed by the ortho-phenanthroline colorimetric method using [Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 .6H 2 O] as a standard (Lab Delo 1967; 2: 97-8).

실시예Example 3. 유산균의 성장 촉진 3. Promote growth of lactic acid bacteria

일부 편성 혐기성(strict fermentative) 유산균은 배지에 호흡 성분(예를 들면, 소 유래 헴, 또는 메나퀴논(menaquinone))이 외래로부터 공급되면, 호기성 성장을 수행할 수 있는 것으로 보고되었다(Curr Opin Biotech. 2011;22(2):143-9; Microb Cell Fact. 2009;8:28; J Bacteriol. 2001;183(15)]. 코리네박테리움 글루타미쿰-생산 헴 추출물 첨가도 유산균 바이오매스 생산을 증가시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위해, 4종의 유산균을 호기적으로 배양하고, 그 바이오매스를 혐기적으로 배양된 바이오매스와 비교하였다.Some of the stricter fermentative lactic acid bacteria have been reported to be capable of aerobic growth when a respiratory component (e. G., Bovine hem, or menaquinone) is supplied from the outpatient to the medium (Curr Opin Biotech. The production of corynebacterium glutamicum-producing heme extracts was also increased by the addition of lactic acid biomass production (Fig. In order to confirm whether the biomass could be increased, four lactic acid bacteria were aerobically cultured and the biomass was compared with the anaerobically cultivated biomass.

바이오매스를 비교하기 위해, 4종의 유산균을 deMan Rogosa Sharpe (MRS) 배지 (Difco, BD BioSciences, San Jose, CA, USA)에서 배양하였다. 솜 마개로 막은 15 mL-시험관을 이용하여 유산균을 220 rpm으로 48시간 동안 호기 배양시켰다. 온도는 Lactobacillus casei, L. rhamosus 배양의 경우 37℃로 유지하고, Lactococcus lactis subsp. lactis의 배양은 30℃로 유지시켰다. 실시예 2에서 수득된 코리네박테리움 글루타미쿰-유래 헴 추출물을 0, 2.5 또는 5 mg-헴/mL가 되도록 MRS 배지에 첨가했다. 혐기성 배양을 측정하기 위해, 유산균을 고무 마개 및 알루미늄 캡으로 밀봉한 혐기 유리관 (Bellco Glass Inc., Vineland, NJ, USA)에서 배양시켰다. 헤드 스페이스의 공기는 5분 동안 질소로 플러싱(flush)시켰다. 산소 오염을 피하기 위해, 1 mL-시린지를 이용하여 접종 및 시료 채취를 수행하였다. 온도는 호기 배양과 동일하게 유지시켰다. 유산균의 바이오매스는 600 nm에서 OD(optical density)로 측정하였다. 유산균의 바이오매스를 3회 이상의 반복 실험으로부터 결정하였다. 하기 표 2에 결과가 요약된다.To compare biomass, four lactic acid bacteria were cultured in deMan Rogosa Sharpe (MRS) medium (Difco, BD BioSciences, San Jose, CA, USA). Lactic acid bacteria were aerobically cultivated for 48 hours at 220 rpm using a 15 mL-test tube with a cotton plug. The temperature was measured by Lactobacillus casei , L. rhamosus The culture was maintained at 37 ° C, and Lactococcus lactis subsp. Culture of lactis And kept at 30 캜. The Corynebacterium glutamicum-derived heme extract obtained in Example 2 was added to the MRS medium to be 0, 2.5 or 5 mg-heme / mL. To measure anaerobic cultures, lactobacilli were incubated in anaerobic glass tubes (Bellco Glass Inc., Vineland, NJ, USA) sealed with rubber stoppers and aluminum caps. Air in the headspace was flushed with nitrogen for 5 minutes. To avoid oxygen contamination, inoculation and sample collection were performed using a 1 mL syringe. The temperature was kept the same as the aerobic culture. Biomass of lactic acid bacteria was measured at OD (optical density) at 600 nm. The biomass of the lactic acid bacteria was determined from three or more repeated experiments. The results are summarized in Table 2 below.

