KR20210079911A - A microorganism producing compound and method for producing the compound using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 화합물을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 화합물의 생산 방법에 관한 것이다.The present application relates to a microorganism producing a compound and a method for producing a compound using the same.
비올라세인(violacein)은 보라색 염료로 알려져 있으며, 디옥시비올라세인(deoxyviolacein)은 비올라세인과 유사한 구조의 화합물로 고체 상태에서 비올라세인보다 남색을 띠는 것으로 알려져 있다. Violacein (violacein) is known as a purple dye, and deoxyviolacein (deoxyviolacein) is a compound with a structure similar to that of violacein, and is known to have a blue color than violacein in a solid state.
비올라세인 및 디옥시비올라세인은 면, 나일론, 레이온, 폴리에스테르 등 다양한 직물에 염색하는 염료로서 이용되는 물질이지만, 항암(Melo et al., 2000, Ferreira et al., 2004, Kodach et al., 2006, Duran et al., 2007), 항궤양(Antonisamy et al., 2009), 항균(Duran et al., 1983, Duran et al., 2012), 항진균(Shirata et al., 2000, Becker et al., 2009), 항원생동물(Leon et al., 2001), 항바이러스(Rettori et al., 1998) 등 다양한 생리활성 효과를 갖는 것으로, 색소로서의 용도뿐 아니라 각종 저해제, 항생물질 등의 용도로도 사용될 수 있다. 특히 포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 기타 다양한 그람양성균에 대한 강력한 항생 작용으로 다제내성균에 대한 새로운 항생제로서의 역할도 기대되고 있다(Aruldass CA et al., 2018, Environ Sci Pollut Res. 25:5164-5180). Violacein and deoxyviolacein are substances used as dyes for dyeing various fabrics such as cotton, nylon, rayon, and polyester, but anticancer (Melo et al ., 2000, Ferreira et al., 2004, Kodach et al ., 2006, Duran et al., 2007), antiulcer (Antonisamy et al ., 2009), antibacterial (Duran et al ., 1983, Duran et al ., 2012), antifungal (Shirata et al ., 2000, Becker et al. ., 2009), antigenic animals (Leon et al ., 2001), antiviral (Rettori et al ., 1998), etc., have various physiologically active effects, and can be used not only as a pigment but also as various inhibitors and antibiotics. can also be used. In particular, it is expected to play a role as a new antibiotic against multidrug-resistant bacteria due to its strong antibiotic action against Staphylococcus aureus and various other Gram-positive bacteria (Aruldass CA et al ., 2018, Environ Sci Pollut Res. 25:5164-5180). .
이와 같이, 수많은 산업적 가치가 있는 생리활성을 갖는 물질인 비올라세인 또는 디옥시비올라세인의 양산 필요성 또한 증가하고 있어, 이에 따라 비올라세인 또는 디옥시비올라세인을 고효율로 생산하는 방법에 대한 필요성이 증가하고 있는 실정이다.As such, the need for mass production of violacein or deoxybiolacein, which is a material having a number of industrially valuable physiological activities, is also increasing, and accordingly, the need for a method for producing violacein or deoxyviolacein with high efficiency increases and there is a situation.
이러한 배경 하에, 본 발명자들은 Crr 단백질의 활성을 불활성화 시키는 경우, 비올라세인 또는 디옥시비올라세인의 생산능이 효과적으로 증가함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors completed the present invention by confirming that, when the activity of the Crr protein is inactivated, the production capacity of violacein or deoxybiolacein is effectively increased.
본 출원은 Crr 단백질이 불활성화된, 화학식 1의 화합물을 생산하는 미생물을 제공한다.The present application provides a microorganism producing the compound of Formula 1, wherein the Crr protein is inactivated.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타낸다.In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
본 출원은 상기 미생물을 이용한 화학식 1의 화합물의 생산방법을 제공한다. The present application provides a method for producing the compound of Formula 1 using the microorganism.
본 출원은 상기 미생물을 포함하는 화학식 1의 화합물 생산용 조성물을 제공한다.The present application provides a composition for producing a compound of Formula 1 containing the microorganism.
본 출원은 Crr 단백질을 불활성화시키는 단계를 포함하는 화학식 1의 화합물의 생산 증가 방법을 제공한다.The present application provides a method for increasing the production of a compound of Formula 1, comprising the step of inactivating Crr protein.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.This will be described in detail as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in the present application may be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed in this application fall within the scope of this application. In addition, it cannot be seen that the scope of the present application is limited by the detailed description described below.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 출원에 기재된 본 출원의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 출원에 포함되는 것으로 의도된다.In addition, those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific aspects of the present application described herein. Also, such equivalents are intended to be covered by this application.
본 출원의 하나의 양태는 Crr 단백질이 불활성화된, 하기 화학식 1의 화합물을 생산하는 미생물을 제공하는 것이다.One aspect of the present application is to provide a microorganism producing a compound of Formula 1, wherein Crr protein is inactivated.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타낸다.In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
상기 화학식 1의 화합물은 프로디옥시비올라세인(prodeoxyviolacein), 프로비올라세인(proviolacein), 옥시비올라세인(oxyviolacein), 디옥시비올라세인(deoxyviolacein), 비올라세인(violacein) 등으로 명명되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The compound of Formula 1 may be a compound named prodeoxyviolacein, proviolacein, oxyviolacein, deoxyviolacein, violacein, and the like, It is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 화합물은 상기 화학식 1에서 X1은 -OH 또는 -H이고; X2는 케톤기이고; X3은 -H인 화합물일 수 있으며, 구체적으로 상기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.In one embodiment, in the compound, in Formula 1, X 1 is -OH or -H; X 2 is a ketone group; X 3 may be a compound of -H, specifically, the compound may be represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서 X가 -OH인 화합물은 본 출원에서 용어 "비올라세인"으로 칭해지며, 상기 화학식 2에서 X가 -H인 화합물은 본 출원에서 용어 "디옥시비올라세인"으로 칭해진다.The compound in which X is -OH in Formula 2 is referred to as "violacein" in the present application, and the compound in which X is -H in Formula 2 is referred to as "deoxyviolacein" in the present application.
한편 본 출원의 화합물은 화학식 1로 기재되는 화합물의 유도체 또한 포함한다. 예를 들어, 크로모비리단(chromoviridan), 옥시크로모비리단(oxychromoviridan), 디옥시크로모비리단(deoxychromoviridan), 크로모아제피논(chromoazepinone), 슈도비올라세인(psuedoviolacein), 슈도디옥시비올라세인(psuedodeoxyviolacein), 프로토비올라세인산(protoviolaceinic acid), 프로토디옥시비올라세인산(protodeoxyviolaceinic acid), 크로모피롤린산(CPA), 인디고(indigo; 2-(3-hydroxy-1H-indol-2-yl)indol-3-one)등의 유도체 또한 본 출원의 범위에 포함될 수 있고, 본 출원의 미생물이 화학식 1로 기재되는 화합물의 유도체를 생합성하는 경로에서 수득할 수 있는 물질은 본 출원의 화합물의 범위에 제한 없이 포함될 수 있다.Meanwhile, the compound of the present application also includes a derivative of the compound represented by Formula 1. For example, chromoviridan, oxychromoviridan, deoxychromoviridan, chromoazepinone, pseudoviolacein, pseudodeoxyviola Sein (psuedodeoxyviolacein), protoviolaceinic acid, protodeoxyviolaceinic acid, chromopyrrolic acid (CPA), indigo (indigo; 2- (3-hydroxy-1 H -indol-2) Derivatives such as -yl)indol-3-one) may also be included in the scope of the present application, and substances obtainable in the route in which the microorganism of the present application biosynthesizes the derivative of the compound represented by Formula 1 is the compound of the present application may be included without limitation.
본 출원에서 용어, "Crr 단백질" 또는 "Enzyme IIAGlc" 단백질은 PTS system을 구성하는 단백질 중 하나를 의미한다.As used herein, the term "Crr protein" or "Enzyme IIA Glc " protein refers to one of the proteins constituting the PTS system.
본 출원의 Crr 단백질은 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 단백질일 수 있고, 서열번호 18의 아미노산 서열로 필수적으로 구성되는(consisting essentially of) 단백질, 서열번호 18의 아미노산 서열을 갖는 단백질, 또는 서열번호 18의 아미노산 서열로 구성되는 단백질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The Crr protein of the present application may be a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, and a protein consisting essentially of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, or the sequence It may be a protein consisting of the amino acid sequence of No. 18, but is not limited thereto.
또한, 본 출원의 Crr 단백질은 서열번호 18의 아미노산 서열로 구성된 단백질일 수 있으나, Crr 단백질과 동일한 활성을 갖는 서열은 제한없이 포함하며, 당업자는 공지의 데이터베이스인 NCBI의 GenBank 등에서 서열 정보를 얻을 수 있다. 또한, 본 출원의 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 단백질은, 서열번호 18 및 상기 서열번호 18과 적어도 60%, 70%, 80%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 97%, 98% 또는 99% 상동성 또는 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 단백질일 수 있다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 상기 단백질에 상응하는 생물학적 활성을 나타내는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 단백질도 본 출원의 범위에 포함됨은 자명하다. In addition, the Crr protein of the present application may be a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, but includes without limitation a sequence having the same activity as the Crr protein, and a person skilled in the art can obtain sequence information from a known database, NCBI's GenBank, etc. have. In addition, the protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18 of the present application is SEQ ID NO: 18 and at least 60%, 70%, 80%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87% of SEQ ID NO: 18 , 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 97%, 98% or 99% homology or identity. In addition, as long as it is an amino acid sequence having such homology or identity and exhibiting biological activity corresponding to the protein, it is apparent that a protein having an amino acid sequence in which some sequences are deleted, modified, substituted or added is also included in the scope of the present application.
더불어, 공지의 유전자 서열로부터 조제될 수 있는 프로브, 예를 들면, 상기 폴리펩티드를 코딩하는 염기서열의 전체 또는 일부에 대한 상보 서열과 엄격한 조건 하에 하이브리드화되는 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 폴리펩티드로서, 상기 서열번호 18의 아미노산 서열로 이루어진 단백질과 동일한 활성을 가지는 폴리펩티드도 제한 없이 포함될 수 있다. In addition, as a polypeptide encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a probe that can be prepared from a known gene sequence, for example, a sequence complementary to all or part of a nucleotide sequence encoding the polypeptide, the sequence Polypeptides having the same activity as the protein consisting of the amino acid sequence of No. 18 may also be included without limitation.
즉, 본 출원에서 '특정 서열번호로 기재된 아미노산 서열을 포함하는 단백질 또는 폴리펩타이드', '특정 서열번호로 기재된 아미노산 서열로 이루어진 단백질 또는 폴리펩타이드', '특정 서열번호로 기재된 아미노산 서열로 필수적으로 구성되는 단백질 또는 폴리펩타이드' 또는 '특정 서열번호로 기재된 아미노산 서열을 갖는 단백질 또는 폴리펩타이드'라고 기재되어 있더라도, 해당 서열번호의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩타이드와 동일 혹은 상응하는 활성을 가지는 경우라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 단백질도 본 출원에서 사용될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 상기 아미노산 서열 N-말단 그리고/또는 C-말단에 단백질의 기능을 변경하지 않는 서열 추가, 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 이의 잠재성 돌연변이 (silent mutation) 또는 보존적 치환을 가지는 경우이다.That is, in the present application, 'protein or polypeptide comprising the amino acid sequence described in a specific SEQ ID NO:', 'protein or polypeptide comprising the amino acid sequence described in the specific SEQ ID NO:', 'essentially composed of the amino acid sequence described in the specific SEQ ID NO: Even if it is described as 'a protein or polypeptide having an amino acid sequence set forth in a specific SEQ ID NO:' or 'a protein or polypeptide having an amino acid sequence set forth in a specific sequence number,' if it has the same or corresponding activity as a polypeptide consisting of the amino acid sequence of the corresponding SEQ ID NO: It is apparent that proteins having these deletions, modifications, substitutions, conservative substitutions or added amino acid sequences can also be used in the present application. For example, the amino acid sequence N-terminus and/or C-terminal addition of a sequence that does not alter the function of the protein, a naturally occurring mutation, a silent mutation or a conservative substitution thereof. .
