KR20210036632A - Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same - Google Patents

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허인영
강혜옥
성민경
이경묵
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Abstract

The present invention relates to microorganism having improved production of 3-hydroxypropionic acid (3-HP) and to a production method of 3-hydroxypropionic acid using the same.

Description

3-하이드록시프로피온산의 생산량이 증가된 미생물 및 이를 이용한 3-히드록시프로피온산의 생산 방법 {Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same}Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same}

3-히드록시프로피온산(3-HP)의 생산을 향상시킨 미생물 및 이를 이용한 3-HP 생산 방법에 관한 것이다.It relates to a microorganism having improved production of 3-hydroxypropionic acid (3-HP) and a method for producing 3-HP using the same.

3-히드록시프로피온산(3-HP)은 젖산(2-히드록시프로피온산)의 이성질체로서 고분자 코팅제의 가교제, 금속 윤활제, 섬유의 정전기 방지제 등으로 사용되고, 아크릴산, 1,3-프로판디올, 메틸아크릴레이트, 에틸 3-히드록시프로피온산, 말로닉산, 프로피온락톤, 아크로니트릴, 또는 아크릴아마이드 등 상업적으로 중요한 여러 화학물질로 전환될 수 있는 플랫폼 화합물이다.3-Hydroxypropionic acid (3-HP) is an isomer of lactic acid (2-hydroxypropionic acid) and is used as a crosslinking agent for polymer coatings, metal lubricants, and anti-static agents for fibers. Acrylic acid, 1,3-propanediol, methyl acrylate , Ethyl 3-hydroxypropionic acid, malonic acid, propionactone, acrylonitrile, or acrylamide.

3-HP는 에틸렌 사이아노하이드린, 베타-아이도프로피온산, 베타-브로모프로피온산, 베타-클로로프로피온산, 베타-프로피오락톤, 아크릴산 등을 중간체로 하여 화학적 공정을 통해 생산될 수 있고, 글리세롤로부터 생물학적 공정을 통해 생산될 수도 있다. 그러나 이러한 화학물질 대부분이 유독하며 발암성을 띠고, 높은 온도와 압력의 조건으로 대량의 에너지를 소모하며 다량으로 공해 물질을 배출하는 문제가 있다.3-HP can be produced through a chemical process using ethylene cyanohydrin, beta-idopropionic acid, beta-bromopropionic acid, beta-chloropropionic acid, beta-propiolactone, acrylic acid, etc. as intermediates. It can also be produced through biological processes. However, most of these chemicals are toxic and carcinogenic, consume a large amount of energy under conditions of high temperature and pressure, and discharge a large amount of pollutants.

3-HP는 또한 미생물 발효를 통해 생산될 수 있다. 현재까지 대장균이나 크렙시엘라 뉴모니아 등을 이용한 3-HP 생산 공정이 연구되었으나, 생산성, 수율, 배지의 경제성 등의 측면에서 아직 상업적 수준에 이르지 못하고 있다.3-HP can also be produced through microbial fermentation. Until now, a 3-HP production process using E. coli or Krebsiella pneumoniae has been studied, but the commercial level has not yet been reached in terms of productivity, yield, and economical efficiency of the medium.

따라서, 미생물로부터 3-HP 의 생산을 증가시키기 위한 기술의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need to develop a technology for increasing the production of 3-HP from microorganisms.

국내특허등록 10-1048485 (2011.07.05)Domestic patent registration 10-1048485 (2011.07.05)

일예는, NADH 옥시다아제(NADH oxidase)를 코딩하는 유전자 및 글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)를 코딩하는 유전자를 포함하는, 3-히드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는, 미생물을 제공한다.One example provides a microorganism that produces 3-hydroxypropionic acid (3-HP), comprising a gene encoding NADH oxidase and a gene encoding a glycerol uptake facilitator.

다른 일예는, (i) NADH 옥시다아제(NADH oxidase)를 코딩하는 유전자 및 글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)를 코딩하는 유전자를 포함하고, (ii) 글리세롤 디하이드라타제 (glycerol dehydratase)를 코딩하는 유전자, 알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제 (glycerol dehydratase reactivase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유전자를 포함하는, 3-히드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는, 미생물을 제공한다.Other examples include (i) a gene encoding NADH oxidase and a gene encoding a glycerol uptake facilitator, and (ii) a gene encoding glycerol dehydratase. , 3-hydroxyl comprising at least one gene selected from the group consisting of a gene encoding an aldehyde dehydrogenase, and a gene encoding a glycerol dehydratase reactivase Microorganisms that produce propionic acid (3-HP) are provided.

다른 일예는, (i) NADH 옥시다아제(NADH oxidase)를 코딩하는 유전자 및 글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)를 코딩하는 유전자를 포함하고, (ii) 글리세롤 디하이드라타제 (glycerol dehydratase)를 코딩하는 유전자, 알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제 (glycerol dehydratase reactivase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유전자를 포함하고, 및 (iii) 락테이트 디하이드로게나제(lactate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 아세테이트 키나아제 A(acetate kinase A)를 코딩하는 유전자, 포스포트랜스아세틸라제(phosphotransacetylase)를 코딩하는 유전자, 알코올 디하이드로게나제(alcohol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 글리세롤 키나아제(glycerol kinase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드로게나제(glycerol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 결실 또는 불활성화된, 3-히드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는, 미생물을 제공한다.Other examples include (i) a gene encoding NADH oxidase and a gene encoding a glycerol uptake facilitator, and (ii) a gene encoding glycerol dehydratase. , A gene encoding aldehyde dehydrogenase, and a gene encoding glycerol dehydratase reactivase, and (iii) The gene encoding lactate dehydrogenase, the gene encoding acetate kinase A, the gene encoding phosphotransacetylase, and alcohol dehydrogenase 3-hydroxypropionic acid in which at least one selected from the group consisting of a gene encoding a gene, a gene encoding a glycerol kinase, and a gene encoding a glycerol dehydrogenase is deleted or inactivated Microorganisms that produce (3-HP) are provided.

다른 일예는, 상기 미생물을 포도당 또는 글리세롤 함유 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 3-히드록시프로피온산(3-HP)의 생산 방법을 제공한다.Another example provides a method for producing 3-hydroxypropionic acid (3-HP), comprising culturing the microorganism in a medium containing glucose or glycerol.

본 발명의 한 측면에 따라 NADH 옥시다아제(NADH oxidase)를 코딩하는 유전자 및 글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)를 코딩하는 유전자를 포함하는, 3-히드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는, 미생물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, a microorganism producing 3-hydroxypropionic acid (3-HP) comprising a gene encoding NADH oxidase and a gene encoding a glycerol uptake facilitator Is provided.

용어, "NADH 옥시다아제(NADH oxidase)"는 산소를 과산화수소(H2O2)로 환원시키면서 NADH 를 NAD+로 산화시키는 효소 활성을 가지는 폴리펩티드를 말한다. 3-HP 산화 반응시 조효소인 NAD+ 가 필요하므로 반응이 일어날수록 NADH 가 세포 내에 축적되는데, 본원에서는 NADH 옥시다아제를 코딩하는 유전자를 미생물에 도입하여 NAD+ 풀을 재생함으로써, NAD+의 고갈과 NADH 축적의 문제를 해결하고 조효소의 균형을 맞추어, 종국적으로 3-HP 생산량을 증가시킬 수 있다. 상기 효소는, 그 유래에 관계없이, NADH 옥시다아제 활성을 가지는 효소라면 본원의 범주에 포함되며, 이를 코딩하는 유전자로는 noxE 를 예시할 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 락토코커스 락티스 유래의 noxE 유전자를 사용하였고, 그 서열정보는 GenBank 등록번호 NC_002662.1 에서 확인할 수 있다. 그러나, 이는 본원의 대표적인 구현예에 해당할 뿐, 본원 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The term "NADH oxidase" refers to a polypeptide having an enzyme activity of oxidizing NADH to NAD+ while reducing oxygen to hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). The 3-HP oxidation reaction requires NAD+, a coenzyme, so NADH accumulates in the cells as the reaction occurs.In this application, the NAD+ pool is regenerated by introducing the NADH oxidase-encoding gene into the microorganism, thereby depleting NAD+ and accumulating NADH. And balance the coenzyme, eventually increasing 3-HP production. Regardless of its origin, the enzyme is included in the scope of the present application as long as it has NADH oxidase activity, and noxE may be exemplified as a gene encoding it. In one embodiment of the present application, the noxE gene derived from Lactococcus lactis was used, and the sequence information can be found in GenBank registration number NC_002662.1. However, this only corresponds to the exemplary embodiment of the present application, but the present invention is not limited thereto.

