KR102323926B1 - New yeast strain fermenting arabinose to produce ethanol - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아라비노스를 발효하여 에탄올을 생산하는 신규 효모 균주 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주 및 이를 이용하여 에탄올의 생산을 증대시키는 최적의 배양 방법에 관한 것으로, 본 발명의 상기 균주는 기존의 균주보다 아라비노스의 소비율 및 발효능이 향상된 것으로서, 바이오연료로서의 에탄올의 생산능이 크게 향상된 특징을 가진다. The present invention relates to a novel yeast strain Saccharomyces cerevisiae that produces ethanol by fermenting arabinose and an optimal culture method for increasing the production of ethanol using the same, the strain of the present invention is an improvement in the consumption rate and fermentation ability of arabinose compared to the existing strain, and has a feature that the production capacity of ethanol as a biofuel is greatly improved.

Description

아라비노스를 발효하여 에탄올을 생산하는 신규 효모 균주 {New yeast strain fermenting arabinose to produce ethanol}New yeast strain fermenting arabinose to produce ethanol by fermenting arabinose

본 발명은 아라비노스를 발효하여 에탄올을 생산하는 신규 효모 균주 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주 및 이를 이용하여 에탄올의 생산을 증대시키는 최적의 배양 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel yeast strain Saccharomyces cerevisiae that produces ethanol by fermenting arabinose and an optimal culture method for increasing the production of ethanol using the same.

리그노셀룰로오스와 같은 오탄당의 발효 기술은 농업부산물을 이용한 바이오매스를 바이오연료로 전환하여 사용하는 데 필요한 핵심 기술로서 잠재력이 있다. 특히 과일부산물로부터 나온 펙틴이 풍부한 바이오매스는 리그닌의 함량이 적고, 최근 과일 가공품이 늘어남에 따라 생성량이 증가하고 있기 때문에, 바이오연료의 원료로 사용될 가능성이 더욱 높아지고 있는 추세이다. Fermentation technology of pentose sugar, such as lignocellulose, has potential as a core technology needed to convert biomass using agricultural by-products into biofuels. In particular, the pectin-rich biomass from fruit by-products has a low content of lignin, and the production amount is increasing with the recent increase in processed fruit products, so the possibility of being used as a raw material for biofuels is increasing.

L-아라비노스(L-arabinose)는 펙틴에 있는 가장 많은 오탄당 중 하나로 xylose와 동일한 경로로 D-xylulose-5-phosphate로 전환된다. 이 경로에서 L-아라비노스는 각각 두번의 산화환원과정을 거쳐 D-xylulose로 전환되는데, 이때 NAD(P)H 특이적 aldose 환원효소 (AR or XR), NAD+특이적 L-arabitol-4-dehydrogenase (LAD), NAD(P)H 특이적 L-xylulose 환원효소 (LXR or ALX), NAD+특이적 xylitol dehydrogenase (XDH)가 관여한다. 생성된 D-xylulose는 xylulokinase (XK)에 의해 인산화되어 D-xylulose-5 phosphate로 변환된다 (Richard P, Putkonen M, Vaananen R, Londesborough J, Penttila M (2002) The missing link in the fungal L-arabinose catabolic pathway, identification of the L-xylulose reductase gene. Biochemistry 41:6432-6437). 몇몇 자연 유래 균주는 아라비노스를 대사할 수 있는 능력이 있다고 밝혀져 있으나, 이러한 균주들은 대부분 에탄올과 푸르푸랄(furfural)과 같은 방해물질에 대한 저항성이 낮아 산업적 활용에는 한계가 있다(Hahn-Hagerdal B, Karhumaa K, Fonseca C, Spencer-Martins I, Gorwa-Grauslund MF (2007) Towards industrial pentose-fermenting yeast strains. Appl Microbiol Biotechnol 74:937-953). L-arabinose is one of the most abundant pentose sugars in pectin and is converted to D-xylulose-5-phosphate in the same pathway as xylose. In this pathway, L-arabinose is converted to D-xylulose through two redox processes, respectively. At this time, NAD(P)H-specific aldose reductase (AR or XR), NAD + specific L-arabitol-4- dehydrogenase (LAD), NAD(P)H-specific L-xylulose reductase (LXR or ALX), and NAD + specific xylitol dehydrogenase (XDH) are involved. The resulting D-xylulose is phosphorylated by xylulokinase (XK) and converted to D-xylulose-5 phosphate (Richard P, Putkonen M, Vaananen R, Londesborough J, Penttila M (2002) The missing link in the fungal L-arabinose catabolic pathway, identification of the L-xylulose reductase gene. Biochemistry 41:6432-6437). Although some naturally-derived strains have been found to have the ability to metabolize arabinose, most of these strains have low resistance to interfering substances such as ethanol and furfural, thus limiting their industrial use (Hahn-Hagerdal B, Karhumaa K, Fonseca C, Spencer-Martins I, Gorwa-Grauslund MF (2007) Towards industrial pentose-fermenting yeast strains. Appl Microbiol Biotechnol 74:937-953).

이에 본 발명자들은 아라비노스를 발효하여 바이오연료를 생산하는 신규 균주를 연구하던 중에 사카로마이세스 세레비지애의 일부 대사 경로를 조절하면 바이오연료로 활용 가능한 에탄올의 생산량이 크게 증가되는 점을 발견하여, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors discovered that, while studying a novel strain producing biofuel by fermenting arabinose, the production of ethanol usable as a biofuel is greatly increased when some metabolic pathways of Saccharomyces cerevisiae are adjusted. , the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 아라비노스를 발효하여 에탄올의 생산능을 가지는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a Saccharomyces cerevisiae strain having an ethanol production ability by fermenting arabinose.

본 발명의 다른 목적은 상기 균주를 이용하여 에탄올을 생산하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing ethanol using the strain.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아라비노스(L-asabinose)를 발효하여 에탄올을 생산하는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a Saccharomyces cerevisiae strain that produces ethanol by fermenting arabinose (L-asabinose).