상기 "보존적 치환(conservative substitution)"은 한 아미노산을 유사한 구조적 및/또는 화학적 성질을 갖는 또 다른 아미노산으로 치환시키는 것을 의미한다. 이러한 아미노산 치환은 일반적으로 잔기의 극성, 전하, 용해도, 소수성, 친수성 및/또는 양친매성(amphipathic nature)에서의 유사성에 근거하여 발생할 수 있다. 예를 들면, 양으로 하전된 (염기성) 아미노산은 알지닌, 라이신, 및 히스티딘을 포함하고; 음으로 하전된 (산성) 아미노산은 글루탐산 및 아스파르트산을 포함하고; 방향족 아미노산은 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신을 포함하고, 소수성 아미노산은 알라닌, 발린, 이소류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 타이로신 및 트립토판을 포함한다.The term "conservative substitution" means substituting an amino acid for another amino acid having similar structural and/or chemical properties. Such amino acid substitutions may generally occur based on similarity in polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity and/or amphipathic nature of the residues. For example, positively charged (basic) amino acids include arginine, lysine, and histidine; negatively charged (acidic) amino acids include glutamic acid and aspartic acid; Aromatic amino acids include phenylalanine, tryptophan and tyrosine, and hydrophobic amino acids include alanine, valine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, tyrosine and tryptophan.
본 출원에서 용어 "상동성" 또는 "동일성(identity)"은 두 개의 주어진 아미노산 서열 또는 뉴클레오티드 서열과 일치하는 정도를 의미하며 백분율로 표시될 수 있다. 용어 상동성 및 동일성은 종종 상호교환적으로 이용될 수 있다. 본 명세서에서, 주어진 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열과 동일하거나 유사한 활성을 갖는 그의 상동성 서열이 "% 상동성"으로 표시된다.As used herein, the term "homology" or "identity" refers to the degree to which two given amino acid sequences or nucleotide sequences match and can be expressed as a percentage. The terms homology and identity can often be used interchangeably. In the present specification, a homologous sequence having the same or similar activity to a given amino acid sequence or polynucleotide sequence is expressed as "% homology".
보존된 (conserved) 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩타이드의 서열 상동성 또는 동일성은 표준 배열 알고리즘에 의해 결정되며, 사용되는 프로그램에 의해 확립된 디폴트 갭 페널티가 함께 이용될 수 있다. 실질적으로, 상동성을 갖거나 (homologous) 또는 동일한 (identical) 서열은 중간 또는 높은 엄격한 조건(stringent conditions)에서 일반적으로 서열 전체 또는 전체-길이의 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상으로 하이브리드할 수 있다. 하이브리드화는 폴리뉴클레오티드에서 코돈 대신 축퇴 코돈을 함유하는 폴리뉴클레오티드 또한 고려된다.Sequence homology or identity of a conserved polynucleotide or polypeptide is determined by standard alignment algorithms, with default gap penalties established by the program used may be used. Substantially, homologous or identical sequences are generally at least about 50%, 60%, 70%, 80% of the entire or full-length sequence under moderate or high stringent conditions. or more than 90% hybrid. Hybridization is also contemplated for polynucleotides containing degenerate codons instead of codons in the polynucleotides.
임의의 두 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩타이드 서열이 상동성, 유사성 또는 동일성을 갖는지 여부는 예를 들어, Pearson et al (1988)[Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444에서와 같은 디폴트 파라미터를 이용하여 "FASTA" 프로그램과 같은 공지의 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 또는, EMBOSS 패키지의 니들만 프로그램(EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277)(버전 5.0.0 또는 이후 버전)에서 수행되는 바와 같은, 니들만-운치(Needleman-Wunsch) 알고리즘(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453)이 사용되어 결정될 수 있다. (GCG 프로그램 패키지 (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego,1994, 및 [CARILLO ETA/.](1988) SIAM J Applied Math 48: 1073을 포함한다). 예를 들어, 국립 생물공학 정보 데이터베이스 센터의 BLAST, 또는 ClustalW를 이용하여 상동성, 유사성 또는 동일성을 결정할 수 있다. Whether any two polynucleotide or polypeptide sequences have homology, similarity or identity can be determined, for example, by Pearson et al (1988) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444, using a known computer algorithm such as the “FASTA” program. or, as performed in the Needleman program of the EMBOSS package (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277) (version 5.0.0 or later), The Needleman-Wunsch algorithm (Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453) can be used to determine. (GCG program package (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215] : 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego, 1994, and [CARILLO ETA/.] (1988) SIAM J Applied Math 48: 1073) For example, BLAST of the National Center for Biotechnology Information Database, or ClustalW, can be used to determine homology, similarity or identity.
폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩타이드의 상동성, 유사성 또는 동일성은 예를 들어, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482 에 공지된 대로, 예를 들면, Needleman et al. (1970), J Mol Biol.48 : 443과 같은 GAP 컴퓨터 프로그램을 이용하여 서열 정보를 비교함으로써 결정될 수 있다. 요약하면, GAP 프로그램은 두 서열 중 더 짧은 것에서의 기호의 전체 수로, 유사한 배열된 기호(즉, 뉴클레오티드 또는 아미노산)의 수를 나눈 값으로 정의한다. GAP 프로그램을 위한 디폴트 파라미터는 (1) 이진법 비교 매트릭스(동일성을 위해 1 그리고 비-동일성을 위해 0의 값을 함유함) 및 Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979)에 의해 개시된 대로, Gribskov et al(1986) Nucl. Acids Res. 14: 6745의 가중된 비교 매트릭스 (또는 EDNAFULL(NCBI NUC4.4의 EMBOSS 버전) 치환 매트릭스); (2) 각 갭을 위한 3.0의 페널티 및 각 갭에서 각 기호를 위한 추가의 0.10 페널티 (또는 갭 개방 패널티 10, 갭 연장 패널티 0.5); 및 (3) 말단 갭을 위한 무 페널티를 포함할 수 있다. 따라서, 본원에서 사용된 것으로서, 용어 "상동성" 또는 "동일성"은 서열들간의 관련성(relevance)를 나타낸다.Homology, similarity or identity of polynucleotides or polypeptides is described, for example, in Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482, see, for example, Needleman et al. (1970), J Mol Biol. 48: 443 by comparing the sequence information using a GAP computer program. In summary, the GAP program is defined as the total number of symbols in the shorter of two sequences divided by the number of similarly aligned symbols (ie, nucleotides or amino acids). Default parameters for the GAP program are: (1) a binary comparison matrix (containing values of 1 for identity and 0 for non-identity) and Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation , pp. 353-358 (1979), Gribskov et al (1986) Nucl. Acids Res. 14: weighted comparison matrix of 6745 (or EDNAFULL (EMBOSS version of NCBI NUC4.4) substitution matrix); (2) a penalty of 3.0 for each gap and an additional 0.10 penalty for each symbol in each gap (or a gap opening penalty of 10, a gap extension penalty of 0.5); and (3) no penalty for end gaps. Thus, as used herein, the term “homology” or “identity” refers to a relevance between sequences.
본 출원의 Crr 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는, "crr 유전자" 라고 할 수 있다.The polynucleotide encoding the Crr protein of the present application may be referred to as a "crr gene".
본 출원에서 용어 "폴리뉴클레오티드"는 DNA 또는 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 가지며, 폴리뉴클레오티드에서 기본 구성 단위인 뉴클레오티드는 천연 뉴클레오티드 뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체도 포함할 수 있다(Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York(1980); Uhlman 및 Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584(1990) 참조).In the present application, the term "polynucleotide" has a meaning comprehensively encompassing DNA or RNA molecules, and nucleotides, which are basic structural units in polynucleotides, may include not only natural nucleotides, but also analogs in which sugar or base sites are modified ( Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York (1980); see Uhlman and Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584 (1990)).
상기 Crr 단백질을 코딩하는 유전자의 폴리뉴클레오티드 서열은 공지의 데이터 베이스에서 얻을 수 있으며, 그 예로 NCBI의 GenBank 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.The polynucleotide sequence of the gene encoding the Crr protein can be obtained from a known database, for example, GenBank of NCBI, etc., but is not limited thereto.
상기 폴리뉴클레오티드는, 본 출원의 Crr 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 또는 본 출원의 단백질과 60%, 70%, 80%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 97%, 98% 또는 99% 상동성 또는 동일성을 갖는 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드일 수 있다. The polynucleotide is 60%, 70%, 80%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% of the polynucleotide encoding the Crr protein of the present application or the protein of the present application. , 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 97%, 98% or 99% homology or identity.
구체적으로, 본 출원의 Crr 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 7의 폴리뉴클레오티드 서열과 적어도 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 상동성 또는 동일성을 가지는 폴리뉴클레오티드일 수 있다. 그러나, Crr 단백질에 상응하는 활성을 가지는 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열이라면, 이에 제한되지 않고 본 출원의 범주에 포함되는 것은 자명하다.Specifically, the polynucleotide encoding the Crr protein of the present application is at least 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100% identical to the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 It may be a polynucleotide having homology or identity. However, as long as it is a polynucleotide sequence encoding a protein having an activity corresponding to the Crr protein, it is not limited thereto, and it is obvious that it is included in the scope of the present application.
또한, 코돈의 축퇴성(genetic code degeneracy)에 기인하여 동일 아미노산 서열로 이루어진 단백질 또는 이와 상동성을 가지는 단백질로 번역될 수 있는 폴리뉴클레오티드 역시 포함될 수 있음은 자명하다. 또한 공지의 유전자 서열로부터 조제될 수 있는 프로브, 예를 들면, 상기 염기 서열의 전체 또는 일부에 대한 상보 서열과 엄격한 조건 하에 하이드리드화하여, 서열번호 18의 아미노산 서열로 이루어진 단백질의 활성을 가지는 단백질을 코딩하는 서열이라면 제한 없이 포함될 수 있다. 상기 "엄격한 조건"이란 폴리뉴클레오티드 간의 특이적 혼성화를 가능하게 하는 조건을 의미한다. 이러한 조건은 문헌(예컨대, J. Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; F.M. Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York)에 구체적으로 기재되어 있다. 예를 들어, 상동성이 높은 유전자끼리, 40% 이상, 구체적으로는 70% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 보다 구체적으로는 95% 이상, 더욱 구체적으로는 97% 이상, 특히 구체적으로는 99% 이상의 상동성을 갖는 유전자끼리 하이브리드화하고, 그보다 상동성이 낮은 유전자끼리 하이브리드화하지 않는 조건, 또는 통상의 써던 하이브리드화의 세척 조건인 60℃, 1ХSSC, 0.1% SDS, 구체적으로는 60℃, 0.1ХSSC, 0.1% SDS, 보다 구체적으로는 68℃, 0.1ХSSC, 0.1% SDS에 상당하는 염 농도 및 온도에서, 1회, 구체적으로는 2회 내지 3회 세정하는 조건을 열거할 수 있다. 혼성화는 비록 혼성화의 엄격도에 따라 염기 간의 미스매치(mismatch)가 가능할지라도, 두 개의 핵산이 상보적 서열을 가질 것을 요구한다. 용어, "상보적"은 서로 혼성화가 가능한 뉴클레오티드 염기 간의 관계를 기술하는데 사용된다. 예를 들면, DNA에 관하여, 아데노신은 티민에 상보적이며 시토신은 구아닌에 상보적이다. 따라서, 본 출원은 또한 실질적으로 유사한 핵산 서열뿐만 아니라 전체 서열에 상보적인 단리된 핵산 단편을 포함할 수 있다.In addition, it is obvious that a polynucleotide that can be translated into a protein having the same amino acid sequence or a protein having homology thereto may also be included due to the genetic code degeneracy of the codon. In addition, a protein having the activity of a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18 by hydridation under stringent conditions with a probe that can be prepared from a known gene sequence, for example, a sequence complementary to all or part of the nucleotide sequence. It may be included without limitation as long as it encodes a sequence. The "stringent conditions" means conditions that allow specific hybridization between polynucleotides. Such conditions are described in, e.g., J. Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; FM Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology. , John Wiley & Sons, Inc., New York). For example, genes with high homology are 40% or more, specifically 70% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, more specifically 95% or more, more specifically 97% or more, In particular, the conditions in which genes having 99% or more homology are hybridized and genes having less homology than that are not hybridized, or 60°C, 1ХSSC, 0.1% SDS, which is a washing condition of normal Southern hybridization, specifically Lists conditions for washing once, specifically 2 to 3 times, at a salt concentration and temperature equivalent to 60°C, 0.1ХSSC, 0.1% SDS, more specifically 68°C, 0.1ХSSC, 0.1% SDS. can do. Hybridization requires that two nucleic acids have complementary sequences, although mismatch between bases is possible depending on the stringency of hybridization. The term "complementary" is used to describe the relationship between nucleotide bases capable of hybridizing to each other. For example, with respect to DNA, adenosine is complementary to thymine and cytosine is complementary to guanine. Accordingly, the present application may also include isolated nucleic acid fragments that are complementary to substantially similar nucleic acid sequences as well as the entire sequence.