용어 "글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)"는 세포질막을 가로지르는 글리세롤의 운반체(transporter)로서, 폴리올과 같은 비전하성 소분자와 물에 대해 제한적인 투과성을 가진 단백질을 말한다. 본원에서는 글리세롤 유입 촉진자를 코딩하는 유전자를 도입하여 세포 내로의 글리세롤의 유입을 증가시킬 수 있다. 상기 단백질은, 그 유래에 관계없이, 글리세롤 유입 촉진자 활성을 가지는 단백질이라면 본원의 범주에 포함되며, 이를 코딩하는 유전자로는 glpF 를 예시할 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 대장균 (E. coli) 유래의 glpF 유전자를 사용하였고, 그 서열정보는 GenBank 등록번호 NC_000913.3 에서 확인할 수 있다. 그러나, 이는 본원의 대표적인 구현예에 해당할 뿐, 본원 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The term "glycerol uptake facilitator" is a transporter of glycerol that crosses the cytoplasmic membrane, and refers to a protein with limited permeability to water and small uncharged molecules such as polyols. Herein, a gene encoding a glycerol influx promoter may be introduced to increase the influx of glycerol into cells. The protein, regardless of its origin, is included in the scope of the present application as long as it has a glycerol influx promoter activity, and glpF may be exemplified as a gene encoding it. In one embodiment of the present application, the glpF gene derived from E. coli was used, and the sequence information can be found in GenBank registration number NC_000913.3. However, this only corresponds to the exemplary embodiment of the present application, but the present invention is not limited thereto.

본원의 미생물은 3-HP를 생산하기 위하여, 3-HP를 생합성하는 경로를 포함할 수 있다. 글리세롤과 같은 탄소 기질로부터 3-HP를 생합성하는 경로로는 여러 경로가 알려져 있지만, 대표적인 예시는 다음과 같다: 우선, 글리세롤 디하이드라타제에 의해 글리세롤이 탈수 반응을 통해 중간체인 3-히드록시프로피온알데히드 (3-Hydroxypropionaldehyde: 3-HPA)로 전환되며, 알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase: ALDH)에 의해 3-히드록시프로피온알데히드(3-HPA)가 산화되어 3-HP가 된다. 따라서, 본원의 미생물은 3-HP 생산을 증대시키기 위하여, 3-HP를 생합성하는 경로에 관여하는 효소의 유전자들, 예를 들어, 글리세롤 디하이드라타제를 코딩하는 유전자 및/또는 알데히드 디하이드로게나제를 코딩하는 유전자가 추가로 도입될 수 있다. 또한, 본원의 미생물은 3-HP 생산을 더욱 증대시키기 위하여, 글리세롤 디하이드라타제를 재활성화시키기 위한 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제를 코딩하는 유전자를 추가로 포함할 수 있다.In order to produce 3-HP, the microorganism of the present application may include a pathway for biosynthesizing 3-HP. Several pathways are known as pathways for biosynthesizing 3-HP from a carbon substrate such as glycerol, but representative examples are as follows: First, 3-hydroxypropion, an intermediate in which glycerol is dehydrated by glycerol dehydratase. It is converted to aldehyde (3-Hydroxypropionaldehyde: 3-HPA), and 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA) is oxidized to 3-HP by aldehyde dehydrogenase (ALDH). Therefore, in order to increase the production of 3-HP, the microorganisms of the present disclosure include genes of enzymes involved in the pathway for biosynthesizing 3-HP, for example, genes encoding glycerol dehydratase and/or aldehyde dehydrogena. A gene encoding the agent may be further introduced. In addition, the microorganism of the present application may further include a gene encoding a glycerol dehydratase reactibase for reactivating glycerol dehydratase in order to further increase 3-HP production.

이에, 바람직한 구현예로, 본원의 미생물은 글리세롤 디하이드라타제 (glycerol dehydratase)를 코딩하는 유전자, 알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제 (glycerol dehydratase reactivase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더욱 포함할 수 있다.Thus, in a preferred embodiment, the microorganism of the present application is a gene encoding glycerol dehydratase, a gene encoding aldehyde dehydrogenase, and a glycerol dehydratase reactibase (glycerol dehydratase). dehydratase reactivase) may further include one or more selected from the group consisting of genes encoding.

용어, "글리세롤 디하이드라타제 (glycerol dehydratase)" 는 글리세롤에서 3-히드록시프로피온알데히드 (3-HPA)로의 전환을 촉매화하는 효소 활성을 갖는 폴리펩티드를 말한다. 글리세롤 디하이드라타제는 코엔자임 B12 의존성이거나 비의존성일 수 있다. 상기 효소는, 이에 제한되는 것은 아니나, 크렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae), 시트로박터 프레운디(Citrobacter freundii), 클로스트리디움 파스튜리아늄(Clostridium pasteurianum), 살모넬라 타이티무리움(Salmonella typhimurium), 클렙시엘라 옥시토카(Klebsiella oxytoca), 또는 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum) 등 유래일 수 있다. 상기 효소는, 그 유래에 관계없이, 글리세롤에서 3-히드록시프로피온알데히드 (3-HPA)로의 전환을 촉매하는 효소 활성을 가지는 효소라면 본원의 범주에 포함되며, 이를 코딩하는 유전자로는 dhaB 를 예시할 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 크렙시엘라 뉴모니아 유래의 dhaB 유전자를 사용하였고, 그 서열정보는 GenBank 등록번호 U30903.1 (dhaB1, dhaB2 및 dhaB3의 서브유닛으로 이루어짐)에서 확인할 수 있다. 그러나, 이는 본원의 대표적인 구현예에 해당할 뿐, 본원 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The term “glycerol dehydratase” refers to a polypeptide having enzymatic activity that catalyzes the conversion of glycerol to 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA). Glycerol dehydratase may be coenzyme B12 dependent or independent. The enzymes are, but are not limited to, Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii, Clostridium pasteurianum, Salmonella typhimurium ), Klebsiella oxytoca, or Clostridium butyricum. The enzyme, regardless of its origin, is included in the scope of the present application as long as it has an enzymatic activity that catalyzes the conversion of glycerol to 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA), and dhaB is exemplified as a gene encoding it. can do. In one embodiment of the present application, the dhaB gene derived from Krebsiella pneumoniae was used, and the sequence information can be confirmed in GenBank registration number U30903.1 (consisting of subunits of dhaB1, dhaB2 and dhaB3). However, this only corresponds to the exemplary embodiment of the present application, but the present invention is not limited thereto.

용어, "알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase)"는 알데히드를 카르복실산으로 전환시키는 효소로서, 본원에서는 3-히드록시프로피온알데히드(3-HPA)에서 3-히드록시프로피온산(3-HP)으로의 전환을 촉매화하는 효소 활성을 갖는 폴리펩티드를 말한다. 알데히드 디하이드로게나제는 그 유래에 관계없이, 3-히드록시프로피온알데히드(3-HPA)에서 3-히드록시프로피온산(3-HP)으로의 전환을 촉매하는 효소 활성을 가지는 효소라면 본원의 범주에 포함되며, 이를 코딩하는 유전자로는 aldH, puuC 등을 예시할 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 대장균 유래의 aldH 유전자를 사용하였고, 그 서열정보는 GenBank 등록번호 NC_000913.3 에서 확인할 수 있다. 그러나, 이는 본원의 대표적인 구현예에 해당할 뿐, 본원 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The term "aldehyde dehydrogenase" is an enzyme that converts aldehydes to carboxylic acids, and herein, from 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA) to 3-hydroxypropionic acid (3-HP). It refers to a polypeptide having an enzymatic activity that catalyzes the conversion of. Aldehyde dehydrogenase, regardless of its origin, falls within the scope of the present application if it is an enzyme that has an enzymatic activity that catalyzes the conversion of 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA) to 3-hydroxypropionic acid (3-HP). Included, and genes encoding them may be exemplified by aldH, puuC, and the like. In one embodiment of the present application, the aldH gene derived from E. coli was used, and the sequence information can be found in GenBank registration number NC_000913.3. However, this only corresponds to the exemplary embodiment of the present application, but the present invention is not limited thereto.

용어, "글리세롤 디하이드라타제 리액티바제 (glycerol dehydratase reactivase)"는 글리세롤 디하이드라타제가 작용하는 동안 비가역적으로 불활성화되는 것을 다시 활성화하여 촉매 활성을 유지시키는 작용을 하는 효소이다. 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제로는 일반적으로 알려진 어느 것이라도 사용할 수 있으며, 예를 들어, 클랩시엘라 속(Klebsiella sp.), 시트로박터 속(Citrobacter sp.), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 살모넬라 속 (Salmonella sp.) 균주 등에서 유래할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제는 DhaFG, GdrAB, DdrAB 등일 수 있으며, 이를 암호화하는 유전자는 dhaFG, gdrAB, ddrAB 등을 예시할 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 크렙시엘라 뉴모니아 유래의 gdrAB 유전자를 사용하였고, 그 서열정보는 GenBank 등록번호 U30903.1 (gdrA (dhaB4) 및 gdrB (orf 2b)의 서브유닛으로 이루어짐) 에서 확인할 수 있다. 그러나, 이는 본원의 대표적인 구현예에 해당할 뿐, 본원 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The term "glycerol dehydratase reactivase" is an enzyme that functions to maintain catalytic activity by reactivating irreversibly inactivation of glycerol dehydratase during the action. Any commonly known glycerol dehydratase reactive agent may be used, for example, Klebsiella sp., Citrobacter sp., Lactobacillus sp. ), Salmonella sp. may be derived from strains, etc., but is not limited thereto. Glycerol dehydratase reactibase may be DhaFG, GdrAB, DdrAB, and the like, and genes encoding this may be exemplified by dhaFG, gdrAB, ddrAB, and the like. In one embodiment of the present application, the gdrAB gene derived from Krebsiella pneumoniae was used, and the sequence information can be confirmed in GenBank registration number U30903.1 (consisting of subunits of gdrA (dhaB4) and gdrB (orf 2b)) have. However, this only corresponds to the exemplary embodiment of the present application, but the present invention is not limited thereto.