본 발명의 일실시예에서 있어서, 상기 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)는 richoderma reesei LAD1 유전자와 Ambrosiozyma monosporaALX1 유전자를 도입하여 아라비노스(arabinose) 대사경로가 구축된 균주(YE01) 또는 상기 균주에서 PHO13 유전자를 제거한 균주(YE02)를 포함할 수 있다. 특히 상기 PHO13 유전자가 제거된 YE02 균주는 2019년 8월 28일자에 KACC 933328P 으로 수탁되었다. In one embodiment of the present invention, the Saccharomyces cerevisiae is a strain (YE01) in which an arabinose metabolic pathway is constructed by introducing the LAD1 gene of richoderma reesei and the ALX1 gene of Ambrosiozyma monospora (YE01) Or it may include a strain (YE02) in which the PHO13 gene has been removed from the strain. In particular, the YE02 strain from which the PHO13 gene was removed was entrusted with KACC 933328P on August 28, 2019.

상기 유전자의 도입 및 제거는 공지의 방법에 따라 이루어질 수 있으며, 그 방법에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 LiAc/SS-DNA/PEG method 및 CRISPR/Cas9 기술을 일부 변경하여 사용하였으나, 이밖에 공지된 유전자 편집 기술 또는 형질전환 기술을 활용할 수 있다. The introduction and removal of the gene may be performed according to a known method, and the method is not limited thereto. In an embodiment of the present invention, although the LiAc/SS-DNA/PEG method and the CRISPR/Cas9 technology were partially changed, other known gene editing technology or transformation technology may be used.

본 발명에서 용어, "아라비노스"는 오탄당의 하나로서, 알데하이드기를 포함하고 있으며, 백색의 결정성분말로서 화학식은 C5H10O5이다. 자연계에는 D형, 또는 L형이 존재하며, L-아라비노스는 실제로 자연계에서 D-아라비노스보다 일반적인 형태로 헤미셀룰로스 및 펙틴과 같은 생체 고분자의 구성 성분으로 알려져 있다. L-아라비노스는 설탕을 대체할 수 있는 대체당으로서, 비만, 당뇨병, 고지혈증 등의 성인병 예방에도 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. As used herein, the term "arabinose" is one of the pentose sugars, contains an aldehyde group, is a white crystalline powder, and the chemical formula is C 5 H 10 O 5 . D-type or L-type exists in nature, and L-arabinose is actually more common than D-arabinose in nature and is known as a constituent of biopolymers such as hemicellulose and pectin. L-arabinose is known to be effective in preventing adult diseases such as obesity, diabetes, and hyperlipidemia as an alternative sugar that can replace sugar.

또한, 본 발명은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 배지에서 배양하여 아라비노스를 발효하는 단계; 및 발효에 따른 배지 또는 상기 균주로부터 에탄올을 회수하는 단계를 포함하는 에탄올의 생산 방법을 제공한다. In addition, the present invention Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ) culturing a strain in a medium to ferment arabinose; And it provides a method for producing ethanol comprising the step of recovering the ethanol from the medium or the strain according to the fermentation.

상기 배양에 사용되는 배지는 적절한 방식으로 특정 균주의 요건을 충족해야 한다. 사용될 수 있는 당원으로는 글루코즈, 사카로즈, 락토즈, 프락토즈, 말토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산이 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다.The medium used for the culture should meet the requirements of the particular strain in an appropriate way. Sugar sources that can be used include sugars and carbohydrates such as glucose, saccharose, lactose, fructose, maltose, starch, cellulose, oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, castor oil, coconut oil, palmitic acid, stearic acid, etc. , fatty acids such as linoleic acid, alcohols such as glycerol and ethanol, and organic acids such as acetic acid, but are not limited thereto. These substances can be used individually or as a mixture.

한편, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아와 같은 기초 화합물 또는 인산 또는 황산과 같은 산 화합물을 적절한 방식으로 사용하여 배양물의 pH를 조절할 수 있다. 또한, 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 호기 상태를 유지하기 위해 배양물 내로 산소 또는 산소-함유 기체(예,공기)를 주입한다. 배양물의 온도는 보통 20℃ 내지 45℃일 수 있다. 발효는 원하는 아라비노스의 생성량이 최대로 얻어질 때까지 계속한다. 이러한 목적으로 상기 발효는 보통 10 내지 100 시간에서 달성될 수 있다. 에리스리톨은 배양 배지 중으로 배출되거나, 세포 중에 포함되어 있을 수 있다.On the other hand, the pH of the culture can be adjusted by using a basic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, or an acid compound such as phosphoric acid or sulfuric acid in an appropriate manner. In addition, an antifoaming agent such as a fatty acid polyglycol ester may be used to inhibit the formation of bubbles. Oxygen or oxygen-containing gas (eg air) is injected into the culture to maintain aerobic conditions. The temperature of the culture may be usually between 20°C and 45°C. Fermentation is continued until the desired amount of arabinose production is maximized. For this purpose, the fermentation can usually be achieved in 10 to 100 hours. Erythritol may be excreted into the culture medium or contained in cells.

본 발명에서 사용할 수 있는 에탄올의 회수 방법은 당업계에서 알려진 방법, 예컨대 원심분리, 여과, 음이온 교환 크로마토그래피, 결정화 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 또는 GC/MS 분석 등이 사용될 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.As a method for recovering ethanol that can be used in the present invention, methods known in the art such as centrifugation, filtration, anion exchange chromatography, crystallization and high performance liquid chromatography (HPLC) or GC/MS analysis may be used, but these examples is not limited to

본 발명은 아라비노스의 발효능이 향상된 효모 균주인 형질 전환된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주 및 이의 배양 방법에 대한 것으로서, 본 발명의 상기 균주 및 배양 방법에 따르면 기존의 균주에 비하여 현저하게 에탄올의 생산량이 증가되며, 상기 에탄올을 바이오연료 등 다양한 산업 분야에 활용할 수 있다. The present invention relates to a transformed Saccharomyces cerevisiae strain, which is a yeast strain with improved fermentability of arabinose, and a culturing method thereof, and according to the strain and culturing method of the present invention, In comparison, the production of ethanol is significantly increased, and the ethanol can be used in various industrial fields such as biofuels.

