KR920007396B1 - Method for culture of microorganism - Google Patents

Method for culture of microorganism Download PDF

Info

Publication number
KR920007396B1
KR920007396B1 KR1019900007876A KR900007876A KR920007396B1 KR 920007396 B1 KR920007396 B1 KR 920007396B1 KR 1019900007876 A KR1019900007876 A KR 1019900007876A KR 900007876 A KR900007876 A KR 900007876A KR 920007396 B1 KR920007396 B1 KR 920007396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acetic acid
culture
coli
production
carbon source
Prior art date
Application number
KR1019900007876A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR910020170A (en
Inventor
박명규
김진환
김성택
Original Assignee
주식회사 럭키
최근선
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 럭키, 최근선 filed Critical 주식회사 럭키
Priority to KR1019900007876A priority Critical patent/KR920007396B1/en
Publication of KR910020170A publication Critical patent/KR910020170A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR920007396B1 publication Critical patent/KR920007396B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

A cattle growth hormone is prepd. by fermenting E. coli, LUCK- BST-1E KFCC 10693 (I) in the medium contg. sorbitol or mannitol as carbon source. The strain (I) has Trp, Lac, Tac or PL promotor as expression vector. The acetic acid prodn. during the fermentaion is inhibited by adding adding sorbitol or mannitol as carbon source into the culture medium. The cattle growth hormone is obtd. in high yield by inhibiting acetic acid prodn. in the fermentation.

Description

미생물 배양시 초산생성의 억제방법Inhibition of acetic acid production in microbial culture

제1도는 초산이 재조합 대장균의 비증식 속도에 미치는 영향을 나타낸 그래프이고,1 is a graph showing the effect of acetic acid on the specific growth rate of recombinant E. coli,

제2도는 초산이 단백질의 발현에 미치는 영향을 SDS-PAGE로 나타낸 것이며,Figure 2 shows the effect of acetic acid on the expression of protein by SDS-PAGE,

제3도는 탄소원에 따른 단백질의 발현정도를 SDS-PAGE로 나타낸 것이고,Figure 3 shows the expression level of the protein according to the carbon source by SDS-PAGE,

제4도는 탄소원으로서 포도당을 사용하였을때 재조합 대장균의 성장곡선과 초산의 생성량을 나타낸 그래프이며,4 is a graph showing the growth curve and the amount of acetic acid produced by recombinant E. coli when glucose was used as a carbon source.

제5도는 탄소원으로서 포도당을 사용하였을 때 단백질의 발현정도를 SDS-PAGE로 나타낸 것이고,5 shows the expression level of protein using SDS-PAGE when glucose is used as a carbon source.

제6도는 탄소원으로서 솔비톨을 사용하였을 때 재조합 대장균의 성장곡선과 초산의 생성량을 나타낸 그래프이며,6 is a graph showing the growth curve and the amount of acetic acid produced by recombinant E. coli when sorbitol is used as a carbon source,

제7도는 탄소원으로서 솔비톨을 사용하였을때 단백질의 발현정도를 SDS-PAGE로 나타낸 것이다.Figure 7 shows the expression level of the protein when using sorbitol as a carbon source by SDS-PAGE.

본 발명은 미생물 배양시 초산생성을 억제하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 효소 또는 그밖의 생리활성 물질 등과 같은 유용한 물질을 생산할 수 있는 재조합 미생물을 배양할때 초산의 생성을 최대한 억제하여 유용한 물질을 효과적으로 생산할 수 있도록 하는 배양방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of inhibiting acetic acid production in culturing microorganisms, and more particularly, to inhibit acetic acid production as much as possible in culturing recombinant microorganisms capable of producing useful substances such as enzymes or other bioactive substances. It relates to a cultivation method to be able to produce effectively.

종래에는, 효소, 항생제, 아미노산, 호로몬 등과 같은 생리활성 물질들을 생산하도록 재조합된 미생물을 배양하기 위한 방법으로서, 대부분 간단히 배지를 첨가하는 정도의 뱃취(Batch) 배양이 주종을 이루어 왔으나, 생산성이 낮은 단점이 있었다.Conventionally, as a method for culturing recombinant microorganisms to produce bioactive substances, such as enzymes, antibiotics, amino acids, hormones, etc., batch culture is usually performed by simply adding a medium, but the productivity is low. There was a downside.