균주Strain 혐기anaerobe 호기
(헴 추출물 0 ㎍/mL)
Expiration
(Heme extract 0 [mu] g / mL)
호기
(헴 추출물 2.5 ㎍/mL)
Expiration
(Heme extract 2.5 [mu] g / mL)
호기
(헴 추출물 5.0 ㎍/mL)
Expiration
(Heme extract 5.0 [mu] g / mL)
Lactococcus lactis subsp. lactis (KCTC 3769) Lactococcus lactis subsp. lactis (KCTC 3769) 1.67±0.021.67 ± 0.02 1.82±0.081.82 + 0.08 2.94±0.132.94 + - 0.13 3.30±0.573.30 ± 0.57 Lactobacillus rhamosus(KCTC 5033) Lactobacillus rhamosus (KCTC 5033) 12.27±0.3912.27 ± 0.39 12.17±0.0512.17 ± 0.05 13.64±0.1313.64 + 0.13 14.16±0.3514.16 ± 0.35 Lactobacillus casei(KCTC 3109) Lactobacillus casei (KCTC 3109) 10.68±0.5010.68 ± 0.50 6.25±0.406.25 + - 0.40 6.95±0.316.95 + - 0.31 11.07±1.2211.07 ± 1.22 Lactobacillus plantarum(KCTC 33131) Lactobacillus plantarum (KCTC 33131) 10.25±0.1310.25 + 0.13 6.92±0.276.92 ± 0.27 8.35±0.498.35 ± 0.49 8.52±0.018.52 ± 0.01

데이터는 3회 이상의 반복 측정으로부터의 OD600nm에 의해 측정된 바이오매스의 평균±SD임Data are mean ± SD of biomass measured by OD 600 nm from three or more repeated measurements

실시예 1에서 수득된 재조합 코리네박테리움 글루타미쿰에 의해 생산된 헴철 추출물의 첨가(5 mg/mL)는 Lactococcus lactis, Lactobacillus rhamosus, 및 L. casei 가 각각 혐기 배양에 의해 생산된 바이오매스보다 97%, 15%, 및 4% 더 많은 바이오매스를 생성할 수 있게 했다. 그러나, 호기 배양으로부터의 L. plantarum의 바이오매스는 혐기 배양으로부터의 바이오매스보다 더 낮았다. 헴철 첨가에 의해 증가된 바이오매스는 용량-의존성을 보여서, 바이오매스 증가가 보다 많은 양의 코리네박테리움 글루타미쿰-생산 헴철 추출물을 보충하는 것에 의해 증가될 수 있다는 것을 시사했다. The addition of the heme iron extract (5 mg / mL) produced by the recombinant Corynebacterium glutamicum obtained in Example 1 was inhibited by Lactococcus lactis , Lactobacillus rhamosus , and L. casei were able to produce 97%, 15%, and 4% more biomass than the biomass produced by anaerobic cultivation, respectively. However, biomass of L. plantarum from aerobic culture was lower than biomass from anaerobic culture. Biomass increased by heme iron addition was dose-dependent, suggesting that biomass increase could be increased by supplementing higher amounts of Corynebacterium glutamicum-producing heme iron extracts.

실시예Example 4. 유산균의  4. Lactic acid bacteria 보존력Conservative power 개선 Improving

재조합 코리네박테리움 글루타미쿰-생산 헴철 추출물의 첨가가 유산균의 생존력에 미치는 효과를 확인하기 위해, 유산균 세포를 MRS 배지를 담은 고무-마개로 막은 튜브에서 혐기성 배양하였다. 배양물에 헴 추출물(5 ㎍-heme/L)을 첨가하고, 솜으로 막은 튜브로 옮기고, 진탕 없이, 4℃에서 보관하였다. 헴 추출물을 첨가하지 않은 대조구 배양물은 4℃ 보관 동안 고무마개로 막은 튜브에서 유지시켰다. 배양물을 무균 상태로 샘플링(0.1 mL)하고, 멸균된 염수에 희석하고, MRS-아가 플레이트에 도말하였다. 플레이트를 3일 동안 인큐베이션하고, 콜로니 형성을 계수하였다. To confirm the effect of the addition of the recombinant Corynebacterium glutamicum-producing heme iron extract on the viability of the lactic acid bacteria, the lactic acid bacteria cells were anaerobically cultured in a rubber-capped tube containing the MRS medium. Heme extract (5 μg-heme / L) was added to the culture, the membrane was transferred to a membrane with cotton and stored at 4 ° C without shaking. Control cultures to which no heme extract was added were kept in tubes with rubber spats during storage at 4 ° C. The culture was aseptically sampled (0.1 mL), diluted in sterile saline, and plated on MRS-agar plates. Plates were incubated for 3 days and colonization was counted.