도 1은 아라비노스 대사를 위한 Fungal 고유 경로를 나타낸 것이다. AR(XR), 알 도스 환원 효소; LAD, L-아라비톨-4-데하이드로게나제; ALX, L-자일룰로스 환원효소; XDH, D- 자일리톨 환원효소; XK, 자일로키나제.
도 2는 아라비노스 발효에 있어, PHO13 유전자 제거의 효과를 나타낸 것이다. A 및 B는 호기성 조건(250rpm)에서 YE01 및 YE02의 발효 프로파일을 나타낸 것이고, C는 다양한 산소 조건에서 아라비노스 소비 속도와 PHO13 제거와의 관계를 확인한 것이다. (오차 막대는 2개의 biological replicates 간의 표준 편차) D는 ACT1에 의해 확인된 TAL1의 상대적인 발현 수준이며, E는 아라비노스 대사과정에서 세포 외 sedoheptulose 농도로 TAL1의 상대적 발현 수준을 확인한 것이다. 모든 실험은 호기성 조건(250 rpm) 하에서 유일한 탄소 공급원으로서 40g/L 아라비노스를 함유하는 YP 배지에서 모든 발효를 10의 초기 OD로 수행 하였다. 오차 막대는 3 개의 biological replicates간의 표준 편차를 나타낸다. n.d:감지되지 않음.
도 3은 배양 24시간 및 48시간의 호기 조건(250rpm)하에 40g/L L-아라비노스를 함유하는 YP 배지에서 성장 된 YE01 및 YE02에서 선택된 중간 대사 물질의 양을 확인한 결과로, 각 막대는 점선 플롯의 평균 및 표준 편차를 나타낸다. P-값은 두 균주 (YE01 및 YE02) 사이의 t- 검정을 통해 계산되었다 : * 및 **는 각각 p <0.05 및 p <0.01에서 유의미한 차이를 나타냄. 배양 48시간에서 트레할로스(B) 및 오로트산(E)의 p-값은 각각 0.2 및 0.15였다.
도 4는 아라비노스 발효 균주의 유전자 구성을 나타낸 것이다. YE02 (A) 및 YE01 균주 (B)는 각각 숙주로서 DY02 및 DY01로 형질 전환되었다.
도 5는 다양한 호기 조건 하에서 아라비노스 발효 프로파일에 대한 PHO13 유전자 결실(pho13Δ)의 효과로서; 혐기성(A 및 D), 미세 호기성(B 및 E) 및 호기성(C 및 F) 에서의 프로파일 결과이다. YE01 균주의 아라비노스 대사(A, B 및 C) 및 YE01 pho13Δ 돌연변이 체, YE02 균주(D, E 및 F)를 각각 탄소원으로 40 g/L 아라비노스를 함유하는 YP 배지에서 10의 초기 OD값으로 시험 하였다. 오차 막대는 2 개의 생물학적 복제물의 표준 편차를 나타낸다.
도 6은 배양 24 시간 및 48 시간에서 호기성 조건 하에서 40g/L L-아라비노스를 함유하는 YP 배지에서 배양된 YE01 및 YE02의 세포 내 대사 산물 프로파일의 계층적 클러스터링 및 히트 맵 투영 결과이다. 세포 내 대사 산물은 GC/MS에 의해 검출되었고 상대적 함량 비로 측정되었다. 계층적 군집 분석을 위해, 유클리드 거리가 거리 측정(BioVinci, BioTuring, San Diego, CA, USA)으로 사용되었다. 각 특성의 행 Z-점수는 빨강-파랑 색 눈금으로 표시된다. 여기서 타일의 빨강은 풍부도가 높고 파랑은 풍부도가 낮음을 나타낸다.
1 shows the Fungal native pathway for arabinose metabolism. AR(XR), aldose reductase; LAD, L-arabitol-4-dehydrogenase; ALX, L-xylulose reductase; XDH, D-xylitol reductase; XK, xylokinase.
Figure 2 shows the effect of PHO13 gene deletion in arabinose fermentation. A and B show the fermentation profiles of YE01 and YE02 under aerobic conditions (250 rpm), and C shows the relationship between arabinose consumption rate and PHO13 removal under various oxygen conditions. (Error bars are standard deviations between two biological replicates) D is the relative expression level of TAL1 confirmed by ACT1, and E is the relative expression level of TAL1 confirmed by extracellular sedoheptulose concentration in arabinose metabolism. All experiments were performed at an initial OD of 10 in YP medium containing 40 g/L arabinose as the sole carbon source under aerobic conditions (250 rpm). Error bars represent standard deviations between three biological replicates. nd: not detected.
3 is a result of confirming the amount of intermediate metabolites selected from YE01 and YE02 grown in YP medium containing 40 g/L L-arabinose under aerobic conditions (250 rpm) for 24 hours and 48 hours of culture. Each bar is a dotted line. The mean and standard deviation of the plots are indicated. P-values were calculated via t-test between the two strains (YE01 and YE02): * and ** indicate significant differences at p <0.05 and p < 0.01, respectively. At 48 hours of incubation, the p-values of trehalose (B) and orotic acid (E) were 0.2 and 0.15, respectively.
Figure 4 shows the genetic composition of the arabinose fermentation strain. YE02 (A) and YE01 strains (B) were transformed with DY02 and DY01 as hosts, respectively.
Figure 5 is the effect of PHO13 gene deletion (pho13Δ) on arabinose fermentation profile under various aerobic conditions; Profile results in anaerobic (A and D), microaerobic (B and E) and aerobic (C and F). Arabinose metabolism of YE01 strain (A, B, and C) and YE01 pho13Δ mutant, YE02 strain (D, E and F), respectively, with an initial OD value of 10 in YP medium containing 40 g/L arabinose as a carbon source. tested. Error bars represent the standard deviation of two biological replicates.
6 is a hierarchical clustering and heat map projection result of intracellular metabolite profiles of YE01 and YE02 cultured in YP medium containing 40 g/L L-arabinose under aerobic conditions at 24 and 48 hours of culture. Intracellular metabolites were detected by GC/MS and determined as relative content ratios. For hierarchical cluster analysis, Euclidean distance was used as a distance measure (BioVinci, BioTuring, San Diego, CA, USA). The row Z-score of each feature is indicated by a red-blue color scale. Here, the red color of the tile indicates high abundance and the blue color indicates low abundance.

