KR20190049575A - Composition for the production of propanol containing methanotroph and propanol production method - Google Patents

Composition for the production of propanol containing methanotroph and propanol production method Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for producing a high concentration of propanol by supplying methanol and cultivating methanotrophs in the presence of propane-containing gas. The high concentration of propanol can be stably produced according to the method, which can be effectively used to produce high-concentration propanol.

Description

메탄자화균을 포함하는 프로판올 생산용 조성물 및 프로판올 생산 방법{Composition for the production of propanol containing methanotroph and propanol production method}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for producing propanol containing methane magnetism and a method for producing propanol,

본 발명은 메탄자화균을 포함하는 프로판올 생산용 조성물 및 프로판올 생산 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메탄올 및 프로판 함유 가스 존재하에서 메탄자화균을 배양하여 고농도의 프로판올을 생산하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for producing propanol containing a methanogenic bacterium and a method for producing propanol, and more particularly, to a method for producing a high concentration of propanol by culturing methanotrophic bacteria in the presence of methanol and propane-containing gas.

메탄자화균이 가지고 있는 메탄 산화 효소(methane monooxygenase; MMO)는 기질 특이성이 약하여 프로판으로부터 프로판올 생산이 가능하다. 그러나, 생산된 프로판올은 메탄올 탈수소화 효소(dehydrogenase; MDH)에 의하여 아세톤 등으로 추가 전환되므로 고농도의 프로판올 생산이 불가능하다.Methane monooxygenase (MMO) possessed by methanogenic bacteria has a low substrate specificity and propanol production from propane is possible. However, since the produced propanol is further converted to acetone or the like by methanol dehydrogenase (MDH), it is impossible to produce propanol at a high concentration.

프로판올 생산 공정은 프로판을 산화시키기 위한 환원력을 저렴한 메탄이나 메탄올로부터 얻고, 프로판올을 선택적으로 회수하는 개념이다. 메탄자화균이 보유한 메탄올 수소화효소는 생성된 알코올을 분해하여 환원력을 생산하기 때문에 환원력 공급 측면에서 도움이 되나, 생산된 프로판올 역시 분해할 수 있으므로 적절한 운전 전략이나 균주 개발이 필요하다.The propanol production process is a concept in which the reducing power for oxidizing propane is obtained from inexpensive methane or methanol and propanol is selectively recovered. Methanol hydrolase, which is possessed by methanogenic bacteria, decomposes the produced alcohol to produce reducing power, which is helpful in terms of reducing power supply. However, appropriate production strategies and strains are needed because propanol produced can also be decomposed.

이에 본 발명자들은 메탄올을 공급하고 프로판이 포함된 가스 존재하에서 메탄자화균을 배양한 결과, 프로판올의 생산 효율이 우수한 것을 확인하였다. Therefore, the inventors of the present invention have found that the production efficiency of propanol is excellent when methanol is supplied and the methanogenic bacteria are cultured in the presence of propane-containing gas.

이에, 본 발명의 목적은 메틸로모나스 속(Methylomonas), 메틸로마이크로비움 속(Methylomicrobium), 메틸로박터 속(Methylobacter), 메틸로코커스 속(Methylococcus), 메틸로스페라 속(Methylosphaera), 메틸로칼덤 속(Methylocaldum), 메틸로글로버스 속(Methyloglobus), 메틸로사르시나 속(Methylosarcina), 메틸로프로펀더스 속(Methyloprofundus), 메틸로썰머스 속(Methylothermus), 메틸로할로비우스 속(Methylohalobius), 메틸로게아 속(Methylogaea), 메틸로마리넘 속(Methylomarinum), 메틸로벌럼 속(Methylovulum), 메틸로마리노범 속(Methylomarinovum), 메틸로러브럼 속(Methylorubrum), 메틸로파라코커스 속(Methyloparacoccus), 메틸로시너스 속(Methylosinus), 메틸로시스티스 속(Methylocystis), 메틸로셀라 속(Methylocella), 메틸로캡사 속(Methylocapsa), 메틸로퍼룰라 속(Methylofurula), 메틸아시디필럼 속(Methylacidiphilum) 및 메틸아시디마이크로비움 속(Methylacidimicrobium)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액을 포함하는 프로판올 생산용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a process for producing a compound of formula (I), which is a compound of formula (I), wherein Methylomonas, Methylomicrobium, Methylobacter, Methylococcus, Methylosphaera, But are not limited to, Methylocaldum, Methyloglobus, Methylosarcina, Methyloprofundus, Methylothermus, Methylollobuides, Methylmorpholinamide, Methylohalobius, Methylogaea, Methylomarinum, Methylovulum, Methylomarinovum, Methylorubrum, Methylorubarin, But are not limited to, Methyloparacoxus, Methylosinus, Methylocystis, Methylocella, Methylocapsa, Methylofurula, Methylocyadine, Methylacidiphilum and Methyl Acid Micro Propanol containing culture medium of the strain or the strains at least one selected from the group consisting of Titanium in (Methylacidimicrobium) to provide a composition for production.

본 발명의 다른 목적은 메틸로모나스 속, 메틸로마이크로비움 속, 메틸로박터 속, 메틸로코커스 속, 메틸로스페라 속, 메틸로칼덤 속, 메틸로글로버스 속, 메틸로사르시나 속, 메틸로프로펀더스 속, 메틸로썰머스 속, 메틸로할로비우스 속, 메틸로게아 속, 메틸로마리넘 속, 메틸로벌럼 속, 메틸로마리노범 속, 메틸로러브럼 속, 메틸로파라코커스 속, 메틸로시너스 속, 메틸로시스티스 속, 메틸로셀라 속, 메틸로캡사 속, 메틸로퍼룰라 속, 메틸아시디필럼 속 및 메틸아시디마이크로비움 속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액에서 전환반응을 유도하는 전환 단계를 포함하는 프로판올 생산 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for the treatment and / or prophylaxis of a disease or condition in a mammal, such as a mammomonas genus, a methylorubicus genus, a methylorubic genus, a methylorbacter genus, a methylrococcus genus, a methylrosperace genus, There may be mentioned methylolpropanol, methylolfull, methylolfull, methylrogeran, methyllumarnol, methylolulomon, methylromarinol, methyloluburum, methylol, Wherein the microorganism belonging to the genus Escherichia is a species selected from the group consisting of the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, And a conversion step of inducing a conversion reaction in the above-mentioned strain or a culture medium of the strain.

본 발명은 메탄자화균을 포함하는 프로판올 생산용 조성물 및 프로판올 생산 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법은 고농도의 프로판올을 생산하는 데 활용할 수 있다. The present invention relates to a composition for producing propanol containing a methanogenic bacterium and a method for producing propanol, and the method according to the present invention can be utilized for producing a high concentration of propanol.