구체적으로, 상동성 또는 동일성을 가지는 폴리뉴클레오티드는 55℃의 Tm 값에서 혼성화 단계를 포함하는 혼성화 조건을 사용하고 상술한 조건을 사용하여 탐지할 수 있다. 또한, 상기 Tm 값은 60℃, 63℃ 또는 65℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 그 목적에 따라 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있다.Specifically, polynucleotides having homology or identity can be detected using hybridization conditions including a hybridization step at a Tm value of 55° C. and using the above-described conditions. In addition, the Tm value may be 60° C., 63° C. or 65° C., but is not limited thereto and may be appropriately adjusted by those skilled in the art depending on the purpose.
폴리뉴클레오티드를 혼성화하는 적절한 엄격도는 폴리뉴클레오티드의 길이 및 상보성 정도에 의존하고 변수는 해당기술분야에 잘 알려져 있다(Sambrook et al., supra, 9.50-9.51, 11.7-11.8 참조). The appropriate stringency for hybridizing polynucleotides depends on the length of the polynucleotides and the degree of complementarity, and the parameters are well known in the art (see Sambrook et al., supra, 9.50-9.51, 11.7-11.8).
본 출원에서, 상기 화합물을 생산하는 미생물은 Crr 단백질이 불활성화된 것일 수 있다.In the present application, the microorganism producing the compound may be one in which Crr protein is inactivated.
본 출원에서 용어 "Crr 단백질이 불활성화된"은 상기 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 모균주 또는 Crr 단백질이 비변형된 균주에 비하여 전혀 발현이 되지 않거나 또는 발현이 되더라도 단백질의 활성이 없거나 감소된 것을 의미한다. 이때, 상기 감소는 상기 단백질을 코딩하는 유전자의 변이, 결손 등으로 단백질의 활성이 본래 미생물이 가지고 있는 단백질의 활성에 비해 감소한 경우와, 이를 코딩하는 유전자의 발현 저해 또는 번역(translation) 저해 등으로 세포 내에서 전체적인 단백질의 활성 정도가 천연형 균주 또는 변형전의 균주에 비하여 낮은 경우, 이들의 조합 역시 포함하는 개념이다. In the present application, the term "Crr protein is inactivated" means that the expression of the gene encoding the protein is not expressed at all compared to the parent strain or the strain in which the Crr protein is unmodified, or the activity of the protein is absent or reduced even if it is expressed. means that In this case, the decrease is a case in which the activity of the protein is reduced compared to the activity of the protein possessed by the original microorganism due to mutation or deletion of the gene encoding the protein, and inhibition of expression or translation inhibition of the gene encoding it. When the overall protein activity level in the cell is lower than that of the native strain or the strain before modification, it is a concept including a combination thereof.
본 출원의 Crr 단백질의 불활성화는, Crr 전사 조절인자의 불활성화, 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 단백질의 불활성화, 또는 상기 서열번호 7의 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 불활성화를 포함한다.The inactivation of the Crr protein of the present application is the inactivation of the Crr transcriptional regulator, the inactivation of the protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, or the protein encoded by the gene comprising the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 including inactivation of
본 출원에 있어서, 상기 불활성화는 당해 분야에 잘 알려진 다양한 방법의 적용으로 달성될 수 있다. 상기 방법의 예로, 1) 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 전체 또는 일부를 결실시키는 방법; 2) 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 발현이 감소하도록 발현조절 서열의 변형, 3) 상기 단백질의 활성이 제거 또는 약화되도록 단백질을 코딩하는 상기 유전자 서열의 변형, 4) 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 전사체에 상보적으로 결합하는 안티센스 올리고뉴클레오티드(예컨대, 안티센스 RNA)의 도입; 5) 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 사인-달가르노(Shine-Dalgarno) 서열 앞단에 사인-달가르노 서열과 상보적인 서열을 부가하여 2차 구조물을 형성시켜 리보솜(ribosome)의 부착을 불가능하게 만드는 방법; 6) 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 폴리뉴클레오티드 서열의 ORF(open reading frame)의 3' 말단에 반대 방향으로 전사되는 프로모터를 부가하는 방법(Reverse transcription engineering, RTE) 등이 있으며, 이들의 조합으로도 달성할 수 있으나, 이에, 특별히 제한되는 것은 아니다.In the present application, the inactivation may be achieved by applying various methods well known in the art. Examples of the method include: 1) a method of deleting all or part of the gene encoding the protein; 2) modification of the expression control sequence to reduce the expression of the gene encoding the protein, 3) modification of the gene sequence encoding the protein so that the activity of the protein is removed or weakened, 4) the gene encoding the protein introduction of an antisense oligonucleotide (eg, antisense RNA) that complementarily binds to the transcript of 5) By adding a sequence complementary to the Shine-Dalgarno sequence to the front end of the Shine-Dalgarno sequence of the gene encoding the protein, a secondary structure is formed to make attachment of the ribosome impossible Way; 6) There is a method of adding a promoter transcribed in the opposite direction to the 3' end of the open reading frame (ORF) of the polynucleotide sequence of the gene encoding the protein (Reverse transcription engineering, RTE), etc., and a combination thereof can also be achieved, but is not particularly limited thereto.
구체적으로, 상기 단백질을 코딩하는 상기 유전자의 일부 또는 전체를 결실하는 방법은, 미생물 내 염색체 삽입용 벡터를 통해 염색체 내 내재적 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 일부 뉴클레오티드 서열이 결실된 폴리뉴클레오티드 또는 마커 유전자로 교체함으로써 수행될 수 있다. 이러한 폴리뉴클레오티드의 일부 또는 전체를 결실하는 방법의 일례로 상동 재조합에 의하여 폴리뉴클레오티드를 결실시키는 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Specifically, in the method of deleting part or all of the gene encoding the protein, a polynucleotide encoding an endogenous target protein in a chromosome is converted into a polynucleotide or a marker gene in which some nucleotide sequences are deleted through a vector for chromosomal insertion in a microorganism. This can be done by replacing As an example of a method for deleting part or all of the polynucleotide, a method for deleting a polynucleotide by homologous recombination may be used, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 유전자의 일부 또는 전체를 결손시키는 방법은 자외선과 같은 빛 또는 화학물질을 이용하여 돌연변이를 유발하고, 얻어진 돌연변이체로부터 목적 유전자가 결손된 균주를 선별하여 수행될 수 있다. 상기 유전자 결손 방법에는 DNA 재조합 기술에 의한 방법이 포함된다. 상기 DNA 재조합 기술에는 예를 들면, 목적 유전자와 상동성이 있는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 뉴클레오티드 서열 또는 벡터를 상기 미생물에 주입하여 상동 재조합(homologous recombination)이 일어나게 함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 상기 주입되는 뉴클레오티드 서열 또는 벡터에는 우성 선별 마커를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the method of deleting a part or all of the gene may be performed by inducing a mutation using light or a chemical such as ultraviolet light, and selecting a strain in which the target gene is deleted from the obtained mutant. The gene deletion method includes a method by DNA recombination technology. The DNA recombination technique may be accomplished by, for example, injecting a nucleotide sequence or vector containing a nucleotide sequence homologous to a target gene into the microorganism to cause homologous recombination. In addition, the injected nucleotide sequence or vector may include a dominant selection marker, but is not limited thereto.
또한, 상기 발현 조절 서열을 변형하는 방법은 당해 분야에 잘 알려진 다양한 방법의 적용으로 달성될 수 있다. 상기 방법의 예로, 상기 발현 조절 서열의 활성을 더욱 약화하도록 폴리뉴클레오티드 서열을 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합으로 발현 조절 서열상의 변이를 유도하여 수행하거나, 더욱 약한 활성을 갖는 폴리뉴클레오티드 서열로 교체함으로써 수행할 수 있다. 상기 발현 조절서열에는 프로모터, 오퍼레이터 서열, 리보좀 결합부위를 코딩하는 서열, 및 전사와 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the method of modifying the expression control sequence can be achieved by applying various methods well known in the art. As an example of the method, deletion, insertion, non-conservative or conservative substitution of the polynucleotide sequence or a combination thereof to further weaken the activity of the expression control sequence is performed by inducing mutations in the expression control sequence, or having a weaker activity by replacing it with a polynucleotide sequence. The expression control sequence includes, but is not limited to, a promoter, an operator sequence, a sequence encoding a ribosome binding site, and a sequence regulating the termination of transcription and translation.
또한, 상기 유전자 서열을 변형하는 방법은 상기 효소의 활성을 더욱 약화하도록 유전자 서열을 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이를 유도하여 수행하거나, 더욱 약한 활성을 갖도록 개량된 유전자 서열 또는 활성이 없도록 개량된 유전자 서열로 교체함으로써 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the method of modifying the gene sequence is performed by inducing a mutation in the sequence by deleting, inserting, non-conservative or conservative substitution of the gene sequence, or a combination thereof to further weaken the activity of the enzyme, or to have weaker activity. It may be carried out by replacing the improved gene sequence or the modified gene sequence so as to have no activity, but is not limited thereto.
예를 들면, 유전자 서열 내 변이를 도입하여 종결 코돈을 형성시킴으로써, 유전자의 발현을 저해하거나 약화시킬 수 있다.For example, by introducing a mutation in the gene sequence to form a stop codon, the expression of a gene can be inhibited or attenuated.
본 출원에서 용어, "화합물을 생산하는 미생물" 또는 "화합물 생산능을 가지는 미생물" 은 자연적으로 본 출원의 화합물의 생산능을 가지고 있는 미생물, 또는 본 출원의 화합물의 생산능이 없는 모균주에 본 출원의 화합물의 생산능을 부여한 미생물을 의미한다. 일 예로, 상기 미생물은 목적하는 화합물 생산을 위하여 유전적 변이가 일어난 것일 수 있다. 상기 유전적 변이는 예를 들어 외부 유전자가 삽입되거나. 내재적 유전자의 활성이 불활성화되는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 유전적 변이는 전술한 Crr 단백질의 불활성화, vioABCDE 유전자 클러스터의 일부 혹은 이의 변이 형태를 도입하거나 이의 활성을 강화하는 등의 변이를 포함한다. 이러한 변이는 자연적인 것을 배제하는 것은 아니다.As used herein, the term "a microorganism producing a compound" or "a microorganism having a compound-producing ability" refers to a microorganism having the ability to naturally produce the compound of the present application, or the parent strain without the ability to produce the compound of the present application. It refers to microorganisms that have been given the ability to produce compounds of For example, the microorganism may have a genetic mutation to produce a desired compound. The genetic variation may be, for example, an insertion of a foreign gene. including inactivation of endogenous gene activity. For example, the genetic mutation includes mutations such as inactivation of the aforementioned Crr protein, introducing a part of the vioABCDE gene cluster or a mutated form thereof or enhancing its activity. These variations do not exclude the natural.
또한, 상기 미생물은 전술한 유전자의 삽입이나 유전자 불활성화 등의 유전적 변이를 포함하지 않는 미생물과 비교하여, 목적하는 화합물의 생산능이 강화된 것일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the microorganism may have an enhanced ability to produce a target compound as compared to a microorganism that does not contain genetic mutations such as the aforementioned gene insertion or gene inactivation. However, it is not limited thereto.