이하 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 아라비노스의 발효를 통해 에탄올 생산능을 가지는 형질전환된 효모 균주인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주에 대한 것으로, 상기 균주는 국립농업과학원에 2019년 08월 28일자로 수탁번호 KACC 933328P로 수탁하였다. The present invention relates to a Saccharomyces cerevisiae strain, which is a transformed yeast strain having an ethanol production ability through fermentation of arabinose, and the strain is reported to the National Academy of Agricultural Sciences on August 28, 2019. It was deposited under the accession number KACC 933328P.

또한, 상기 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주의 에탄올 생산 능력을 향상시키기 위하여, 상기 균주의 대사과정을 조절할 수 있도록 일부 유전자를 도입 또는 제거한 특징을 가진다. 본 발명의 상기 균주는 trichoderma reesei에서 유래된 LAD1 유전자와 Ambrosiozyma monospora에서 유래된 ALX1 유전자를 도입하여 아라비노스(arabinose) 대사경로가 구축된 균주(YE01)로서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 유전자 도입을 위한 카세트, FBA1p-LAD1-FBA1tPGK1p-ALX1-CYC1t 카세트를 아라비노스 발효 효모인 사카로마이세스 세레비지애(S.cerevisiae)에 도입하는 방법을 사용하였다. 또한, 아라비노스 생산능을 보다 향상시키기 위하여, 상기 YE01 균주에서 추가로 PHO13 유전자를 제거한 균주(YE02)를 제작하였다. In addition, in order to improve the ethanol production capacity of the Saccharomyces cerevisiae strain, some genes are introduced or removed to control the metabolic process of the strain. The strain of the present invention is a strain (YE01) in which an arabinose metabolic pathway is constructed by introducing the LAD1 gene derived from trichoderma reesei and the ALX1 gene derived from Ambrosiozyma monospora (YE01). Cassettes for, FBA1p-LAD1-FBA1t and PGK1p-ALX1-CYC1t cassettes were introduced into the arabinose fermenting yeast S. cerevisiae (S. cerevisiae). In addition, in order to further improve the arabinose-producing ability, a strain (YE02) in which the PHO13 gene was further removed from the YE01 strain was prepared.

본 발명의 상기 사카로마이세스 세레비지애의 대사 경로는 도 1과 같이 나타낼 수 있다. 자연 상태에서도 L-arabinose를 발효하여 D-xylulose를 생산할 수 있으나, 수율이 높지 않고 여러 가지 방해 물질로 인하여 산업적으로 활용되기는 어렵다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서, 사카로마이세스 세레비지애 균주는 L-arabitol에서 L-xylulose 생성을 촉진하는 LAD1 유전자를 도입하고, L-xylulose로부터 xylitol 생성을 촉진하는 ALX1 유전자를 도입하여, L-arabinose로부터 xylitol의 생산을 촉진하였다(YE01). The metabolic pathway of the Saccharomyces cerevisiae of the present invention may be shown as shown in FIG. 1 . D-xylulose can be produced by fermenting L-arabinose even in a natural state, but the yield is not high and it is difficult to use industrially due to various interfering substances. Therefore, in one embodiment of the present invention, the Saccharomyces cerevisiae strain introduces the LAD1 gene that promotes the production of L-xylulose from L-arabitol, and the ALX1 gene that promotes the production of xylitol from L-xylulose, The production of xylitol from L-arabinose was promoted (YE01).

또한, PHO13 유전자를 추가로 제거하여, TAL1 유전자를 활성화하고, 아라비노스 발효를 더욱 촉진시킬 수 있었다. TAL1 유전자는 sedoheptulose-7-phosphate를 erythrose-4-phosphate로 전환하는 transaldolase를 발현하는 유전자로, PHO13이 제거된 균주는 sedoheptulose 의 축적량이 현저히 줄어들게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 확인한 바와 같이, PHO13을 제거하면 TAL1 유전자의 발현이 높아지게 되며(도 2D), sedoheptulose 의 축적량은 감소하게 된다(도 2E). In addition, by further removing the PHO13 gene, it was possible to activate the TAL1 gene and further promote arabinose fermentation. The TAL1 gene is a gene expressing transaldolase that converts sedoheptulose-7-phosphate to erythrose-4-phosphate. In the strain from which PHO13 is removed, the accumulation of sedoheptulose is significantly reduced. As confirmed in an embodiment of the present invention, when PHO13 is removed, the expression of the TAL1 gene is increased (FIG. 2D), and the accumulation amount of sedoheptulose is decreased (FIG. 2E).

또한, PHO13 유전자를 제거한 경우, 자일로스(xylose)에서 배양한 사카로마이세스 세레비지애는 트레할로스 생합성량이 증가하게 되어, 오탄당 인산화경로가 강화되고, TCA 회로가 약화될 수 있다는 사실을 바탕으로, PHO13이 제거된 YE02 균주에서 sedoheptulose 축적량과 glucoheptonic acid의 생성량이 낮은 것을 확인하였으며, 이를 통하여 아라비노스 발효 경로에서도 마찬가지로, PHO13 유전자의 제거를 통하여 오탄당 인산화경로를 강화시킬 수 있다는 점을 확인하였다. (도 2 및 3) In addition, based on the fact that when the PHO13 gene is removed, the amount of trehalose biosynthesis in Saccharomyces cerevisiae cultured in xylose is increased, the pentose phosphorylation pathway is strengthened, and the TCA cycle can be weakened, It was confirmed that the accumulation of sedoheptulose and the production of glucoheptonic acid were low in the YE02 strain from which PHO13 was removed, and through this, it was confirmed that the phosphorylation pathway of pentose sugar could be strengthened through the deletion of the PHO13 gene as in the arabinose fermentation pathway. (Figures 2 and 3)