본 발명자들은 메탄올 및 프로판 함유 가스를 이용하여 메틸로모나스 속 DH-1 또는 메틸로마이크로비움 알칼리필럼(Methylomicrobium alcaliphilum) 20Z을 배양하였고, 경쟁적 기질 저해에 의하여 메탄올 탈수소화 효소는 메탄올을 우선적으로 이용하므로 배양액에 프로판올이 축적되는 것을 확인하였으며, 메탄올 대사를 통하여 생촉매는 지속적으로 활성이 유지되기 때문에 고부가가치의 프로판올을 안정적으로 생산 가능함을 발견하였다.The present inventors cultured Methylomonas genus DH-1 or Methylomicrobium alcaliphilum 20Z using methanol and propane-containing gas, and methanol dehydrogenase preferentially uses methanol due to competitive substrate inhibition It was confirmed that propanol was accumulated in the culture medium, and it was found that propanol can be stably produced with high added value because the activity of the bio catalyst is continuously maintained through methanol metabolism.

이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 양태는 메틸로모나스 속(Methylomonas), 메틸로마이크로비움 속(Methylomicrobium), 메틸로박터 속(Methylobacter), 메틸로코커스 속(Methylococcus), 메틸로스페라 속(Methylosphaera), 메틸로칼덤 속(Methylocaldum), 메틸로글로버스 속(Methyloglobus), 메틸로사르시나 속(Methylosarcina), 메틸로프로펀더스 속(Methyloprofundus), 메틸로썰머스 속(Methylothermus), 메틸로할로비우스 속(Methylohalobius), 메틸로게아 속(Methylogaea), 메틸로마리넘 속(Methylomarinum), 메틸로벌럼 속(Methylovulum), 메틸로마리노범 속(Methylomarinovum), 메틸로러브럼 속(Methylorubrum), 메틸로파라코커스 속(Methyloparacoccus), 메틸로시너스 속(Methylosinus), 메틸로시스티스 속(Methylocystis), 메틸로셀라 속(Methylocella), 메틸로캡사 속(Methylocapsa), 메틸로퍼룰라 속(Methylofurula), 메틸아시디필럼 속(Methylacidiphilum) 및 메틸아시디마이크로비움 속(Methylacidimicrobium)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액을 포함하는 프로판올 생산용 조성물이다.One embodiment of the present invention is a method for producing a compound of formula (I) or a salt thereof, wherein the compound is selected from the group consisting of Methylomonas, Methylomicrobium, Methylobacter, Methylococcus, Methylosphaera, But are not limited to, Methylocaldum, Methyloglobus, Methylosarcina, Methyloprofundus, Methylothermus, Methyloligobius, Methylohalobius, Methylogaea, Methylomarinum, Methylovulm, Methylomarinovum, Methylorubrum, Methyloraparacicus, But are not limited to, Methyloparacoxus, Methylosinus, Methylocystis, Methylocella, Methylocapsa, Methylofurula, Methylacidiphilum and methyl acedimicrobi The propanol for production of a composition comprising in a first culture medium of the strains or isolates or more selected from the group consisting of (Methylacidimicrobium).

상기 균주는 기탁번호 KCTC 13004BP로 기탁된 메틸로모나스 속 DH-1 또는 기탁번호 DSM 19304로 기탁된 메틸로마이크로비움 알칼리필럼(Methylomicrobium alcaliphilum) 20Z인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The strain may be, but is not limited to, Methylomonas genus DH-1 deposited with accession number KCTC 13004BP or Methylomicrobium alcaliphilum 20Z deposited with accession number DSM 19304.

상기 조성물은 0.5 내지 4.0 g/L, 0.5 내지 3.0 g/L, 0.5 내지 2.0 g/L, 1.0 내지 4.0 g/L 또는 1.0 내지 3.0 g/L, 예를 들어, 1.0 내지 2.0 g/L의 메탄올을 추가적으로 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The composition may be formulated to contain, for example, from 0.5 to 4.0 g / L, from 0.5 to 3.0 g / L, from 0.5 to 2.0 g / L, from 1.0 to 4.0 g / L or from 1.0 to 3.0 g / L, But the present invention is not limited thereto.

상기 조성물은 5 내지 30%(v/v), 5 내지 25%(v/v), 5 내지 20%(v/v), 10 내지 30%(v/v), 10 내지 25%(v/v), 10 내지 20%(v/v), 15 내지 30%(v/v) 또는 15 내지 25%(v/v), 예를 들어, 15 내지 20%(v/v)의 프로판을 포함하는 가스를 추가적으로 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.V / v), 5 to 20% (v / v), 10 to 30% (v / v), 10 to 25% (v / (v / v), such as 10-20% (v / v), 15-30% (v / v) or 15-25% (v / v), such as 15-20% But it is not limited thereto.

상기 가스는 메탄을 5 내지 30%(v/v), 5 내지 25%(v/v), 5 내지 20%(v/v), 10 내지 30%(v/v), 10 내지 25%(v/v), 10 내지 20%(v/v), 15 내지 30%(v/v) 또는 15 내지 25%(v/v), 예를 들어, 15 내지 20%(v/v) 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The gas may comprise at least one gas selected from the group consisting of 5 to 30% (v / v), 5 to 25% (v / v), 5 to 20% (v / v), 10 to 30% (v / v), such as 10-20% (v / v), 15-30% (v / v) or 15-25% But is not limited thereto.

본 발명의 다른 양태는 메틸로모나스 속, 메틸로마이크로비움 속, 메틸로박터 속, 메틸로코커스 속, 메틸로스페라 속, 메틸로칼덤 속, 메틸로글로버스 속, 메틸로사르시나 속, 메틸로프로펀더스 속, 메틸로썰머스 속, 메틸로할로비우스 속, 메틸로게아 속, 메틸로마리넘 속, 메틸로벌럼 속, 메틸로마리노범 속, 메틸로러브럼 속, 메틸로파라코커스 속, 메틸로시너스 속, 메틸로시스티스 속, 메틸로셀라 속, 메틸로캡사 속, 메틸로퍼룰라 속, 메틸아시디필럼 속 및 메틸아시디마이크로비움 속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액에서 전환반응을 유도하는 전환 단계를 포함하는 프로판올 생산 방법이다.Another aspect of the present invention is the use of a compound of formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt or solvate thereof in the manufacture of a medicament for the treatment or prophylaxis of a disease or condition selected from the group consisting of methylromonas, methylromycibium, methylrobacter, methylrococcus, methylrosperacea, There may be mentioned methylolpropanol, methylolfull, methylolfull, methylrogeran, methyllumarnol, methylolulomon, methylromarinol, methyloluburum, methylol, Wherein the microorganism belonging to the genus Escherichia is a species selected from the group consisting of the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, the genus Escherichia, And a conversion step of inducing a conversion reaction in the above-mentioned strain or a culture medium of said strain.

본 명세서상의 용어 "전환"은, 배양액 내의 물질을 이용하여 균주가 특정 물질을 생산하는 과정을 의미한다.As used herein, the term " conversion " refers to the process by which a strain produces a specific substance using a substance in a culture fluid.

