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Corynebacterium glutamicum 균주 개량 및 발효 공정 최적화에 의한 L-lysine 생산성 증진
Enhancement of L-lysine Productivity by Strain Improvement and Optimization of Fermentation Conditions in Corynebacterium glutamicum

서진미   (한국외국어대학교 생명공학과UU0001411  ); 현형환   (한국외국어대학교 생명공학과UU0001411  );
  • 초록

    본 연구에서는 Corynebacterium glutamicum I 균주에 salt tolerance를 도입하여 L-lysine 생산량을 증가시키고자 하였다. I 균주를 이용하여 mutagenesis를 수행한 후 모균주가 생장하는 못하는 9%의 NaCl이 포함된 배지에서 빠르게 생장하는 C14-49-3-15-7-3-20 균주를 선별하였다. flask 배양으로 L-lysine 생산을 조사한 결과 모균주 I의 경우 L-lysine 농도가 53.3 g/L, 수율이 51.6%인 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 L-lysine 농도 61.2 g/L, 수율 61.0%로 나타났다. 그리고 5 L 발효조에서 유가식 배양법으로 배양하여 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 113.0 g/L의 L-lysine을 생산하였고 수율은 41.8%이었다. 하지만 변이주의 경우에는 $33^{\circ}C$ 로 유지하여 배양한 후 PCV가 7.5%가 되는 시점에 배양 온도를 $35^{\circ}C$ 로 올려주고 배양하였을 때 L-lysine 생산량이 130.6 g/L, 수율이 48.6%로 모균주보다 많은 양의 L-lysine을 생산하였다. L-lysine 생산과 균주의 생장에 대한 osmotic pressure의 영향을 조사하기 위해 변이주 C14-49-3-15-7-3-20을 고농도의 NaCl과 당이 포함되어 있는 배지에 각각 배양하여 균체 생장 및 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 균체 생장이 느리고 생산량도 낮은 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 균체 생장 정도가 높고 생산량도 모균주보다 높았다. 그리고 2%의 NaCl이 포함되어 있는 배지에 osmoprotectant 를 첨가하였을 경우 모균주는 균체 생장 및 L-lysine 생산량이 높아졌다. 하지만 C14-49-3-15-7-3-20 균주의 경우에는 proline의 영향을 받지 않았다. 이러한 결과로 Corynebacterium glutamicum 균주에 salt tolerance를 도입하면 L-lysine 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.


    In order to minimize the reduction of lysine productivity by accumulation of lysine and byproducts in the end of fed-batch fermentations, a salt-tolerant mutant C14-49-3-15-7-3-20, which could grow at high concentrations of NaCl was isolated through mutagenesis from the Corynebacterium glutamicum mother strain I. In the evaluation of L-lysine productivity by fed-batch fermentations using a 5 L jar fermenter, the salt-tolerant mutant strain C14-49-3-15-7-3-20 produced 130.6 g/L of L-lysine with a 48.6% of yield. The mother strain I produced L-lysine concentration only 104.9 g/L with a yield 41.8%, implying the improvement of L-lysine productivity by introduction of salt-tolerance character.


  • 주제어

    L-lysine .   Corynebacterium glutamicum .   fed-batch fermentation .   salt-tolerance.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Robert, D., R Kiss, and G. Stephanopoulos (1992), Metabolic charaterization of a L-lysine-production strain by continuous culture, Biotechnol. Bioeng. 39, 565-574 
    2. Kawahara, Y., Yoshibara, Y., Ikeda, S., Yoshii, H., and Y. Hirose (1990), Stimulatory of effect of glycine-betaine on L-lysine fermentation, Appl. Microbiol. Biotechnol. 34, 87-90 
    3. Young-Hee Kim, See-young Lee, Hyun-Hwan Lee, Hyung-Hwan Hyun (2001), Production of L-lysine by continuous culture of Corynebacterium glutamicum, Kor. J. Biotechnol. Bioeng. 16(5), 474-479 
    4. Miller, G. L. (1959), Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar, Anal. Chem. 31, 426 
    5. Weuster-Botz, D., Kelle, R., Frantzen, M., and C. Wandrey (1997), Substrate controlled fed-batch production of L-lysine with Corynebacterium glutamicum, Biotechnol. Prog. 13, 387-393 
    6. Ohnishi, K. and M. Ikeda (2002), A novel methodology employing Corynebacterium glutamicum genome information to generate a new L-lysine-producing mutant, Applied Microbiology and Biotechnology 58, 217-223 
    7. Keele, R., B. Laufer, C. Brunzema, D. Weuster-Botz, R. Kramer, and C. Wandrey (1996), Reaction engineering analysis of L-lysine transport by Corynebacterium glutamicum, Biotechnol. Bioeng. 51, 40-50 
    8. Eggeling, L. and H. Sahm (1999), L-glutamate and L-lysine; traditional products with impetuous developments, Appl. Microbial. Biotechnol. 52, 146-153 
    9. C. Varela, E. Agosin, M. Klapa, and G. Stephanopoulos (2003), Metabolic flux redistribution in Corynebacterium glutamicum in response to osmotic stress, Appl Micobiol Biotechnol. 60, 547-555 
    10. Hadj, S. A., Queric, M. P., Deschamps, A. M., and J. M. Lebeault (1998), Optimization of L-lysine production by Corynebacterium sp. in fed-batch cultures, Biotechnol. Let. 10(8), 583-586 
    11. Hodgson, J. (1995), Bulk amino-acid fermentation; Technology and commodity trading, Bio. Technology 12, 152-155 
    12. K. H. Song, H. H. Lee, and H. H. Hyun (2002), Characterization of salt-tolerant mutant for enhancement of L-threonine production in Escherichia coli, Appl. Microbiol. Biotechnol. 54, 647-651 
    13. Takiguchi, N., Fukui, N., Shimizu, N., Shimizu, H., and S. Shioya (1998), Method of Corynebacterium glutamicum fermentation time extension with high lysine production rate by leucine addition, J. Ferm. Bioeng. 86(2), 180-184 
    14. CsonKa, L N. (1981), Proline over-production results in enhanced osmotolerance in Salmonella typhimurium, Mol. Gen. Genet. 182, 82-86 
    15. Hopwood, D. A. (1981), The genetic programing of Industrial microorganisms, Sci. Am. 245(3), 30-42 

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