[go: up one dir, main page]

WO2025211657A1 - Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase variant and method for producing l-amino acid using same - Google Patents

Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase variant and method for producing l-amino acid using same

Info

Publication number
WO2025211657A1
WO2025211657A1 PCT/KR2025/004110 KR2025004110W WO2025211657A1 WO 2025211657 A1 WO2025211657 A1 WO 2025211657A1 KR 2025004110 W KR2025004110 W KR 2025004110W WO 2025211657 A1 WO2025211657 A1 WO 2025211657A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microorganism
amino acid
polypeptide
present application
sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2025/004110
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
엄가을
김경림
김문정
최진근
허란
김현아
서창일
심지현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CJ CheilJedang Corp
Original Assignee
CJ CheilJedang Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CJ CheilJedang Corp filed Critical CJ CheilJedang Corp
Publication of WO2025211657A1 publication Critical patent/WO2025211657A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0012Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
    • C12N9/0036Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/77Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Corynebacterium; for Brevibacterium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/08Lysine; Diaminopimelic acid; Threonine; Valine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y106/00Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6)
    • C12Y106/01Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.6.1)
    • C12Y106/01001NAD(P)+ transhydrogenase (B-specific) (1.6.1.1)

Definitions

  • the composition may be a composition for producing L-threonine.
  • the nicotinamide nucleotide transhydrogenase may include an amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or an amino acid sequence having 60% or more homology or identity therewith; and an amino acid sequence of SEQ ID NO: 11 or an amino acid sequence having 60% or more homology or identity therewith, but is not limited thereto as long as it has nicotinamide nucleotide transhydrogenase activity.
  • nicotinamide nucleotide transhydrogenase may be included in the nicotinamide nucleotide transhydrogenase. Additionally, it may have, include, consist of, or consist essentially of an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% homology or identity with the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 10 and 11.
  • the protein that is the target of mutation introduction in the present application may be a protein composed of an amino acid sequence that has 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7%, or 99.9% or more homology or identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
  • polypeptide that has an amino acid sequence in which a part of the sequence is deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added is also included within the scope of the polypeptide that is the target of mutation in the present application, as long as it has such homology or identity and the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit is an amino acid sequence that exhibits an effect corresponding to the polypeptide.
  • variant polypeptide refers to a polypeptide in which one or more amino acids are conservatively substituted and/or modified, thereby differing from the amino acid sequence of the variant before the mutation, but retaining functions or properties.
  • variants can generally be identified by modifying one or more amino acids in the amino acid sequence of the polypeptide and evaluating the properties of the modified polypeptide. That is, the ability of the variant may be increased, unchanged, or decreased compared to the polypeptide before the mutation.
  • variants may include variants in which one or more portions, such as the N-terminal leader sequence or the transmembrane domain, are deleted.
  • variants may include variants in which portions are deleted from the N- and/or C-terminus of the mature protein.
  • variant may be used interchangeably with terms such as variant, variant polypeptide, variant protein, variant polypeptide, variant protein, variant polypeptide, and variant protein (in English, modified polypeptide, modified protein, mutant, mutein, etc.), and is not limited thereto if the term is used in a variant sense.
  • variants may include deletions or additions of amino acids that have minimal impact on the properties and secondary structure of the polypeptide.
  • the polypeptide may be conjugated to a signal (or leader) sequence at the N-terminus of the protein that is involved in co-translational or post-translational protein transfer.
  • the polypeptide may also be conjugated to other sequences or linkers to facilitate identification, purification, or synthesis of the polypeptide.
  • the mutant polypeptide of the present application may be one in which the amino acid corresponding to the 437th position from the N-terminus of SEQ ID NO: 10 is substituted with another amino acid.
  • the “mutant polypeptide” may be referred to as “nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide,” “nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant,” “mutant pntA,” “pntA mutant,” etc.
  • the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit polypeptide to which the mutation is introduced in the present application may be used interchangeably with the term “PntA,” and may be encoded by the pntA gene, but is not particularly limited thereto, and may be encoded by the pntA gene derived from Corynebacterium variabile, but is not limited thereto.
  • the amino acid sequence before modification of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit to be modified i.e., the amino acid before modification corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 in the sequence that can be the parent sequence, may be valine (V), but is not limited thereto.