잠재적인 보존력을 확인하기 위해, 코리네박테리움 글루타미쿰-생산 헴철 추출물을 4℃ 보관 배양물에 첨가하고, 살아있는 세포를 계수하였다(도 3). 헴을 첨가한, L. lactisL. plantarum의 배양물은 4℃ 보관에서 둔화된 감소를 보였다. L. rhamosusL. casei 의 배양물은 헴 첨가 여부에 관계없이, 15-일 보관 동안 유의성있게 감소하지 않았다. 도 3에 그 결과가 도시된다. To identify potential retention, Corynebacterium glutamicum-producing heme iron extracts were added to 4 ° C storage culture and living cells were counted (Figure 3). Cultures of L. lactis and L. plantarum containing heme showed a slowing decrease at 4 ℃ storage. Cultures of L. rhamosus and L. casei were not significantly decreased during 15-day storage regardless of the addition of heme. The results are shown in Fig.

4종의 테스트된 유산균 중 3종의 바이오매스가 헴 생산능을 갖는 코리네박테리움 글루타미쿰의 추출물 첨가에 의해 증가되었다(표 2). 헴 첨가에 따른 바이오매스의 증가 정도는 테스트된 유산균의 종에 따라 달랐다. 이러한 유산균의 종간 차이는 최소 호흡기(minimum respiration machinery)에 대한 유산균의 게놈 정보에 의존적일 것이다. 유산균이 호흡기를 가지고 있는 한, 외래 헴의 첨가는 혐기성 대사보다 더 많은 에너지를 생성할 호흡 대사 하에 세포가 증식할 수 있게 하므로, 동일한 배지에서 바이오매스의 증가를 가져온다. 코리네박테리움 글루타미쿰 유래 헴철 추출물에 의한 효과는 유산균 종에 따라 달랐으나, 코리네박테리움 글루타미쿰 유래 헴철에 의한 유산균 보관 동안의 보다 높은 생존율(도 3)의 이유는 소 유래 헴 첨가의 경우와 같이 저온 보관 동안 유지 에너지를 위해 이용된 양성자 구동력(proton motive force) 생성으로부터의 보다 많은 에너지일 수 있다(J Bacteriol. 2007;189(14):5203-9). 따라서, 유산균이 호흡계를 가지는 한, 코리네박테리움 글루타미쿰 생산 헴 추출물은 바이오매스 생산성을 증가시키고, 보존 에너지를 제공하여 생존력의 증가를 가져오며, 프로바이오틱스용 유산균 개시 배양물(starter culture)에서 배지를 감소시킬 수 있다. Three of the four tested lactic acid bacteria biomass were increased by the addition of the extract of Corynebacterium glutamicum with the ability to produce heme (Table 2). The extent of biomass increase with heme addition was dependent on the species of lactic acid bacteria tested. The species differences of these lactic acid bacteria will depend on the genomic information of the lactic acid bacteria against the minimum respiration machinery. As long as the lactic acid bacteria have a respiratory tract, the addition of foreign heme allows the cells to multiply under respiratory metabolism to produce more energy than anaerobic metabolism, resulting in an increase in biomass in the same medium. The effect of the hemorrhagic extract derived from Corynebacterium glutamicum differs depending on the lactic acid bacteria species, but the reason for the higher survival rate (Fig. 3) during storage of the lactic acid bacteria by heme iron derived from Corynebacterium glutamicum (J Bacteriol. 2007; 189 (14): 5203-9), which is the proton motive force used for maintenance energy during cryopreservation, Therefore, as long as the lactic acid bacteria have a respiratory system, the Colebacterium glutamicum-producing heme extract increases the productivity of biomass, provides conservation energy to increase viability, and is useful as a starter culture for probiotics The medium can be reduced.