그 이후에는, 생산성을 높이기 위하여 유가식 배양을 하거나 유도물질을 첨가하는 등의 방법이 사용되어왔다. 그러나, 유가식 배양법은 배양시 부산물이 생성되어 유용물질의 생성이 억제될뿐 아니라 미생물의 성장도 억제되어 얻고자 하는 물질을 생산하기가 어려운 문제점이 있었다. 대장균 배양시 부산물의 생성으로 인하여 미생물의 성장 및 단백질 합성이 현격히 저하된다는 사실이 J. Fer. Technol., Vol. 66, No. 2,187-191(1988)에 보고된 바 있다. 이러한 부산물 중에서도 초산은 미생물이 L-세린과 그밖의 아미노산을 섭취하는데 강한 억제작용을 한다고 보고된 바 있으머 [J. Bacteriol., Vol. 8, 525-530(1972)], 초산의 농도가 0.1M 이상이 되면 세포의 성장속도가 급격히 감소되고 0.15M에서는 세포성장이 정지된다고 보고되어 있다[Mikrobiologiya 54, 252(1985)].Since then, methods such as fed-batch culture or addition of inducers have been used to increase productivity. However, the fed-batch culture method has a problem that it is difficult to produce the material to be obtained by the production of by-products during the culture is not only suppressed the production of useful substances but also the growth of microorganisms. The fact that the production of by-products in Escherichia coli culture significantly reduces the growth of microorganisms and protein synthesis. Technol., Vol. 66, No. 2,187-191 (1988). Among these by-products, acetic acid has been reported to have a strong inhibitory effect on the intake of L-serine and other amino acids [J. Bacteriol., Vol. 8, 525-530 (1972)], when the concentration of acetic acid is more than 0.1M it is reported that the growth rate of the cells is sharply reduced and the cell growth is stopped at 0.15M [Mikrobiologiya 54, 252 (1985)].

이와 같이 초산은 재조합 대장균의 경우 단백질합성을 저하시켜 유용 단백질의 생성을 억제하는 바, 초산의 생성을 최소화할 수 있는 미생물의 배양방법을 개발하고자 많은 연구가 계속되어 왔다. 특히, 초산의 영향은 뱃취 배양시 보다는 유가식 배양과 같은 고농도 세포배양시에, 그리고 효소 또는 그밖의 생리활성 물질을 대량 생산할때 더욱 문제가 되고 있다.As described above, acetic acid inhibits the production of useful proteins by reducing protein synthesis in the case of recombinant Escherichia coli, and many studies have been conducted to develop a microorganism culturing method that can minimize the production of acetic acid. In particular, the effect of acetic acid is more problematic in high-density cell cultures, such as fed-batch cultures, and in the mass production of enzymes or other bioactive substances than in batch cultures.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 투석(Dialysis)배양[J. Gen. Microbio1., 103,345(1977)], 초산농도 감시방법을 애용한 배양[J. Ferm. Tech., vo1. 66, No.2,187-191(1988)], 용존산소 농도를 조절하는 배양방법[Biotech, Letters, Vo1. 11 3,155-160(1989)], 탄소원 농도 구배에 의한 첨가방법[Biokphorm, No.11 41(1987)]등을 이용함으로써 부산물인 초산의 생성을 최소화하여 단백질 및 효소생성을 최대화하려는 노력이 시도되어 왔으나, 뚜렷한 성과는 보이지 않았다.To solve this problem, dialysis culture [J. Gen. Microbiol., 103,345 (1977)], Cultured by acetic acid monitoring method [J. Ferm. Tech., Vo1. 66, No. 2, 187-191 (1988)], a culture method for adjusting the dissolved oxygen concentration [Biotech, Letters, Vo1. 11 3,155-160 (1989)], the addition method by the carbon source concentration gradient [Biokphorm, No. 11 41 (1987)] and the like to try to maximize the production of protein and enzyme by minimizing the production of acetic acid as a by-product Came, but no obvious results.