  • the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide of the present application may have an amino acid at position 437 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 substituted with an amino acid different from the amino acid before substitution.
  • the mutant polypeptide may be one in which the amino acid corresponding to position 437 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 is substituted with an amino acid other than valine, which is the amino acid before substitution.
  • the variant polypeptide may be one in which the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is substituted with an amino acid selected from the group consisting of asparagine, serine, glycine, leucine, arginine, alanine, methionine, threonine, glutamine, proline, isoleucine, tryptophan, phenylalanine, histidine, cysteine, tyrosine, lysine, aspartate, and glutamic acid.
  • an amino acid selected from the group consisting of asparagine, serine, glycine, leucine, arginine, alanine, methionine, threonine, glutamine, proline, isoleucine, tryptophan, phenylalanine, histidine, cysteine, tyrosine, lysine, aspartate, and glutamic acid.
  • the variant polypeptide provided in the present application may be one in which the amino acid corresponding to position 437 from the N-terminus of SEQ ID NO: 10 is substituted with alanine.
  • the variant polypeptide provided in the present application may comprise an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% or 99.8% homology or identity with SEQ ID NO: 10, or less than 100%.
  • the variant polypeptide of the present application may include an amino acid sequence in which the amino acid corresponding to position 437 in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 10 is fixed to alanine, and has at least 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, or 99.8% homology or identity with SEQ ID NO: 10.
  • a variant polypeptide having an amino acid sequence in which a part of the sequence is deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added is also included within the scope of the present application, as long as it has such homology or identity and exhibits an effect corresponding to the variant polypeptide of the present application.
  • mutant polypeptide may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
  • the variant polypeptide of the present application may have, comprise, consist of, or consist essentially of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 or an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% homology or identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
  • amino acid is not limited to an amino acid different from the amino acid prior to substitution. Furthermore, when the present application states that "a specific amino acid has been substituted,” it is self-evident that the amino acid has been substituted with an amino acid different from the amino acid prior to substitution, even if it is not specifically stated that it has been substituted with another amino acid.
  • Amino acids can generally be classified based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and/or amphipathic nature of their residues.
  • classifications include positively charged (basic) amino acids such as arginine, lysine, and histidine; negatively charged (acidic) amino acids such as glutamic acid and aspartic acid; amino acids with nonpolar side chains (nonpolar amino acids) such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, and proline; and amino acids with polar or hydrophilic side chains (polar amino acids) such as serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine.
  • basic amino acids such as arginine, lysine, and histidine
  • negatively charged (acidic) amino acids such as glutamic acid and aspartic acid
  • amino acids with nonpolar side chains such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, and proline
  • amino acids with charged side chains include arginine, lysine, histidine, glutamic acid, and aspartic acid; and amino acids with uncharged side chains (neutral amino acids) include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, proline, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine.
  • phenylalanine, tryptophan, and tyrosine can be classified as aromatic amino acids.
  • valine, leucine, and isoleucine can be classified as branched amino acids.
  • N-position of the present application may include the N-position and an amino acid position corresponding to the N-position. Specifically, it may include an amino acid position corresponding to any amino acid residue in a mature polypeptide disclosed in a specific amino acid sequence.
  • the specific amino acid sequence may be the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
  • corresponding to refers to an amino acid residue at a position listed in a polypeptide, or an amino acid residue that is similar, identical, or homologous to the residue listed in the polypeptide. Identifying an amino acid at a corresponding position may be determining a specific amino acid in a sequence that references a particular sequence.
  • corresponding region generally refers to a similar or corresponding position in a related or reference protein.
  • conservative substitution in this application refers to the replacement of one amino acid with another amino acid having similar structural and/or chemical properties. Such amino acid substitutions may generally occur based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and/or amphipathic nature of the residues.
  • Uncharged side chain amino acids can be further classified into nonpolar amino acids or polar amino acids.
  • Nonpolar amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, and proline.
  • Polar amino acids include serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine.
  • conservative substitutions have little or no effect on the activity of the resulting polypeptide.
  • conservative substitutions may have little or no effect on the activity of a protein or polypeptide.