본원에서 상기 유전자들은 벡터 내에 클로닝되어 세포에 도입될 수 있다. 여기에서, 벡터는 개체의 세포 내에서 목적 단백질을 코딩하는 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말하며, 플라스미드, 바이러스 벡터, 박테리오파지 벡터, 코즈미드 벡터 등 다양한 형태의 벡터를 사용할 수 있다.Herein, the genes may be cloned into a vector and introduced into a cell. Here, the vector refers to a gene construct containing essential regulatory elements operably linked to express a gene insert encoding a protein of interest in the cells of an individual, and various forms such as plasmids, viral vectors, bacteriophage vectors, cozmid vectors, etc. Vectors of can be used.

벡터 내로 삽입되어 전달된 유전자가 숙주세포의 게놈 내로 비가역적으로 융합되어 세포 내에서 유전자 발현이 장기간 안정적으로 지속되도록 하는 벡터가 바람직하다. 이러한 벡터는, 해당 유전자가 선택된 숙주 내에서 발현될 수 있도록 하는 전사 및 해독 발현 조절 서열을 포함한다. 발현 조절 서열로는, 전사를 실시하기 위한 프로모터, 그러한 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 및/또는 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함할 수 있다. 개시 코돈 및 종결 코돈은 일반적으로 목적 단백질을 코딩하는 핵산 서열의 일부로 간주되며, 유전자 작제물이 투여되었을 때 개체에서 작용을 나타내야 하며 코딩 서열과 인프레임(in frame)에 있어야 한다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. 또한 복제 가능한 발현벡터인 경우 복제 기원을 포함할 수 있다. 그 외에, 인핸서, 목적하는 유전자의 3' 말단의 비번역영역, 선별 마커(예컨대, 항생제 내성 마커), 또는 복제가능단위 등을 적절하게 포함할 수도 있다. 벡터는 자가 복제하거나 숙주 게놈 DNA에 통합될 수 있다.A vector is preferred in which the gene inserted into the vector and transferred is irreversibly fused into the genome of the host cell so that the gene expression in the cell is stably maintained for a long period of time. Such vectors contain transcriptional and translational expression control sequences that allow the gene of interest to be expressed in a selected host. The expression control sequence may include a promoter for carrying out transcription, any operator sequence for regulating such transcription, and/or a sequence that controls termination of transcription and translation. The start and stop codons are generally considered to be part of the nucleic acid sequence encoding the protein of interest, and should exhibit an action in the subject when the genetic construct is administered and must be in frame with the coding sequence. The promoter of the vector can be constitutive or inducible. In addition, in the case of a replicable expression vector, the origin of replication may be included. In addition, an enhancer, an untranslated region at the 3'end of the gene of interest, a selection marker (eg, an antibiotic resistance marker), or a replicable unit may be appropriately included. Vectors can either self-replicate or integrate into the host genomic DNA.

벡터 내의 각 구성요소는 서로 작동 가능하게 연결되어야 하며, 이들 구성요소 서열의 연결은 편리한 제한 효소 부위에서 라이게이션(연결)에 의해 수행될 수 있고, 그러한 부위가 존재하지 않는 경우, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오티드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker)를 사용하여 수행될 수 있다.Each element in the vector must be operably linked to each other, and the ligation of these element sequences can be performed by ligation (linkage) at a convenient restriction enzyme site, and if such a site does not exist, it can be carried out in a conventional manner. It may be performed using a synthetic oligonucleotide adapter or a linker according to the following.

유용한 발현 조절 서열의 예로는, 아데노바이러스의 초기 및 후기 프로모터들, 원숭이 바이러스 40(SV40), 마우스 유방 종양 바이러스(MMTV) 프로모터, HIV의 긴 말단 반복부(LTR) 프로모터, 몰로니 바이러스, 시토메갈로바이러스(CMV) 프로모터, 엡스타인 바이러스(EBV) 프로모터, 로우스 사코마 바이러스(RSV) 프로모터, RNA 폴리머라제 ±프로모터, T3 및 T7 프로모터들, 파지 람다의 주요 오퍼레이터 및 프로모터 영역, 및 원핵세포 또는 진핵 세포 또는 이들의 바이러스의 유전자의 발현을 조절하는 것으로 알려진 구성과 유도의 기타 다른 서열 및 이들의 여러 조합을 포함할 수 있다.Examples of useful expression control sequences include early and late promoters of adenovirus, monkey virus 40 (SV40), mouse mammary tumor virus (MMTV) promoter, long terminal repeat (LTR) promoter of HIV, Moloney virus, cytomegalo Viral (CMV) promoter, Epstein virus (EBV) promoter, Loews Sacoma virus (RSV) promoter, RNA polymerase ± promoter, T3 and T7 promoters, major operator and promoter regions of phage lambda, and prokaryotic or eukaryotic cells Or other sequences of constructs and inductions known to regulate the expression of their viral genes, and various combinations thereof.

균주에의 도입은 목적 유전자를 숙주 세포로 도입하여 상기 핵산이 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제가능하게 되는 것을 의미한다. 예를 들어, 유기산 합성 관련 유전자를 포함하는 벡터가 숙주 생물체 안으로 도입될 수 있다. 다른 예로, 유기산 합성 관련 유전자를 포함하는 통합 벡터가 균주에 도입됨으로써 균주의 게놈 안으로 삽입될 수 있다. 삽입의 조직-특이성은, 예를 들어 벡터 투여 경로에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로, 유기산 합성 관련 유전자를 포함하는 비-통합 벡터가 숙주 생물체에 도입됨으로써 숙주 생물체에 도입될 수 있다.Introduction into a strain means that the target gene is introduced into a host cell so that the nucleic acid becomes capable of replication as an extrachromosomal factor or by completion of chromosomal integration. For example, a vector containing a gene related to organic acid synthesis can be introduced into a host organism. As another example, an integrating vector including a gene related to organic acid synthesis may be introduced into the strain, thereby being inserted into the genome of the strain. The tissue-specificity of the insertion can be modulated, for example by the route of vector administration. As another example, a non-integrating vector containing a gene related to organic acid synthesis may be introduced into the host organism by introducing it into the host organism.

상기 균주는 원핵 균주일 수 있고, 예를 들어 대장균(예를 들어, E.coli DH5a, E.coli JM101, E.coli K12, E.coli W3110, E.coli X1776, E.coli B 및 E.coli XL1-Blue)을 포함하는 에스케리키아 속일 수 있다. 그러나 이에 제한 되는 것은 아니며, 슈도모나스 속, 바실러스 속, 스트렙토마이세스 속, 어위니아 속, 세라티아 속, 프로비덴시아 속, 코리네박테리움 속, 렙토스피라 속, 살모넬라 속, 브레비박테리아 속, 하이포모나스 속, 크로모박테리움 속, 노카디아 속 등 다양한 균주에 적용할 수 있다. 적당한 균주에 도입되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.This strain may be a prokaryotic strain, such as E. coli (e.g., E.coli DH5a, E.coli JM101, E.coli K12, E.coli W3110, E.coli X1776, E.coli B, and E. coli XL1-Blue). However, it is not limited thereto, and genus Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, Erwinia, Serratia, Providencia, Corynebacterium, Leptospira, Salmonella, Brevibacteria, Hypomonas It can be applied to various strains such as genus, Chromobacterium genus, and Nocadia genus. Once introduced into the appropriate strain, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself.

유전자를 균주로 도입하는 것은, 당 분야에서 공지된 바와 같이 적합한 표준 기술, 예들 들어, 전기천공법(electroporation), 전기주입법(electroinjection), 미세주입법(microinjection), 인산칼슘공동-침전법(calcium phosphate co-precipitation), 염화캄슘/염화루비듐법, 레트로바이러스 감염(retroviral infection), DEAE-덱스트란(DEAE-dextran), 양이온 리포좀(cationic liposome)법, 폴리에틸렌 글리콜 침전법(polyethylene glycol-mediated uptake), 유전자총(gene gun) 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 원형의 벡터를 적절한 제한효소로 절단하여 선형의 벡터 형태로 도입할 수 있다. Introducing the gene into the strain is a standard technique suitable as known in the art, for example, electroporation, electroinjection, microinjection, calcium phosphate co-precipitation. co-precipitation), calcium chloride/rubidium chloride method, retroviral infection, DEAE-dextran, cationic liposome method, polyethylene glycol-mediated uptake, A gene gun or the like may be used, but is not limited thereto. At this time, the circular vector can be cut with an appropriate restriction enzyme and introduced in the form of a linear vector.