즉, 본 발명은 상기 PHO13 유전자를 제거함으로 인하여, 사카로마이세스 세레비지애에서 아라비노스의 소비율을 증가시키고, 에탄올 생산량을 극대화할 수 있는 점을 확인하였다. 특히 본 발명의 일 실시예에서 호기 조건에서 사카로마이세스 세레비지애를 배양하였을 때, PHO13 유전자 제거에 의한 에탄올 생산량 증가 효과가 극대화되었음을 확인하였다.(표 2)That is, the present invention confirmed that by removing the PHO13 gene, the consumption rate of arabinose in Saccharomyces cerevisiae can be increased and the ethanol production can be maximized. In particular, in one embodiment of the present invention, when Saccharomyces cerevisiae was cultured under aerobic conditions, it was confirmed that the effect of increasing the ethanol production by removing the PHO13 gene was maximized. (Table 2)

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1> 재료 및 방법<Example 1> Materials and methods

<1-1> 균주 제작 <1-1> strain production

효모의 형질전환은 이전 연구에서 활용된 LiAc/SS-DNA/PEG method(Gietz RD et al, (2007) High-efficiency yeast transformation using the LiAc/SS carrier DNA/PEG method. Nature protocols 2:31) 및 CRISPR/Cas9 기술을 일부 변경하여 사용하였다(Kim SR et al, (2015) Environmental Microbiology 81:1601-1609). 간략히 서술하자면, FBA1p-LAD1-FBA1t DNA 카세트 및 PGK1p-ALX1-CYC1t DNA 카세트를 xylose 발효능을 가지는 효모(S. cerevisiae)인 DY01 및 DY02에 각각 도입하였으며, 상기 카세트에 포함된 LAD1 유전자는 Trichoderma reesei RUT C-30 (ATCC 56765)에서, ALX1 유전자는 Ambrosiozyma monospora (ATCC 18855)에서 유래하였다. 상기 DY01는 ALD6 유전자 위치에 TDH3p-XYL1-TDH3t, PGK1p-XYL2-PGK1t 카세트를 도입하고 INT#1 자리에 TEF1p-XYL3-TEF1t 카세트를 도입한 것이며, DY02는 ALD6 유전자 위치에 TDH3p-XYL1-TDH3t, PGK1p-XYL2-PGK1t 카세트를 도입하고 , PHO13 유전자 위치에 TEF1p-XYL3-TEF1t 카세트를 도입한 것이다. 본 발명의 S. cerevisiae는 상기 DY01에 LAD1 및 ALX1이 도입된 것을 YE01, DY02에 LAD1 및 ALX1이 도입된 것을 YE02라고 각각 명명하였다. 상기 유전자 구성 및 도입 과정은 도 4에 구체적으로 기재되어 있으며, 해당연구에 사용된 플라스미드 및 균주 정보는 하기 표 1에 표기되어 있다.Yeast transformation was performed by the LiAc/SS-DNA/PEG method utilized in previous studies (Gietz RD et al, (2007) High-efficiency yeast transformation using the LiAc/SS carrier DNA/PEG method. Nature protocols 2:31) and CRISPR/Cas9 technology was used with some modifications (Kim SR et al, (2015) Environmental Microbiology 81:1601-1609). Briefly, the FBA1p-LAD1-FBA1t DNA cassette and the PGK1p-ALX1-CYC1t DNA cassette were introduced into DY01 and DY02, yeast (S. cerevisiae) having xylose fermentation ability, respectively, and the LAD1 gene included in the cassette was Trichoderma reesei In RUT C-30 (ATCC 56765), the ALX1 gene was derived from Ambrosiozyma monospora (ATCC 18855). The DY01 will the introduction of TDH3p-XYL1-TDH3t, PGK1p- XYL2-PGK1t cassette in ALD6 locus introducing TEF1p-XYL3-TEF1t cassette in the INT # 1 spot, DY02 is TDH3p-XYL1-TDH3t the ALD6 locus, Introduce the PGK1p-XYL2-PGK1t cassette and , A TEF1p -XYL3-TEF1t cassette was introduced into the PHO13 gene position. In S. cerevisiae of the present invention, LAD1 and ALX1 introduced into DY01 were named YE01, and LAD1 and ALX1 introduced into DY02 were named YE02, respectively. The gene construction and introduction process is specifically described in FIG. 4, and information on plasmids and strains used in the study is shown in Table 1 below.

lasmid or Strainlasmid or strain DescriptionDescription ReferenceReference PlasmidsPlasmids pRR6-X123pRR6-X123 pRS306 TDH3 P -XYL1-TDH3 T-PGK1 P -XYL2-PGK1 T -TDH3 P -XYL3-TDH3 T pRS306 TDH3 P -XYL1-TDH3 T - PGK1 P -XYL2-PGK1 T -TDH3 P -XYL3-TDH3 T Kim et al. (2012)Kim et al. (2012) pRS41N-Cas9pRS41N-Cas9 A single-copy plasmid with a natNT marker and Cas9A single-copy plasmid with a natNT marker and Cas9 Kim et al. (2015)Kim et al. (2015) pRS42H-ALD6.1pRS42H-ALD6.1 pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp ALD6 sequence (ALD6.1)pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp ALD6 sequence (ALD6.1) This studythis study pRS42K-PHO13.1pRS42K-PHO13.1 pRS42K plasmid with a gRNA block containing 20-bp PHO13 sequence (PHO13.1)pRS42K plasmid with a gRNA block containing 20-bp PHO13 sequence (PHO13.1) This studythis study pRS42H-INT#1pRS42H-INT#1 pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp near HIP1 sequence (INT#1)pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp near HIP1 sequence (INT#1) This studythis study pRS403-PGK1p-CYC1tpRS403-PGK1p-CYC1t pRS403 plasmid with a PGK1promoter and CYC1 terminatorpRS403 plasmid with a PGK1promoter and CYC1 terminator This studythis study pRS42H-SOR1.1pRS42H-SOR1.1 pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp SOR1 sequence (SOR1.1)pRS42H plasmid with a gRNA block containing 20-bp SOR1 sequence (SOR1.1) This studythis study Strainsstrains DY01 (X123) DY01 (X123) S. cerevisiae D452-2 ald6::XYL12, XYL3 1) S. cerevisiae D452-2 ald6::XYL12, XYL3 1) This studythis study DY02 (X123 pho13△)DY02 (X123 pho13△ ) S. cerevisiae D452-2 ald6::XYL12, pho13::XYL3 S. cerevisiae D452-2 ald6::XYL12, pho13::XYL3 This studythis study YE01 (X123, LAD1, ALX1)YE01 (X123, LAD1, ALX1) S. cerevisiae DY01 sor1:: FBA1p-LAD1-FBA1t-PGK1p-ALX1-CYC1t S. cerevisiae DY01 sor1:: FBA1p-LAD1-FBA1t-PGK1p-ALX1-CYC1t This studythis study X123, LAD1 pho13△ X123, LAD1 pho13△ S. cerevisiae DY02 int#1:: FBA1p-LAD1-FBA1t 1) S. cerevisiae DY02 int#1:: FBA1p-LAD1-FBA1t 1) This studythis study YE02 (X123, LAD1, ALX1 pho13△)YE02 (X123, LAD1, ALX1 pho13△ ) S. cerevisiae DY02 int#1:: FBA1p-LAD1-FBA1t, sor1::PGK1p-ALX1-CYC1t S. cerevisiae DY02 int#1:: FBA1p-LAD1-FBA1t, sor1::PGK1p-ALX1-CYC1t This studythis study