  • Another aspect of the present application provides a nicotinamide nucleotide transhydrogenase comprising the mutant polypeptide.
  • the above nicotinamide nucleotide transhydrogenase may comprise the mutant polypeptides PntA; and PntB.
  • the nicotinamide nucleotide transhydrogenase of the present application may be composed of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide and the nicotinamide nucleotide transhydrogenase beta subunit of the present application.
  • polynucleotide means a polymer of nucleotides in which nucleotide units (monomers) are covalently bonded to form a long chain, a DNA or RNA strand of a certain length or longer, and more specifically, a polynucleotide fragment encoding the mutant polypeptide.
  • the polynucleotide encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application may include, without limitation, any polynucleotide sequence capable of forming nicotinamide nucleotide transhydrogenase together with the beta subunit.
  • the polynucleotide encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application may be, but is not limited to, a polynucleotide sequence encoding an amino acid sequence in which the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is substituted with alanine.
  • microorganism includes both wild-type microorganisms and microorganisms that have undergone natural or artificial genetic modification. It may be a microorganism that has a specific mechanism weakened or strengthened due to causes such as the insertion of an external gene or the enhancement or inactivation of the activity of an endogenous gene, and may be a microorganism that includes genetic modification for the production of a desired polypeptide, protein, or product. In this application, “microorganism,” “strain,” and “microorganism” may be used interchangeably without limitation with the same meaning.
  • the term "unmodified microorganism” does not exclude a strain that contains a mutation that can occur naturally in a microorganism, and may refer to a wild-type strain or a natural strain itself, or a strain before its characteristics are changed by genetic mutation caused by natural or artificial factors.
  • the unmodified microorganism may refer to a strain into which the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide described herein is not introduced or before it is introduced.
  • the Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity of the present application may include a natural wild-type microorganism itself, a Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity by increasing or decreasing the activity of a gene related to the L-amino acid production mechanism, or a Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity by introducing or increasing the activity of an external gene.
  • exhibiting a protein (polypeptide) activity that was not inherently present” or “exhibiting an improved protein (polypeptide) activity” may be due to, but is not limited to, “introduction of a protein (polypeptide).”
  • introduction of a protein means that a gene that a microorganism did not originally possess is expressed within the microorganism, thereby causing the activity of a specific protein to be exhibited, or that the activity of the polypeptide is strengthened, increased, or improved compared to the intrinsic activity of the protein or the activity before modification. For example, this may be due to the introduction of a gene encoding the protein (polypeptide) into a host cell (microorganism).
  • intrinsic activity refers to the activity of a specific protein (polypeptide) originally possessed by a host cell (microorganism) or an untransformed host cell (microorganism) before transformation, when the trait changes due to genetic mutation caused by natural or artificial factors. This may be used interchangeably with “activity before transformation.”
  • An increase in the activity of a protein (polypeptide) compared to the intrinsic activity means that the activity and/or concentration (expression amount) of the protein (polypeptide) of the host cell (microorganism) is enhanced compared to the activity and/or concentration (expression amount) of the protein (polypeptide) originally present in the host cell (microorganism) before transformation or in the non-transformed host cell (microorganism).
  • the increase may be, but is not limited to, an increase in the activity or concentration of the corresponding protein (polypeptide) from a previous state, or an increase in the activity or concentration thereof, typically by at least about 1%, at least about 10%, at least about 25%, at least about 50%, at least about 75%, at least about 100%, at least about 150%, at least about 200%, at least about 300%, at least about 400%, or at least about 500%, up to at least about 1000% or at least about 2000%, relative to the activity or concentration in the host cell (microorganism) before transformation or in the untransformed host cell (microorganism).
  • An increase in the activity of the above protein (polypeptide) can be achieved by introducing an exogenous protein (polypeptide) or by increasing the activity of an endogenous protein (polypeptide). Whether the activity of the above protein (polypeptide) has increased can be confirmed by an increase in the activity level of the protein (polypeptide), the expression level, or the amount of a product resulting from the activity of the protein (polypeptide).
  • the increase in the activity of the above protein (polypeptide) can be achieved by various methods well known in the art, and is not limited thereto, as long as the activity of the target protein (polypeptide) can be increased compared to the host cell (microorganism) before transformation. Specifically, it may be achieved by using genetic engineering and/or protein engineering, which are routine methods of molecular biology and are well known to those skilled in the art, but are not limited thereto (e.g., Sitnicka et al. Functional Analysis of Genes. Advances in Cell Biology. 2010, Vol. 2. 1-16, Sambrook et al. Molecular Cloning 2012, etc.).