상기 균주는 기탁번호 KCTC 13004BP로 기탁된 메틸로모나스 속 DH-1 또는 기탁번호 DSM 19304로 기탁된 메틸로마이크로비움 알칼리필럼 20Z인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The strain may be Methylomonas DH-1 deposited with the deposit number KCTC 13004BP or methylmicrobium alkali filament 20Z deposited with the deposit number DSM 19304, but is not limited thereto.

상기 전환 단계는 배양액에 0.5 내지 4.0 g/L, 0.5 내지 3.0 g/L, 0.5 내지 2.0 g/L, 1.0 내지 4.0 g/L 또는 1.0 내지 3.0 g/L, 예를 들어, 1.0 내지 2.0 g/L의 메탄올을 첨가하여 수행하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The conversion step may be carried out in a culture medium at a concentration of 0.5 to 4.0 g / L, 0.5 to 3.0 g / L, 0.5 to 2.0 g / L, 1.0 to 4.0 g / L or 1.0 to 3.0 g / L, L of methanol is added, but the present invention is not limited thereto.

상기 전환 단계는 상기 배양액의 구성성분 중 메탄올이 고갈되면 배양액에 0.5 내지 4.0 g/L의 메탄올을 추가로 첨가하여 수행되는 것일 수 있다.The conversion step may be performed by additionally adding 0.5 to 4.0 g / L of methanol to the culture medium when the methanol in the culture liquid is depleted.

상기 전환 단계는 5 내지 30%(v/v), 5 내지 25%(v/v), 5 내지 20%(v/v), 10 내지 30%(v/v), 10 내지 25%(v/v), 10 내지 20%(v/v), 15 내지 30%(v/v) 또는 15 내지 25%(v/v), 예를 들어, 15 내지 20%(v/v)의 프로판을 포함하는 가스 존재하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.(V / v), 5 to 20% (v / v), 10 to 30% (v / v), 10 to 25% (v / v) / v), 10 to 20% (v / v), 15 to 30% (v / v) or 15 to 25% (v / v), such as 15 to 20% (v / v) But the present invention is not limited thereto.

상기 가스는 메탄을 5 내지 30%(v/v), 5 내지 25%(v/v), 5 내지 20%(v/v), 10 내지 30%(v/v), 10 내지 25%(v/v), 10 내지 20%(v/v), 15 내지 30%(v/v) 또는 15 내지 25%(v/v), 예를 들어, 15 내지 20%(v/v) 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The gas may comprise at least one gas selected from the group consisting of 5 to 30% (v / v), 5 to 25% (v / v), 5 to 20% (v / v), 10 to 30% (v / v), such as 10-20% (v / v), 15-30% (v / v) or 15-25% But is not limited thereto.

상기 전환 단계는 상기 가스를 10 내지 900분 동안 배기하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가스의 배기에 소요되는 최적 시간은 전체 배양액의 부피, 공정 수행 시간, 사용하는 균주의 종류 및 배지 조성을 포함하는 조건의 변동에 따라 적절히 조정될 수 있다.The conversion step may be performed by exhausting the gas for 10 to 900 minutes, but is not limited thereto. The optimum time for exhausting the gas can be appropriately adjusted according to the variation of the conditions including the volume of the whole culture liquid, the execution time of the process, the type of the used strain and the composition of the medium.

상기 전환 단계는 25 내지 35℃, 27 내지 35℃, 29 내지 35℃, 25 내지 32℃, 또는 27 내지 32℃, 예를 들어, 29 내지 32℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The conversion step may be performed at a temperature of 25 to 35 DEG C, 27 to 35 DEG C, 29 to 35 DEG C, 25 to 32 DEG C, or 27 to 32 DEG C, for example, 29 to 32 DEG C, It is not.

본 발명은 메탄올 및 프로판 함유 가스 존재하에서 메탄자화균을 배양함으로써 프로판올을 고농도로 생산하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에 따라 고농도의 프로판올을 안정적으로 생산하는 것이 가능하므로, 이를 효과적으로 고농도의 프로판올을 생산하는 데 이용할 수 있다.The present invention relates to a method for producing propanol at a high concentration by culturing a methanogenic bacterium in the presence of methanol and propane-containing gas. Since it is possible to stably produce propanol at a high concentration by the above method, it can effectively produce a high concentration of propanol .