다른 바람직한 구현예로, 상기 미생물은 배양시 주로 생산되는 유기산인 락틱산과 아세트산의 생성을 억제하기 위하여, 또는 글리세롤을 3-HP의 생산에만 사용하기 위하여, 락테이트 디하이드로게나제(lactate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 아세테이트 키나아제 A(acetate kinase A)를 코딩하는 유전자, 포스포트랜스아세틸라제(phosphotransacetylase)를 코딩하는 유전자, 알코올 디하이드로게나제(alcohol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 글리세롤 키나아제(glycerol kinase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드로게나제(glycerol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 결실 또는 불활성화된 것일 수 있다.In another preferred embodiment, the microorganism uses lactate dehydrogenase to inhibit the production of lactic acid and acetic acid, which are organic acids mainly produced during culture, or to use glycerol only for the production of 3-HP. Coding gene, acetate kinase A (acetate kinase A) coding gene, phosphotransacetylase (phosphotransacetylase) coding gene, alcohol dehydrogenase (alcohol dehydrogenase) coding gene, glycerol kinase (glycerol kinase) One or more selected from the group consisting of a gene encoding a gene and a gene encoding a glycerol dehydrogenase may be deleted or inactivated.

유전자의 결실 또는 불활성화는 당업계 통상적인 기법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 유전자의 결실 또는 불활성화는 미생물 유전체 상에서 상기 유전자 부위의 전부 또는 일부를 결실(제거)시키거나, 상동 재조합, 부위-특이적 재조합, 또는 트랜스포존-매개 유전자 도입 등의 기법을 이용하여 특정 유전자 서열을 삽입하여 단백질 서열을 변형시킴으로서 수행될 수 있다. 또한, 유전자의 불활성화는 상기 유전자의 프로모터 부위 및 5'-UTR 부위의 염기 서열을 변형시킴으로써 단백질의 발현을 약화시키거나 또는 해당 유전자의 ORF 부위에 변이를 도입하여 단백질의 활성을 약화시키는 것으로 수행될 수 있다.Deletion or inactivation of a gene can be performed according to techniques conventional in the art. For example, deletion or inactivation of a gene is performed by deleting (removing) all or part of the gene site on the microbial genome, or by using techniques such as homologous recombination, site-specific recombination, or transposon-mediated gene introduction. This can be done by modifying the protein sequence by inserting a specific gene sequence. In addition, inactivation of the gene is performed by reducing the expression of the protein by modifying the nucleotide sequence of the promoter region and the 5'-UTR region of the gene, or by introducing a mutation into the ORF region of the gene to weaken the activity of the protein. Can be.

본 발명의 다른 한 측면에 따라, 상기 미생물을 포도당 또는 글리세롤 함유 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 3-히드록시프로피온산(3-HP)의 생산 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing 3-hydroxypropionic acid (3-HP), comprising culturing the microorganism in a medium containing glucose or glycerol.

균주의 배양에 사용되는 배지는 특정한 균주의 요구조건을 적절하게 만족시켜야 한다. 상기 배지는 다양한 탄소원, 질소원, 인원 및 미량원소 성분을 포함할 수 있다. 구체적인 배지의 종류는 LB(Luria Bertani) broth, SD(Sabouraud Dextrose) broth 또는 YM(Yeast medium) broth 와 같은 배지를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The medium used for cultivation of the strain must adequately satisfy the requirements of the specific strain. The medium may contain various carbon sources, nitrogen sources, personnel, and trace element components. As a specific type of medium, a medium such as LB (Luria Bertani) broth, SD (Sabouraud Dextrose) broth, or YM (Yeast medium) broth may be used, but is not limited thereto.

배지 내 탄소원으로는 포도당 또는 글리세롤을 포함할 수 있다. 그 외에, 단당류, 올리고당류, 다당류, 단일탄소기질, 또는 그의 혼합물을 예시할 수 있다. 예를 들어 프럭토즈와 같은 단당류; 수크로즈, 말토즈 또는 락토즈와 같은 올리고당류; 녹말 또는 셀룰로오스와 같은 다당류; 메탄올, 포름알데히드 또는 포르메이트와 같은 단일탄소기질을 예시할 수 있다. 또한, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 저급알콜류; 글리세롤 등의 다가알콜류; 아세트산, 시트르산, 숙신산, 타르타르산, 락트산, 글루콘산 등의 유기산; 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산 등의 지방산 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. The carbon source in the medium may include glucose or glycerol. In addition, monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, mono-carbon substrates, or mixtures thereof can be exemplified. Monosaccharides such as fructose, for example; Oligosaccharides such as sucrose, maltose or lactose; Polysaccharides such as starch or cellulose; A single carbon substrate such as methanol, formaldehyde or formate can be exemplified. Further, lower alcohols such as ethanol, propanol, and butanol; Polyhydric alcohols such as glycerol; Organic acids such as acetic acid, citric acid, succinic acid, tartaric acid, lactic acid, and gluconic acid; Fatty acids such as propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, and dodecanoic acid may be exemplified, but are not limited thereto. These materials can be used individually or as a mixture.

배지 내 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있다. Examples of nitrogen sources in the medium include peptone, yeast extract, broth, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate, It is not limited thereto. The nitrogen source can also be used individually or as a mixture.

배지 내 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 포함하거나, 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기된 원료들은 배양 과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있다.As the number of persons in the medium, potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or a corresponding sodium-containing salt may be exemplified, but is not limited thereto. In addition, the culture medium may contain a metal salt such as magnesium sulfate or iron sulfate necessary for growth, or may contain essential growth materials such as amino acids and vitamins, but is not limited thereto. The above-described raw materials may be added batchwise or continuously to the culture during the cultivation process by a suitable method.

또한, 필요에 따라, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아와 같은 기초 화합물 또는 인산 또는 황산과 같은 산 화합물을 적절한 방식으로 사용하여 배양물의 pH를 조절할 수 있다. 또한, 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. Further, if necessary, a basic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or an acid compound such as phosphoric acid or sulfuric acid may be used in an appropriate manner to adjust the pH of the culture. In addition, foaming can be suppressed by using an antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester.

배양(발효)는 재조합 미생물의 따라 배치, 유가식, 또는 연속식 방식을 선택할 수 있다. 발효 조건은 호기, 마이크로 호기, 혐기 조건에서 배양할 수 있으며 바람직하게는 마이크로 혐기 조건에서 배치 방식으로 수행할 수 있다. 배양 온도 및 배양 시간은 사용하는 숙주세포의 특성을 고려하여 적절히 선택하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 호기 상태를 유지하기 위해 배양물 내로 산소 또는 산소-함유 기체 (예, 공기)를 주입할 수 있으며, 배양물의 온도는 보통 20℃내지 45℃, 바람직하게는 25℃ 내지 40℃ 일 수 있다. 배양은 원하는 글리세롤 또는 3-HP 의 생산량이 최대로 얻어질 때까지 계속될 수 있다.Cultivation (fermentation) can be carried out in batch, fed-batch, or continuous mode depending on the recombinant microorganism. Fermentation conditions may be cultured under aerobic, micro-aerobic, and anaerobic conditions, and preferably, may be performed in batch mode under micro-anaerobic conditions. Incubation temperature and incubation time can be appropriately selected and performed in consideration of the characteristics of the host cell to be used. For example, oxygen or oxygen-containing gas (eg, air) may be injected into the culture to maintain an aerobic state, and the temperature of the culture is usually 20°C to 45°C, preferably 25°C to 40°C. I can. The cultivation can be continued until the maximum yield of glycerol or 3-HP is obtained.

발효 배지로부터 3-HP 을 회수하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 3-HP 는 원심분리, 크로마토그래피, 추출, 여과, 침전, 또는 이들의 조합을 수행함으로써 세포 배지로부터 얻을 수 있다.Methods for recovering 3-HP from fermentation medium are known in the art. For example, 3-HP can be obtained from cell media by performing centrifugation, chromatography, extraction, filtration, precipitation, or a combination thereof.