  • the increase in activity of the protein (polypeptide) of the present application is
  • Modification of a polynucleotide sequence encoding a protein (polypeptide) such that the activity of the protein (polypeptide) is increased e.g., modification of a polynucleotide sequence of a protein (polypeptide) encoding gene such that the protein (polypeptide) is modified such that the activity of the protein (polypeptide) is increased;
  • It may be a combination of two or more selected from 1) to 9), but is not particularly limited thereto.
  • the culture temperature can be maintained at 20 to 35°C, specifically 25 to 35°C, and the culture period can be continued until the amount of useful material produced is obtained, and the culture can be performed for about 10 to 160 hours, about 20 to 130 hours, about 24 to 120 hours, about 36 to 120 hours, about 48 to 120 hours, about 48 hours or more, or about 48 hours, about 72 hours, or about 120 hours, but is not limited thereto.
  • PfuUltra TM high-fidelity DNA polymerase (Stratagene) was used as the polymerase for the PCR reaction.
  • the PCR conditions were denaturation at 95°C for 30 seconds; denaturation at 55°C for 30 seconds; and polymerization at 72°C for 1 minute. These denaturation, annealing, and polymerization cycles were repeated 28 times. As a result, DNA fragments of 720 bp and 854 bp were obtained, respectively.
  • the obtained DNA products were purified using a PCR purification kit (PCR Purification kit, QUIAGEN).
  • PCR was performed using the primer pair of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 to obtain a PgapA promoter fragment.
  • amino acid sequence of PntAB derived from Corynebacterium variabile and the base sequence encoding it were obtained from the National Institutes of Health (NIH GenBank) in the United States, and based on this, the pntAB gene derived from Corynebacterium variabile was synthesized using the gene synthesis service of Cosmogenetech.
  • PCR was performed using the synthesized pntAB gene as a template and the primers of SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8, respectively.
  • the primer sequences used to perform each PCR are as shown in Table 2 below.
  • PCR was performed using the amplified promoter and the pntAB DNA fragment of Corynebacterium variabilis as templates with the primer pairs SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 8. PCR was performed under the following conditions: denaturation at 95°C for 5 minutes, followed by 28 cycles of denaturation at 95°C for 30 seconds, annealing at 55°C for 30 seconds, and polymerization at 72°C for 2 minutes, followed by polymerization at 72°C for 5 minutes.
  • the amplified product was purified using a PCR purification kit (PCR Purification kit, QUIAGEN) and used as an insert DNA fragment for vector construction.
  • TaKaRa Infusion Cloning Kit
  • Example 2 Production of a strain introducing pntAB random mutations
  • Example 2-1 Construction of a library plasmid for introducing pntAB random mutations
  • Error-prone PCR was performed using a diversify PCR random mutagenesis kit (Takara) to induce random mutagenesis in the wild-type pntAB (C.va) gene encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase protein.
  • Takara diversify PCR random mutagenesis kit
  • Error-prone PCR was performed under two conditions according to the amount of MnSO4 added, as shown below.
  • pDC24 ⁇ N1287(13032)::PgapA_pntAB was used as the DNA template to introduce mutations, and the primer pairs of SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8 were used as primers to perform PCR.
  • PCR was performed under the following conditions: denaturation at 95°C for 30 seconds, 25 cycles of denaturation at 95°C for 30 seconds, annealing at 55°C for 30 seconds, polymerization at 68°C for 2 minutes, and then polymerization at 68°C for 3 minutes.
  • composition of the composition for performing error-inducing PCR was as shown in Table 3 below.
  • case # case #1 (MnSO 4 1 ⁇ l) case #2 (MnSO 4 2 ⁇ l) 10X Titanium taq Buffer 5 5 MnSO 4 (8mM) 1 2 dGTP (2 mM) 1 1 50 X dNTP Mix 1 1 Titanium Taq Polymerase 1 1 Forward primer (5 pmol) 2 2 Reverse primer (5 pmol) 2 2 Template DNA 1 1 dH 2 O 36 35 Total 50 50
  • the error-induced PCR product obtained above was treated with DpnI to remove the template plasmid, and the DNA was cloned into the pDC24 ⁇ N1287(13032) vector cut with the SmaI restriction enzyme using the Gibson assembly method to obtain a recombinant mutant plasmid library pDC24 ⁇ N1287(13032)::PgapA_pntAB(mt).
  • Example 2-2 Screening of pntAB random mutant library
  • the pntAB mutant library plasmid produced in the above Example 2-1 and the control group pDC24 ⁇ N1287(13032)::PgapA_pntAB were transformed into the threonine-producing strain Corynebacterium glutamicum KCCM 12502P (CA09-0903, Republic of Korea Patent No. 10-2126951), and the threonine production was analyzed.
  • control groups CA09-0903:: ⁇ N1287::PgapA_pntAB((WT)) and CA09-0903:: ⁇ N1287::PgapA_pntAB((mt)) libraries were each inoculated into a 96-Deep Well Plate-Dome (Bioneer) containing 400 ⁇ l of seed medium and cultured in a plate shaking incubator (TAITEC) at 32°C and 12,000 rpm for approximately 120 hr.
  • TITEC plate shaking incubator
  • the threonine concentrations of approximately 3,000 cultured strains were individually confirmed through NIR, and pntAB mutations were confirmed through sequencing in six strains with increased threonine concentrations compared to the wild-type pntAB expression strain.
  • Example 3 Production of an L-amino acid producing strain with the mutant pntAB introduced and evaluation of amino acid production capacity.
  • Example 3-1 Production of an L-threonine-producing strain with a mutant pntAB and evaluation of threonine production capacity.
  • Example 2-2 To confirm the threonine productivity of the six strains screened in Example 2-2 above at the flask level, they were cultured using the following method.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