<1-2> 발효 조건 및 플라스크 발효<1-2> Fermentation conditions and flask fermentation

효모는 20 g/L glucose를 포함한 10 mL 의 YP (10 g/L yeast extract and 20 g/L Bacto™ Peptone) 배지에서 30°C, 24시간 동안 배양하였다. 세포 수를 증가시키기 위해, 20 g/L glucose를 포함한 50 mL 의 YP 배지에 초기 세포 농도를 OD600=0.1로 맞추어 한번 더 접종한 후 30 °C 에서 24시간 동안 발효하였다. 이후 초기 세포 농도를 OD600=10으로 맞추어 100-mL Erlenmeyer flask를 이용하여 40 g/L arabinose 를 포함한 20 mL of YP 배지에 접종하였다. 세포밖 대사체 분석에도 초기세포농도를 OD600=10로 맞추어 사용하였고, 혐기발효는 100 mL-serum bottles을 이용하였다.Yeast was cultured in 10 mL of YP (10 g/L yeast extract and 20 g/L Bacto™ Peptone) medium containing 20 g/L glucose at 30°C for 24 hours. To increase the number of cells, the initial cell concentration was adjusted to OD 600 = 0.1 in 50 mL of YP medium containing 20 g/L glucose, and inoculated once more, and then fermented at 30 °C for 24 hours. Thereafter, the initial cell concentration was adjusted to OD 600 = 10 and inoculated into 20 mL of YP medium containing 40 g/L arabinose using a 100-mL Erlenmeyer flask. The initial cell concentration was adjusted to OD 600 = 10 for extracellular metabolite analysis, and 100 mL-serum bottles were used for anaerobic fermentation.

<1-3> HPLC 및 GC/MS를 통한 대사체분석 <1-3> Metabolite analysis through HPLC and GC/MS

본 발명의 L-arabinose, L-arabitol, ethanol의 농도는 HPLC 1260 series, Agilent Technologies, USA)를 사용해서 분석하였으며, 대사체 추출 및 GC/MS를 이용한 대사체 분석 방법은 이전에 공개된 문헌을 참고하여 시행하였다. 간략히 설명하자면, GC/MS 분석전에 진공건조된 샘플을 메톡시아민화 및 트리메틸실릴화를 통해 전처리하였다. 메톡시아민화의 경우 40μL의 피리미딘에 메톡시아민 하이드로클로라이드를 샘플에 첨가하였고 30 ℃에서 90 분 동안 배양 하였다. 트리메틸실리화의 경우 N- 메틸 -N- (트리메틸 실릴) 트리플루오로아세트아미드 40 μL를 샘플에 처리하여 37 ℃에서 30 분 동안 배양하였다. GC/MS 분석은 GC / MS 분석은 Agilent 5973 질량 선별 검출기가 장착 된 GC Agilent 6890을 사용하여 수행되었고, 1μL 의 전처리된 샘플을 사용하였고 스플릿리스모드로 RTX-5Sil MS 컬럼에 의해 분리되었다. 초기오븐온도를 50 ℃에서 1분 동안 유지해준 후 20 ℃/min의 속도로 330℃까지 상승시켰고, 최종온도 도달시점부터 2분을 유지시켜주었다. 헬륨가스는 1.5 mL/min 의 일정한 유속으로 캐리어 가스로 사용되었고, 이온소스 및 전달라인의 온도는 각각 250 ℃ 및 280 ℃로 설정하였다. 질량검출기는 스캔모드에서 50 - 800 m/z의 질량범위 내에서 검출되었다. The concentrations of L-arabinose, L-arabitol, and ethanol of the present invention were analyzed using HPLC 1260 series, Agilent Technologies, USA). Reference was made. Briefly, vacuum-dried samples were pretreated via methoxyamination and trimethylsilylation prior to GC/MS analysis. For methoxyamination, methoxyamine hydrochloride in 40 μL of pyrimidine was added to the sample and incubated at 30 °C for 90 minutes. For trimethylsilylation, 40 μL of N-methyl-N- (trimethyl silyl) trifluoroacetamide was applied to the sample and incubated at 37° C. for 30 minutes. GC/MS analysis was performed using a GC Agilent 6890 equipped with an Agilent 5973 mass screening detector, 1 μL of pretreated sample was used and separated by RTX-5Sil MS column in splitless mode. After maintaining the initial oven temperature at 50 °C for 1 minute, it was raised to 330 °C at a rate of 20 °C/min, and maintained for 2 minutes from the time the final temperature was reached. Helium gas was used as a carrier gas at a constant flow rate of 1.5 mL/min, and the temperatures of the ion source and delivery line were set to 250 °C and 280 °C, respectively. The mass detector was detected within the mass range of 50 - 800 m/z in scan mode.

<1-4><1-4> RT-qPCR를 이용한 전사분석Transcriptional analysis using RT-qPCR

TAL1 유전자의 RT-qPCR은 이전에 기술된 바와 같이 수행되었다(Kim SR et al, (2015) Environmental Microbiology 81:1601-1609). 모든 세포는 40 g/L 아라비노스를 포함한 YP배지에서 배양되었고 cDNA solution은 프라이머와 iQTM SYBR Green Supermix(Bio-Rad,Hercules,CA,USA)와 함께 qPCR에 사용되었다. 이는 CFX ConnectTM Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad,Hercules,CA,USA)를 이용하여 수행되었고 RT-qPCR의 cDNA샘플은 생물학적, 기술적으로 3회 반복하여 이루어졌다. RT-qPCR of the TAL1 gene was performed as previously described (Kim SR et al, (2015) Environmental Microbiology 81:1601-1609). All cells were cultured in YP medium containing 40 g/L arabinose and cDNA solution was used for qPCR with primers and iQ TM SYBR Green Supermix (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). This was performed using the CFX Connect TM Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, Hercules, CA, USA), and the cDNA samples of RT-qPCR were biologically and technically repeated three times.

<실시예 2> 실험 결과<Example 2> Experimental results

<2-1> 아라비노스 발효 균주(YE01, YE02)의 발효 특성<2-1> Fermentation characteristics of arabinose fermentation strains (YE01, YE02)

다양한 산소 조건에서 두 균주 (YE01과 YE02)의 발효특성을 표 1 및 도 2에 나타냈다. YE01의 아라비노스 소비율은 혐기조건, 미호기조건, 호기조건에서 각각 0.002, 0.020, and 0.021 g DCW/h 이었다. YE02 균주는 혐기조건과 미 호기 조건에서는 YE01과 큰 차이를 보이지 않았지만 호기적인 조건에서는 아라비노스 소비속도가 0.051 g DCW/h로 YE01과 비교했을 때 유의적인 차이를 보였다 (표 1 및 도 2). The fermentation characteristics of the two strains (YE01 and YE02) under various oxygen conditions are shown in Table 1 and FIG. 2 . The arabinose consumption rates of YE01 were 0.002, 0.020, and 0.021 g DCW/h under anaerobic, microaerobic and aerobic conditions, respectively. YE02 strain showed no significant difference from YE01 under anaerobic and microaerobic conditions, but showed a significant difference compared with YE01 in arabinose consumption rate of 0.051 g DCW/h under aerobic conditions (Tables 1 and 2).

즉, 하기 표 1에서 보듯이, 호기적인 조건에서 YE02의 최대 에탄올 생산량과 specific ethanol productivity는 YE01에 비해 각각 2배, 3.5배 증가하였다. Arbitol 생산량은 호기적인 조건에서 가장 적었지만 두 균주 간의 유의적인 차이는 없었다. That is, as shown in Table 1 below, the maximum ethanol production and specific ethanol productivity of YE02 under aerobic conditions increased 2 times and 3.5 times, respectively, compared to YE01. Arbitol production was the lowest under aerobic conditions, but there was no significant difference between the two strains.

이러한 결과는 기존에 보고된 fungal arabinose 대사경로를 도입한 균주에 비해서 YE02 균주의 arabinose 소비율과 specific ethanol productivity가 가장 높았다. These results showed that the arabinose consumption rate and specific ethanol productivity of the YE02 strain were the highest compared to the previously reported strain introducing the fungal arabinose metabolic pathway.

Strainstrain Genetic BackgroundsGenetic Backgrounds Heterologous geneHeterologous gene AerationAeration
(rpm)(rpm)
TimeTime
(h)(h)
Initial arabinose concentrationInitial arabinose concentration
(g/L)(g/L)
ConsumedConsumed
ArabinoseArabinose
(g/L)(g/L)
qq arabinosearabinose EthanolEthanol
(g/L)(g/L)
ArabitolArabitol
(g/L)(g/L)
GlycerolGlycerol
(g/L)(g/L)
YY ethanolethanol VV ethanolethanol PP ethanolethanol RefRef
Fungal arabinose pathwayFungal arabinose pathway YE01YE01 XYL123XYL123 sor1::LAD1-ALX1sor1::LAD1-ALX1 ANAN 672672 4040 6.96.9 0.0020.002 1.51.5 8.48.4 0.60.6 0.510.51 0.010.01 0.940.94 This studythis study 8080 4848 4040 6.36.3 0.0200.020 1.01.0 14.014.0 0.30.3 0.300.30 0.020.02 3.423.42 250250 7272 4040 13.113.1 0.0210.021 1.31.3 7.57.5 0.70.7 0.130.13 0.020.02 2.052.05 YE02YE02 XYL123, pho13ΔXYL123, pho13Δ sor1::LAD1 int#1::ALX1sort1::LAD1 int#1::ALX1 ANAN 672672 4040 8.38.3 0.0020.002 4.64.6 10.110.1 0.50.5 0.550.55 0.010.01 1.271.27 This studythis study 8080 4848 4040 7.27.2 0.0220.022 1.11.1 13.113.1 0.30.3 0.250.25 0.020.02 3.433.43 250250 2424 4040 18.618.6 0.0510.051 2.62.6 8.48.4 0.00.0 0.160.16 0.110.11 7.137.13 H2561H2561 XYL123XYL123 LAD1, LXR1LAD1, LXR1 ANAN 7070 5050 -- -- 0.10.1 -- -- -- -- 0.350.35 Richard et al. (2003)Richard et al. (2003) 424A(LNH-ST)/pLXRNAD-LAD424A(LNH-ST)/pLXR NAD- LAD XYL123XYL123 LAD1, ALX1LAD1, ALX1 OLOL 9696 4545 40.540.5 -- 9.09.0 13.513.5 0.60.6 0.190.19 0.100.10 1.661.66 Bera et al. (2010)Bera et al. (2010) Bacterial arabinose pathwayBacterial arabinose pathway JBY25-4MJBY25-4M CEN.PK2-1CCEN.PK2-1C araABD, GAL2araABD, GAL2 OLOL -- 2020 -- -- 6.06.0 -- -- 0.300.30 -- 6060 Becker et al. (2003)Becker et al. (2003) BWY1-45BWY1-45 CEN.PK2-1CCEN.PK2-1C araABD, GAL2araABD, GAL2 ANAN 150150 3030 23.123.1 0.110.11 9.09.0 2.52.5 1.41.4 0.390.39 -- 3636 Wiedemann et al. (2008)Wiedemann et al. (2008) IMS0002IMS0002 xylA, XKS1xylA, XKS1 araABDaraABD ANAN 7272 2020 20.720.7 -- 9.09.0 <0.02<0.02 1.41.4 0.450.45 -- -- Wisselink et al. (2007)Wisselink et al. (2007) BSW3APBSW3AP CEN.PK102-3ACEN.PK102-3A araABDaraABD OLOL 120120 2020 18.618.6 0.70.7 6.96.9 0.130.13 -- 0.430.43 -- -- Wang et al. (2013)Wang et al. (2013) BSW3AGBSW3AG CEN.PK102-3ACEN.PK102-3A araABD, GAL2araABD, GAL2 ANAN 8080 2020 -- 0.610.61 -- -- 1.41.4 0.430.43 -- 270270 Wang et al. (2013)Wang et al. (2013)