이에 본 발명자는 미생물, 식물 동물세포를 배양함에 있어서 초산의 생성을 최대한 억제함으로써 생리활성물질과 같은 유용한 물질을 효과적으로 생산하기 위한 배양방법을 개발하기 위하여 예의 연구해온 결과, 탄소원의 종류가 초산 생성에 미치는 영향이 절대적임을 일게 되었으며, 특히 몇종의 당알콜류를 탄소원으로 사용하게 되면 고농도 배양에서도 초산의 생성이 현저히 낮아서, 미생물을 고농도로 배양하여 효소 및그 밖의 생리활성물질 등과 같은 유용한 단백질을 생산하는데 매우 유용하다는 사실을 발전하게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have intensively researched to develop a culture method for effectively producing useful substances such as physiologically active substances by maximally inhibiting the production of acetic acid in culturing microorganisms and plant animal cells. In particular, the use of several kinds of sugar alcohols as a carbon source significantly lowers the production of acetic acid even at high concentrations, which is very useful for producing useful proteins such as enzymes and other bioactive substances by culturing microorganisms at high concentrations. The development of the present invention has led to the completion of the present invention.

즉, 본 발명의 목적은 초산의 생성을 최소화하여 단백질 또는 그 밖의 생리활성 물질등과 같은 유용한 물질의 생산을 최대화시킬 수 있는 미생물의 배양방법을 제공하는데 있다.That is, an object of the present invention is to provide a method for culturing microorganisms which can maximize the production of useful substances such as protein or other bioactive substances by minimizing the production of acetic acid.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 미생물을 배양항에 있어서, 배앙배지의 탄소원으로서 솔비톨 또는 만니톨을 사용하는 것을 특징으로 하여 초산생성을 최소화하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a method for minimizing acetic acid production, characterized in that sorbitol or mannitol as a carbon source of the embryo medium in the culture of the microorganism.

이와 같은 본 발명은, 재조합된 미생물, 특히 재조합 대장균에 적용하기에 바람직하며, 그중에서도 발현 벡터로서 Trp, Lac, Tac 또는 pL 프로모터를 갖는 미생물의 배양에 적용시키기에 바람직한 것이다.Such a present invention is suitable for application to recombinant microorganisms, in particular, recombinant Escherichia coli, and particularly, for application to culture of microorganisms having a Trp, Lac, Tac or pL promoter as an expression vector.

또한, 본 발명은 재조합 미생물의 유가식 배양과 같은 고농도의 배양에 특히 바람직하게 적용될 수 있다.In addition, the present invention can be particularly preferably applied to high concentration culture such as fed-batch culture of recombinant microorganisms.

그리고, 본 발명의 초산생성의 최소화 방법은 유도물질을 사용할 수도 있고, 사용하지 않을 수도 있다.In addition, the method for minimizing acetic acid production of the present invention may or may not use an inducer.

이와 같은 본 발명의 초산생성의 최소화 방법에 따른 미생물의 배양 방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the culture method of the microorganism according to the method for minimizing acetic acid production of the present invention in more detail as follows.

[I . 미생물][I. microbe]

본 발명에 따른 미생물의 배양방법은 효소나 그밖의 생리활성물질 등과 같은 유용한 단백질의 생산을 목적으로 히는 각종 미생물이나 식물 및 동물세포의 배양에 광범위하게 적용될 수 있으며, 특히 재조합 대장균, 그중에서도 프로모터로서 Trp, Lac, Tac 또는 pL 프로모터를 갖는 미생물에 적용시키기에 바람직하다.The method for culturing microorganisms according to the present invention can be widely applied to the cultivation of various microorganisms, plants and animal cells for the purpose of producing useful proteins such as enzymes or other physiologically active substances. It is preferred for application to microorganisms having Trp, Lac, Tac or pL promoters.

본 발명을 입증하기 위한 하기의 실험에서는 본 출원인에 의해 재단법인 한국종균협회에 1990년 5월 25일자로 기탁번호 제10693호로 기탁된 대장균 LUCK-BST-1E를 이용하였다.In the following experiment to prove the present invention, E. coli LUCK-BST-1E deposited by Korean Applicant No. 10693 dated May 25, 1990 to the Korean spawn association, which was incorporated by the applicant.