The present application relates to: a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide; a polynucleotide encoding the variant polypeptide; a microorganism comprising same; and a use of the microorganism for producing L-amino acids.

Description

니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제의 변이체를 포함하는 미생물 및 이를 이용하여 L-아미노산을 생산하는 방법Microorganism comprising a variant of nicotinamide nucleotide transhydrogenase and method for producing L-amino acid using the same

본 출원은 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드; 및 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 미생물; 상기 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 L-아미노산의 생산 방법; 상기 미생물, 상기 미생물의 배양물, 및 상기 미생물의 발효물 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 L-아미노산 생산용 조성물; 및 상기 미생물의 L-아미노산 생산 용도에 관한 것이다.The present application relates to a microorganism comprising at least one selected from among a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide; and a polynucleotide encoding the variant polypeptide; a method for producing an L-amino acid, the method comprising the step of culturing the microorganism in a medium; a composition for producing an L-amino acid, the composition comprising at least one selected from among the microorganism, a culture of the microorganism, and a fermented product of the microorganism; and a use of the microorganism for producing an L-amino acid.

코리네형 미생물은 L- 아미노산 및 각종 핵산을 포함한 사료, 의약품 및 식품 등의 다양한 용도를 갖는 물질을 산업적으로 생산하는데에 자주 이용되는 그람양성 미생물이다. 근래에는 디아민(diamine), 케토산(keto-acid) 등을 코리네형 미생물로부터 생산하기도 한다.Coryneform microorganisms are Gram-positive microorganisms frequently used industrially to produce a variety of materials, including L-amino acids and various nucleic acids, for use in feed, pharmaceuticals, and food. Recently, coryneform microorganisms have also been used to produce diamines and keto acids.