<110> Catholic University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Composition comprising heme-iron for promoting growth or preservation of lactic acid bacteria <130> PN160274 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for hemA <400> 1 ctgcagagga aacagaccat ggactacaat ctgg 34 <210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for hemA <400> 2 ctgcagaaac ctaggggatc cgccagcgga tcctag 36 <210> 3 <211> 1224 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <220> <221> gene <222> (1)..(1224) <223> hemA <400> 3 atggactaca atctggcact cgataccgct ctgaaccggc tccataccga gggccggtac 60 cggaccttca tcgacatcga gcggcgcaag ggtgccttcc cgaaagccat gtggcgcaag 120 cccgacggga gcgagaagga aatcaccgtc tggtgcggca acgactatct cggcatgggc 180 cagcatccgg tggtgctggg ggccatgcac gaggcgctgg attcgaccgg cgccgggtcg 240 ggcggcacgc gcaacatctc gggcaccacg ctctatcaca agcgcctcga ggccgagctc 300 gccgacctgc acggcaagga agcggcgctg gtcttctcgt cggcctatat cgccaacgac 360 gcgaccctct cgacgctgcc gcagctgatc ccgggcctcg tcatcgtctc ggacaagttg 420 aaccacgctt cgatgatcga gggcatccgc cgctcgggca ccgagaagca catcttcaag 480 cacaatgacc tcgacgacct gcgccggatc ctgacctcga tcggcaagga ccgtccgatc 540 ctcgtggcct tcgaatccgt ctattcgatg gatggcgact tcggccgcat cgaggagatc 600 tgcgacatcg ccgacgagtt cggcgcgctg aaatacatcg acgaggtcca tgccgtcggc 660 atgtacggcc cccgcggcgg cggcgtggcc gagcgggacg ggctgatgga ccggatcgac 720 atcatcaacg ggacgctggg caaggcctat ggcgtgttcg gcggctatat cgcggcctcg 780 tcaaagatgt gcgacgcggt gcgctcctac gcgccgggct tcatcttctc gacctcgctg 840 ccgcccgtcg tggcggccgg tgcggcggcc tcggtgcgcc acctcaaggg cgatgtggag 900 ctgcgcgaga agcaccagac ccaggcccgc atcctgaaga tgcgcctcaa ggggctcggc 960 ctgccgatca tcgaccacgg ctcgcacatc gtgccggtcc atgtgggcga ccccgtgcac 1020 tgcaagatga tctcggacat gctgctcgag catttcggca tctatgtcca gccgatcaac 1080 ttcccgaccg tgccgcgcgg gaccgagcgg ctgcgcttca ccccgtcgcc cgtgcatgat 1140 tccggcatga tcgatcacct cgtgaaggcc atggacgtgc tctggcagca ctgtgcgctg 1200 aatcgcgccg aggtcgttgc ctga 1224 <110> Catholic University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Composition comprising heme-iron for promoting growth or          preservation of lactic acid bacteria <130> PN160274 <160> 3 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for hemA <400> 1 ctgcagagga aacagaccat ggactacaat ctgg 34 <210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for hemA <400> 2 ctgcagaaac ctaggggatc cgccagcgga tcctag 36 <210> 3 <211> 1224 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <220> <221> gene &Lt; 222 > (1) .. (1224) <223> hema <400> 3 atggactaca atctggcact cgataccgct ctgaaccggc tccataccga gggccggtac 60 cggaccttca tcgacatcga gcggcgcaag ggtgccttcc cgaaagccat gtggcgcaag 120 cccgacggga gcgagaagga aatcaccgtc tggtgcggca acgactatct cggcatgggc 180 cagcatccgg tggtgctggg ggccatgcac gaggcgctgg attcgaccgg cgccgggtcg 240 ggcggcacgc gcaacatctc gggcaccacg ctctatcaca agcgcctcga ggccgagctc 300 gccgacctgc acggcaagga agcggcgctg gtcttctcgt cggcctatat cgccaacgac 360 gcgaccctct cgacgctgcc gcagctgatc ccgggcctcg tcatcgtctc ggacaagttg 420 aaccacgctt cgatgatcga gggcatccgc cgctcgggca ccgagaagca catcttcaag 480 cacaatgacc tcgacgacct gcgccggatc ctgacctcga tcggcaagga ccgtccgatc 540 ctcgtggcct tcgaatccgt ctattcgatg gatggcgact tcggccgcat cgaggagatc 600 tgcgacatcg ccgacgagtt cggcgcgctg aaatacatcg acgaggtcca tgccgtcggc 660 atgtacggcc cccgcggcgg cggcgtggcc gagcgggacg ggctgatgga ccggatcgac 720 atcatcaacg ggacgctggg caaggcctat ggcgtgttcg gcggctatat cgcggcctcg 780 tcaaagatgt gcgacgcggt gcgctcctac gcgccgggct tcatcttctc gacctcgctg 840 ccgcccgtcg tggcggccgg tgcggcggcc tcggtgcgcc acctcaaggg cgatgtggag 900 ctgcgcgaga agcaccagac ccaggcccgc atcctgaaga tgcgcctcaa ggggctcggc 960 ctgccgatca tcgaccacgg ctcgcacatc gtgccggtcc atgtgggcga ccccgtgcac 1020 tgcaagatga tctcggacat gctgctcgag catttcggca tctatgtcca gccgatcaac 1080 ttcccgaccg tgccgcgcgg gaccgagcgg ctgcgcttca ccccgtcgcc cgtgcatgat 1140 tccggcatga tcgatcacct cgtgaaggcc atggacgtgc tctggcagca ctgtgcgctg 1200 aatcgcgccg aggtcgttgc ctga 1224