대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]는 Trp 프로모터와 소성장호로몬 유전자가 결합된 혼성 플라스미드(ptrp hs BGH)를 갖고 있다. 이 혼성 플라스미드(ptrp hs BGH)는 최종 대장균 발현 운반체인 pSOD를 제한 효소 NcoI과 SalI으로 처리하여 인공합성링커와 접합된 소성장 호로몬 전체의 유전자를 분리한 후 이를 대장균 발현 운반체(ptrp 322H SGH)에 재클로닝시킨 운반체(ptrp hs BGH 1-13)이다. 여기서 최종대장균 발현벡터 운반체인 pSOD는 약 526염기쌍으로된 소성장 호로몬 유전자의 SalI-SalI 절편을 인공합성링커와 함께 NcoI과 SalI으로 처리한 운반체 pSOD에 클로닝시켜서 제조한 것이다.Escherichia coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693] has a hybrid plasmid (ptrp hs BGH) in which a Trp promoter and a calcined enterophore gene are combined. This hybrid plasmid (ptrp hs BGH) was treated with pSOD, the final E. coli expression carrier, using the restriction enzymes NcoI and SalI to isolate the genes of the entire plastic field hormone conjugated with the artificial synthesis linker, which was then transferred to the E. coli expression carrier (ptrp 322H SGH). Recloned vehicle (ptrp hs BGH 1-13). Here, pSOD, the final E. coli expression vector carrier, was prepared by cloning a SalI-SalI fragment of a plastic field hormone of about 526 base pairs in a carrier pSOD treated with NcoI and SalI together with an artificial synthetic linker.

[Ⅱ. 초산이 미생물의 증식 및 발현에 미치는 영향][II. Effect of Acetic Acid on Growth and Expression of Microorganisms]

초산이 미생물의 증식과 발현에 미치는 영향을 조사하기 위하여 다음과 같이 실현하였다.In order to investigate the effect of acetic acid on the growth and expression of microorganisms, it was realized as follows.

증류수 1ℓ에 염화유안 1g, 제일인산칼슘 3g, 제이인산칼륨 7g, 염화나트륨 0.5g, 황화마그네슘 0.1g, 염화칼슘 0.015g, 카사미노산 4g, 솔비톨 10g을 용해시키고 pH를 7.0∼7.2로 맞추어 M-9 카사미노산배지를 준비하였다. 선별을 위하여 M-9 카사미노산 배지에 암피실린을 50㎍/㎖ 농도로 첨가하였다.In 1 liter of distilled water, 1 g of chlorinated chloride, 3 g of calcium phosphate, 7 g of potassium diphosphate, 0.5 g of sodium chloride, 0.1 g of magnesium sulfide, 0.015 g of calcium chloride, 4 g of casamino acid, and 10 g of sorbitol were dissolved and the pH was adjusted to 7.0 to 7.2. Amino acid medium was prepared. Ampicillin was added to the M-9 casamino acid medium at a concentration of 50 μg / ml for selection.

상기 배지 50㎖를 250㎖ 용량의 진탕배양기에 투입하고, 여기에 대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]을 점종한 다음, 37℃에서 회전속도 120rpm, 회전반경 7㎝의 조건하에서 배양하였다.50 ml of the medium was added to a 250 ml shaker incubator, and subjected to E. coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693], followed by incubation at 37 ° C. under a rotation speed of 120 rpm and a rotation radius of 7 cm.

초산이 대장균의 비증식속도에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 대장균을 접종한지 2시간 경과된 후에 배양배지에 초산을 농도별로 첨하여 비증속도를 측정하였다. 그 결과를 제1도에 나타내었다. 제1도에 나타난 바에 따르면, 초산을 농도별로 첨가한 후 비증식 속도를 측정한 결과 초산의 농도가 증가함에 따라 비증식 속도가 급격히 저하되었으며 초산의 농도가 1%이상이 되면서는 비증식속도가 초산이 첨가되지 않았을 때에 비하여 약 1/4이하로 저하되었다.To determine the effect of acetic acid on the specific growth rate of E. coli, the specific growth rate was measured by adding acetic acid to the culture medium after 2 hours of inoculation of E. coli. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, after adding acetic acid for each concentration, the specific growth rate was measured. As the concentration of acetic acid increased, the non-proliferation rate rapidly decreased, and as the concentration of acetic acid became more than 1%, It was reduced to about 1/4 or less compared with when acetic acid was not added.