미생물 발효를 통하여 유용 산물을 생산하기 위하여, 미생물내 목적산물의 생합성 경로 강화와 함께 에너지원 또는 환원력에 대한 요구가 증가한다. 이 중, 환원력을 공급하는데 있어 NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)는 필수요소이다. 산화형인 NADP+와 환원형인 NADPH는 서로 생체 내 전자 전달 물질로, 여러 합성과정에 관여한다. 중앙대사 경로중 NADPH를 생산하는 경로에는 1) 산화적 오탄당 인산경로(oxidative pentose phosphate pathway)와 2) TCA경로의 NADP의존성 이소시트르산 탈수소효소(NADP-dependent isocitrate dehydrogenase; Icd유전자)에 의해 주로 생산되는 것으로 알려져 있다. 이외 여러 미생물에서 NADPH를 공급하기 위한 다양한 대안경로로써 말레익 효소 (malate enzyme), 글루코즈 디하이드로게나제 (glucose dehydrogenase). 비인산화 글리세르알데하이드-3-포스페이트 디하이드로게나제 (nonphosphorylation glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)를 가지고 있다.To produce useful products through microbial fermentation, the demand for energy sources or reducing power increases along with the strengthening of the biosynthetic pathway of the target product in microorganisms. Among these, NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) is an essential element for supplying reducing power. The oxidized form, NADP+, and the reduced form, NADPH, act as electron transport substances in the body and are involved in various synthetic processes. Among the central metabolic pathways, NADPH is mainly known to be produced by 1) the oxidative pentose phosphate pathway and 2) the NADP-dependent isocitrate dehydrogenase (Icd gene) of the tricarboxylic acid (TCA) pathway. In addition, various alternative pathways for supplying NADPH in various microorganisms include malate enzyme and glucose dehydrogenase. It has nonphosphorylation glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase.

또한 중앙대사경로와 무관하게 NADPH를 생산하는 효소로는 트렌스수소화효소(transhydrogenase), 페레독신 NADP+산화환원효소 (Ferredoxin:NADP+oxidoredutase) 등이 있다. Additionally, enzymes that produce NADPH independent of the central metabolic pathway include transhydrogenase and ferredoxin:NADP+oxidoredutase.

다양한 경로 강화와 에너지원 또는 환원력에 대한 요구가 공존하는 바, 여전히 목적하는 L-아미노산 또는 그 유도체의 생산능 증가 방법이 필요성이 대두되고 있다.With the coexistence of various pathway enhancements and the demand for energy sources or reducing power, there is still a growing need for methods to increase the productivity of the desired L-amino acid or its derivatives.

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

[특허문헌][Patent Document]

(특허문헌 1) 1. 미국등록특허공보 US 7629142 B2(Patent Document 1) 1. U.S. Patent Publication No. US 7629142 B2

본 출원의 해결하고자 하는 과제는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제의 변이체를 포함하는 미생물 및 이를 이용하여 L-아미노산을 생산하는 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present application is to provide a microorganism comprising a variant of nicotinamide nucleotide transhydrogenase and a method for producing L-amino acid using the same.

본 출원의 하나의 양태는 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 다른 아미노산으로 치환된, 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 제공한다. One aspect of the present application provides a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide, wherein the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is replaced with another amino acid.

하나의 구체예에서 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 알라닌으로 치환된 것일 수 있다. In one specific example, the mutant polypeptide may have the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 substituted with alanine.

다른 하나의 구체예에서 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 14의 아미노산 서열로 이루어지는 것일 수 있다. In another specific example, the mutant polypeptide may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.

다른 하나의 구체예에서 상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛은 pntA 유전자에 의해 코딩되는 것일 수 있다. In another specific example, the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit may be encoded by the pntA gene.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드를 포함하는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제를 제공한다.Another aspect of the present application provides a nicotinamide nucleotide transhydrogenase comprising the mutant polypeptide.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 를 제공한다. Another aspect of the present application provides a polynucleotide encoding the mutant polypeptide.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드; 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 이를 포함하는 벡터; 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 미생물을 제공한다. Another aspect of the present application provides a microorganism comprising at least one selected from the group consisting of the mutant polypeptide; a polynucleotide encoding the mutant polypeptide; or a vector comprising the same.

