2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소를 이용한 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법
Method for Preparing Polyhydroxyalkanoates Using 2-Hydroxyisocaproate-CoA Transferase
특허 요약
본 발명은 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소를 코딩하는 유전자 및 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있으며, 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물 및 상기 재조합 미생물을 이용한 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA 단량체를 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 생분해성 폴리머를 제조할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

탄소원으로부터 아세틸-CoA 생성능을 가지는 알칼리제네스(Alcaligenes)속, 슈도모나스(Pseudomonas)속, 에스케리치아(Escherichia)속, 랄스토니아(Ralstonia)속, 바실러스(Bacillus)속, 코리네박테리움(Corynebacterium)속으로 구성된 군에서 선택되는 미생물에서, 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소를 코딩하는 유전자인 hadA 및 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있으며, 2-하이드록시이소카프로에이트, 2-하이드록시헥사노에이트, 2-하이드록시옥타노에이트, 페닐락테이트, 2-하이드록시-4-페닐부티레이트, 3-하이드록시-3-페닐프로피오네이트, 4-하이드록시벤조산 및 만델레이트로 구성된 군에서 선택되는 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

2

제1항에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소는 Ralstonia eutropha, Pseudomonas, Bacillus 및 Pseudomonas sp. 6-19으로 구성된 군에서 선택되는 균주 유래의 PHA synthase 또는 하기에서 선택되는 아미노산 서열을 가지는 PHA synthase의 변이효소인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물:서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477R, S477H, S477F, S477Y, S477G, Q481M, Q481K 및 Q481R로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 변이를 포함하는 아미노산 서열;서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477G 및 Q481M이 변이된 아미노산 서열(C1335);서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481K가 변이된 아미노산 서열(C1310); 및서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481R이 변이된 아미노산 서열(C1312).

3

제1항에 있어서, 상기 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소는 Clostridium difficile 630 유래인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물.

4

제1항에 있어서, 상기 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소는 아세틸-CoA를 CoA 공여체로 사용하는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물.

5

삭제

6

제1항에 있어서, β-케토티올레이즈를 코딩하는 유전자와 아세토아세틸-CoA 리덕테이즈를 코딩하는 유전자가 추가로 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물.

7

다음 단계를 포함하는 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법:(a) 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 배양하는 단계; 및(b) 2-하이드록시이소카프로에이트, 2-하이드록시헥사노에이트, 2-하이드록시옥타노에이트, 페닐락테이트, 2-하이드록시-4-페닐부티레이트, 3-하이드록시-3-페닐프로피오네이트, 4-하이드록시벤조산 및 만델레이트로 구성된 군에서 선택되는 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트를 수득하는 단계.

8

제7항에 있어서, 상기 재조합 미생물을 방향족 단량체 또는 장사슬 2-HA를 단량체로 함유하는 배지에서 배양하는 것을 특징으로 하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법.

9

삭제

10

탄소원으로부터 아세틸-CoA 생성능을 가지는 알칼리제네스(Alcaligenes)속, 슈도모나스(Pseudomonas)속, 에스케리치아(Escherichia)속, 랄스토니아(Ralstonia)속, 바실러스(Bacillus)속, 코리네박테리움(Corynebacterium)속으로 구성된 군에서 선택되는 미생물에서, 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소를 코딩하는 유전자인 hadA, 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소를 코딩하는 유전자, DAHP(3-데옥시-D-아라비노-헵툴로소네이트-7-인산) 합성효소를 코딩하는 유전자, 코리스메이트 뮤타아제/프레페네이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자 및 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자가 도입되어 있고, 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

11

제10항에 있어서, 상기 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소는 Clostridium difficile 630 유래인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

12

제10항에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소는 Ralstonia eutropha, Pseudomonas, Bacillus 및 Pseudomonas sp. 6-19으로 구성된 군에서 선택되는 균주 유래의 PHA synthase 또는 하기에서 선택되는 아미노산 서열을 가지는 PHA synthase의 변이효소인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물:서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477R, S477H, S477F, S477Y, S477G, Q481M, Q481K 및 Q481R로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 변이를 포함하는 아미노산 서열;서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477G 및 Q481M이 변이된 아미노산 서열(C1335);서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481K가 변이된 아미노산 서열(C1310); 및서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481R이 변이된 아미노산 서열(C1312).