한편, 초산이 외래단백질의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]을 상기와 동일한 방법으로 밤새 배양한 후 배양배지에 초산을 농도별로 첨가하여, 소성장호르몬의 발현정도를 SDS-PAGE(소듐도데실설폐이트-전기영동)하여 확인하였다. 그 결과를 제2도에 나타내었다. 제2도에서 제1레인은 초산을 첨가하지 않은 대조구이고, 제2부터 8레인까지 초산을 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0%의 농도로 첨가하었을 때의 결과이다. 제2도에 나타난 바에 따르면, 초산의 농도가 1%가 되면 대조구에 비하여 소성장호르몬의 합성이 급격히 떨어졌으며,1.5%이상에서는 완전히 소성장호르몬의 합성이 억제되었다.On the other hand, in order to determine the effect of acetic acid on the expression of foreign proteins, E. coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693] was incubated overnight in the same manner as above and then added acetic acid to the culture medium by concentration, calcined hormone The expression level of was confirmed by SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfite-electrophoresis). The results are shown in FIG. In FIG. 2, the first lane is a control group without adding acetic acid, and the result of adding acetic acid at concentrations of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, and 2.0% from lanes 2 to 8, respectively. As shown in FIG. 2, when the concentration of acetic acid reached 1%, the synthesis of calcined hormone was sharply decreased compared to the control, and the synthesis of calcined hormone was completely inhibited at 1.5% or more.

제1도 및 제2도로부터 알 수 있는 바와 같이, 재조합 대장균세포의 성장이 억제되는 농도와 외래 단백질의 발현이 억제되는 농도가 거의 같았다.As can be seen from FIG. 1 and FIG. 2, the concentration at which the growth of recombinant E. coli cells is inhibited and the concentration at which the expression of foreign proteins are suppressed are almost the same.

이와 같이 세포성장, 단백질 합성을 억제하는 물질을 검정하기 위하여 대장균 배양액을 가스 크로마토그래피하여 분석한 결과 억제물질이 초산인 것으로 나타났다.As a result of analyzing the E. coli culture by gas chromatography to assay a substance that inhibits cell growth and protein synthesis, it was found that the inhibitor was acetic acid.

이상의 결과로부터 초산은 재조합 대장균의 비증식속도 뿐만 아니라 단백질 합성을 억제하는데 상당한 영향을 주는 것을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that acetic acid has a significant effect on inhibiting protein synthesis as well as the specific growth rate of recombinant E. coli.

[Ⅲ. 배양배지중의 탄소원 선택][III. Selection of Carbon Sources in Culture Medium]

미생물 배양배지중 탄소원을 선택하기 위하여 다음과 같이 실험하였다.In order to select a carbon source in the microbial culture medium was tested as follows.

대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]을 상기와 동일한 방법으로 배양하되, 탄소원의 종류만 달리하였다. 탄소원으로서는 포도망, 글리세롤, 만노스, 프럭토스 및 솔비톨 등을 사용하였다.Escherichia coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693] was incubated in the same manner as above, except that the type of carbon source was different. As the carbon source, grape net, glycerol, mannose, fructose, sorbitol and the like were used.

그 결과로 얻어진 각 배양액에서의 초산농도를 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다. 소성창호로몬의 발현정도는 SDS-PAGE하여 제3도에 나타내었다. 제 3도에서, 제1레인은 포도당, 제2레인은 프럭토스, 제3레인은 솔비톨, 제4도는 글리세롤, 제5레인은 만노스를 사용하였을 때의 결과이다.Acetic acid concentration in each of the resulting cultures was measured, and the results are shown in Table 1 below. The degree of expression of the plastic window homologue was shown in FIG. 3 by SDS-PAGE. In FIG. 3, the first lane is glucose, the second lane is fructose, the third lane is sorbitol, the fourth lane is glycerol, and the fifth lane is mannose.