구체적으로 본 출원의 화합물을 생산하는 미생물은 Crr 단백질이 불활성화되어, 본 출원의 화합물의 생산능을 갖는 미생물일 수 있다. 보다 구체적으로는, 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 단백질이 불활성화된 미생물일 수 있고, 보다 더욱 구체적으로는 상기 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 단백질이 불활성화되고, vioA, vioB, vioC 및 vioE 유전자가 도입 또는 강화된 미생물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the microorganism producing the compound of the present application may be a microorganism having the ability to produce the compound of the present application by inactivating the Crr protein. More specifically, the protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18 may be an inactivated microorganism, and more specifically, the protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18 is inactivated, vioA, vioB, vioC and a microorganism into which the vioE gene is introduced or enriched, but is not limited thereto.
본 출원에서 vioA는 VioA(L-tryptophan oxidase)를 코딩하는 유전자를, vioB는 VioB(N-[2-(carboxylatoamino)-1,2-bis(1H-indol-3-yl)ethyl]carbamate synthase)를 코딩하는 유전자를, vioC는 VioC(violacein synthase)를 코딩하는 유전자를, 그리고 vioE는 VioE(protoviolaceinate synthase)를 코딩하는 유전자를 의미한다.In the present application, vioA is a gene encoding VioA (L-tryptophan oxidase), vioB is VioB (N-[2-(carboxylatoamino)-1,2-bis(1H-indol-3-yl)ethyl]carbamate synthase) vioC means a gene encoding VioC (violacein synthase), and vioE means a gene encoding VioE (protoviolaceinate synthase).
본 출원에서 용어, "vioABCDE 유전자 클러스터"는 상기 vioA, vioB, vioC및 vioE에 추가로 VioD(protoviolaceinate synthase)를 코딩하는 유전자 vioD를 더하여 5개의 유전자를 포함하는 유전자 클러스터를 의미하며,"vioABCDE"와 상호 교환적으로 사용될 수 있다.As used herein, the term "vioABCDE gene cluster" refers to a gene cluster comprising 5 genes by adding the gene vioD encoding VioD (protoviolaceinate synthase) in addition to the vioA, vioB, vioC and vioE, and "vioABCDE" and can be used interchangeably.
상기 vioABCDE에서, VioD를 코딩하고 있는 유전자 vioD가 변이 혹은 결손된 형태로 존재하여 VioD 폴리펩타이드가 불활성화되는 경우, 디옥시비올라세인의 생산능이 증가할 수 있다.In the vioABCDE, when the VioD polypeptide is inactivated because the VioD-encoding gene vioD exists in a mutated or deleted form, the production ability of deoxyviolasein may increase.
상기 vioABCDE의 vioD는 불활성화된 형태일 수 있다. 상기 불활성화는 전술한 바와 같다. The vioD of the vioABCDE may be in an inactivated form. The inactivation is as described above.
즉, 본 출원의 미생물은 Crr 단백질이 불활성화되고 vioA, vioB, vioC 및 vioE 유전자가 도입된 것이거나, Crr 단백질이 불활성화되고 vioA, vioB, vioC, vioD 및 vioE 유전자가 도입된 것이거나, 또는 Crr 단백질이 불활성화되고 vioA, vioB, vioC, 및 vioE가 도입되고 활성이 감소 또는 제거되도록 변이된 vioD 유전자가 도입된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.That is, the microorganism of the present application is one in which Crr protein is inactivated and vioA, vioB, vioC and vioE genes are introduced, or Crr protein is inactivated and vioA, vioB, vioC, vioD and vioE genes are introduced, or The Crr protein may be inactivated, vioA, vioB, vioC, and vioE may be introduced, and a mutated vioD gene may be introduced such that activity is reduced or eliminated, but is not limited thereto.
상기 vioABCDE 유전자는 크로모박테리움(Choromobacterium) 속, 잔티노박테리움(Janthinobacterium)속, 두가넬라(Duganella)속, 슈도알테로모나스(Psuedoalteromonas)속, 콜리모나스(Collimonas)속, 아이오도박터(Iodobacter)속 등의 균주에서 유래한 것일 수 있으며, 구체적으로는 크로모박테리움(Choromobacterium) 속 유래일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The vioABCDE gene is Chromobacterium ( Chormobacterium ) genus, Xantinobacterium genus, Janthinobacterium genus, Duganella genus, Pseudoalteromonas spp. ) may be derived from strains such as genus, and specifically may be derived from the genus Chromobacterium , but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 화합물을 생산하는 미생물은 에스케리키아 속(Escherichia sp.) 미생물일 수 있다. 구체적으로, 에스케리키아 속 미생물은 대장균 (Escherichia coli), 에스케리키아 알베르티(Escherichia albertii), 에스케리키아 블라태(Escherichia blattae), 에스케리키아 퍼구소니 (Escherichia fergusonii), 에스케리키아 헤르만니(Escherichia hermannii) 또는 에스케리아 불너리스(Escherichia vulneris)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 보다 구체적으로는 대장균(Escherichia coli)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the microorganism producing the compound may be a microorganism of the genus Escherichia (Escherichia sp.). Specifically, Escherichia genus microorganisms are Escherichia coli, Escherichia albertii, Escherichia blattae, Escherichia blattae, Escherichia fergusonii, Escherichia hermanni ( Escherichia hermannii) or Escherichia vulneris), but is not limited thereto. More specifically, it may be Escherichia coli, but is not limited thereto.
본 출원의 다른 하나의 양태는, 본 출원의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는 화학식 1의 화합물의 생산 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for producing a compound of Formula 1 comprising the step of culturing the microorganism of the present application.
[화학식 1][Formula 1]
일 구현예에서, 상기 화합물은 비올라세인 또는 디옥시비올라세인일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the compound may be violacein or deoxyviolacein, but is not limited thereto.
본 출원에서 용어 "배양"은 미생물을 적당히 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 출원에서 미생물을 배양하는 방법은 당업계에 널리 알려져 있는 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 배양은 배치 공정, 주입 배치 또는 반복 주입 배치 공정(fed batch or repeated fed batch process)에서 연속식으로 배양할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present application, the term "cultivation" means growing microorganisms in an appropriately artificially controlled environmental condition. The method of culturing the microorganism in the present application may be performed using a method widely known in the art. Specifically, the culture may be continuously cultured in a batch process, an injection batch or a repeated fed batch process, but is not limited thereto.
상기 미생물을 배양하는 단계는, 특별히 이에 제한되지 않으나, 공지된 회분식 배양방법, 연속식 배양방법, 유가식 배양방법 등에 의해 수행될 수 있다. 본원의 미생물의 배양에 사용되는 배지 및 기타 배양 조건은 통상의 미생물의 배양에 사용되는 배지라면 특별한 제한 없이 어느 것이나 사용할 수 있으나, 구체적으로는 본원의 미생물을 적당한 탄소원, 질소원, 인원, 무기화합물, 아미노산 및/또는 비타민 등을 함유한 통상의 배지 내에서 호기성 조건 하에서 온도, pH 등을 조절하면서 배양할 수 있다. 배지 중에서 사용될 수 있는 당원으로는 포도당, 사카로즈, 유당, 과당, 말토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산이 포함된다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The step of culturing the microorganism is not particularly limited thereto, but may be performed by a known batch culture method, a continuous culture method, a fed-batch culture method, and the like. The medium and other culture conditions used for culturing the microorganisms of the present application may be used without particular limitation as long as they are media used for culturing conventional microorganisms, but specifically, the microorganisms of the present application may be used with a suitable carbon source, nitrogen source, phosphorus, inorganic compound, It can be cultured while controlling temperature, pH, etc. under aerobic conditions in a conventional medium containing amino acids and/or vitamins. Sugar sources that can be used in the medium include sugars and carbohydrates such as glucose, saccharose, lactose, fructose, maltose, starch and cellulose, oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, castor oil, coconut oil, palmitic acid, and stearic acid , fatty acids such as linoleic acid, alcohols such as glycerol and ethanol, and organic acids such as acetic acid. These materials may be used individually or as a mixture, but are not limited thereto.
사용될 수 있는 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄이 포함된다. 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. Nitrogen sources that can be used include peptone, yeast extract, broth, malt extract, corn steep liquor, soybean wheat and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate. The nitrogen source may also be used individually or as a mixture, but is not limited thereto.
사용될 수 있는 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨을 함유하는 염이 포함될 수 있다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있다. 마지막으로, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다. 또한, 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기된 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있다.The phosphorus that can be used may include potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or salts containing the corresponding sodium. In addition, the culture medium may contain a metal salt such as magnesium sulfate or iron sulfate necessary for growth. Finally, in addition to the above substances, essential growth substances such as amino acids and vitamins can be used. In addition, precursors suitable for the culture medium may be used. The above-mentioned raw materials may be added batchwise or continuously by a method suitable for the culture during the culture process.
상기 미생물의 배양 중 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. 호기 상태를 유지하기 위해 배양물 내로 산소 또는 산소-함유 기체(예, 공기)를 주입할 수 있다. 배양물의 온도는 보통 20℃내지 45℃, 구체적으로는 25℃ 내지 40℃일 수 있다. 배양 시간은 원하는 화합물의 생성량이 얻어질 때까지 계속할 수 있으나, 구체적으로는, 10 내지 160시간일 수 있다.During the culturing of the microorganism, 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, an antifoaming agent such as a fatty acid polyglycol ester may be used to inhibit the formation of bubbles. Oxygen or oxygen-containing gas (eg, air) may be injected into the culture to maintain aerobic conditions. The temperature of the culture may be usually 20 °C to 45 °C, specifically 25 °C to 40 °C. The incubation time may be continued until the desired compound production amount is obtained, but specifically, it may be 10 to 160 hours.
상기 배양에 의해 생산된 화합물은 배지 중으로 분비하거나, 세포 내에 잔류할 수 있다.The compound produced by the culturing may be secreted into the medium or may remain in the cell.
본 출원의 생산 방법은 상기 배양 단계 이후에 상기 미생물 또는 배지로부터 본 출원의 화합물을 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The production method of the present application may further include the step of recovering the compound of the present application from the microorganism or medium after the culturing step.
상기 화합물의 회수는 당업계에 알려진 통상적인 방법에 의하여 회수될 수 있다. 이러한 회수방법에는, 원심분리, 여과, 이온교환 크로마토그래피 및 결정화 등의 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 배양물을 저속 원심분리하여 바이오매스를 제거하고 얻어진 상등액을, 이온교환 크로마토그래피를 통하여 분리할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 배양된 미생물 또는 배지로부터 목적하는 화합물을 회수할 수 있다.The compound may be recovered by a conventional method known in the art. For the recovery method, methods such as centrifugation, filtration, ion exchange chromatography, and crystallization may be used. For example, the supernatant obtained by removing the biomass by centrifuging the culture at low speed, may be separated through ion exchange chromatography, but is not limited thereto, and microorganisms cultured using a suitable method known in the art. Alternatively, the desired compound may be recovered from the medium.
상기 회수 단계는 분리 공정 및/또는 정제 공정을 추가로 포함할 수 있다.The recovery step may further include a separation process and/or a purification process.
본 출원의 또 다른 하나의 양태는, 본 출원의 Crr 단백질이 불활성화된 미생물의 화학식 1의 화합물 생산용 조성물을 제공한다.Another aspect of the present application provides a composition for producing the compound of Formula 1 of the microorganism in which the Crr protein of the present application is inactivated.
상기 용어 "Crr 단백질", "화학식 1의 화합물", 및 "불활성화"에 관해서는 전술한 바와 같다.The terms “Crr protein”, “compound of Formula 1”, and “inactivation” are the same as described above.
상기 조성물에는 당해 화합물 생산용 조성물에 통상 사용되는 임의의 적합한 부형제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 부형제에는, 예를 들어, 보존제, 습윤제, 분산제, 현탁화제, 완충제, 안정화제 및 등장화제 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The composition may further include any suitable excipients commonly used in compositions for the production of the compound. Such excipients may include, but are not limited to, for example, preservatives, wetting agents, dispersing agents, suspending agents, buffering agents, stabilizing agents and isotonic agents, and the like.
