오일 생성능을 가지는 미생물을 이용한 지방산 알킬에스테르의 제조방법
Method for Preparing Fatty Acid Alkylester Using a Microorganism Capable of Producing Oil
특허 요약
본 발명은 오일(oil) 생성능을 가지는 미생물을 이용한 지방산 알킬에스테르(fatty acid alkyl ester)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일 생성능을 가지는 미생물을 배양하여 오일을 대량축적한 다음, 생성된 오일을 미생물 내에서 자가분해하여 유리 지방산을 생성한 후 알킬에스테르화하는 것을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 대사공학적 접근을 통하여, 미생물이 생산하는 대표적인 오일인 트리아실 글리세롤(Triacyl glycerol)과 같은 미생물 내 축적된 오일을 높은 전환효율로 지방산 알킬에스테르(fatty acid alkyl ester)로 전환할 수 있어, 최근 바이오디젤로의 효용가치가 확인된 지방산 알킬에스테르의 산업적 생산 방법으로 유용하다.
청구항
번호청구항
1

다음 단계를 포함하는, 오일(oil) 생성능을 가지는 미생물을 이용한 지방산 알킬에스테르의 제조방법:(a) 오일(oil) 생성능을 가지고, 트리아실 글리세롤 리파아제(triacyl glycerol lipase), 모노아실 글리세라이드 리파아제(monoacyl glyceraid lipase) 및 리소포스포리파아제(lysophospholipase)로 구성된 군에서 선택된 2 이상의 리파아제를 코딩하는 유전자가 도입된 미생물을 배양하여, 오일을 생성시키는 단계;(b) 상기 생성된 오일을 함유하는 미생물에서 오일의 자가분해를 유도하여 유리 지방산을 생성시키는 단계; 및(c) 상기 생성된 유리 지방산에 알코올을 첨가하고, 반응시켜 지방산 알킬에스테르를 제조하는 단계.