표 1 및 제3도에 따르면, 포도당의 경우 다른 탄소원에 비하여 초산의 생성량이 월등히 많았고 소성장호르몬의 발현양도 다른 탄소원에 비하여 횔씬 떨어진 반면, 프럭토스, 솔비톨, 만노스, 글리세롤의 경우에는 포도당의 경우 보다 초산의 생성량이 낮았으며 단백질 발현양도 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 특히, 이들 탄소원중에서도 솔비톨의 경우에는 초산이 거의 축적되지 않았고 소성장호로몬의 발현율도 상대적으로 훨씬 높았음을 알 수 있다.According to Tables 1 and 3, the production of acetic acid was much higher in glucose than in other carbon sources, and the expression of calcined hormone was much lower than in other carbon sources, whereas in the case of fructose, sorbitol, mannose, and glycerol, Acetic acid production was lower and protein expression was relatively higher. Particularly, among these carbon sources, sorbitol hardly accumulated acetic acid and the expression rate of calcined hormone was relatively higher.

[표 1. 탄소원별 초산 생성량 비교]Table 1. Comparison of Acetic Acid Production by Carbon Sources

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 실험에서는 솔비톨을 중심으로 설명하였으나 솔비톨과 유사한 구조와 성질을 갖고 있는 만니톨도 본발명에 따라 배양배지의 탄소원으로 사용되기에 적합하다.In the above experiment, sorbitol was described mainly, but mannitol having a similar structure and properties to sorbitol is also suitable for use as a carbon source of culture medium according to the present invention.

[Ⅳ. 유가식배양 및 유도물질의 첨가][IV. Feeding Cultivation and Addition of Inducers]

유가식배양을 적용하고 유도물질을 첨가시키면서 배양하는 경우, 탄소원으로서 포도당을 사용할때와 솔비톨을 사용할 때의 초산의 생성과 세포의 성장 및 단백질의 발현정도를 비교하기 위해 다음과 같이 실험하였다.When applying fed-batch culture and culturing with the addition of inducers, the following experiments were performed to compare the production of acetic acid, cell growth, and protein expression using glucose and sorbitol as carbon sources.

LB(Luria broth)배지 200㎖를 500㎖ 용량의 진탕배양기에 투입하고, 여기에 대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]을 접종하여 온도 37℃, 회전수 120회/분, 회전반경 7㎝의 조건하에서 밤새 배양하였다. 이렇게 배양된 LB배지를 탄소원으로서 포도당을 함유하는 M-P 카사미노산 배지(50㎍/㎖의 암피실린 함유)가 들어 있는 5ℓ배양기에 접종하였다. 이때, 접종된 배양액은 2ℓ였으며, 이를 배양온도 37℃, pH 7.0, 공기주입속도 2ℓ/분, 회전속도 700rpm의 배양조건에서 유기배양배지(포도당 200g, 카사미노산 100g, 증류수 1ℓ)를 간헐적으로 첨가하면서 배양하고, 배양액의 흡광도가 660㎚에서 40이 되는 시점에서 유도물질로서 IAA(2-β-인돌일아크릴산)을 첨가하였다.200 ml of LB (Luria broth) medium was added to a 500 ml shake incubator, inoculated with E. coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693], and the temperature was 37 ° C, the rotation speed was 120 times / min, and the rotation radius was 7 cm. Incubated overnight under the conditions of. The cultured LB medium was inoculated in a 5 L incubator containing M-P casamino acid medium (containing 50 µg / ml ampicillin) containing glucose as a carbon source. At this time, the inoculated culture solution was 2ℓ, and the organic culture medium (glucose 200g, cassanoic acid 100g, distilled water 1L) was added intermittently under the culture conditions of culture temperature 37 ℃, pH 7.0, air injection speed 2ℓ / min, rotation speed 700rpm The culture was carried out while the absorbance of the culture solution was 40 at 660 nm, and IAA (2-β-indolyl acrylic acid) was added as an inducer.

그 배양액중에 생성된 초산의 농도를 가스 크로마토그래피(HEWLETT 5890A)로 측정하여 그 결과를 제4도에 나타내었다. 제4도에 나타낸 바와 같이, 배양배지의 탄소원으로서 포도당을 사용한 경우 전과정을 통하여 초산의 생성이 세포성장과 더불어 급격히 증가하는 것을 일 수 있다. 이러한 초산의 생성으로 연하여 성장속도가 느려지며, 결국 유도시점에서는 초산의 농도가 1%이상이 되어 단백질 발현이 전혀 이루어지지 않았다.The concentration of acetic acid produced in the culture was measured by gas chromatography (HEWLETT 5890A), and the results are shown in FIG. As shown in FIG. 4, when glucose is used as the carbon source of the culture medium, the production of acetic acid may increase rapidly with cell growth throughout the whole process. Due to the production of acetic acid, the growth rate is slowed down. As a result, the concentration of acetic acid became 1% or more at the time of induction, and thus no protein expression was achieved.