도 1은 메탄자화균을 이용한 프로판올의 생산 경로를 나타낸 모식도이다.
도 2는 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하고 리터당 1 g의 프로판올을 추가로 공급한 조건에서 Methylomonas sp. DH-1 균주로부터의 프로판올의 생장 저해 영향을 나타낸 그래프이다.
도 3은 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하고 리터당 0.5 g, 1 g, 2 g (0.5 g/L, 1 g/L, 2 g/L)의 메탄올을 추가로 공급한 조건에서 Methylomonas sp. DH-1 균주로부터의 메탄올의 생장 저해 영향을 나타낸 그래프이다.
도 4는 메탄올 2 g/L와 프로판 30%을 기질로 하였을 때 DH-1 균주의 성장 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는 메탄올 2 g/L와 프로판 30%을 기질로 하였을 때 대사 산물의 양을 나타낸 그래프이다.
도 6은 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하는 실험을 수행하고 다양한 농도의 메탄올을 단독 탄소원으로 하였을 때 DH-1 균주의 성장 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 초기 OD가 10인 DH-1 균주의 배양액에 메탄올을 2 g/L 투입하고 30%의 프로판을 공급하며 6시간마다 프로판올 및 아세톤, 메탄올 농도를 측정한 그래프이다.
도 8은 초기 OD가 4인 DH-1 균주의 배양액에 메탄올을 2 g/L 투입하고 30%의 프로판을 공급하며 3시간마다 프로판올 및 아세톤, 메탄올 농도를 측정한 그래프이다.
도 9는 DH-1 균주의 배양액에 메탄올을 1 g/L 투입하고 30%의 프로판을 공급하며 2시간마다 프로판올 및 아세톤, 메탄올 농도를 측정한 그래프이다.
도 10은 DH-1 균주의 배양액에 메탄올을 1 g/L 투입하고 30%의 프로판을 공급하며 2시간마다 프로판올 및 아세톤, 메탄올 농도를 축적 패턴으로 나타낸 그래프이다.
도 11은 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1 g/L를 공급하여 프로판올 생산을 나타낸 그래프이다.
도 12는 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1 g/L를 공급하여 프로판올 생산을 축적 패턴으로 나타낸 그래프이다.
도 13은 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1.5 g/L를 0.5 g/L씩 공급하여 프로판올 생산을 나타낸 그래프이다.
도 14는 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1.5 g/L를 0.5 g/L씩 공급하여 프로판올 생산을 축적 패턴으로 나타낸 그래프이다.
도 15는 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1.5 g/L를 0.3 g/L씩 공급하여 프로판올 생산을 나타낸 그래프이다.
도 16은 DH-1 균주의 배양액에서 메탄올이 고갈된 후 추가로 메탄올 1.5 g/L를 0.3 g/L씩 공급하여 프로판올 생산을 축적 패턴으로 나타낸 그래프이다.
도 17은 DH-1 균주의 배양액에 메탄과 프로판을 동시 공급하여 프로판올의 생산량을 나타낸 그래프이다.
도 18은 Methylomicrobium alcaliphilum 20Z 균주의 배양액에 메탄과 프로판을 동시 공급하여 프로판올의 생산량을 나타낸 그래프이다.
Fig. 1 is a schematic diagram showing a production route of propanol using methane magnetism.
Fig. 2 shows the results of the measurement of Methylomonas sp. ≪ RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > 1 is a graph showing the inhibition effect of propanol from DH-1 strain.
Figure 3 is a methane and air volume ratio of 3: Methylomonas under the conditions supplied to 7 and add supplied to the methanol per liter 0.5 g, 1 g, 2 g (0.5 g / L, 1 g / L, 2 g / L) sp . FIG. 2 is a graph showing the effect of inhibition of growth of methanol from DH-1 strain. FIG.
4 is a graph showing the growth curves of DH-1 strain when 2 g / L of methanol and 30% of propane were used as a substrate.
5 is a graph showing the amount of metabolites when 2 g / L of methanol and 30% of propane are used as a substrate.
FIG. 6 is a graph showing the growth curve of DH-1 strain when experiments in which methane and air were supplied at a volume ratio of 3: 7 and methanol was used as a single carbon source at various concentrations.
FIG. 7 is a graph showing the concentration of propanol, acetone, and methanol measured every 6 hours by adding 2 g / L of methanol to a culture solution of DH-1 strain having an initial OD of 10 and supplying 30% of propane.
FIG. 8 is a graph showing the concentration of propanol, acetone, and methanol measured every 3 hours by adding 2 g / L of methanol to a culture solution of DH-1 strain having an initial OD of 4 and supplying 30% of propane.
FIG. 9 is a graph showing the concentration of propanol, acetone, and methanol measured every 2 hours by adding 1 g / L of methanol to a culture solution of DH-1 strain and supplying 30% of propane.
10 is a graph showing the concentration of propanol, acetone, and methanol in a cumulative pattern every 2 hours while feeding 1 g / L of methanol to a culture solution of DH-1 strain and supplying 30% of propane.
11 is a graph showing the production of propanol by supplying 1 g / L of methanol after the methanol is depleted in the culture solution of DH-1 strain.
12 is a graph showing the production pattern of propanol production in an accumulation pattern by supplying 1 g / L of methanol after the methanol is depleted in the culture solution of DH-1 strain.
FIG. 13 is a graph showing the production of propanol by supplying 0.5 g / L of methanol at a rate of 1.5 g / L after the methanol is depleted in the culture solution of the DH-1 strain.
FIG. 14 is a graph showing the production pattern of propanol production in an accumulation pattern by supplying 0.5 g / L of methanol with 1.5 g / L of methanol after the methanol is depleted in the culture solution of the DH-1 strain.
FIG. 15 is a graph showing production of propanol by feeding methanol at a rate of 0.3 g / L of methanol 1.5 g / L after the methanol is depleted in the culture solution of the DH-1 strain.
FIG. 16 is a graph showing the production pattern of propanol produced by supplying 0.3 g / L of methanol at a rate of 1.5 g / L after the methanol is depleted in the culture solution of DH-1 strain.
17 is a graph showing the production amount of propanol by simultaneously supplying methane and propane to the culture solution of DH-1 strain.
Figure 18 is a graph alcaliphilum < / RTI > 20Z strain by simultaneous supply of methane and propane.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1: 균주의 준비 및 실험방법Example 1 Preparation of Strain and Experimental Method

1-1. Methylomonas sp. DH-11-1. Methylomonas sp. DH-1

50 mL NMS 배지가 포함된 500 mL 배플 플라스크(baffled flask)에 1 mL의 DH-1 스탁(stock, KCTC 13004BP)을 접종한 후 주기적으로 메탄/공기를 주입하며 원하는 세포 농도까지 진탕배양기에서 30℃, 230 rpm으로 배양하였다. 배양 시 외부 공기의 유입과 내부 메탄 또는 프로판의 유출을 방지하기 위하여 플라스크에 부틸 고무(butyl rubber) 재질의 셉텀(septum)이 있는 마개를 사용하였다. NMS 배지의 조성은 하기 표 1과 같다.1 mL of DH-1 stak (stock, KCTC 13004BP) was inoculated into a 500 mL baffled flask containing 50 mL NMS medium, periodically methane / air was injected and incubated at 30 ° C , And cultured at 230 rpm. A cap with a butyl rubber septum was used in the flask to prevent the inflow of outside air and the leakage of methane or propane into the flask during the culture. The composition of the NMS medium is shown in Table 1 below.

NMS 조성NMS composition Amount for 1LAmount for 1L MgSO4·7H2OMgSO 4 .7H 2 O 1 g1 g KNO3 KNO 3 1 g1 g CaCl2H2OCaCl 2 .2H 2 O 0.228 g0.228 g Fe-EDTAFe-EDTA 0.0038 g0.0038 g Na2MoO4 Na 2 MoO 4 0.0006 g0.0006 g FeSO7H2OFeSO 4 .7H 2 O 0.5 mg0.5 mg ZnSO7H2OZnSO 4 .7H 2 O 0.4 mg0.4 mg MnCl7H2OMnCl 2 .7H 2 O 0.02 mg0.02 mg CoCl6H2OCoCl 2 .6H 2 O 0.05 mg0.05 mg NiCl6H2ONiCl 2 .6H 2 O 0.01 mg0.01 mg H3BO3 H 3 BO 3 0.015 mg0.015 mg EDTAEDTA 0.25 mg0.25 mg KH2PO4 KH 2 PO 4 0.26 g0.26 g Na2HPO7(H2O)Na 2 HPO 4 .7 (H 2 O) 0.62 g0.62 g 바이오틴(Biotin)Biotin 0.02 mg0.02 mg 폴산(Folic acid)Folic acid 0.02 mg0.02 mg 티아민 HCl(Thiamine HCl)Thiamine HCl 0.05 mg0.05 mg Ca 판토텐산염(pantothenate)Ca pantothenate 0.05 mg0.05 mg 비타민(Vitamin) B12Vitamin B12 0.001 mg0.001 mg 리보플라빈(Riboflavin)Riboflavin 0.05 mg0.05 mg 니코틴아마이드(Nicotiamide)Nicotiamide 0.05 mg0.05 mg CuSO5H2OCuSO 4 · 5H 2 O 2.5 mg2.5 mg

초기 OD가 10 이상인 경우에는 OD 4인 배양액을 원심분리하여 농축한 후 NMS 배지를 추가하여 세포 농도를 조절하였다.When the initial OD was 10 or more, the OD 4 medium was concentrated by centrifugation, and the cell concentration was adjusted by adding NMS medium.

프로판올 생산 실험은 상기 언급한 DH-1 배양액에 환원력인 메탄올을 일정량 공급하고, 프로판:공기=3:7 비율의 가스를 30분간 배기한 다음 진탕배양기에서 30℃에서 230 rpm으로 교반하며 진행하였다.Propanol production experiments were conducted by feeding a certain amount of methanol as a reducing power to the above-mentioned DH-1 culture broth, evacuating propane: air = 3: 7 gas for 30 minutes, and then stirring at 230 rpm at 30 DEG C in a shaking incubator.