본 출원의 또 다른 하나의 양태는, 본 출원의 Crr 단백질이 불활성화된 미생물의 화학식 1의 화합물의 생산 증가를 위한 용도를 제공한다.Another aspect of the present application provides the use of a microorganism in which the Crr protein of the present application is inactivated for increasing the production of the compound of formula (1).
본 출원의 또 다른 하나의 양태는, 본 출원의 Crr 단백질을 미생물에서 불활성화시키는 단계를 포함하는, 화학식 1의 화합물의 생산 증가 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for increasing the production of the compound of Formula 1, comprising the step of inactivating the Crr protein of the present application in a microorganism.
상기 용어 "Crr 단백질", "화학식 1의 화합물", 및 "불활성화"에 관해서는 전술한 바와 같다.The terms “Crr protein”, “compound of Formula 1”, and “inactivation” are the same as described above.
본 출원의 미생물은 다양한 생리 활성을 갖는 유용 산물의 생산 효율이 높아 이를 이용한 다양한 산업 분야에 유용하게 적용할 수 있다.The microorganism of the present application can be usefully applied to various industrial fields using the high production efficiency of useful products having various physiological activities.
이하 본 출원을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 출원을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 출원의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, these Examples and Experimental Examples are for illustrative purposes of the present application, and the scope of the present application is not limited to these Examples and Experimental Examples.
실시예 1: 크로모박테리움 비올라세움 (Example 1: Chromobacterium violaceum ( Chromobacterium violaceumChromobacterium violaceum ) ATCC 12472 유래 비올라세인 생합성 유전자 클러스터 과발현 벡터의 제작) Construction of ATCC 12472-derived violacein biosynthetic gene cluster overexpression vector
비올라세인 생합성 유전자 클러스터 과발현 벡터를 제작하기 위하여 크로모박테리움 비올라세움 ATCC 12472의 게놈 DNA를 이용하여 비올라세인 생합성 유전자 클러스터 vioABCDE를 증폭하였다. 5' 말단에 EcoRⅤ 제한효소 부위를 삽입한 프라이머 1(서열번호 1)과 3' 말단에 BamHⅠ 제한효소 부위를 삽입한 프라이머 2(서열번호 2)를 합성하였다. 이 프라이머 쌍을 이용하여, 크로모박테리움 비올라세움 ATCC 12472의 게놈 DNA를 주형으로 연쇄중합반응(polymerase chain reaction, 이하 PCR이라 약칭함)을 수행하여 비올라세인 생합성 유전자 클러스터를 증폭하였다. PCR 조건은 94 ℃에서 5 분간 변성 후, 94 ℃ 30 초 변성, 60 ℃ 30 초 어닐링, 72 ℃ 10 분 중합을 30 회 반복한 후, 72 ℃에서 7 분간 중합반응을 수행하였다.To construct a violacein biosynthetic gene cluster overexpression vector, the violacein biosynthetic gene cluster vioABCDE was amplified using the genomic DNA of Chromobacterium violaceum ATCC 12472. Primer 1 (SEQ ID NO: 1) having an EcoRV restriction enzyme site inserted at the 5' end and primer 2 (SEQ ID NO: 2) having a BamHI restriction enzyme site inserted at the 3' end were synthesized. Using this primer pair, a polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) was performed using the genomic DNA of Chromobacterium violaceum ATCC 12472 as a template to amplify the violacein biosynthesis gene cluster. For PCR conditions, denaturation at 94 °C for 5 minutes, denaturation at 94 °C for 30 seconds, annealing at 60 °C for 30 seconds, and polymerization at 72 °C for 10 minutes were repeated 30 times, followed by polymerization at 72 °C for 7 minutes.
또한 5' 말단에 KpnⅠ 제한효소 부위를 삽입하고 3' 말단에 EcoRⅤ 제한효소 부위를 삽입한 trc 프로모터(서열번호 3)를 합성하였다. In addition, a trc promoter (SEQ ID NO: 3) in which a KpnI restriction enzyme site was inserted at the 5' end and an EcoRV restriction enzyme site was inserted at the 3' end was synthesized.
상기 PCR로 증폭된 유전자 클러스터 단편을 제한효소 EcoRⅤ와 BamHⅠ으로 처리하고, 상기 합성된 trc 프로모터 단편을 제한효소 KpnⅠ과 EcoRⅤ로 처리하여 각각의 DNA 절편을 획득하였다. 이를 제한효소 KpnⅠ과 BamHⅠ 말단을 가지는 과발현 벡터 pECCG117(대한민국 등록특허 제1992-007401호)에 연결한 후 대장균 DH5α에 형질전환하고 카나마이신이 25 ㎎/ℓ로 포함된 LB(Luria Bertani, 리터 당 트립톤 10 g, 효모추출물 5 g, NaCl 10 g, pH 7.0) 고체배지 에 도말하였다.The PCR-amplified gene cluster fragment was treated with restriction enzymes EcoRV and BamHI, and the synthesized trc promoter fragment was treated with restriction enzymes KpnI and EcoRV to obtain each DNA fragment. After ligating this to the overexpression vector pECCG117 (Korean Patent Registration No. 1992-007401) having restriction enzymes KpnⅠ and BamHI terminus, it was transformed into E. coli DH5α and LB (Luria Bertani, tryptone per liter) containing kanamycin at 25 mg/ℓ 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 10 g, pH 7.0) was spread on a solid medium.
PCR을 통해 목적한 유전자가 삽입된 벡터로 형질전환된 콜로니를 선별하기 전, 이미 형질전환된 대장균 DH5α의 콜로니 색상이 대부분 보라색을 띠는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 일부 남색을 띠는 콜로니를 발견하여 별도로 표시(*)하였다. 각각의 형질전환된 대장균 DH5α로부터 통상적으로 알려진 플라스미드 추출법을 이용하여 플라스미드를 획득하였고, 이 플라스미드를 pECCG117-Ptrc-vioABCDE 및 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E로 명명하였다.Before selecting the colonies transformed with the vector into which the desired gene was inserted through PCR, it was confirmed that the color of the colonies of the already transformed E. coli DH5α was mostly purple. However, some indigo-colored colonies were found and marked separately (*). Plasmids were obtained from each transformed Escherichia coli DH5α using a commonly known plasmid extraction method, and these plasmids were named pECCG117-Ptrc-vioABCDE and pECCG117-Ptrc-vioABCD*E.
상기 발견한 플라스미드 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E를 염기서열 분석을 통하여 야생형 비올라세인 생합성 유전자 클러스터의 염기서열(서열번호 4)과 비교하였으며, 이를 통해 변이된 VioD 단백질의 아미노산 서열을 확인하였다. 야생형 VioD 아미노산 서열(서열번호 5)과 달리 변이형 VioD 아미노산 서열(서열번호 6)은 변이로 발생된 종결코돈으로 인해 야생형 VioD의 역할을 제대로 수행하지 못 할 것으로 예상할 수 있으며, 이에 따라 플라스미드 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E의 생합성 유전자 클러스트는 비올라세인이 아닌 디옥시비올라세인만 생합성 가능한 유전자 클러스터로 예상할 수 있다. 이미 vioD가 변이 혹은 결손된 형태의 비올라세인 생합성 유전자 클러스터를 이용하여 디옥시비올라세인만 생산할 수 있음이 알려져 있으므로(August PR et al., 2000, J Mol Microbiol Biotechnol. 2(4):513-519, Jiang PX et al., 2012, Appl Microbiol Biotechnol. 94(6):1521-32, Rodrigues AL et al., 2013, Metab Eng. 20:29-41), 본 발명자들은 별도로 디옥시비올라세인 생합성 유전자 과발현 벡터를 제작하지 않고 상기 제작한 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E를 디옥시비올라세인 생산에 활용하였다.The plasmid pECCG117-Ptrc-vioABCD*E found above was compared with the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 4) of the wild-type violacein biosynthesis gene cluster through nucleotide sequence analysis, thereby confirming the amino acid sequence of the mutated VioD protein. Unlike the wild-type VioD amino acid sequence (SEQ ID NO: 5), the mutant VioD amino acid sequence (SEQ ID NO: 6) can be expected to not perform the role of wild-type VioD properly due to the stop codon generated by the mutation, and accordingly, the plasmid pECCG117 The biosynthetic gene cluster of -Ptrc-vioABCD*E can be predicted as a gene cluster capable of biosynthesis only with deoxyviolacein, not violacein. Since it is already known that only deoxybiolacein can be produced using the vioD biosynthetic gene cluster in a mutated or deleted form (August PR et al ., 2000, J Mol Microbiol Biotechnol. 2(4):513-519) , Jiang PX et al ., 2012, Appl Microbiol Biotechnol. 94(6):1521-32, Rodrigues AL et al ., 2013, Metab Eng. 20:29-41), the present inventors separately deoxybiolacein biosynthesis gene The pECCG117-Ptrc-vioABCD*E prepared above was used for the production of deoxyviolacein without constructing an overexpression vector.
실시예 2: 비올라세인 생합성 유전자 클러스터 과발현 벡터 도입 균주 제작 후 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생산능 확인Example 2: Violacein biosynthesis gene cluster overexpression vector-introduced strain was prepared and violacein and deoxyviolacein production ability was confirmed
상기 실시예 1에서 제조한 야생형 및 변이형의 비올라세인 생합성 유전자 클러스터 과발현 벡터 pECCG117-Ptrc-vioABCDE 및 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E를 각각 대장균 W3110 균주에 형질전환 하여 제작된 균주를 각각 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE 및 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E으로 명명하였다. 벡터가 형질전환 될 경우 카나마이신 내성을 가지게 되므로 카나마이신이 25 ㎎/ℓ로 포함된 LB 배지에서의 생장여부를 통해 형질 전환을 확인하였다. The strains produced by transforming the wild-type and mutant violacein biosynthetic gene cluster overexpression vectors pECCG117-Ptrc-vioABCDE and pECCG117-Ptrc-vioABCD*E prepared in Example 1 into E. coli W3110 strains, respectively, W3110/pECCG117- They were named Ptrc-vioABCDE and W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E. When the vector is transformed, it becomes resistant to kanamycin, so transformation was confirmed by growth in LB medium containing 25 mg/L of kanamycin.
제작된 균주들의 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생산능을 비교하고자 카나마이신이 25 ㎎/ℓ의 농도로 포함된 LB 배지 25 ㎖을 함유하는 250 ㎖ 코너-바플 플라스크에 각 균주들을 1 백금이 접종하고, 37℃에서 24 시간 동안, 200 rpm에서 진탕 배양하였다. 비올라세인 및 디옥시비올라세인을 정량하기 위하여 배양액을 에탄올에 10배 희석하여 1 시간 진탕 추출하고 13,000 rpm에서 5 분간 원심분리한 후 상층액을 HPLC로 분석하였다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.In order to compare the violacein and deoxyviolacein production ability of the prepared strains, each strain was inoculated with 1 platinum in a 250 ml corner-baffle flask containing 25 ml of LB medium containing kanamycin at a concentration of 25 mg/L, Incubated at 37° C. for 24 hours with shaking at 200 rpm. To quantify violacein and deoxyviolacein, the culture medium was diluted 10-fold in ethanol, extracted with shaking for 1 hour, centrifuged at 13,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was analyzed by HPLC. The results are shown in [Table 1].
(600 ㎚ 흡광)OD
(600 nm absorption)
(배양액 리터당 ㎎)violacein
(mg per liter of culture medium)
(배양액 리터당 ㎎)deoxyviolacein
(mg per liter of culture medium)
상기 [표 1]에 나타낸 것과 같이, 대장균 W3110 균주에 pECCG117-Ptrc-vioABCDE를 형질전환 하였을 경우 비올라세인과 디옥시비올라세인이 생산되는 것을 확인하였으며, 변이형 VioD를 코딩하고 있는 pECCG117-Ptrc-vioABCD*E를 형질전환 하였을 경우 디옥시비올라세인만 생산되는 것을 확인할 수 있었다. 이후 이들을 비올라세인 생산 균주 및 디옥시비올라세인 생산균주라고 통칭한다.As shown in [Table 1], when pECCG117-Ptrc-vioABCDE was transformed into E. coli W3110 strain, it was confirmed that violacein and deoxyviolacein were produced, and pECCG117-Ptrc-vioABCD encoding the variant VioD was * When transforming E, it was confirmed that only deoxyviolacein was produced. Hereinafter, they are collectively referred to as a violacein-producing strain and a deoxyviolacein-producing strain.