또한, 상기 배양에 있어서 단백질의 발현정도를 알아보기 위하여, 유도한지 일정시간이 경과된 후에SDS-PAG하여, 그 결과를 제5도에 나타내었다. 제5도에서 제1, 2 및 제3레인은 각각 유도후 1시간, 2시간 및 3시간이 경과되었을 때의 결과이다. 제5도에 나타낸 바와 같이, 배양배지의 탄소원으로서 포도당을 사용한 경우 발현이 거의 이루어지지 않았다.In addition, in order to determine the expression level of the protein in the culture, SDS-PAG after a certain time after induction, and the results are shown in FIG. In FIG. 5, the first, second and third lanes are the results when 1, 2 and 3 hours have elapsed after the induction, respectively. As shown in FIG. 5, when glucose was used as the carbon source of the culture medium, expression was hardly achieved.

한편, 대장균 LUCK-BST-1E[KFCC-10693]을 M-9 카사미노산배지 및 유기배양배지의 탄소원으로 포도당 대신 솔비톨을 사용하는 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 배양하였다.On the other hand, Escherichia coli LUCK-BST-1E [KFCC-10693] was cultured in the same manner as described above except for using sorbitol instead of glucose as the carbon source of M-9 casamino acid medium and organic culture medium.

그 배양액중에 생성된 초산의 농도를 가스 크로마토그래피(HEWLETT 5890A)로 측정하여 그 결과를 제6도에 나타내었다. 또한, 단백질의 발현정도를 알아보기 위하여 유도한지 일정시간이 경과된 후에 SDS-PAGE하여 그 결과를 제7도에 나타내었다. 제7도에서 제1, 2 및 제3레인은 각각 유도 후 1시간, 2시간 및 3시간이 경과되었을 때의 결과이다.The concentration of acetic acid produced in the culture was measured by gas chromatography (HEWLETT 5890A), and the results are shown in FIG. In addition, SDS-PAGE is shown in Figure 7 after a certain time after the induction to determine the expression level of the protein. In FIG. 7, the first, second and third lanes are the results when 1 hour, 2 hours and 3 hours have elapsed after induction, respectively.

제6도 및 제7도에 나타낸 바와 같이, 솔비톨의 경우 세포가 고농도로 증가하여도 초산이 거의 생성되지 않았으며 660㎚에서의 흡광도가 30을 넘어서부터는 초산이 생성되기 시작하였으나, 포도당에 비하여 훨씬 낮은 농도였으며, 소성장호르몬의 발현율도 매우 놓았다.As shown in FIGS. 6 and 7, sorbitol hardly produced acetic acid even at high concentrations of cells, and at 660 nm, acetic acid began to produce acetic acid above 30, but much higher than glucose. The concentration was low, and the expression rate of phytopathogenic hormone was very high.

본 발명에 따른 미생물의 배양방법은, 미생물의 프로모터가 Trp인 경우에 IAA로 유도시킬 때 뿐만 아니라, Tac이나 Lac 프포코터의 경우 IPTG(이소프로필 β-D-티오락토피라노사이드)로 유도시키거나 pL 프로모터의 경우처럼 온도를 상승시켜 유도시킬 때에도 적용이 가능하며, 더 나아가서는 초산에 의해서 세포증식과 생리활성물질 생산에 영향을 받는 다른 미생물, 식물 그리고 동물세포에도 응용가능하다.The method for culturing microorganisms according to the present invention is not only induced with IAA when the promoter of the microorganism is Trp, but also with IPTG (isopropyl β-D-thiolactopyranoside) for Tac or Lac promoters. It can also be applied to induce or increase the temperature as in the case of the pL promoter. Furthermore, it can be applied to other microorganisms, plants and animal cells which are affected by acetic acid production and production of bioactive substances.