3-HP를 생산하면서 발생하는 조효소의 불균형을 막고 글리세롤 대사 속도를높임으로써 종국적으로 3-히드록시프로피온산(3-HP) 의 생산량이 증가될 수 있다.By preventing the imbalance of the coenzyme that occurs during the production of 3-HP and increasing the rate of glycerol metabolism, the production of 3-hydroxypropionic acid (3-HP) can eventually be increased.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples. However, these are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1. noxE 유전자 도입에 따른 3-HP 생산 증대 효과 확인Example 1. Confirmation of the effect of increasing 3-HP production by introduction of noxE gene

1-1. 플라스미드의 제조1-1. Preparation of plasmid

pCDFDuet-1 벡터의 프로모터 부분을 J23101과 J23100 프로모터로 치환하였고 dhaB (약 2.7 kb; dhaB1, dhaB2, dhaB3)와 gdrAB 유전자 (약 2.2 kb; gdrA, gdrB)는 크렙시엘라 뉴모니아의 염색체에서 아래의 프라이머 및 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용해 NEB에서 제공하는 조건을 사용하여 증폭하였다:The promoter portion of the pCDFDuet-1 vector was replaced with the J23101 and J23100 promoters, and the dhaB (about 2.7 kb; dhaB1, dhaB2, dhaB3) and gdrAB genes (about 2.2 kb; gdrA, gdrB) were shown below in the Krebsiella pneumoniae chromosome. It was amplified using the conditions provided by NEB using primers of and NEB Q5 DNA polymerase:

- dhaB-gdrA-F 프라이머: GAATTCATGAAAAGATCAAAACGATTTGCAGTCCT (서열번호 1)-dhaB-gdrA-F primer: GAATTCATGAAAAGATCAAAACGATTTGCAGTCCT (SEQ ID NO: 1)

- dhaB-gdrA-R 프라이머: AAGCTTGATCTCCCACTGACCAAAGCTGG (서열번호 2)-dhaB-gdrA-R primer: AAGCTTGATCTCCCACTGACCAAAGCTGG (SEQ ID NO: 2)

- gdrB-F 프라이머: AAGCTTAGAGGGGGCCGTCATGTCGCTTTCACCGCCAG (서열번호 3)-gdrB-F primer: AAGCTTAGAGGGGGCCGTCATGTCGCTTTCACCGCCAG (SEQ ID NO: 3)

- gdrB-R 프라이머: CTTAAGTCAGTTTCTCTCACTTAACGGC (서열번호 4)-gdrB-R primer: CTTAAGTCAGTTTCTCTCACTTAACGGC (SEQ ID NO: 4)

크렙시엘라 뉴모니아의 염색체 상에 dhaB123와 gdrA 유전자가 나란히 위치해 있어 같이 증폭하였고, gdrB는 dhaB123, gdrA와 반대 방향으로 위치해 있기 때문에 gdrB만 따로 증폭하였으며, 이 때 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용하였으며, 조건은 NEB에서 제공하는 조건을 사용하였다. 그 후 dhaB123, gdrA 유전자는 제한 효소 EcoRI과 HindIII을, gdrB 유전자는 제한 효소 HindIII과 AflII을 이용하여 J23101 프로모터 아래에 클로닝하였다. aldH는 J23100 프로모터 아래에 클로닝하였으며, E. coli K12 MG1655 chromosome으로부터 증폭하였고, 이 때 아래의 프라이머 및 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용하였으며, 조건은 NEB에서 제공하는 조건을 사용하였다.Since dhaB123 and gdrA genes are located side by side on the chromosome of Krebsiella pneumoniae, they were amplified together.Since gdrB is located in the opposite direction to dhaB123 and gdrA, only gdrB was amplified separately.At this time, NEB Q5 DNA polymerase was used. , The conditions provided by NEB were used. Thereafter, the dhaB123 and gdrA genes were cloned under the J23101 promoter using the restriction enzymes EcoRI and HindIII, and the gdrB gene was cloned using the restriction enzymes HindIII and AflII. aldH was cloned under the J23100 promoter, and amplified from E. coli K12 MG1655 chromosome, and at this time, the following primers and NEB Q5 DNA polymerase were used, and conditions provided by NEB were used.

- aldH-F 프라이머: ggtaccatgaattttc atcatctggc (서열번호 5)-aldH-F primer: ggtaccatgaattttc atcatctggc (SEQ ID NO: 5)

- aldH-R 프라이머: catatgtcaggcctccaggcttat (서열번호 6)-aldH-R primer: catatgtcaggcctccaggcttat (SEQ ID NO: 6)

aldH는 제한효소 KpnⅠ과 NdeⅠ을 이용하여 J23100 프로모터 아래에 클로닝하였다. 이상의 클로닝을 통해 pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH 플라스미드를 제작하였다.aldH was cloned under the J23100 promoter using restriction enzymes KpnI and NdeI. Through the above cloning, the pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH plasmid was produced.

한편, pSTV28 벡터는 TaKaRa에서 구입하였다. 락토코커스 락티스 유래 noxE 유전자는 pSTV28의 MCS 부분에 클로닝하였으며 Expression Level이 10만 수준인 UTR과 함께 클로닝하였다. 아래의 프라이머 및 NEB Q5 폴리머라제를 이용해 NEB에서 제공하는 조건을 사용하여 증폭하였다.Meanwhile, the pSTV28 vector was purchased from TaKaRa. The noxE gene derived from Lactococcus lactis was cloned into the MCS portion of pSTV28, and was cloned together with UTR with an expression level of 100,000. Amplification was performed using the conditions provided by NEB using the following primers and NEB Q5 polymerase.

- UTR Sequence: taacgattataaaggagcatctggt (서열번호 7)-UTR Sequence: taacgattataaaggagcatctggt (SEQ ID NO: 7)

- noxE-F: aaaggagcatctggtatgaaaatcgtagttatc (서열번호 8)-noxE-F: aaaggagcatctggtatgaaaatcgtagttatc (SEQ ID NO: 8)

- utr10-noxE-F: acccggggatcctaacgattataaaggagcatctg (서열번호 9)-utr10-noxE-F: acccggggatcctaacgattataaaggagcatctg (SEQ ID NO: 9)

- noxE-R: aagcttgcatgcttatttcgcattgagagctgc (서열번호 10)-noxE-R: aagcttgcatgcttatttcgcattgagagctgc (SEQ ID NO: 10)

noxE는 제한효소 BamHI과 SphI을 이용하여 클로닝하였다. 이상의 클로닝을 통해 pSTV28-noxE 플라스미드를 제작하였다.noxE was cloned using restriction enzymes BamHI and SphI. Through the above cloning, the pSTV28-noxE plasmid was produced.

1-2. 형질전환 균주의 제조 및 배양1-2. Preparation and cultivation of transformed strains

Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA 및, gldA 유전자 결실 균주, Gene bridges 사의 Quick&easy e. coli gene deletion kit 사용) 균주에 pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH 플라스미드 및 pSTV28-noxE 플라스미드, 또는 pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH 플라스미드 및 pSTV28 플라스미드를 도입하였다. 구체적으로, Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA, gldA) 를 LB 플레이트 (1 리터당 10g tryptone, 5g yeast extract, 10g NaCl, 15g agar 포함)상에 평판도말하고 37℃ 에서 밤새 배양하였다. 배양한 단일 콜로니를 3-5ml LB 액체배지 (배지조성은 위와 동일하되 agar 를 포함하지 않음)에 접종하고 교반하면서 37℃ 에서 밤새 배양하였다. 다음날 아침 배양액을 LB 액체배지 0.05 리터에 1:100 으로 희석하고 OD~0.5 가 될 때까지 3-6시간 배양하였다. 10-15분간 얼음 위에서 식힌 후 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 세포를 얼음으로 식힌 멸균 DI water 1 부피에 재현탁하여 세척하고 다시 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 수집한 세포는 다시 DI water 0.5 부피에 재현탁하여 세척하고 다시 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 수집한 세포는 얼음으로 식힌 멸균 10% 글리세롤 1ml 에 재현탁하고, 개별 pre-chilled microfuge tube에 세포 분취량(aliquots)을 넣었다(90 ul per transformation in a 0.1 cm gap electroporation cuvette). salt-free DNA (1-5 ul)를 피펫팅하여 첨가한 후 혼합물을 전처리된 전기천공용 큐벳(pre-chilled electroporation cuvette)에 옮겼다. 1.8kV 에서 전기천공하고 펄스 직후 상온의 LB 액체배지 1ml 를 세포에 첨가하고 37℃에서 1시간 배양하였다. 배양액은 스트렙토마이신 (Streptomycin)과 클로람페니콜 (Chloramphenicol)이 포함된 LB 플레이트 상에 도말하고 과량의 액체가 건조/플레이트 내로 흡수되게 하였다. 플레이트를 거꾸로 하여 37℃에서 배양하였다.Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA and gldA gene deletion strain, using Gene Bridges' Quick&easy e.coli gene deletion kit) strain pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH plasmid and pSTV28-noxE plasmid, or The pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH plasmid and pSTV28 plasmid were introduced. Specifically, Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA, gldA) was plated on an LB plate (including 10g tryptone, 5g yeast extract, 10g NaCl, 15g agar per 1 liter) and incubated overnight at 37°C. . The cultured single colonies were inoculated into 3-5ml LB liquid medium (the medium composition was the same as above, but did not contain agar), and cultured overnight at 37°C with stirring. The next morning, the culture solution was diluted 1:100 in 0.05 liters of LB liquid medium and incubated for 3-6 hours until OD~0.5 was reached. After cooling on ice for 10-15 minutes, the cells were collected by centrifuging for 10 minutes at 4000 rpm at 4°C. The cells were resuspended in 1 volume of ice-cooled sterile DI water, washed, and centrifuged again at 4°C at 4000 rpm for 10 minutes to collect the cells. The collected cells were resuspended in 0.5 volume of DI water, washed, and centrifuged at 4000 rpm at 4° C. for 10 minutes to collect the cells. The collected cells were resuspended in 1 ml of sterile 10% glycerol cooled on ice, and aliquots of cells were placed in individual pre-chilled microfuge tubes (90 ul per transformation in a 0.1 cm gap electroporation cuvette). After the salt-free DNA (1-5 ul) was added by pipetting, the mixture was transferred to a pre-chilled electroporation cuvette. After electroporation at 1.8 kV, 1 ml of room temperature LB liquid medium was added to the cells immediately after the pulse and incubated at 37° C. for 1 hour. The culture medium was spread on an LB plate containing streptomycin and chloramphenicol, and excess liquid was dried/absorbed into the plate. The plate was inverted and incubated at 37°C.