Claims (13)

ALA 합성효소((5-aminolevulinic acid synthase)를 코딩하는 유전자의 발현 또는 ALA 합성효소의 활성이 모균주에 비해 증가된, 코리네박테리움 글루타미쿰을 배양하여 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 헴철 추출물을 제조하는 방법. Comprising culturing Corynebacterium glutamicum, wherein the expression of the gene encoding ALA synthase (5-aminolevulinic acid synthase) or the activity of the ALA synthase is increased relative to the parent strain, to obtain a culture , A method for producing a heme iron extract. 청구항 1에 있어서, 상기 모균주는 KCTC 12280BP로 기탁된 코리네박테리움 글루타미쿰인 것인 방법.The method according to claim 1, wherein the parent strain is Corynebacterium glutamicum deposited with KCTC 12280BP. 청구항 1에 있어서, 상기 코리네박테리움 글루타미쿰은 ALA 합성효소를 코딩하는 유전자 hemA의 도입에 의해 상기 유전자의 발현이 증가된 것인 방법.The method according to claim 1, wherein the Corynebacterium glutamicum has increased expression of the gene by introducing a gene hemA encoding ALA synthase. 청구항 1에 있어서, 상기 헴철 추출물은 코리네박테리움 글루타미쿰의 배양물, 그의 추출물, 또는 그로부터 분리되고 정제된 헴철의 형태인 것인 방법.The method according to claim 1, wherein the heme iron extract is in the form of a culture of Corynebacterium glutamicum, an extract thereof, or a heme iron isolated and purified therefrom. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은 상기 배양물로부터 코리네박테리움 글루타미쿰을 회수하는 단계, 회수된 코리네박테리움 글루타미쿰을 재현탁시키고, 파쇄하여 파쇄물을 수득하는 단계, 및 상기 파쇄물로부터 헴철을 포함하는 상층액을 수득하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. The method of claim 1, wherein the method comprises the steps of recovering Corynebacterium glutamicum from the culture, resuspending and crushing the recovered Corynebacterium glutamicum, and obtaining a lysate from the lysate Further comprising the step of obtaining a supernatant comprising heme iron. 청구항 5에 있어서, 상기 상층액으로부터 가열에 의한 침전 및 추출에 의해 헴철 추출물을 수득하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. The method according to claim 5, further comprising the step of obtaining a heme iron extract by precipitation and extraction from the supernatant by heating. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는, 유산균의 보존력 개선용 조성물.A composition for improving the preservation ability of a lactic acid bacterium, comprising a heme iron extract produced by the method according to any one of claims 1 to 6. 청구항 7에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것인 조성물. The composition according to claim 7, wherein the lactic acid bacterium is Lactobacillus lactis or Lactobacillus plantarum. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 헴철 추출물의 존재 하에 유산균을 보존하는 단계를 포함하는, 유산균의 보존력을 향상시키는 방법. A method for improving the preservation of lactic acid bacteria, comprising the step of preserving the lactic acid bacteria in the presence of the heme iron extract prepared by the method according to any one of claims 1 to 6. 유산균 배양액을 준비하는 단계, 및 상기 유산균 배양액에 청구항 7의 조성물을 첨가하는 단계를 포함하는, 생균제 조성물을 제조하는 방법. Preparing a culture of a lactic acid bacterium; and adding the composition of claim 7 to the culture of the lactic acid bacterium. 청구항 10에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것인 방법.The method according to claim 10, wherein the lactic acid bacterium is Lactobacillus lactis or Lactobacillus plantarum. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 헴철 추출물을 포함하는, 유산균의 성장 촉진용 조성물. A composition for promoting growth of a lactic acid bacterium, comprising a heme iron extract prepared by the method according to any one of claims 1 to 6. 청구항 12에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 락토바실러스 라모수스(Lactobacillus rhamosus) 또는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei)인 것인 조성물. The composition according to claim 12, wherein the lactic acid bacterium is Lactobacillus lactis, Lactobacillus rhamosus or Lactobacillus casei.
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