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제1항에 있어서, 상기 오일은 트리아실글리세롤(triacylglycerol, TAG), 다이아실글리세롤(diacylglycerol, DAG), 모노아실글리세롤(monoacylglycerol, MAG), 포스포리피드(phospholipid), 스테롤 리피드(sterol lipid), 스핑고리피드(sphingolipid), 사카로리피드(saccharolipid), 프레놀리피드(prenol lipid) 및 폴리케타이드(polyketide)로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 오일 생성능을 가지는 미생물은 Aeromonas 속 미생물, Achromobacter 속 미생물, Acidovorax delafieldii, Acidovax facilis, Acinetobacter 속 미생물, Actinomyces 속 미생물, Aeromonas 속 미생물, Alcaligenes 속 미생물, Alteromonas 속 미생물, Althornia 속 미생물, Aplanochytrium 속 미생물, Aspergillus 속 미생물, Amoebobacter 속 미생물, Aphanocapa sp., Aphanothece sp. Aquaspirillum autotrophicum, Azorhizobium caulinodans, Azospirillum sp., Azospirillum 속 미생물, Azotobacter 속 미생물, Bacillus 속 미생물, Beggiatoa 속 미생물, Beijerinckia 속 미생물, Beneckea 속 미생물, Blakeslea 속 미생물, Bordetella pertussis, Bradyrhizobium japonicum, Caryophamon latum, Caulobacter 속 미생물, Chlorogloea 속 미생물, Chromatium 속 미생물, Chromobacterium 속 미생물, Clostridium 속 미생물, Comamonas 속 미생물, Corynebacterium 속 미생물, Crypthecodinium 속 미생물, Cyanobacteria 속 미생물, Derxia 속 미생물, Desulfonema 속 미생물, Desulfosacina variabilis, Desulfovibrio sapovorans, Ectothiorhodospira 속 미생물, Elina 속 미생물, Entomophthora 속 미생물, Ferrobacillus ferroxidans, Flavobacterium sp., Haemophilus influenzae, Halobacterium 속 미생물, Haloferax mediterranei, Hydroclathratus clathratus, Hydrogenomonas facilis, Hydrogenophaga 속 미생물, Hyphomicrobium 속 미생물, Ilyobacter delafieldii, Japonochytrium 속 미생물, Labrys monachus, Lamprocystis reseopersicina, Lampropedia hyalina, Legionella sp., Leptothrix discophorus, Methylobacterium 속 미생물, Methylosinus 속 미생물, Micrococcus 속 미생물, Mortierella 속 미생물, Mycobacterium 속 미생물, Nitrobacter 속 미생물, Nocardia 속 미생물, Paracoccus dentrificans, Oscillatoria limosa, Penicillium cyclopium, Photobacterium 속 미생물, Physarum ploycephalum, Phycomyces 속 미생물, Pseudomonas 속 미생물, Pythium 속 미생물, Ralstonia 속 미생물, Rhizobium 속 미생물, Rhodobacillus 속 미생물, Rhodobacter 속 미생물, Rhodococcus 속 미생물, Rhodocyclus 속 미생물, Rhodomicrobium vannielii, Rhodopseudomonas 속 미생물, Rhodospirillum 속 미생물, Schizochytrium 속 미생물 Sphingomonas paucimobilis, Spirillum 속 미생물, Spirulina 속 미생물, Staphylococcus 속 미생물, Stella 속 미생물, Streptomyces 속 미생물, Syntrophomonas wolfei, Thermophilic cyanobacteria, Thermus thermophilus, Thiobacillus A2, Thiobacillus 속 미생물, Thiocapsa 속 미생물, Thraustochytrium 속 미생물, Thiocystis violacea, Vibrio parahaemolyticus, Xanthobacter autotrophicus, Xanthomonas maltophilia, Zoogloea 속 미생물 및 오일 생성능을 가지는 효소를 코딩하는 유전자로 형질전환된 미생물로 구성된 군에서 선택된 미생물임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 배양은 질소원이 제한된 배지에서 수행하는 것을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 유리 지방산은 포화 또는 불포화 지방산인 것을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제5항에 있어서, 상기 유리 지방산은 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 팔미토레익산(palmitoleic acid), 리시놀레익산(ricinoleic acid), 바세닉산(vaccenic acid), 가도레익산(gadoleic acid), 아라치도닉산(arachidonic acid), EPA (5,8, 11, 14, 17-eicosapentaenoic acid), 에루식산(erucic acid), DHA(4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic acid), 부타노익산(butyric acid), 카프로익산(caproic acid), 카프릴릭산(caprylic acid), 카프릭산(capric acid), 라우린산(lauric acid), 미리스트산(myristic acid), 팔미틴산(palmitic acid), 스테아린산(stearic acid), 아라키딕산(arachidic acid), 비헤닉산(behenic acid) 및 리노세릭산(lignoceric acid)으로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 유리 지방산은 방향족 고리기, 에폭시기, 시아노기 및할로겐기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 수식된 것임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 (b)단계의 자가분해는 리파아제에 의한 것임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 오일 생성능을 가지는 미생물은 Rhodococcus opacus임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 리파아제를 코딩하는 유전자는 서열번호 5, 8, 17, 18, 19 및 20으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 염기서열을 가지는 유전자임을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 반응은 80120℃에서 124시간 수행하는 것을 특징으로 하는 지방산 알킬에스테르의 제조방법.

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다음 단계를 포함하는, 오일(oil) 생성능과 리파아제를 코딩하는 유전자를 가지는 미생물을 이용한 지방산 메틸에스테르의 제조방법:(a) 오일(oil) 생성능과 트리아실 글리세롤 리파아제(triacyl glycerol lipase), 모노아실 글리세라이드 리파아제(monoacyl glyceraid lipase) 및 리소포스포리파아제(lysophospholipase)로 구성된 군에서 선택된 2 이상의 리파아제를 코딩하는 유전자를 가지는 미생물을 배양하여, 오일을 생성시키는 단계;(b) 상기 생성된 오일을 함유하는 미생물에서 리파아제에 의한 오일의 자가분해를 유도하여 유리 지방산을 생성시키는 단계; 및(c) 상기 생성된 유리 지방산에 메탄올을 첨가하고, 반응시켜 지방산 메틸에스테르를 제조하는 단계.

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제15항에 있어서, 상기 트리아실 글리세롤 리파아제(triacyl glycerol lipase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 5, 17, 18 및 19 중 어느 하나의 염기서열을 가지는 유전자이고, 상기 모노아실 글리세라이드 리파아제(monoacyl glyceraid lipase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 8 또는 20의 염기서열을 가지는 유전자임을 특징으로 하는 지방산 메틸에스테르의 제조방법.