플라스크 배양을 위해 단일 콜로니를 LB (Luria Bertani; peptone 10 g/L, yeast extract 5 g/L, NaCl 5 g/L, pH 7.0) 배지 3 mL에 접종하고, 37℃, 250 rpm 조건에서 20시간 전배양 (seed culture) 하였다. For flask culture, a single colony was inoculated into 3 mL of LB (Luria Bertani; peptone 10 g/L, yeast extract 5 g/L, NaCl 5 g/L, pH 7.0) medium, and at 37°C, 250 rpm for 20 hours. It was pre-cultured (seed culture).

그 후 LB 배지 4 mL에 1% 접종하고 0.5%의 글루코스, 스트렙토마이신, 클로람페니콜과 함께 밤새 배양하였다. 배양한 세포를 회수하여 M9 배지 4 mL에 모두 접종하였고 스트렙토마이신, 클로람페니콜, 0.5%의 글루코스, 2% 글리세롤 및 1 uM 비타민 B12과 함께 37℃ 및 250 rpm에서 4일 배양하였다.Then, 1% was inoculated into 4 mL of LB medium, and cultured overnight with 0.5% glucose, streptomycin, and chloramphenicol. The cultured cells were recovered, inoculated into 4 mL of M9 medium, and cultured for 4 days at 37° C. and 250 rpm with streptomycin, chloramphenicol, 0.5% glucose, 2% glycerol and 1 uM vitamin B12.

M9 배지는 1L당 Na2HPO4 60 g, KH2PO4 30 g, NaCl 5 g, NH4Cl 10 g로 조성된 10X M9 salts (pH 7.4)와 1 M MgSO4, 1 M CaCl2 용액을 따로 멸균하여 준비하고, 본 배양 시에 배지 1L 당 10X M9 salts 100mL, 1 M MgSO4 2 mL, 1 M CaCl2 0.1 mL로 조성되도록 하였다.M9 medium contains 10X M9 salts (pH 7.4) composed of 60 g of Na 2 HPO 4 , 30 g of KH 2 PO 4 , 5 g of NaCl, and 10 g of NH 4 Cl per 1 L and 1 M MgSO 4 , 1 M CaCl 2 solution. Separately, it was prepared by sterilization, and at the time of the main culture, the composition was composed of 100 mL of 10X M9 salts, 2 mL of 1 M MgSO 4 , and 0.1 mL of 1 M CaCl 2 per 1 L of the medium.

1-3. 3-HP 생산 분석1-3. 3-HP production analysis

배양액 중의 3-HP 와 1,3-프로판디올(1,3-PDO) 의 생산량을 High-Performance Liquid Chromatography (HPLC)를 이용하여 분석하였다. HPLP는 Aminex HPX-87H ion exclusion column (7.8 * 300 mm, 9㎛)을 사용하여 0.5 mM sulfuric acid (H2SO4)를 flow rate 0.4 mL/min 속도로 흘려주었고, column의 온도는 35℃, Detector 온도는 35℃, injection volume 은 5μL, UV Detector 는 210 nm로 하였다. The production amounts of 3-HP and 1,3-propanediol (1,3-PDO) in the culture medium were analyzed using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). For HPLP, 0.5 mM sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was flowed at a flow rate of 0.4 mL/min using an Aminex HPX-87H ion exclusion column (7.8 * 300 mm, 9㎛), and the temperature of the column was 35℃, The detector temperature was 35°C, the injection volume was 5 μL, and the UV detector was 210 nm.

플라스크 수준에서 NADH 옥시다아제의 효과를 확인하기 위해 2단계 배양을 진행한 결과, 96시간 샘플을 비교했을 때 NADH 옥시다아제를 과발현시킨 균주의 경우 3-HP 생산량이 3배 이상 증가하였다 (표 1).As a result of performing a two-step culture to confirm the effect of NADH oxidase at the flask level, when comparing the 96-hour samples, 3-HP production increased more than three times in the case of the strain overexpressing NADH oxidase (Table 1).

벡터vector 24hr24hr 96hr96hr 3HP(g/L)3HP(g/L) 1,3-PDO(g/L)1,3-PDO(g/L) 3HP(g/L)3HP(g/L) 1,3-PDO(g/L)1,3-PDO(g/L) pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldHpCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH pSTV28pSTV28 00 00 0.950.95 0.370.37 pSTV28-noxEpSTV28-noxE 00 00 3.073.07 0.410.41

실시예 2. glpF 유전자 도입에 따른 3-HP 생산 증대 효과 확인Example 2. Confirmation of the effect of increasing 3-HP production by introducing the glpF gene

1-1. 플라스미드의 제조1-1. Preparation of plasmid

pCDFDuet-1 벡터의 프로모터 부분을 J23101과 J23100 프로모터로 치환하였고 dhaB (약 2.7 kb; dhaB1, dhaB2, dhaB3)와 gdrAB 유전자 (약 2.2 kb; gdrA, gdrB)는 크렙시엘라 뉴모니아의 염색체에서 서열번호 1 내지 4의 프라이머 및 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용해 NEB에서 제공하는 조건을 사용하여 증폭하였다:The promoter portion of the pCDFDuet-1 vector was replaced with the J23101 and J23100 promoters, and the dhaB (about 2.7 kb; dhaB1, dhaB2, dhaB3) and gdrAB genes (about 2.2 kb; gdrA, gdrB) were sequenced in the Krebsiella pneumoniae chromosome. Amplification was performed using the conditions provided by NEB using primers of numbers 1 to 4 and NEB Q5 DNA polymerase:

크렙시엘라 뉴모니아의 염색체 상에 dhaB123와 gdrA 유전자가 나란히 위치해 있어 같이 증폭하였고, gdrB는 dhaB123, gdrA와 반대 방향으로 위치해 있기 때문에 gdrB만 따로 증폭하였으며, 이 때 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용하였으며, 조건은 NEB에서 제공하는 조건을 사용하였다. 그 후 dhaB123, gdrA 유전자는 제한 효소 EcoRI과 HindIII을, gdrB 유전자는 제한 효소 HindIII과 AflII을 이용하여 J23101 프로모터 아래에 클로닝하였다. aldH는 J23100 프로모터 아래에 클로닝하였으며, E. coli K12 MG1655 chromosome으로부터 증폭하였고, 이 때 서열번호 5 및 6의 프라이머 및 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용하였으며, 조건은 NEB에서 제공하는 조건을 사용하였다.Since dhaB123 and gdrA genes are located side by side on the chromosome of Krebsiella pneumoniae, they were amplified together.Since gdrB is located in the opposite direction to dhaB123 and gdrA, only gdrB was amplified separately.At this time, NEB Q5 DNA polymerase was used. , The conditions provided by NEB were used. Thereafter, the dhaB123 and gdrA genes were cloned under the J23101 promoter using the restriction enzymes EcoRI and HindIII, and the gdrB gene was cloned using the restriction enzymes HindIII and AflII. aldH was cloned under the J23100 promoter, and amplified from E. coli K12 MG1655 chromosome, and at this time, primers of SEQ ID NOs: 5 and 6 and NEB Q5 DNA polymerase were used, and conditions provided by NEB were used.

aldH는 제한효소 KpnⅠ과 NdeⅠ을 이용하여 J23100 프로모터 아래에 클로닝하였다. aldH was cloned under the J23100 promoter using restriction enzymes KpnI and NdeI.

noxE 유전자는 E. coli K12 MG1655 chromosome으로부터 증폭하였고 아래의 프라이머 및 NEB Q5 DNA 폴리머라제를 이용하여 증폭하였으며 조건은 NEB에서 제공하는 조건을 사용하였다.The noxE gene was amplified from E. coli K12 MG1655 chromosome and amplified using the following primers and NEB Q5 DNA polymerase, and the conditions provided by NEB were used.