실시예 3: 비올라세인 생산균주의 UV 조사를 통한 무작위 돌연변이 도입 Example 3: Introduction of random mutations through UV irradiation of violacein-producing strains
비올라세인의 생산능이 향상된 균주를 선별하기 위하여, 상기 실시예에서 제작한 비올라세인 생산균주인 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE을 카나마이신 25 ㎎/ℓ을 포함하는 LB 한천 배지에 도말한 후 UV를 조사하여 균주내 무작위 돌연변이를 유발시켰다. UV 조사를 한 plate는 37℃에서 24시간 동안 배양하였으며, 형성된 콜로니 중 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE 콜로니보다 더 진한 보라색을 가지는 돌연변이주 13종 선별(각 돌연변이주는 C1~C13으로 명명)하여 카나마이신 25 ㎎/ℓ을 포함하는 LB 한천 배지에 계대 배양하였다. In order to select strains with improved violacein-producing ability, the violacein-producing strain W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE prepared in the above Example was plated on an LB agar medium containing 25 mg/L of kanamycin and then UV irradiated. Random mutations within the strain were induced. The UV-irradiated plate was incubated at 37°C for 24 hours. Among the colonies formed, 13 mutant strains with a deeper purple color than the W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE colony were selected (each mutant was named C1~C13), It was subcultured on LB agar medium containing mg/L.
계대 배양한 13종의 돌연변이주는 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생산능을 비교하고자 카나마이신이 25 ㎎/ℓ의 농도로 포함된 역가배지 25㎖을 함유하는 250㎖ 코너-바플 플라스크에 각 균주들을 1 백금이 접종하고, 37 ℃에서 48 시간 동안, 200 rpm에서 진탕 배양하였다In order to compare the violacein and deoxyviolacein production capacity of the 13 mutant strains subcultured, each strain was placed in a 250 ml corner-baffle flask containing 25 ml of titer medium containing kanamycin at a concentration of 25 mg/l, 1 platinum. This was inoculated and incubated with shaking at 200 rpm for 48 hours at 37°C.
역가배지조성Potency medium composition
포도당 40g/L, 탄산칼슘 30g/L, 황산 암모늄 10g/L, 일인산칼륨 1g/L, 황산마그네슘 1.5g/L, 효모엑기스 4g/L Glucose 40g/L, calcium carbonate 30g/L, ammonium sulfate 10g/L, potassium monophosphate 1g/L, magnesium sulfate 1.5g/L, yeast extract 4g/L
비올라세인 및 디옥시비올라세인을 정량하기 위하여 배양액을 에탄올에 10배 희석하여 1 시간 진탕 추출하고 13,000 rpm에서 5 분간 원심분리한 후 상층액을 HPLC로 분석한 후, 이 결과를 [표 2]에 나타내었다.In order to quantify violacein and deoxyviolacein, the culture medium was diluted 10-fold in ethanol, extracted with shaking for 1 hour, centrifuged at 13,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was analyzed by HPLC. The results are shown in [Table 2]. indicated.
(600 ㎚ 흡광)OD
(600 nm absorption)
(배양액 리터당 ㎎)violacein
(mg per liter of culture medium)
(배양액 리터당 ㎎)deoxyviolacein
(mg per liter of culture medium)
상기 [표 2]에서 나타낸 것과 같이 13종의 돌연변이주는 다양한 생산능과 OD들을 보여주었다. 이 중 C2 돌연변이주는 대조군인 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE 대비 비올라세인의 생산능이 1.6배 가량 높으며 디옥시비올라세인의 비율이 대조군과 유사하게 유지되는 패턴을 확인할 수 있었으며, C9 돌연변이주는 특이하게 비올라세인은 생산하지 못하나, 디옥시비올라세인의 생산능이 대조군의 디옥시비올라세인 및 비올라세인의 총 생산량 대비 1.5배 증가한 것을 확인할 수 있었다.As shown in [Table 2], 13 mutants showed various production capacities and ODs. Among them, the C2 mutant strain showed a 1.6-fold higher violacein production capacity compared to the control group, W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE, and a pattern in which the ratio of deoxyviolacein was maintained similar to that of the control group was confirmed. is not produced, but it was confirmed that the production capacity of deoxyviolacein was increased by 1.5 times compared to the total production of deoxyviolacein and violacein of the control group.
실시예 4: 비올라세인 돌연변이주 C2, C9의 생합성 유전자 및 프로모터의 변이 확인Example 4: Confirmation of mutations in biosynthetic genes and promoters of violacein mutants C2 and C9
상기 UV 조사에 의해 비올라세인 또는 디옥시비올라세인 생산능이 향상된 C2와 C9 돌연변이주로부터 플라스미드를 수득하여 vioABCDE 또는 프로모터 영역에 변이가 있는지를 우선 확인하였다. C2로부터 수득한 플라스미드는 생합성 오페론과 프모로터 영역에 변이가 없었으나, C9으로부터 수득한 플라스미드는 vioD의 610번째 뉴클레오티드 G가 T로 변경되었으며, 이에 따라 204번째 Glu 코딩하는 코돈이 앰버변위가(amber mutation) 도입되어 종결코돈으로 변경된 것을 확인할 수 있었다. 즉, C9 후보군이 비올라세인을 생산하지 못하고 디옥시비올라세인만을 생산하는 것은 vioD에 도입된 앰버변위에 의해 VioD가 불활성화 된 것으로 판단된다. Plasmids were obtained from C2 and C9 mutants with improved violacein or deoxybiolacein-producing ability by the UV irradiation, and it was first confirmed whether there was a mutation in vioABCDE or the promoter region. The plasmid obtained from C2 had no mutations in the biosynthetic operon and promotor regions, but in the plasmid obtained from C9, the 610th nucleotide G of vioD was changed to T, and accordingly, the 204th Glu coding codon had an amber displacement. mutation) was introduced and it was confirmed that it was changed to a stop codon. That is, it is judged that VioD was inactivated by the amber displacement introduced into vioD when the C9 candidate group failed to produce violacein and produced only deoxyviolacein.
그럼에도 불구하고, C9 돌연변이주는 디옥시비올라세인 생산능이 대조군 대비 높기 때문에 C2 돌연변이주 뿐만 아니라 C9 돌연변이주의 게놈상의 유전자들을 시퀀싱하여 비올라세인 또는 디옥시비올라세인의 생산능에 영향을 미치는 돌연변이 유전자를 확인하고자 하였다.Nevertheless, since the C9 mutant has a higher deoxyviolacein-producing ability than the control, sequencing the genes on the genome of the C2 mutant as well as the C9 mutant to identify the mutant gene affecting the production of violacein or deoxyviolacein. .
실시예 5: 비올라세인 돌연변이주 C2, C9의 NGS 분석을 통한 변이 확인Example 5: Confirmation of mutations through NGS analysis of violacein mutants C2 and C9
돌연변이주 C2와 C9의 게놈상의 유전자들을 시퀀싱하여 야생형 균주와 비교하였다. The genomes of the mutant strains C2 and C9 were sequenced and compared with the wild-type strain.
그 결과, 돌연변이주 C2와 C9는 Crr를 코딩하는 유전자 영역의 각각 변이를 포함하고 있음을 확인하였다. 구체적으로 돌연변이주 C2는 야생형 crr(서열번호 7) 대비 43번째 뉴클레오티드가 A가 T로 치환됨에 따라 앰버변이가 도입되어 14번째 코돈이 Lys에서 종결코돈으로 변경되었으며, 251번째 뉴클레오티드 G가 A로 치환됨에 따라 84번째 코돈이 Ser에서 Asn으로 변경되었다. (서열번호 8), 돌연변이주 C9는 crr 유전자의 12번째 위치에 뉴클레오티드 A가 insertion이 됨에 따라 frame shift가 일어났으며, 6번째 코돈이 오커변이(ochre mutation)가 도입됨에 따라 종결코돈이 생성되었음을 확인하였다(서열번호 9).As a result, it was confirmed that the mutants C2 and C9 contained mutations in the gene region encoding Crr, respectively. Specifically, in mutant C2, compared to wild-type crr (SEQ ID NO: 7), amber mutation was introduced as the 43rd nucleotide was replaced with A, so that the 14th codon was changed from Lys to the stop codon, and the 251th nucleotide G was substituted with A As a result, codon 84 was changed from Ser to Asn. (SEQ ID NO: 8), in mutant C9, a frame shift occurred as nucleotide A was inserted at the 12th position of the crr gene, and a stop codon was generated as the 6th codon was introduced with an ochre mutation. was confirmed (SEQ ID NO: 9).
따라서, 이하 실시예 에서는 상기 변이가 에스케리키아 속 미생물의 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생성능에 미치는 영향성을 확인하고자 하였다. Therefore, in the following Examples, it was attempted to confirm the effect of the mutation on the violacein and deoxybiolacein production ability of microorganisms of the genus Escherichia.
실시예 6: W3110 야생형 균주기반 crr 결손균주 제작 Example 6: W3110 wild-type strain-based crr-deficient strain production
에스케리키아속 미생물에 내재되어 있어 Crr를 코딩하는 유전자(서열번호 7)를 상동성 재조합에 의해 결손시켰다. Datsenko KA 등이 개발한 람다 레드 재조합효소(lambda Red recombinase)를 이용한 돌연변이 제작 기법인 1단계 결손 (one step inactivation) 방법을 사용하였다 (Proc Natl Acad Sci USA., (2000) 97:6640 -6645). 유전자 내부로의 삽입을 확인하기 위한 마커로는 pUCprmfmloxC의 클로람페니콜 유전자를 사용하였다(한국공개특허공보 제2009-007554호). 상기 두 개 유전자의 일부분과 pUCprmfmloxC 유전자의 클로람페니콜(Chloramphenicol) 내성 유전자의 일부 염기서열을 갖는 프라이머 3(서열번호 10)과 프라이머 4(서열번호 11)를 이용하여 pUCprmfmloxC를 주형으로 하고 94℃에서 30초간 변성, 55℃에서 30초간 어닐링, 72℃에서 1분간 중합하는 조건을 30회 반복하는 중합효소 연쇄반응법 (이하 'PCR'법)에 의해 약 1300 염기쌍의 유전자 단편을 증폭하였다. 상기 과정을 거쳐 얻어진 DNA단편은 0.8% 아가로스 겔 전기영동 후 용리하여 재조합에 사용하였다.The gene encoding Crr (SEQ ID NO: 7) inherent in microorganisms of the genus Escherichia was deleted by homologous recombination. A one-step inactivation method, a mutagenesis technique using lambda red recombinase developed by Datsenko KA et al., was used (Proc Natl Acad Sci USA., (2000) 97: 6640 -6645) . As a marker for confirming the insertion into the gene, the chloramphenicol gene of pUCprmfmloxC was used (Korean Patent Application Laid-Open No. 2009-007554). Using primer 3 (SEQ ID NO: 10) and primer 4 (SEQ ID NO: 11) having a partial nucleotide sequence of the chloramphenicol resistance gene of a part of the two genes and pUCprmfmloxC gene, pUCprmfmloxC as a template and at 94°C for 30 seconds A gene fragment of about 1300 base pairs was amplified by a polymerase chain reaction method (hereinafter 'PCR' method) in which denaturation, annealing at 55°C for 30 seconds, and polymerization at 72°C for 1 minute were repeated 30 times. The DNA fragment obtained through the above process was eluted after 0.8% agarose gel electrophoresis and used for recombination.