메탄을 환원력으로 제공하는 경우에는 메탄올을 추가하지 않고 메탄:프로판:공기=1.5:1.5:7의 가스를 30분간 배기한 다음 진탕배양기에서 30℃에서 230 rpm으로 교반하며 진행하였다.In the case of providing methane as a reducing power, the gas of methane: propane: air = 1.5: 1.5: 7 was evacuated for 30 minutes without adding methanol, and then stirred at 230 rpm at 30 DEG C in a shaking incubator.

1-2. Methylomicrobium alcaliphilum 20Z1-2. Methylomicrobium alcaliphilum 20Z

상기 1-1과 동일한 조건으로 준비하되, 배지의 조성은 하기 표 2와 같다.The preparation was carried out under the same conditions as the above-mentioned 1-1, and the composition of the medium was as shown in Table 2 below.

배지조성Medium composition Amount for 1LAmount for 1L NaClNaCl 30 g30 g MgSO7H2OMgSO 4 .7H 2 O 0.20.2 KNO3 KNO 3 1 g1 g CaCl2H2OCaCl 2 .2H 2 O 0.02 g0.02 g EDTAEDTA 5 mg5 mg CuCl5H2OCuCl 2 .5H 2 O 0.1 mg0.1 mg FeSO7H2OFeSO 4 .7H 2 O 2 mg2 mg Na2MoO4 Na 2 MoO 4 0.03 mg0.03 mg ZnSO7H2OZnSO 4 .7H 2 O 0.1 mg0.1 mg MnCl4H2OMnCl 2 .4H 2 O 0.03 mg0.03 mg CoCl6H2OCoCl 2 .6H 2 O 0.2 mg0.2 mg NiCl6H2ONiCl 2 .6H 2 O 0.02 mg0.02 mg H3BO3 H 3 BO 3 0.03 mg0.03 mg KH2PO4 KH 2 PO 4 0.28 g0.28 g Na2HPO12(H2O)Na 2 HPO 4 .12 (H 2 O) 0.6 g0.6 g 1M NaHCO3 1M NaHCO 3 50 mL50 mL 1M Na2CO3 1M Na 2 CO 3 5 mL5 mL

실시예 2: 균주로부터의 프로판올 대사 여부 분석Example 2 Analysis of Propanol Metabolism from Strain

도 1에서와 같이, Methylomonas sp. DH-1 균주는 메탄 대사 균주로, MMO를 이용하여 메탄을 메탄올로 전환하는 특성이 있다. 해당 균주를 동정하고, 해당 균주에 프로판 또는 메탄-프로판 혼합가스 또는 메탄올-프로판을 공급했을 때 프로판올의 생산 여부를 분석하였다.1, Methylomonas sp. The DH-1 strain is a methane metabolic strain and has the property of converting methane to methanol using MMO. The strain was identified and the production of propanol was analyzed when a propane or methane-propane mixed gas or methanol-propane was fed to the strain.

프로판올의 생산 연구에 앞서, 해당 균주가 프로판을 대사할 수 있는지, 그리고 생산된 프로판올에 의해 균주의 생장이 저해되지 않는지를 확인하기 위해 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하고 리터당 1 g(1 g/L)의 프로판올을 추가로 공급한 뒤, 균의 생장곡선을 확인하였다.Prior to the production of propanol, methane and air were fed at a volume ratio of 3: 7 to determine whether the strain could metabolize propane and inhibit the growth of the strain by the produced propanol, and 1 g (1 g / L) of propanol was further fed, and the growth curve of the microorganism was confirmed.

도 2에서 확인할 수 있듯이, 약간의 성장 저해가 발생하였으나, 정도가 크지 않다고 판단, 이후의 실험을 진행하였다.As can be seen in FIG. 2, slight growth inhibition occurred, but it was judged that the degree of growth was not so large, and the subsequent experiments were conducted.

최적 메탄올 공급 농도를 확인하기 위해 초기 OD 2에서 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하고 리터당 0.5 g, 1 g, 2 g (0.5 g/L, 1 g/L, 2 g/L)의 메탄올을 추가로 공급한 뒤 균의 생장곡선을 확인하였다.Methane and air were supplied at an initial OD 2 of 3: 7 by volume in a volume ratio of 3: 7 to determine the optimal methanol feed concentration. Methanol (0.5 g / l, 0.5 g / L, 1 g / And the growth curve of the bacteria was confirmed.

도 3에서 확인할 수 있듯이, 아래 그림과 같이 2 g/L의 메탄올 농도에서도 메탄올에 의한 저해 영향이 거의 없는 것으로 판단되었다.As can be seen from FIG. 3, it was judged that there was almost no inhibition effect by methanol even at a methanol concentration of 2 g / L as shown in the figure below.

실시예 3: 균주로부터의 프로판올 생산 여부 분석Example 3 Analysis of Production of Propanol from Strain

초기 OD를 10으로 하여 프로판과 메탄올을 공급, 해당 균주에서 실제로 프로판올이 생산되는지를 확인하기 위해 2 g/L의 메탄올과 30%의 프로판을 기질로 주었다.2 g / L of methanol and 30% of propane were given as a substrate to confirm whether propanol and methanol were actually supplied to the strain with an initial OD of 10.

도 4에서 확인할 수 있듯이, 시간이 지남에 따라 세포 농도가 감소하였다.As can be seen in FIG. 4, cell concentration decreased over time.

도 5에서 확인할 수 있듯이, 116 mg/L의 프로판올이 생산되었으나, 배양 6시간 이후로는 대사 산물의 변화가 거의 없는 것으로 보여 이후에 생장 및 대사 저해 요인에 대한 추가 실험을 진행하였다. 분석 결과 이소프로판올의 분해 산물인 아세톤의 생산이 확인되었다.As shown in FIG. 5, 116 mg / L of propanol was produced. However, after 6 hours of incubation, the metabolism was almost unchanged. Thereafter, additional experiments on growth and metabolism inhibitory factors were carried out. As a result, the production of acetone, a decomposition product of isopropanol, was confirmed.

실시예 4: 대사 산물 또는 메탄올에 의한 생장 저해 확인Example 4 Confirmation of Growth Inhibition by Metabolite or Methanol

메탄올을 단독 탄소원으로 하였을 때의 대사 산물 또는 메탄올로 인한 생장 저해가 있는지 확인하기 위해 다양한 농도(2 g/L, 3 g/L, 4 g/L)의 메탄올과 공기만을 공급하여 배양을 진행하였다. 비교를 위하여 메탄과 공기를 부피비 3:7로 공급하는 실험을 수행하고 메탄올을 단독 탄소원으로 하였을 때 이 결과와 비교하였다.The cultivation was carried out by supplying only methanol and air at various concentrations (2 g / L, 3 g / L and 4 g / L) in order to check whether the methanol was used as a sole carbon source and inhibited the growth due to the metabolites or methanol . For comparison, experiments were carried out with methane and air at a volume ratio of 3: 7 and compared with these results when methanol was used as the sole carbon source.