Claims (6)

재조합 미생물을 배양하여 생리활성물질을 생산함에 있어서, 배양배지의 탄소원으로서 솔비톨 또는 만니톨을 사용하는 것임을 특징으로 하여 배양액중의 초산생성을 최소화하는 방법.In culturing a recombinant microorganism to produce a bioactive substance, sorbitol or mannitol as a carbon source of the culture medium, characterized in that to minimize the production of acetic acid in the culture medium. 제1항에 있어서, 상기 재조합 미생물은 재조합 대장균임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the recombinant microorganism is recombinant E. coli. 제2항에 있어서, 상기 재조합 대장균은 발현벡터로서 Trp, Lac, Tac 또는 pL 프로모터를 갖는 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the recombinant E. coli is characterized in that it has a Trp, Lac, Tac or pL promoter as an expression vector. 제1항에 있어서, 상기 배양은 유가식 배양인 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the culture is a fed-batch culture. 제1항에 있어서, 상기 배양배지에 유도물질을 첨가하거나 유도물질의 첨가없이 배양하는 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the incubation is added to the culture medium or cultured without addition of the inducer. 제1항에 있어서, 생리활성물질이 소성장호르몬이을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the bioactive substance is calcined hormone.
KR1019900007876A 1990-05-30 1990-05-30 Method for culture of microorganism KR920007396B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019900007876A KR920007396B1 (en) 1990-05-30 1990-05-30 Method for culture of microorganism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019900007876A KR920007396B1 (en) 1990-05-30 1990-05-30 Method for culture of microorganism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910020170A KR910020170A (en) 1991-12-19
KR920007396B1 true KR920007396B1 (en) 1992-08-31

Family

ID=19299566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900007876A KR920007396B1 (en) 1990-05-30 1990-05-30 Method for culture of microorganism

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR920007396B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR910020170A (en) 1991-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101492011B1 (en) Fermentation medias and processes thereof
RU2003122076A (en) METHOD FOR ENZYMATIC PRODUCTION OF AMINO ACIDS AND DERIVATED AMINO ACIDS FROM THE PHOSPHOGLYCERATE FAMILY
RU2004103494A (en) METHOD FOR ENZYMATIC PRODUCTION OF 1-METHIONINE
EP0299558A1 (en) Process for the preparation of ibuprofen
KR900007630B1 (en) Cultivation with acetate concentration monitoring
KR920007396B1 (en) Method for culture of microorganism
KR100220018B1 (en) Novel corynebacterium glutamicum ch45 which produce l-leucine
SU974817A1 (en) Method of producing l-treonin
Nishio et al. Further studies of vitamin B12 production by methanol utilizing bacterium, Klebsiella sp. no. 101
JPS583678B2 (en) Continuous fermentation production method for L-tryptophan
CN110663813A (en) Fish meal microbial fermentation and enzymolysis method
KR100222639B1 (en) A new colon bacillus variable species cj181 and l-tryptophan manufacture to use cj181
KR930008971B1 (en) Method for culture of photobacteria
KR100472082B1 (en) Method Of Recombinant Yeast Culture For Enhancing Productivity Of Recombinant Protein
KR950007222B1 (en) Production of l-leucine by microorganism cultivation
AIDA et al. STUDIES ON LYSINE FERMENTATION
KR0169061B1 (en) A process for preparing xylitol by controlling fermenting condition
RU2103358C1 (en) Strain of bacterium arthrobacter terregens vsb-570 - a producer of protein and biopreparation for petroleum product treatment
KR100332359B1 (en) Recombinant yeast strain for expressing antibacterial polypeptide gene derived from Bos taurus Coreanae and the recombinant antibacterial polypeptide obtained therefrom
KR100442036B1 (en) Method for Culturing Artificially Mutated L-Lysine-Producing Microorganism and process for Producing L-Lysine
KR100251283B1 (en) Method of improving expression of granulocyte colony stimulating factor by fed-batch culture that controls the specific growth rate of cells
SU745942A1 (en) Method of culturing bacillus thuringiensis var. galleriae
KR0134486B1 (en) Mutant yeast which has high protein-secretion capacity
KR0145011B1 (en) L-Tryptophan-producing strains susceptible to L-arginine
KR100211288B1 (en) Do-stat cultivation method for the mass production of gsf

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060616

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee