Whole-Cell Biotransforamtion of Oleic Acid into 10-Ketostearic Acid by Recombinant Corynebacterium glutamicum
- 주제(키워드) Biocatalysts , Biotransformation , Corynebacterium glutamicum , 10-Ketostearic acid , Oleic acid
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이진원
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000056232
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
Corynebacterium glutamicum is Gram-positive and is widely used for the industrial production of amino acids, offering some advantage over other bacteria in the industrial production of diverse organic chemicals. 10-ketostearic aicd is keto-fatty acid which is useful industrial chemicals used in plasticizer, surfactants, lubricants and detergent formulations. Although many microorganisms have been used for the production of 10-ketostearic acid from oleic acid, Corynebacterium glutamicum based biocatalyst has not been reported. Therefore, purpose of this study is to produce 10-ketostearic acid from renewable fatty acid (i.e., oleic acid) by Corynebacterium glutaimicum. Oleic acid was converted to 10-ketostearic acid by a recombinant Corynebacterium glutamicum ATCC13032 expressing oleate hydratase and a secondary alcohol dehydrogenase under the control of a synthetic constitutive promoter. Investigation of optimal conditions (reaction pH, reaction temperature, cell concentration, substrate concentration) enabled 10-ketostearic acid to produce to a final concentration of produced 1.96 g l-1. The conversion yield and maximum volumetric productivity reached approximately 78 % (w/w) and 1.67 g l-1 h-1respectively. To extend the applicability of the biotransformation, a plant oil (i.e., olive oil) was used as a substrate instead of oleic acid and 10-ketostearic acid was produced to a final concentration 1.3 g l-1. The volumetric productivity reached approximately 65% (w/w). This is the first report of 10-ketosteraic acid production using a recombinant Corynebacterium glutamicum. These findings thus contribute to achieving the initial stage of the biological process required for the industrial production of 10-ketostearic acid.
more초록/요약
Corynebacterium glutamicum은 그람양성균으로 아미노산의 산업적 생산에 널리 이용되며 다른 박테리아에 비해 다양한 유기화학물질을 산업적으로 생산하는 데에 이점을 가지고 있다. 10-ketostearic acid와 같은 keto-지방산은 가소제, 계면활성제, 윤활유 등과 같은 산업적 화학물질을 만드는데 유용하게 쓰인다. 현재 다양한 미생물을 이용해 oleic acid에서 10-ketostearic acid를 생산하는 연구가 진행되어 왔지만 Corynebacterium glutamcum을 생촉매로 이용한 연구는 없었다. 따라서 본 연구의 목적은 Corynebacterium glutamicum를 균주로 하여 재생 가능한 지방산인 oleic acid로부터 10-ketosteraic acid를 생산하는 것이다. Oleate hydratase와 Secondary alcohol dehydrogenase를 합성된 항시 발현 프로모터를 이용하여 발현시켜 재조합 Corynebacterium glutamicum ATCC13032에 Oleic acid를 기질로 하여 10-ketostearic acid를 생산하는 경로를 구축하였다. 또한 최적의 생물전환 조건(반응 pH, 반응 온도, 세포의 양, 기질의 양)을 조사한 결과 최종적으로 1.96 g l-1의 10-ketostearic acid를 생산할 수 있다는 것을 밝혔다. 또한 전환 수율과 최대 용적생산성은 각각 78 % (w/w), 1.67 g l-1 h-1를 나타내었다. 이러한 생물전환을 식물성유인 olive oil을 기질로 하는 반응에 적용해본 결과 1.3 g l-1 10-ketostearic acid이 생산되었고, 전환수율은 65%이었다. 본 연구는 Corynebacterium glutamicum 재조합체를 이용하여 10-ketostearic acid를 생산하는 첫 번째 연구이고, 이 결과는 10-ketostearic acid의 산업적 생산을 위한 생물공정의 확립에 기여할 것으로 생각된다.
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