도 6에서 확인할 수 있듯이, 초기 OD 0.1, 최종 OD 1 이하의 낮은 세포 농도에서는 전체적인 대사 산물의 농도가 높지 않아 4 g/L의 메탄올에서도 저해를 받지 않는 것처럼 보였으나, 중간대사산물이 축적되면서 DH-1 균주의 대사와 생장이 저해되는 것이 확인되었다. 초기 OD 2에서 실험을 시작한 경우 이 두 산물의 영향이 더욱 명확하게 나타났다.As can be seen in FIG. 6, at low cell concentrations of initial OD 0.1 and final OD 1 and below, the total metabolite concentration was not high enough to appear to be unaffected by 4 g / L of methanol. However, -1 < / RTI > strain was inhibited. The effects of these two products were more apparent when the experiment was started at the initial OD 2.

프로판올 생산에 있어 초기 세포 농도의 영향을 관찰하였다. 초기 OD가 각각 10과 4인 세포에 대하여 메탄올을 2 g/L 투입하고 30%의 프로판을 공급하며 6시간마다 프로판올 및 아세톤, 메탄올 농도를 측정하였다.The effect of initial cell concentration on the production of propanol was observed. Methanol was added at 2 g / L to the cells with initial OD of 10 and 4, and propanol, acetone and methanol concentrations were measured every 6 hours with 30% propane feed.

도 7에서 확인할 수 있듯이, 초기 OD가 10일 때에는 배양 6시간째에 프로판올 농도가 0.11 g/L를 기록한 이후 큰 변화를 나타내지 않았다. OD는 배양 초기부터 계속 감소하여 24시간째에는 6까지 떨어졌다.As can be seen from FIG. 7, when the initial OD was 10, no significant change was observed after the propanol concentration was recorded at 0.11 g / L at 6 hours of culture. OD decreased continuously from the beginning of culture and dropped to 6 at 24 hours.

도 8에서 확인할 수 있듯이, 초기 OD가 4일 때에도 프로판올은 배양 6시간째 0.08 g/L로 최대값에 도달한 이후 더 이상 증가하지 않았다. 이러한 결과로부터 판단할 때, 과량의 메탄올에 대한 저해 효과가 초기 세포 농도보다 큰 영향을 미친 것으로 보인다.As can be seen from Fig. 8, even when the initial OD was 4, propanol did not increase further after reaching the maximum value at 0.08 g / L at 6 hours of culture. From these results, it seems that the excess methanol inhibition effect has a greater effect than the initial cell concentration.

과량의 메탄올이 세포 활성은 물론 프로판올 생산에도 영향을 미치기 때문에 초기 메탄올 농도를 1 g/L로 줄이고 프로판올 생산 실험을 진행하였다.Since the excess methanol affects not only the cell activity but also the production of propanol, the initial methanol concentration was reduced to 1 g / L and the propanol production experiment was carried out.

도 9에서 확인할 수 있듯이, 프로판올 농도는 배양 4시간 째에 최고 농도인 0.18 g/L를 기록하고 더 이상 늘어나지 않았다. 초기 메탄올 농도가 2 g/L일 때보다 두 배 정도 증가하였는데, 과량의 메탄올이 세포 활성에 영향을 주는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다. 배양 4시간 이후로 메탄올은 고갈되었고, 메탄올이 고갈되면서 MDH 효소가 생산된 프로판올을 분해함에 따라 더 이상의 프로판올 생산은 이루어지지 않았고 아세톤이 축적되는 현상이 발생하였다.As can be seen in FIG. 9, the concentration of propanol was 0.18 g / L, the highest concentration at 4 hours of culture, and was not further increased. The initial methanol concentration was increased about twice as much as that at 2 g / L, and it was once again confirmed that the excess methanol affects the cell activity. After 4 hours of incubation, methanol was depleted. Methanol was depleted and MDH enzyme was decomposed to produce propanol. No more propanol was produced and acetone was accumulated.

실시예 5: DH-1 생촉매의 특성 분석Example 5 Characterization of DH-1 Biocatalyst

프로판올과 아세톤을 몰 농도로 표시하여 메탄올 소모 및 프로판 전환 관련 DH-1 생촉매의 특성을 분석하였다.Propanol and acetone were expressed as molar concentrations, and the characteristics of DH-1 biocatalysts related to methanol consumption and propane conversion were analyzed.

도 10에서 확인할 수 있듯이, 메탄올이 고갈된 이후 프로판올과 아세톤의 총량은 일부 증가하나 대부분 아세톤에 의한 것이고, 메탄올이 고갈되더라도 배양액에 축적된 포름알데히드나 포름산의 산화에 의하여 환원력을 제공할 수 있다.As can be seen from FIG. 10, the total amount of propanol and acetone after the depletion of methanol is partially increased but most of it is due to acetone. Even if methanol is depleted, reducing power can be provided by oxidation of formaldehyde or formic acid accumulated in the culture solution.

메탄올이 고갈되었을 때 추가로 공급하여 프로판올의 지속적인 증가를 도모하였다.When methanol was depleted, additional feed was provided to increase the propanol continuously.

도 11에서 확인할 수 있듯이, 메탄올이 고갈된 4시간째에 추가로 메탄올 1 g/L를 공급하고 프로판올 생산을 관찰하였다. 배양 4시간째 메탄올을 추가 공급한 결과, 프로판올의 감소를 막아 최종 프로판올 농도가 0.20 g/L를 기록하였으나, 그 증가폭은 크지 않았다.As can be seen in FIG. 11, at 4 hours after methanol was depleted, 1 g / L of methanol was further fed and propanol production was observed. As a result of addition of methanol after 4 hours of incubation, propanol decreased to 0.20 g / L, but the increase was not significant.

도 12에서 확인할 수 있듯이, 오히려 아세톤의 축적이 보다 활발해졌으며 아세톤의 축적 또는 메탄올 부산물인 포름알데히드의 축적으로 인하여 세포량이 줄어들어 메탄올 추가 공급의 효과가 크지 않음을 알 수 있었다.As can be seen in FIG. 12, the accumulation of acetone was rather more active, and the accumulation of acetone or the accumulation of formaldehyde, which is a byproduct of methanol, decreased the cell volume, indicating that the effect of addition of methanol was not significant.

총 메탄올 투입량을 1.5 g/L로 하고, 1회 투입량의 농도를 0.5 및 0.3 g/L로 달리하여 프로판올 생산을 관찰하였다.Propanol production was observed by varying the concentration of the feed at 0.5 and 0.3 g / L, with the total methanol input being 1.5 g / L.

도 13 내지 16에서 확인할 수 있듯이, 메탄올 농도의 영향은 크지 않아 두 경우 모두 0.17 g/L 정도의 프로판올을 생산하였다.As can be seen from FIGS. 13 to 16, the influence of the methanol concentration was not significant, and in both cases, propanol was produced at about 0.17 g / L.