13

제10항에 있어서, 상기 DAHP(3-데옥시-D-아라비노-헵툴로소네이트-7-인산) 합성효소를 코딩하는 유전자는 서열번호 8으로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

14

제10항에 있어서, 상기 코리스메이트 뮤타아제/프레페네이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 서열번호 9으로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

15

제10항에 있어서, 상기 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 서열번호 10으로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

16

제10항에 있어서, 상기 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 fldH 유전자인 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

17

제10항에 있어서, β-케토티올레이즈를 코딩하는 유전자와 아세토아세틸-CoA 리덕테이즈를 코딩하는 유전자가 추가로 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

18

제10항에 있어서, tyrR 유전자, 피루브산 산화효소를 코딩하는 유전자, 피루브산 포메이트 리아제를 코딩하는 유전자, 아세트알데히드 탈수소효소를 코딩하는 유전자, 푸마레이트 리덕테이즈를 코딩하는 유전자, 티로신 아미노전이효소를 코딩하는 유전자, 및 아스파라긴산 아미노전이효소를 코딩하는 유전자로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 유전자가 결실되어 있는 것을 특징으로 하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

19

다음 단계를 포함하는 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법;(a) 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 배양하는 단계; 및(b) 페닐락테이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트를 수득하는 단계.

20

탄소원으로부터 아세틸-CoA 생성능을 가지는 알칼리제네스(Alcaligenes)속, 슈도모나스(Pseudomonas)속, 에스케리치아(Escherichia)속, 랄스토니아(Ralstonia)속, 바실러스(Bacillus)속, 코리네박테리움(Corynebacterium)속으로 구성된 군에서 선택되는 미생물에서, 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소인 hadA를 코딩하는 유전자, 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소를 코딩하는 유전자, DAHP(3-데옥시-D-아라비노-헵툴로소네이트-7-인산) 합성효소를 코딩하는 유전자, 코리스메이트 뮤타아제/프레페네이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자 및 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자, 하이드록시만델레이트합성효소를 코딩하는 유전자, 하이드록시만델레이트 산화효소를 코딩하는 유전자 및 D-만델레이트 탈수소효소를 코딩하는 유전자가 도입되어 있고, 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

21

제20항에 있어서, 상기 2-하이드록시이소카프로에이트-CoA 전이효소는 Clostridium difficile 630 유래인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

22

제20항에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 합성효소는 Ralstonia eutropha, Pseudomonas, Bacillus 및 Pseudomonas sp. 6-19으로 구성된 군에서 선택되는 균주 유래의 PHA synthase 또는 하기에서 선택되는 아미노산 서열을 가지는 PHA synthase의 변이효소인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물:서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477R, S477H, S477F, S477Y, S477G, Q481M, Q481K 및 Q481R로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 변이를 포함하는 아미노산 서열;서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S325T, L412M, S477G 및 Q481M이 변이된 아미노산 서열(C1335);서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481K가 변이된 아미노산 서열(C1310); 및서열번호 2의 아미노산 서열에서 E130D, S477F 및 Q481R이 변이된 아미노산 서열(C1312).

23

제20항에 있어서, 상기 DAHP(3-데옥시-D-아라비노-헵툴로소네이트-7-인산) 합성효소를 코딩하는 유전자는 서열번호 8로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

24

제20항에 있어서, 상기 코리스메이트 뮤타아제/프레페네이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 서열번호 9로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

25

제20항에 있어서, 상기 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 서열번호 10로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

26

제20항에 있어서, 상기 하이드록시만델레이트합성효소를 코딩하는 유전자는 서열번호 11로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

27

제20항에 있어서, 상기 하이드록시만델레이트 산화효소를 코딩하는 유전자는 서열번호 12로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

28

제20항에 있어서, 상기 D-만델레이트 탈수소효소를 코딩하는 유전자는 서열번호 13으로 표시되는 아미노산 서열을 코딩하는 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

29

제20항에 있어서, 상기 D-락테이트 디하이드로게네이즈를 코딩하는 유전자는 fldH 유전자인 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

30

제20항에 있어서, β-케토티올레이즈를 코딩하는 유전자와 아세토아세틸-CoA 리덕테이즈를 코딩하는 유전자가 추가로 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트 생성능을 가지는 재조합 미생물.

31

다음 단계를 포함하는 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법;(a) 제20항 내지 제30항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 배양하는 단계; 및(b) 만델레이트를 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트를 수득하는 단계.

32

다음 단계를 포함하는 2-하이드록시이소카프로에이트, 2-하이드록시헥사노에이트 및 2-하이드록시옥타노에이트로 구성되는 군에서 선택되는 화합물을 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법;(a) 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 2-하이드록시이소카프로에이트, 2-하이드록시헥사노에이트 및 2-하이드록시옥타노에이트로 구성되는 군에서 선택되는 화합물을 함유하는 배지에서 배양하는 단계; 및(b) 2-하이드록시이소카프로에이트, 2-하이드록시헥사노에이트 및 2-하이드록시옥타노에이트로 구성되는 군에서 선택되는 화합물을 단량체로 함유하는 폴리하이드록시알카노에이트를 수득하는 단계.