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아미노산 및 아미노산 유도체의 발효생산과 생산균주의 개량

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○ 아미노산은 모든 생물단백질의 구성 물질로 사람과 동물의 영양에 중요한 역할을 한다. 아미노산은 추출법, 합성법, 효소법, 발효법으로 생산되고 있다. 발효법으로 생산되는 L-아미노산은 주로 C. glutamicum, B. ketoglutamicum, B. flavum, E. coli, B. subtilis 등의 야생균주나 영양요구주를 사용하며 균주에 따라 회분, 유가, 연속발효를 한다.

○ 1957년 Kinoshita가 글루탐산생산 C. glutamicum균주를 토양에서 분리하여 발효법으로 아미노산을 생산한 지 벌써 50 여년이 지났다. C. glutamicum은 포자를 형성하지 않는 그람 양성균이며 병원성이 없는 GRAS 균주로 다양한 L-아미노산과 핵산을 생산하는 매우 유용한 산업용 균주이다. 이 균주는 아미노산 생산뿐만 아니라 아미노산 유도체나 아미노산 전구체 등 다양한 바이오화합물의 생산에 이용되고 있다.

○ 이 리뷰에서는 생장에 biotin을 요구하는 C. glutamicum의 아미노산 생산(L-라이신과 L-프롤린)과 관련된 새로운 생합성 대사경로를 비롯해서 균주개량과 대체탄소원의 개발, 아미노산과 아미노산 대사전구체에서 유래한 산물(GABA, 푸트레신, enoic acid, N-아세틸 글루탐산, 다이펩티드, 2-ketoglutarate, 2-ketoisovalerate, 2-ketoisocapraote 등)의 발효생산과 관련된 최근 논문을 분석 하였다.

○ 우리나라는 일아미노산(L-글루탐산, L-라이신)과 항생물질 발효기술은 이미 선진국수준에 도달하였다. 앞으로 산업생명공학 분야에서 계속 세계 선두그룹을 유지하기 위해서는 유전자조작과 대사공학, 합성생물학을 통한 균주의 개량과 발효공정 개선은 물론 미생물의 선도물질 탐색으로 고부가가치 신규물질 개발이 필요하다.

○ 미생물은 세포자체가 유용물질을 생산하는 바이오공장이다. 이러한 미생물을 이용하여 유용생리 활성물질과 약리효능을 가지고 있는 아미노산과 그 유도체를 적극 개발하기 위해서는 새로운 미생물 분리와 탐색기술, 미량성분 분석과 효능확인기술, 미량성분 회수와 정제기술 같은 핵심요소 기술의 확보가 선행되어야 한다.

저자: Volker F Wendisch
자료유형: 학술정보