실시예 6: 메탄과 프로판 동시 공급을 통한 프로판 분해의 저해 방법 확인Example 6: Confirmation of inhibition of propane decomposition by simultaneous supply of methane and propane

메탄과 프로판을 동시에 공급하여 프로판올 생산에 필요한 환원력은 메탄에서 얻고 동시에 메탄올의 존재를 통해 프로판올 분해를 막고자 하였다.Methane and propane were fed at the same time, so that the reducing power required for the production of propanol was obtained from methane and at the same time, propanol decomposition was prevented by the presence of methanol.

도 17에서 확인할 수 있듯이, 메탄과 프로판을 동시에 공급할 경우 프로판올이 생산됨을 알 수 있다. 최종 프로판올 농도는 0.021 g/L로서 메탄올을 환원력으로 공급했을 때 대비하여 수율이 매우 낮았다. 아세톤 농도는 0.08 g/L를 나타내었는데, 메탄 이용시에는 충분한 환원력이 공급되지 않고, 축적되는 메탄올 농도가 낮아 MDH 효소의 활성을 막기 어려운 것으로 보였다.As can be seen from FIG. 17, it can be seen that propanol is produced when methane and propane are supplied at the same time. The final propanol concentration was 0.021 g / L and the yield was very low as compared with methanol when it was fed with reducing power. The acetone concentration was 0.08 g / L. Methane was not supplied with sufficient reducing power, and methanol concentration was low, indicating that the activity of MDH enzyme was difficult to prevent.

실시예Example 7:  7: MethylomicrobiumMethylomicrobium alcaliphilumalcaliphilum 20Z 균주를 이용한 프로판올 생산 Production of propanol using 20Z strain

DH-1 균주는 비성장속도가 0.25 h-1에 달할 만큼 생장이 빠르고 메탄 소모속도가 높은 장점이 있는 반면, 프로판 전환 결과에서 알 수 있듯이 메탄올에 대한 소모 특성은 좋지 않았고, MDH 효소의 특이성이 떨어져 생산된 프로판올을 아세톤으로 분해하는 문제가 있었다.The DH-1 strain has the advantage of high growth rate and methane consumption rate of 0.25 h -1 at non growth rate. However, as shown in the results of propane conversion, the consumption characteristic for methanol is not good and the specificity of MDH enzyme There was a problem of decomposing off propanol produced by acetone.

Methylomonas sp. DH-1 외에 다른 균주에서 프로판올 생산 가능성을 타진하기 위하여, 동일한 type 1 균주이면서 메탄올을 잘 소모하는 메틸로마이크로비움 알칼리필럼(Methylomicrobium alcaliphilum) 20Z(DSM 19304)를 이용하여 동일한 실험을 진행하였다. Methylomonas sp. The same experiment was carried out using Methylomicrobium alcaliphilum 20Z (DSM 19304), which consumes methanol well in the same type 1 strain, in order to examine the possibility of production of propanol from other strains other than DH-1.

먼저 초기 메탄올 농도가 프로판올 생산에 미치는 영향을 살펴보고자 메탄올 농도를 1 내지 4 g/L로 달리 하여 프로판 전환을 실시하여 하기 표 3과 같이 나타내었다.First, to examine the effect of initial methanol concentration on the production of propanol, conversion of propane was carried out by varying the methanol concentration of 1 to 4 g / L as shown in Table 3 below.

최종 OD는 3 g/L 메탄올일 때 가장 높았으나, 프로판올 생산 측면에서는 1 g/L가 가장 높은 프로판올 농도인 1.10 mM(65 mg/L)을 기록하여 초기 메탄올 농도를 1 g/L로 하고 후속 실험을 수행하였다.The final OD was the highest at 3 g / L methanol, but the highest propanol concentration of 1.10 mM (65 mg / L) was recorded at 1 g / L in terms of propanol production and the initial methanol concentration was 1 g / L, Experiments were performed.

메탄올 농도Methanol concentration 1 g/L1 g / L 2 g/L2 g / L 3 g/L3 g / L 4 g/L4 g / L 초기 OD(g/L)Initial OD (g / L) 3.303.30 3.243.24 3.183.18 3.473.47 최종 OD(g/L)Final OD (g / L) 5.065.06 5.705.70 5.985.98 5.295.29 초기 프로판올(mM)Initial propanol (mM) 0.130.13 0.180.18 0.150.15 0.160.16 최종 프로판올(mM)The final propanol (mM) 1.101.10 0.550.55 0.420.42 0.380.38

초기 메탄올 농도가 1 g/L일 때 프로판 전환에 의한 프로판올 생산 실험을 실시하였다.When the initial methanol concentration was 1 g / L, the production of propanol by propane conversion was experimented.

도 18에서 확인할 수 있듯이, 배양 16시간째까지 프로판올은 지속적으로 증가하여 최종 0.15 g/L를 기록하였다. 아래 그림을 보면 메탄올이 고갈된 이후로도 프로판올이 계속 생산됨을 알 수 있는데, 앞서 언급하였듯이 메탄올이 분해되어 발생한 포메이트가 프로판 산화에 필요한 환원력을 제공한 것으로 보인다.As can be seen in Fig. 18, propanol continued to increase until the 16th hour of culture, and the final 0.15 g / L was recorded. The figure below shows that propanol continues to be produced after depletion of methanol. As mentioned above, it appears that the formate formed by the decomposition of methanol provided the reducing power required for propane oxidation.

DH-1과 비교하였을 때 20Z를 이용한 프로판올 생산에서 주목할 점은 아세톤 축적이 비교적 덜하다는 것이다. 메탄자화균 균주에 따라 MDH 특이성이 다르기 때문에 나타나는 현상으로 추정되며, 적절한 메탄올 공급을 통해 메탄올 농도를 최적으로 유지할 경우 프로판올 생산성을 높게 유지할 수 있음을 시사하는 결과이다.Compared with DH-1, the remarkable point in the production of propanol using 20Z is the relatively low accumulation of acetone. It is suggested that the MDH specificity is different according to the methanogenic strain, and it is suggested that propanol productivity can be kept high if the methanol concentration is maintained optimally through proper methanol supply.