- noxE-F 프라이머: gtctaacatatgATGAAAATCGTAGTTATCGGTAC (서열번호 11)-noxE-F primer: gtctaacatatgATGAAAATCGTAGTTATCGGTAC (SEQ ID NO: 11)

- noxE-R 프라이머: ttgagatctcctgcaggTTATTTCGCATTGAGAG (서열번호 12)-noxE-R primer: ttgagatctcctgcaggTTATTTCGCATTGAGAG (SEQ ID NO: 12)

noxE는 제한효소 NdeI과 BglII를 이용하여 aldH 유전자 다음에 클로닝하였다.noxE was cloned after the aldH gene using restriction enzymes NdeI and BglII.

이상의 클로닝을 통해 pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE 플라스미드를 제작하였다.Through the above cloning, the pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE plasmid was produced.

한편, E. coli K-12 MG1655 유래 glpF 유전자는 pSTV28의 MCS 부분에 클로닝하였으며 Expression Level이 7만 수준인 UTR과 함께 클로닝하였다. 아래의 프라이머 및 NEB Q5 폴리머라제를 이용해 NEB에서 제공하는 조건을 사용하여 증폭하였다.On the other hand, the glpF gene derived from E. coli K-12 MG1655 was cloned into the MCS portion of pSTV28, and was cloned together with UTR with an expression level of 70,000. Amplification was performed using the conditions provided by NEB using the following primers and NEB Q5 polymerase.

- UTR sequence: gacgatacccaaaggagcatcgtag (서열번호 13)-UTR sequence: gacgatacccaaaggagcatcgtag (SEQ ID NO: 13)

- glpF-F: aaaggagcatcgtagatgagtcaaacatcaacc (서열번호 14)-glpF-F: aaaggagcatcgtagatgagtcaaacatcaacc (SEQ ID NO: 14)

- utr7-glpF-F: acccggggatccgacgatacccaaaggagcatcgt (서열번호 15)-utr7-glpF-F: acccggggatccgacgatacccaaaggagcatcgt (SEQ ID NO: 15)

- glpF-R: gcatgcttacagcgaagctttttgttc (서열번호 16)-glpF-R: gcatgcttacagcgaagctttttgttc (SEQ ID NO: 16)

glpF는 제한효소 BamHI과 SphI을 이용하여 클로닝하였다. 이상의 클로닝을 통해 pSTV28-glpF 플라스미드를 제작하였다.glpF was cloned using restriction enzymes BamHI and SphI. Through the above cloning, the pSTV28-glpF plasmid was produced.

1-2. 형질전환 균주의 제조 및 배양1-2. Preparation and cultivation of transformed strains

Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA 및, gldA 유전자 결실 균주, Gene bridges 사의 Quick&easy e. coli gene deletion kit 사용) 균주에 pCDF J23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE 플라스미드 및 pSTV28 플라스미드, 또는 pCDF J23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE 플라스미드 및 pSTV28-glpF 플라스미드를 도입하였다. 구체적으로, Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA, gldA) 균주를 LB 플레이트 (1 리터당 10g tryptone, 5g yeast extract, 10g NaCl, 15g agar 포함)상에 평판도말하고 37℃ 에서 밤새 배양하였다. 배양한 단일 콜로니를 3-5ml LB 액체배지 (배지조성은 위와 동일하되 agar 를 포함하지 않음)에 접종하고 교반하면서 37℃ 에서 밤새 배양하였다. 다음날 아침 배양액을 LB 액체배지 0.05 리터에 1:100 으로 희석하고 OD~0.5 가 될 때까지 3-6시간 배양하였다. 10-15분간 얼음 위에서 식힌 후 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 세포를 얼음으로 식힌 멸균 DI water 1 부피에 재현탁하여 세척하고 다시 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 수집한 세포는 다시 DI water 0.5 부피에 재현탁하여 세척하고 다시 4℃에서 4000rpm 으로 10분간 원심분리하여 세포를 수집하였다. 수집한 세포는 얼음으로 식힌 멸균 10% 글리세롤 1ml 에 재현탁하고, 개별 pre-chilled microfuge tube에 세포 분취량(aliquots)을 넣었다(90 ul per transformation in a 0.1 cm gap electroporation cuvette). salt-free DNA (1-5 ul)를 피펫팅하여 첨가한 후 혼합물을 전처리된 전기천공용 큐벳(pre-chilled electroporation cuvette)에 옮겼다. 1.8kV 에서 전기천공하고 펄스 직후 상온의 LB 액체배지 1ml 를 세포에 첨가하고 37℃에서 1시간 배양하였다. 배양액은 스트렙토마이신 (Streptomycin)과 클로람페니콜 (Chloramphenicol)이 포함된 LB 플레이트 상에 도말하고 과량의 액체가 건조/플레이트 내로 흡수되게 하였다. 플레이트를 거꾸로 하여 37℃에서 배양하였다.Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA and gldA gene deletion strain, using Gene Bridges' Quick&easy e.coli gene deletion kit) strain pCDF J23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE plasmid and pSTV28 plasmid, Alternatively, the pCDF J23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE plasmid and pSTV28-glpF plasmid were introduced. Specifically, Escherichia coli W3110 Δ (glpK, yqhD, ackA-pta, ldhA, gldA) strain was plated on an LB plate (including 10g tryptone, 5g yeast extract, 10g NaCl, 15g agar per 1 liter) and cultured overnight at 37°C. I did. The cultured single colonies were inoculated into 3-5ml LB liquid medium (the medium composition was the same as above, but did not contain agar), and cultured overnight at 37°C with stirring. The next morning, the culture solution was diluted 1:100 in 0.05 liters of LB liquid medium and incubated for 3-6 hours until OD~0.5 was reached. After cooling on ice for 10-15 minutes, the cells were collected by centrifuging for 10 minutes at 4000 rpm at 4°C. The cells were resuspended in 1 volume of ice-cooled sterile DI water, washed, and centrifuged again at 4000 rpm at 4° C. for 10 minutes to collect the cells. The collected cells were resuspended in 0.5 volume of DI water, washed, and centrifuged at 4000 rpm at 4° C. for 10 minutes to collect the cells. The collected cells were resuspended in 1 ml of sterile 10% glycerol cooled on ice, and aliquots of cells were placed in individual pre-chilled microfuge tubes (90 ul per transformation in a 0.1 cm gap electroporation cuvette). After the salt-free DNA (1-5 ul) was added by pipetting, the mixture was transferred to a pre-chilled electroporation cuvette. After electroporation at 1.8 kV, 1 ml of room temperature LB liquid medium was added to the cells immediately after the pulse and incubated at 37° C. for 1 hour. The culture medium was spread on an LB plate containing streptomycin and chloramphenicol, and excess liquid was dried/absorbed into the plate. The plate was inverted and incubated at 37°C.

플라스크 배양을 위해 단일 콜로니를 LB (Luria Bertani; peptone 10 g/L, yeast extract 5 g/L, NaCl 5 g/L, pH 7.0) 배지 3 mL에 접종하고, 37℃, 250 rpm 조건에서 20시간 전배양 (seed culture) 하였다. For flask culture, a single colony was inoculated into 3 mL of LB (Luria Bertani; peptone 10 g/L, yeast extract 5 g/L, NaCl 5 g/L, pH 7.0) medium, and at 37°C, 250 rpm for 20 hours. It was pre-cultured (seed culture).

그 후 LB 배지 4 mL에 1% 접종하고 0.5%의 글루코스, 스트렙토마이신, 클로람페니콜과 함께 밤새 배양하였다. 배양한 세포를 회수하여 M9 배지 4 mL에 모두 접종하였고 스트렙토마이신, 클로람페니콜, 0.5%의 글루코스, 2% 글리세롤 및 1 uM 비타민 B12과 함께 37℃ 및 250 rpm에서 4일 배양하였다.Then, 1% was inoculated into 4 mL of LB medium, and cultured overnight with 0.5% glucose, streptomycin, and chloramphenicol. The cultured cells were recovered, inoculated into 4 mL of M9 medium, and cultured for 4 days at 37° C. and 250 rpm with streptomycin, chloramphenicol, 0.5% glucose, 2% glycerol and 1 uM vitamin B12.

M9 배지는 1L당 Na2HPO4 60 g, KH2PO4 30 g, NaCl 5 g, NH4Cl 10 g로 조성된 10X M9 salts (pH 7.4)와 1 M MgSO4, 1 M CaCl2 용액을 따로 멸균하여 준비하고, 본 배양 시에 배지 1L 당 10X M9 salts 100mL, 1 M MgSO4 2 mL, 1 M CaCl2 0.1 mL로 조성되도록 하였다.M9 medium contains 10X M9 salts (pH 7.4) composed of 60 g of Na 2 HPO 4 , 30 g of KH 2 PO 4 , 5 g of NaCl, and 10 g of NH 4 Cl per 1 L and 1 M MgSO 4 , 1 M CaCl 2 solution. Separately, it was prepared by sterilization, and at the time of the main culture, the composition was composed of 100 mL of 10X M9 salts, 2 mL of 1 M MgSO 4 , and 0.1 mL of 1 M CaCl 2 per 1 L of the medium.