Datsenko KA 등이 개발한 방법 (Proc Natl Acad Sci USA., (2000) 97:6640-6645)에 따라 pKD46으로 형질 전환된 대상 대장균을 컴피턴트한 상태로 제조 후, PCR 법으로 얻어진 상기 1300 염기쌍 크기의 유전자 단편을 유입하여 형질전환시켰다. 얻어진 균주는 클로람페니콜 내성을 가지고 있는 LB에서 선별하였다. 이는 프라이머 5(서열번호 12)와 프라이머 6(서열번호 13)를 이용한 PCR을 통해 증폭된 크기가 각각 약 1440 염기쌍을 확인하여 상기 유전자들이 결손되었다는 것을 확인하였다. The target E. coli transformed with pKD46 was prepared in a competent state according to the method developed by Datsenko KA et al. (Proc Natl Acad Sci USA., (2000) 97: 6640-6645), and then the 1300 base pair size obtained by the PCR method. was transformed by introducing a gene fragment of The obtained strain was selected from LB having chloramphenicol resistance. It was confirmed that the genes were deleted by confirming that the amplified size was about 1440 base pairs, respectively, through PCR using primers 5 (SEQ ID NO: 12) and primer 6 (SEQ ID NO: 13).
클로람페니콜 내성을 가진 1차 재조합 균주는 pKD46을 제거한 후, pJW168을 도입하여 클로람페니콜 마커 유전자를 균체로부터 제거한다(Gene, (2000) 247,255-264). 최종적으로 얻어진 균체는 프라이머 5(서열번호 12)와 프라이머 6(서열번호 13)를 이용한 PCR을 통해 얻어진 약 340기쌍의 증폭산물로 의도한 대로 각각의 유전자 결손이 이루어졌음을 확인하였다. The primary recombinant strain with chloramphenicol resistance removes pKD46 and then introduces pJW168 to remove the chloramphenicol marker gene from the cells (Gene, (2000) 247,255-264). The cells finally obtained were about 340 pairs of amplification products obtained through PCR using primers 5 (SEQ ID NO: 12) and primer 6 (SEQ ID NO: 13), and it was confirmed that each gene deletion was made as intended.
실시예 7: 서열번호 8 및 9의 crr 변이 벡터 제작Example 7: Construction of crr mutation vectors of SEQ ID NOs: 8 and 9
서열번호 8 및 9의 crr 변이 벡터를 제작하기 위하여 돌연변이주 C2와 C9의 게놈 DNA를 이용하여 변이가 포함된 서열번호 8과 서열번호 9의 crr 유전자를 각각 증폭하였다. 5' 말단에 EcoRⅤ 제한효소 부위를 삽입한 프라이머 7(서열번호 14), 프라이머 8(서열번호 15)과 3' 말단에 BamHⅠ 제한효소 부위를 삽입한 프라이머 9(서열번호 16)를 합성하였다. 이 프라이머 7,9을 이용하여 돌연변이주 C2, 프라이머 8,9를 이용하여 돌연변이주 C9의 각 게놈 DNA를 주형으로 연쇄중합반응(polymerase chain reaction, 이하 PCR이라 약칭함)을 수행하여 비올라세인 생합성 유전자 클러스터를 증폭하였다. PCR 조건은 94 ℃에서 5 분간 변성 후, 94 ℃ 30 초 변성, 60 ℃ 30 초 어닐링, 72 ℃ 10 분 중합을 30 회 반복한 후, 72 ℃에서 7 분간 중합반응을 수행하였다.In order to construct crr mutation vectors of SEQ ID NOs: 8 and 9, the crr genes of SEQ ID NOs: 8 and 9 containing mutations were amplified using genomic DNAs of mutants C2 and C9, respectively. Primer 7 (SEQ ID NO: 14) and primer 8 (SEQ ID NO: 15) having an EcoRV restriction site inserted at the 5' end and primer 9 (SEQ ID NO: 16) having a BamHI restriction site inserted at the 3' end were synthesized. Violacein biosynthesis gene by performing a polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) using each genomic DNA of mutant strain C2 as a template using primers 7 and 9 and mutant strain C9 using primers 8 and 9 The cluster was amplified. For PCR conditions, denaturation at 94 °C for 5 minutes, denaturation at 94 °C for 30 seconds, annealing at 60 °C for 30 seconds, and polymerization at 72 °C for 10 minutes were repeated 30 times, followed by polymerization at 72 °C for 7 minutes.
또한 5' 말단에 KpnⅠ 제한효소 부위를 삽입하고 3' 말단에 EcoRⅤ 제한효소 부위를 삽입한 trc 프로모터(서열번호 17)를 합성하였다. In addition, a trc promoter (SEQ ID NO: 17) in which a KpnI restriction enzyme site was inserted at the 5' end and an EcoRV restriction enzyme site was inserted at the 3' end was synthesized.
상기 PCR로 증폭된 유전자 클러스터 단편을 제한효소 EcoRⅤ와 BamHⅠ으로 처리하고, 상기 합성된 trc 프로모터 단편을 제한효소 KpnⅠ과 EcoRⅤ로 처리하여 각각의 DNA 절편을 획득하였다. 이를 제한효소 KpnⅠ과 BamHⅠ 말단을 가지는 1 copy 벡터인 pcc1BAC(Epicentre)에 연결한 후 대장균 DH5α에 형질전환하고 클로로암페니콜이 25mg/ℓ로 포함된 LB(Luria Bertani, 리터 당 트립톤 10 g, 효모추출물 5 g, NaCl 10 g, pH 7.0) 고체배지에 도말하였다.The PCR-amplified gene cluster fragment was treated with restriction enzymes EcoRV and BamHI, and the synthesized trc promoter fragment was treated with restriction enzymes KpnI and EcoRV to obtain each DNA fragment. After ligating this to pcc1BAC (Epicentre), a 1-copy vector having restriction enzymes KpnⅠ and BamHI terminus, it was transformed into E. coli DH5α and LB (Luria Bertani, 10 g of tryptone per liter, containing 25 mg/ℓ of chloroamphenicol, Yeast extract 5 g, NaCl 10 g, pH 7.0) was spread on a solid medium.
각각의 형질전환된 대장균 DH5α로부터 통상적으로 알려진 플라스미드 추출법을 이용하여 플라스미드를 획득하였고, 이 플라스미드를 pcc1BAC-Ptrc-crr(C2) 및 pcc1BAC-Ptrc-crr(C9)으로 명명하였다.Plasmids were obtained from each transformed Escherichia coli DH5α using a commonly known plasmid extraction method, and these plasmids were named pcc1BAC-Ptrc-crr (C2) and pcc1BAC-Ptrc-crr (C9).
실시예 8: crr 변이주 2종 및 crr 결손 영향성 확인Example 8: Confirmation of the influence of two crr mutants and crr deletion
서열번호 8 및 9의 crr 변이 및 결손이 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생산능에 미치는 영향을 확인하기 위하여[표 3]와 같이 W3110 및 W3110Δcrr 균주에 각 플라스미드를 형질전환하여 균주를 제작하였다.In order to confirm the effect of crr mutations and deletions of SEQ ID NOs: 8 and 9 on violacein and deoxybiolacein production ability, each plasmid was transformed into W3110 and W3110Δcrr strains as shown in [Table 3] to prepare strains.
서열번호 8 및 9의 crr 변이 2종 및 crr의 결손이 비올라세인 및 디옥시비올라세인의 생성능에 영향을 주는지 확인하기 위하여 상기 [표 3]의 균주들을 형질전환하여 제작하였으며(돌연변이주 C2, C9 제외), 총 10종의 균주들을 각 균주에 맞는 항생제를 포함하는 LB 한천 배지에 계대 배양하였다. In order to confirm whether two crr mutations and crr deletion of SEQ ID NOs: 8 and 9 affect the production ability of violacein and deoxyviolacein, the strains of [Table 3] were transformed and produced (mutant strains C2, C9). Except), a total of 10 strains were subcultured on LB agar medium containing antibiotics for each strain.
계대 배양한 10종의 균주등을 비올라세인 및 디옥시비올라세인 생산능을 비교하고자 각 균주에 맞는 항생제가 포함된 역가배지 25 ㎖을 함유하는 250 ㎖ 코너-바플 플라스크에 각 균주들을 1 백금이 접종하고, 37 ℃에서 48 시간 동안, 200 rpm에서 진탕 배양하였다In order to compare the violacein and deoxyviolacein production capacity of 10 subcultured strains, 1 platinum of each strain was inoculated into a 250 ml corner-baffle flask containing 25 ml of a titer medium containing an antibiotic suitable for each strain. and incubated with shaking at 200 rpm for 48 hours at 37 °C.
역가배지조성Potency medium composition
포도당 40g/L, 탄산칼슘 30g/L, 황산 암모늄 10g/L, 일인산칼륨 1g/L, 황산마그네슘 1.5g/L, 효모엑기스 4g/L Glucose 40g/L, calcium carbonate 30g/L, ammonium sulfate 10g/L, potassium monophosphate 1g/L, magnesium sulfate 1.5g/L, yeast extract 4g/L
비올라세인 및 디옥시비올라세인을 정량하기 위하여 배양액을 에탄올에 10배 희석하여 1 시간 진탕 추출하고 13,000 rpm에서 5 분간 원심분리한 후 상층액을 HPLC로 분석한 후 대조군인 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE보다 농도가 우수한 균주 4종을 최종 선정하였으며, 이 결과를 [표 4]에 나타내었다.In order to quantify violacein and deoxyviolacein, the culture medium was diluted 10-fold in ethanol, extracted with shaking for 1 hour, centrifuged at 13,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was analyzed by HPLC. Then, the control group W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE Four strains with higher concentrations were finally selected, and the results are shown in [Table 4].
(600 ㎚ 흡광)OD
(600 nm absorption)
(배양액 리터당 ㎎)violacein
(mg per liter of culture medium)
(배양액 리터당 ㎎)deoxyviolacein
(mg per liter of culture medium)
/pECCG117-Ptrc-vioABCDEW3110
/pECCG117-Ptrc-vioABCDE
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C2)W3110Δcrr/pECCG117-Ptrc-vioABCDE
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C2)
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C9)W3110Δcrr/pECCG117-Ptrc-vioABCDE
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C9)
/pECCG117-Ptrc-vioABCD*EW3110
/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C2)W3110Δcrr/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C2)
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C9)W3110Δcrr/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E
/pcc1BAC-Ptrc-crr(C9)
상기 [표 4]에 나타낸 것과 같이, 비올라세인을 생산하는 균주들의 경우 대조군인 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE 대비 비올라세인 생산능이 모두 약 1.6배 상승하는 것을 확인할 수 있었으며, 서열번호 8 및 9의 crr 변이주 2종이 포함된 비올라세인 생산주와 crr이 완전히 결손된 균주는 돌연변이주 C2와 동등한 발효 패턴을 보이는 것을 확인하였다. As shown in [Table 4], in the case of the strains producing violacein, it was confirmed that all of the violacein-producing ability increased by about 1.6 times compared to the control W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCDE, and crr of SEQ ID NOs: It was confirmed that the violacein-producing strain containing two mutant strains and the strain completely deficient in crr showed the same fermentation pattern as the mutant C2.
또한 디옥시비올라세인을 생산하는 균주들의 경우도 비올라세인을 생산하는 균주들과 마찬가지로 대조군인 W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E 대비 디옥시비올라세인 생산능이 약 1.6배 모두 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 서열번호 8 및 9의 crr 변이주 2종이 포함된 비올라세인 생산주와 crr이 완전히 결손된 균주는 돌연변이주 C9와 동등한 발효 패턴을 보이는 것을 확인하였다. In addition, in the case of the strains producing deoxyviolacein, as compared to the control group W3110/pECCG117-Ptrc-vioABCD*E, it was confirmed that the deoxyviolacein producing ability increased by about 1.6 times, like the strains producing violacein. It was confirmed that the violacein-producing strain containing two crr mutants of SEQ ID NOs: 8 and 9 and the strain completely deficient in crr showed the same fermentation pattern as the mutant C9.
이 결과로 crr의 약화 또는 불활성화는 비올라세인 또는 디옥시비올라세인 생산능 향상에 유효한 영향을 주는 인자임을 확인하였다. As a result, it was confirmed that the weakening or inactivation of crr is a factor that has an effective effect on the improvement of violacein or deoxyviolacein production capacity.
이상의 설명으로부터, 본 출원이 속하는 기술분야의 당업자는 본 출원이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 출원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art to which the present application pertains will understand that the present application may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present application should be construed as including all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description and their equivalent concepts to be included in the scope of the present application.