Claims (13)

메틸로모나스 속(Methylomonas), 메틸로마이크로비움 속(Methylomicrobium), 메틸로박터 속(Methylobacter), 메틸로코커스 속(Methylococcus), 메틸로스페라 속(Methylosphaera), 메틸로칼덤 속(Methylocaldum), 메틸로글로버스 속(Methyloglobus), 메틸로사르시나 속(Methylosarcina), 메틸로프로펀더스 속(Methyloprofundus), 메틸로썰머스 속(Methylothermus), 메틸로할로비우스 속(Methylohalobius), 메틸로게아 속(Methylogaea), 메틸로마리넘 속(Methylomarinum), 메틸로벌럼 속(Methylovulum), 메틸로마리노범 속(Methylomarinovum), 메틸로러브럼 속(Methylorubrum), 메틸로파라코커스 속(Methyloparacoccus), 메틸로시너스 속(Methylosinus), 메틸로시스티스 속(Methylocystis), 메틸로셀라 속(Methylocella), 메틸로캡사 속(Methylocapsa), 메틸로퍼룰라 속(Methylofurula), 메틸아시디필럼 속(Methylacidiphilum) 및 메틸아시디마이크로비움 속(Methylacidimicrobium)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액을 포함하는 프로판올 생산용 조성물.Methylomonas, Methylomicrobium, Methylobacter, Methylococcus, Methylosphaera, Methylocaldum, Methylcyclohexyl, Methylcyclohexyl, Methylcyclohexyl, But are not limited to, Methyloglobus, Methylosarcina, Methyloprofundus, Methylothermus, Methylohalobius, Methylogelia, Methylogaea, Methylomarinum, Methylovulm, Methylomarinovum, Methylorubrum, Methyloparacoccus, Methylmercuric acid, Methylosinus, Methylocystis, Methylocella, Methylocapsa, Methylofurula, Methylacidiphilum, and Methylcyclohexylmethylsulfate are known in the art. Methylacidimicrobium Propanol for production of compositions comprising one or more cultures of the strain or strains are selected from the group consisting of. 제1항에 있어서, 상기 균주는 기탁번호 KCTC 13004BP로 기탁된 메틸로모나스 속 DH-1 또는 기탁번호 DSM 19304로 기탁된 메틸로마이크로비움 알칼리필럼(Methylomicrobium alcaliphilum) 20Z인 것인, 프로판올 생산용 조성물.The propanol production composition according to claim 1, wherein the strain is methylolmonas DH-1 deposited with the deposit number KCTC 13004BP or Methylomicrobium alcaliphilum 20Z deposited with the deposit number DSM 19304 . 제1항에 있어서, 상기 조성물은 0.5 내지 4.0 g/L의 메탄올을 추가적으로 포함하는 것인, 프로판올 생산용 조성물.The composition of claim 1, wherein the composition further comprises 0.5 to 4.0 g / L of methanol. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 5 내지 30%(v/v)의 프로판을 포함하는 가스를 추가적으로 포함하는 것인, 프로판올 생산용 조성물.The composition of claim 1, wherein the composition further comprises a gas comprising 5 to 30% (v / v) propane. 제4항에 있어서, 상기 가스는 5 내지 30%(v/v)의 메탄을 포함하는 것인, 프로판올 생산용 조성물.5. The composition for producing propanol according to claim 4, wherein the gas comprises 5 to 30% (v / v) methane. 메틸로모나스 속(Methylomonas), 메틸로마이크로비움 속(Methylomicrobium), 메틸로박터 속(Methylobacter), 메틸로코커스 속(Methylococcus), 메틸로스페라 속(Methylosphaera), 메틸로칼덤 속(Methylocaldum), 메틸로글로버스 속(Methyloglobus), 메틸로사르시나 속(Methylosarcina), 메틸로프로펀더스 속(Methyloprofundus), 메틸로썰머스 속(Methylothermus), 메틸로할로비우스 속(Methylohalobius), 메틸로게아 속(Methylogaea), 메틸로마리넘 속(Methylomarinum), 메틸로벌럼 속(Methylovulum), 메틸로마리노범 속(Methylomarinovum), 메틸로러브럼 속(Methylorubrum), 메틸로파라코커스 속(Methyloparacoccus), 메틸로시너스 속(Methylosinus), 메틸로시스티스 속(Methylocystis), 메틸로셀라 속(Methylocella), 메틸로캡사 속(Methylocapsa), 메틸로퍼룰라 속(Methylofurula), 메틸아시디필럼 속(Methylacidiphilum) 및 메틸아시디마이크로비움 속(Methylacidimicrobium)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주 또는 상기 균주의 배양액에서 전환반응을 유도하는 전환 단계를 포함하는 프로판올 생산 방법.Methylomonas, Methylomicrobium, Methylobacter, Methylococcus, Methylosphaera, Methylocaldum, Methylcyclohexyl, Methylcyclohexyl, Methylcyclohexyl, But are not limited to, Methyloglobus, Methylosarcina, Methyloprofundus, Methylothermus, Methylohalobius, Methylogelia, Methylogaea, Methylomarinum, Methylovulm, Methylomarinovum, Methylorubrum, Methyloparacoccus, Methylmercuric acid, Methylosinus, Methylocystis, Methylocella, Methylocapsa, Methylofurula, Methylacidiphilum, and Methylcyclohexylmethylsulfate are known in the art. Methylacidimicrobium Propanol production method including a conversion step of inducing the conversion reaction from the culture medium of at least one strain or the strain is selected from the group consisting of. 제6항에 있어서, 상기 균주는 기탁번호 KCTC 13004BP로 기탁된 메틸로모나스 속 DH-1 또는 기탁번호 DSM 19304로 기탁된 메틸로마이크로비움 알칼리필럼(Methylomicrobium alcaliphilum) 20Z인 것인, 프로판올 생산 방법.7. The process according to claim 6, wherein the strain is Methylomonas genus DH-1 deposited with accession number KCTC 13004BP or Methylomicrobium alcaliphilum 20Z deposited with accession number DSM 19304. 제6항에 있어서, 상기 전환 단계는 배양액에 0.5 내지 4.0 g/L의 메탄올을 첨가하여 수행되는 것인, 프로판올 생산 방법.7. The method for producing propanol according to claim 6, wherein the conversion step is carried out by adding 0.5 to 4.0 g / L of methanol to the culture liquid. 제6항에 있어서, 상기 전환 단계는 배양액의 구성성분 중 메탄올이 고갈되면 배양액에 0.5 내지 4.0 g/L의 메탄올을 추가로 첨가하여 수행되는 것인, 프로판올 생산 방법.The method for producing propanol according to claim 6, wherein the conversion step is carried out by adding 0.5 to 4.0 g / L of methanol to the culture broth when methanol in the culture liquid becomes depleted. 제6항에 있어서, 상기 전환 단계는 5 내지 30%(v/v)의 프로판을 포함하는 가스 존재하에서 수행되는 것인, 프로판올 생산 방법.7. The method of claim 6, wherein the converting step is performed in the presence of a gas comprising 5 to 30% (v / v) propane. 제10항에 있어서, 상기 가스는 5 내지 30%(v/v)의 메탄을 포함하는 것인, 프로판올 생산 방법.11. The method of claim 10, wherein the gas comprises 5 to 30% (v / v) methane. 제10항에 있어서, 상기 전환 단계는 상기 가스를 10 내지 900분 동안 배기하여 수행되는 것인, 프로판올 생산 방법.11. The method of claim 10, wherein the converting is performed by evacuating the gas for 10 to 900 minutes. 제6항에 있어서, 상기 전환 단계는 25 내지 35℃의 온도에서 수행되는 것인, 프로판올 생산 방법.7. The process of claim 6, wherein said conversion is carried out at a temperature of 25-35 < 0 > C.
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