파라미터 : qarabinose, 아라비노스 소비 속도(g DCW/h); Yethanol, 에탄올 수율(g 에탄올/g 아라비노스); Vethanol, 에탄올 부피 생산량(g 에탄올/ h); 및 Pethanol, 특정 에탄올 생산성(mg 에탄올/g DCW/h).Parameters: q arabinose , rate of arabinose consumption (g DCW/h); Y ethanol , ethanol yield (g ethanol/g arabinose); V ethanol , ethanol volume production (g ethanol/h); and P ethanol , specific ethanol productivity (mg ethanol/g DCW/h).

<2-2> PHO13 유전자 제거에 의한 TAL1 유전자의 대사 변화<2-2> Metabolic change of TAL1 gene by deletion of PHO13 gene

PHO13 유전자를 제거한 YE02 균주에서의 세포 내 대사체 분석을 통해 아라비노스 발효에 대한 PHO13 유전자의 효과를 확인하기 위하여, 호기적인 조건에서의 YE01균주와 YE02균주의 대사체 변화를 비교하였다. 배양 후 24시간, 48시간의 샘플에서 채취한 두 균주에서 95개의 대사체가 확인되었고, YE02균주와 비교하였을 때 YE01균주에서 central carbon 대사에 관련된 대사체가 많았다(도 3). 그러나, 질소 대사경로와 관련한 대사체는 PHO13이 제거된 균주인 YE02에서 더 많이 확인되었다. To confirm the effect of the PHO13 gene on arabinose fermentation through intracellular metabolite analysis in the YE02 strain from which the PHO13 gene was removed, the metabolite changes of the YE01 and YE02 strains under aerobic conditions were compared. 95 metabolites were identified in both strains collected from samples 24 and 48 hours after incubation, and there were many metabolites related to central carbon metabolism in the YE01 strain compared with the YE02 strain (FIG. 3). However, more metabolites related to the nitrogen metabolic pathway were identified in YE02, a strain from which PHO13 was removed.

즉, S. cerevisiae를 자일로스를 포함한 배양액에서 키웠을때, PHO13 유전자제거로 인해 트레할로스 생합성이 증가해 오탄당인산화경로가 upregulation 되고 TCA cycle이 downregulation 되었다. 상기 실험을 통하여, YE01균주에 비해 TAL1 유전자가 활성화된 YE02균주의 sedoheptulose 축적량과 glucoheptonic acid 축적량이 낮은 것을 확인하였으며, 이를 통하여 아라비노스 발효 과정에서도 자일로스 발효와 마찬가지로 PHO13 유전자가 제거됨으로서 오탄당인산화경로를 강화시키는 것을 확인하였다. (도 2 및 3)That is, when S. cerevisiae was grown in a culture medium containing xylose, trehalose biosynthesis was increased due to the deletion of the PHO13 gene, thus upregulating the pentose phosphorylation pathway and downregulating the TCA cycle. Through the experiment, it was found that compared to YE01 strains low sedoheptulose accumulation and glucoheptonic acid accumulated amount of TAL1 YE02 strain the gene is activated, as in the xylose fermentation in arabinose fermentation process through which the pentose phosphorylation path by being PHO13 gene is removed reinforcement was confirmed. (Figures 2 and 3)

즉, 상기 결과를 통하여, PHO13 유전자가 제거된 YE02 균주는 특히 호기 조건에서 NADH 생산과 함께 transaldolase를 활성화시켜 에탄올 생산을 위한 대사 경로를 활성화 할 수 있음을 확인하였다. That is, through the above results, it was confirmed that the YE02 strain in which the PHO13 gene is removed can activate the metabolic pathway for ethanol production by activating transaldolase together with NADH production, especially under aerobic conditions.

국립농업과학원 National Academy of Agricultural Sciences KACC93328PKACC93328P 2019082820190828

Claims (4)

LAD1 및 ALX1 유전자가 도입되고 PHO13 유전자가 제거되어 호기 조건에서 TAL1(transaldolase) 유전자의 발현이 향상 및 아라비노스 발효능이 향상된, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) YE02 균주(KACC 93328P).LAD1 and ALX1 genes were introduced and the PHO13 gene was removed to improve TAL1 (transaldolase) gene expression and arabinose fermentation ability under aerobic conditions, Saccharomyces cerevisiae YE02 strain (KACC 93328P). 삭제delete 1) 제 1항의 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) YE02 균주(KACC 93328P)를 배지에서 호기 조건하에 발효하는 단계; 및
2) 상기 발효에 따른 배지 또는 상기 균주로부터 에탄올을 회수하는 단계를 포함하는 에탄올의 생산 방법.
1) Saccharomyces cerevisiae of claim 1 ( Saccharomyces cerevisiae ) YE02 strain (KACC 93328P) fermenting in a medium under aerobic conditions; and
2) A method for producing ethanol comprising the step of recovering ethanol from the medium or the strain according to the fermentation.
삭제delete
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