1-3. 3-HP 생산 분석1-3. 3-HP production analysis

배양액 중의 3-HP 와 1,3-프로판디올(1,3-PDO) 의 생산량을 High-Performance Liquid Chromatography (HPLC)를 이용하여 분석하였다. HPLP는 Aminex HPX-87H ion exclusion column (7.8 * 300 mm, 9㎛)을 사용하여 0.5 mM sulfuric acid (H2SO4)를 flow rate 0.4 mL/min 속도로 흘려주었고, column의 온도는 35℃, Detector 온도는 35℃, injection volume 은 5μL, UV Detector 는 210 nm로 하였다. The production amounts of 3-HP and 1,3-propanediol (1,3-PDO) in the culture medium were analyzed using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). For HPLP, 0.5 mM sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was flowed at a flow rate of 0.4 mL/min using an Aminex HPX-87H ion exclusion column (7.8 * 300 mm, 9㎛), and the temperature of the column was 35℃, The detector temperature was 35℃, the injection volume was 5μL, and the UV detector was 210 nm.

플라스크 수준에서 NADH 옥시다아제의 효과를 확인하기 위해 2단계 배양을 진행한 결과, 24시간 샘플에서 glpF 단백질을 과발현시키지 않은 균주에서는 3-HP가 거의 생산되지 않은 반면 glpF 단백질을 과발현시킨 균주에서는 3-HP가 생산되었다. 또한, 96시간 샘플을 비교했을 때 glpF 단백질을 과발현시키지 않은 균주에 비해 glpF 단백질을 과발현시킨 균주의 경우 3-HP 생산량이 2.3배 정도 증가하였다 (표 2).As a result of conducting a two-step culture to confirm the effect of NADH oxidase at the flask level, 3-HP was hardly produced in the strain that did not overexpress the glpF protein in the 24-hour sample, whereas 3-HP was produced in the strain that overexpressed the glpF protein. Was produced. In addition, when comparing the 96-hour samples, the 3-HP production amount was increased by 2.3 times in the case of the strain that overexpressed the glpF protein compared to the strain that did not over-express the glpF protein (Table 2).

벡터vector 24hr24hr 96hr96hr 3HP(g/L)3HP(g/L) 1,3-PDO(g/L)1,3-PDO(g/L) 3HP(g/L)3HP(g/L) 1,3-PDO(g/L)1,3-PDO(g/L) pCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH-noxEpCDFJ23-dhaB-gdrAB-aldH-noxE pSTV28pSTV28 0.030.03 00 1.751.75 1.261.26 pSTV28-glpFpSTV28-glpF 0.430.43 00 3.943.94 1.641.64

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention should be construed as including the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the equivalent concepts within the scope of the present invention.

<110> LG CHEM, LTD. <120> Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same <130> DPP20192144KR <160> 16 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> dhaB-gdrA-F primer <400> 1 gaattcatga aaagatcaaa acgatttgca gtcct 35 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> dhaB-gdrA-R primer <400> 2 aagcttgatc tcccactgac caaagctgg 29 <210> 3 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gdrB-F primer <400> 3 aagcttagag ggggccgtca tgtcgctttc accgccag 38 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gdrB-R primer <400> 4 cttaagtcag tttctctcac ttaacggc 28 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aldH-F primer <400> 5 ggtaccatga attttcatca tctggc 26 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aldH-R primer <400> 6 catatgtcag gcctccaggc ttat 24 <210> 7 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> UTR Sequence <400> 7 taacgattat aaaggagcat ctggt 25 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-F primer <400> 8 aaaggagcat ctggtatgaa aatcgtagtt atc 33 <210> 9 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> utr10-noxE-F primer <400> 9 acccggggat cctaacgatt ataaaggagc atctg 35 <210> 10 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-R primer <400> 10 aagcttgcat gcttatttcg cattgagagc tgc 33 <210> 11 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-F primer <400> 11 gtctaacata tgatgaaaat cgtagttatc ggtac 35 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-R primer <400> 12 ttgagatctc ctgcaggtta tttcgcattg agag 34 <210> 13 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> UTR sequence <400> 13 gacgataccc aaaggagcat cgtag 25 <210> 14 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> glpF-F primer <400> 14 aaaggagcat cgtagatgag tcaaacatca acc 33 <210> 15 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> utr7-glpF-F primer <400> 15 acccggggat ccgacgatac ccaaaggagc atcgt 35 <210> 16 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> glpF-R primer <400> 16 gcatgcttac agcgaagctt tttgttc 27 <110> LG CHEM, LTD. <120> Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same <130> DPP20192144KR <160> 16 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> dhaB-gdrA-F primer <400> 1 gaattcatga aaagatcaaa acgatttgca gtcct 35 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> dhaB-gdrA-R primer <400> 2 aagcttgatc tcccactgac caaagctgg 29 <210> 3 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gdrB-F primer <400> 3 aagcttagag ggggccgtca tgtcgctttc accgccag 38 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> gdrB-R primer <400> 4 cttaagtcag tttctctcac ttaacggc 28 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aldH-F primer <400> 5 ggtaccatga attttcatca tctggc 26 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aldH-R primer <400> 6 catatgtcag gcctccaggc ttat 24 <210> 7 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> UTR Sequence <400> 7 taacgattat aaaggagcat ctggt 25 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-F primer <400> 8 aaaggagcat ctggtatgaa aatcgtagtt atc 33 <210> 9 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> utr10-noxE-F primer <400> 9 acccggggat cctaacgatt ataaaggagc atctg 35 <210> 10 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-R primer <400> 10 aagcttgcat gcttatttcg cattgagagc tgc 33 <210> 11 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-F primer <400> 11 gtctaacata tgatgaaaat cgtagttatc ggtac 35 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> noxE-R primer <400> 12 ttgagatctc ctgcaggtta tttcgcattg agag 34 <210> 13 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> UTR sequence <400> 13 gacgataccc aaaggagcat cgtag 25 <210> 14 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> glpF-F primer <400> 14 aaaggagcat cgtagatgag tcaaacatca acc 33 <210> 15 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> utr7-glpF-F primer <400> 15 acccggggat ccgacgatac ccaaaggagc atcgt 35 <210> 16 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> glpF-R primer <400> 16 gcatgcttac agcgaagctt tttgttc 27

Claims (4)

NADH 옥시다아제(NADH oxidase)를 코딩하는 유전자 및 글리세롤 유입 촉진자(glycerol uptake facilitator)를 코딩하는 유전자를 포함하는,
3-히드록시프로피온산(3-HP)을 생산하는, 미생물.
Including a gene encoding NADH oxidase and a gene encoding glycerol uptake facilitator,
A microorganism that produces 3-hydroxypropionic acid (3-HP).
제1항에 있어서,
글리세롤 디하이드라타제 (glycerol dehydratase)를 코딩하는 유전자, 알데히드 디하이드로게나제(aldehyde dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드라타제 리액티바제 (glycerol dehydratase reactivase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더욱 포함하는, 미생물.
The method of claim 1,
In the group consisting of a gene encoding glycerol dehydratase, a gene encoding aldehyde dehydrogenase, and a gene encoding glycerol dehydratase reactivase The microorganism further comprising at least one selected.
제1항에 있어서,
락테이트 디하이드로게나제(lactate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 아세테이트 키나아제 A(acetate kinase A)를 코딩하는 유전자, 포스포트랜스아세틸라제(phosphotransacetylase)를 코딩하는 유전자, 알코올 디하이드로게나제(alcohol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자, 글리세롤 키나아제(glycerol kinase)를 코딩하는 유전자, 및 글리세롤 디하이드로게나제(glycerol dehydrogenase)를 코딩하는 유전자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 결실 또는 불활성화된, 미생물.
The method of claim 1,
The gene encoding lactate dehydrogenase, the gene encoding acetate kinase A, the gene encoding phosphotransacetylase, and alcohol dehydrogenase At least one selected from the group consisting of a gene encoding a gene, a gene encoding a glycerol kinase, and a gene encoding a glycerol dehydrogenase is deleted or inactivated.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 미생물을 포도당 또는 글리세롤 함유 배지에서 배양하는 단계를 포함하는,
3-히드록시프로피온산(3-HP)의 생산 방법.
Comprising the step of culturing the microorganism of any one of claims 1 to 3 in a medium containing glucose or glycerol,
Method for producing 3-hydroxypropionic acid (3-HP).
KR1020190118835A 2019-09-26 2019-09-26 Microorganism with increased 3-hydroxypropionic acid production and method for producing 3-hydroxypropionic acid using the same KR20210036632A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101048485B1 (en) 2009-08-17 2011-07-12 부산대학교 산학협력단 Method of culturing recombinant E. coli to simultaneously produce 3-hydroxypropionic acid and 1,3-propanediol from glycerol

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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