<110> CJ CheilJedang Corporation <120> A microorganism producing compound and method for producing the compound using the same <130> KPA190157-KR <160> 18 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggcgatatca tgaagcattc ttccgatat 29 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggcggatccc tagcgcttgg cggcgaaga 29 <210> 3 <211> 488 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> trc <400> 3 ggtacccgct tgctgcaact ctctcagggc caggcggtga agggcaatca gctgttgccc 60 gtctcactgg tgaaaagaaa aaccaccctg gcgcccaata cgcaaaccgc ctctccccgc 120 gcgttggccg attcattaat gcagctggca cgacaggttt cccgactgga aagcgggcag 180 tgagcgcaac gcaattaatg taagttagcg cgaattgatc tggtttgaca gcttatcatc 240 gactgcacgg tgcaccaatg cttctggcgt caggcagcca tcggaagctg tggtatggct 300 gtgcaggtcg taaatcactg cataattcgt gtcgctcaag gcgcactccc gttctggata 360 atgttttttg cgccgacatc ataacggttc tggcaaatat tctgaaatga gctgttgaca 420 attaatcatc cggctcgtat aatgtgtgga attgtgagcg gataacaatt tcacacagga 480 aagatatc 488 <210> 4 <211> 7325 <212> DNA <213> Chromobacterium violaceum <400> 4 atgaagcatt cttccgatat ctgcattgtc ggcgccggca tcagcggcct gacctgcgcc 60 agccatctgc tcgactcgcc cgcttgccgc ggcctgtcgc tgcgcatctt cgacatgcag 120 caggaggcgg gcggccgcat ccgctcgaag atgctggatg gcaaggcgtc gatagagctg 180 ggcgcggggc gatactcccc gcagctgcac ccgcatttcc agagcgcgat gcagcattac 240 agccagaaga gcgaggtgta tccgttcacc cagctgaaat tcaagagcca tgtccagcag 300 aagctgaagc gggcgatgaa cgagttgtcg cccaggctga aagagcatgg caaggaatcc 360 tttctccagt tcgtcagccg ctaccagggc catgacagcg cggtgggcat gatccgctcc 420 atgggctacg acgcgctgtt cctgcccgac atctcggccg agatggccta cgacatcgtc 480 ggcaagcacc cggaaatcca gagcgtgacc gataacgacg ccaaccagtg gttcgcggcg 540 gaaacgggct ttgcgggcct gatccagggc atcaaggcca aggtcaaggc tgccggcgcg 600 cgcttcagcc tgggttaccg gctgctgtcg gtgaggacgg acggcgacgg ctacctgctg 660 caactggccg gcgacgacgg ctggaagctg gaacaccgga cccgccatct gatcctggcc 720 attcctccgt cggcgatggc 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<213> Escherichia coli <400> 18 Met Gly Leu Phe Asp Lys Leu Lys Ser Leu Val Ser Asp Asp Lys Lys 1 5 10 15 Asp Thr Gly Thr Ile Glu Ile Ile Ala Pro Leu Ser Gly Glu Ile Val 20 25 30 Asn Ile Glu Asp Val Pro Asp Val Val Phe Ala Glu Lys Ile Val Gly 35 40 45 Asp Gly Ile Ala Ile Lys Pro Thr Gly Asn Lys Met Val Ala Pro Val 50 55 60 Asp Gly Thr Ile Gly Lys Ile Phe Glu Thr Asn His Ala Phe Ser Ile 65 70 75 80 Glu Ser Asp Ser Gly Val Glu Leu Phe Val His Phe Gly Ile Asp Thr 85 90 95 Val Glu Leu Lys Gly Glu Gly Phe Lys Arg Ile Ala Glu Glu Gly Gln 100 105 110 Arg Val Lys Val Gly Asp Thr Val Ile Glu Phe Asp Leu Pro Leu Leu 115 120 125 Glu Glu Lys Ala Lys Ser Thr Leu Thr Pro Val Val Ile Ser Asn Met 130 135 140 Asp Glu Ile Lys Glu Leu Ile Lys Leu Ser Gly Ser Val Thr Val Gly 145 150 155 160 Glu Thr Pro Val Ile Arg Ile Lys Lys *** 165 170 <110> CJ CheilJedang Corporation <120> A microorganism producing compound and method for producing the compound using the same <130> KPA190157-KR <160> 18 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggcgatatca tgaagcattc ttccgatat 29 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggcggatccc tagcgcttgg cggcgaaga 29 <210> 3 <211> 488 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> trc <400> 3 ggtacccgct tgctgcaact ctctcagggc caggcggtga agggcaatca gctgttgccc 60 gtctcactgg tgaaaagaaa aaccaccctg gcgcccaata cgcaaaccgc ctctccccgc 120 gcgttggccg attcattaat gcagctggca cgacaggttt cccgactgga aagcgggcag 180 tgagcgcaac gcaattaatg taagttagcg cgaattgatc tggtttgaca gcttatcatc 240 gactgcacgg tgcaccaatg cttctggcgt caggcagcca tcggaagctg tggtatggct 300 gtgcaggtcg taaatcactg cataattcgt gtcgctcaag gcgcactccc gttctggata 360 atgttttttg cgccgacatc ataacggttc tggcaaatat tctgaaatga gctgttgaca 420 attaatcatc cggctcgtat aatgtgtgga attgtgagcg gataacaatt tcacacagga 480 aagatatc 488 <210> 4 <211> 7325 <212> DNA <213> Chromobacterium violaceum <400> 4 atgaagcatt cttccgatat ctgcattgtc 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actagaagga taccggaact 60 attgagatca ttgctccgct ctctggcgag atcgtcaata tcgaagacgt gccggatgtc 120 gtttttgcgg aaaaaatcgt tggtgatggt attgctatca aaccaacggg taacaaaatg 180 gtcgcgccag tagacggcac cattggtaaa atctttgaaa ccaaccacgc attctctatc 240 gaatctgata acggcgttga actgttcgtc cacttcggta tcgacaccgt tgaactgaaa 300 ggcgaaggct tcaagcgtat tgctgaagaa ggtcagcgcg tgaaagttgg cgatactgtc 360 attgaatttg atctgccgct gctggaagag aaagccaagt ctaccctgac tccggttgtt 420 atctccaaca tggacgaaat caaagaactg atcaaactgt ccggtagcgt aaccgtgggt 480 gaaaccccgg ttatccgcat caagaagtaa 510 <210> 9 <211> 511 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Escherichia coli_C9_crr <400> 9 atgggtttgt tacgataaac tgaaatctct ggtttccgac gacaagaagg ataccggaac 60 tattgagatc attgctccgc tctctggcga gatcgtcaat atcgaagacg tgccggatgt 120 cgtttttgcg gaaaaaatcg ttggtgatgg tattgctatc aaaccaacgg gtaacaaaat 180 ggtcgcgcca gtagacggca ccattggtaa aatctttgaa accaaccacg cattctctat 240 cgaatctgat agcggcgttg aactgttcgt ccacttcggt atcgacaccg ttgaactgaa 300 aggcgaaggc ttcaagcgta ttgctgaaga aggtcagcgc gtgaaagttg gcgatactgt 360 cattgaattt gatctgccgc tgctggaaga gaaagccaag tctaccctga ctccggttgt 420 tatctccaac atggacgaaa tcaaagaact gatcaaactg tccggtagcg taaccgtggg 480 tgaaaccccg gttatccgca tcaagaagta a 511 <210> 10 <211> 71 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 aatctgctaa tccacgagat gcggcccaat ttactgctta ggagaagatc taggtgacac 60 tatagaacgc g 71 <210> 11 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 aagcataaaa aaatggcgcc gatgggcgcc atttttcact gcggcaagaa tagtggatct 60 gatgggtacc 70 <210> 12 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 ttctcatgct gaaggcaa 18 <210> 13 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 tgttttgtgc tcagctca 18 <210> 14 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 caggatatca tgggtttgtt cgata 25 <210> 15 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 caggatatca tgggtttgtt acgata 26 <210> 16 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 gaaggatcct tacttcttga tgcggat 27 <210> 17 <211> 494 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> trc <400> 17 ctgggtaccc gcttgctgca actctctcag ggccaggcgg tgaagggcaa tcagctgttg 60 cccgtctcac tggtgaaaag aaaaaccacc ctggcgccca atacgcaaac cgcctctccc 120 cgcgcgttgg ccgattcatt aatgcagctg gcacgacagg tttcccgact ggaaagcggg 180 cagtgagcgc aacgcaatta atgtaagtta gcgcgaattg atctggtttg acagcttatc 240 atcgactgca cggtgcacca atgcttctgg cgtcaggcag ccatcggaag ctgtggtatg 300 gctgtgcagg tcgtaaatca ctgcataatt cgtgtcgctc aaggcgcact cccgttctgg 360 ataatgtttt ttgcgccgac atcataacgg ttctggcaaa tattctgaaa tgagctgttg 420 acaattaatc atccggctcg tataatgtgt ggaattgtga gcggataaca atttcacaca 480 ggaaagatat cata 494 <210> 18 <211> 170 <212> PRT <213> Escherichia coli <400> 18 Met Gly Leu Phe Asp Lys Leu Lys Ser Leu Val Ser Asp Asp Lys Lys 1 5 10 15 Asp Thr Gly Thr Ile Glu Ile Ile Ala Pro Leu Ser Gly Glu Ile Val 20 25 30 Asn Ile Glu Asp Val Pro Asp Val Val Phe Ala Glu Lys Ile Val Gly 35 40 45 Asp Gly Ile Ala Ile Lys Pro Thr Gly Asn Lys Met Val Ala Pro Val 50 55 60 Asp Gly Thr Ile Gly Lys Ile Phe Glu Thr Asn His Ala Phe Ser Ile 65 70 75 80 Glu Ser Asp Ser Gly Val Glu Leu Phe Val His Phe Gly Ile Asp Thr 85 90 95 Val Glu Leu Lys Gly Glu Gly Phe Lys Arg Ile Ala Glu Glu Gly Gln 100 105 110 Arg Val Lys Val Gly Asp Thr Val Ile Glu Phe Asp Leu Pro Leu Leu 115 120 125 Glu Glu Lys Ala Lys Ser Thr Leu Thr Pro Val Val Ile Ser Asn Met 130 135 140 Asp Glu Ile Lys Glu Leu Ile Lys Leu Ser Gly Ser Val Thr Val Gly 145 150 155 160 Glu Thr Pro Val Ile Arg Ile Lys Lys *** 165 170
Claims (11)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타냄.
A microorganism producing a compound of Formula 1 wherein the Crr protein is inactivated:
[Formula 1]
In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, X는 H 또는 OH임.
The microorganism according to claim 1, wherein the compound is represented by the following formula (2):
[Formula 2]
In Formula 2, X is H or OH.
The microorganism according to claim 1, wherein the Crr protein consists of SEQ ID NO: 18.
According to claim 1, wherein the microorganism is Escherichia genus (Escherichia sp,), the microorganism.
The microorganism according to claim 1, wherein the microorganism is Escherichia coli .
The microorganism according to claim 1, wherein the microorganism is vioA, vioB, vioC, and vioE genes are introduced.
The microorganism according to claim 1, wherein the microorganism is vioA, vioB, vioC, vidD and vioE genes are introduced.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타냄.
A method for producing a compound of Formula 1, comprising the step of culturing the microorganism of any one of claims 1 to 7 in a medium:
[Formula 1]
In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
9. The method of claim 8, wherein the method further comprises recovering the compound from the medium or microorganism.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타냄.
A method for increasing the production of a compound of Formula 1, comprising the step of inactivating Crr protein in a microorganism:
[Formula 1]
In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, X1은 OH 또는 H이고; X2는 케톤기 또는 H이고; X3은 H 또는 OH이고; 점선은 이중결합 또는 단일결합을 나타냄.
A composition for producing a compound of Formula 1, comprising the microorganism of any one of claims 1 to 7 or a culture thereof:
[Formula 1]
In Formula 1, X 1 is OH or H; X 2 is a ketone group or H; X 3 is H or OH; Dotted lines indicate double bonds or single bonds.
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