앞선 구체예 중 어느 하나에 따른 미생물로서, 상기 미생물은 코리네박테리움 속 미생물인 것일 수 있다.A microorganism according to any one of the preceding specific examples, wherein the microorganism may be a microorganism of the genus Corynebacterium.

앞선 구체예 중 어느 하나에 따른 미생물로서, 상기 코리네박테리움 속 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰인 것일 수 있다.As a microorganism according to any one of the preceding specific examples, the microorganism of the genus Corynebacterium may be Corynebacterium glutamicum.

앞선 구체예 중 어느 하나에 따른 미생물로서, 상기 미생물은 서열번호 10의 폴리펩티드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 미생물과 비교하여, L-아미노산 생산능이 증가된 것일 수 있다. A microorganism according to any one of the preceding specific examples, wherein the microorganism may have increased L-amino acid production ability compared to a microorganism comprising a polypeptide of SEQ ID NO: 10 or a polynucleotide encoding the same.

앞선 구체예 중 어느 하나에 따른 미생물로서, 상기 미생물은 L-트레오닌, 이 증가된 것일 수 있다. A microorganism according to any one of the preceding specific examples, wherein said microorganism may have increased L-threonine.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, L-아미노산의 생산 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for producing L-amino acid, comprising the step of culturing the microorganism in a medium.

하나의 구체예로서, 상기 방법은 상기 배양된 미생물; 상기 미생물의 배양물; 상기 미생물의 발효물; 또는 상기 배양 배지에서 L-아미노산을 회수하는 단계를 추가적으로 포함하는 것일 수 있다. As one specific example, the method may further comprise a step of recovering L-amino acid from the cultured microorganism; a culture of the microorganism; a fermented product of the microorganism; or the culture medium.

다른 하나의 구체예로서, 상기 방법은 L-트레오닌의 생산방법일 수 있다. As another specific example, the method may be a method for producing L-threonine.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 변이형 폴리펩티드; 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 이를 포함하는 벡터; 상기 벡터를 포함하는 미생물; 상기 미생물의 배양물; 또는 상기 미생물의 발효물; 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 L-아미노산 생산용 조성물을 제공한다. Another aspect of the present application provides a composition for producing L-amino acids, comprising at least one selected from the group consisting of a mutant polypeptide; a polynucleotide encoding the mutant polypeptide; a vector comprising the same; a microorganism comprising the vector; a culture of the microorganism; or a fermentation product of the microorganism.

하나의 구체예로서, 상기 조성물은 L-트레오닌 생산용 조성물일 수 있다.As a specific example, the composition may be a composition for producing L-threonine.

본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 포함하는 미생물을 배양하는 경우, 기존 비변형 폴리펩티드를 갖는 미생물에 비해 고수율의 L- 아미노산 생산이 가능하다.When culturing a microorganism containing the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide of the present application, high yield L-amino acid production is possible compared to a microorganism having an existing unmodified polypeptide.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다. 또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 출원이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 출원의 내용이 보다 명확하게 설명된다.This is explained in detail as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in this application can also be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed in this application fall within the scope of this application. Furthermore, the scope of this application is not limited by the specific descriptions described below. Furthermore, numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated into this specification in their entirety by reference to more clearly explain the level of the technical field to which this application belongs and the contents of this application.

본 출원의 하나의 양태는 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 다른 아미노산으로 치환된, 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 제공한다. One aspect of the present application provides a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide, wherein the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is replaced with another amino acid.

본 출원에서 용어, "니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제(nicotinamide nucleotide transhydrogenase)”는 [H+ + NADP+ + NADH ↔ H+ + NADPH + NAD+] 반응을 통해 세포의 산화 환원 균형을 유지하는 효소로, NAD(H)와 NADP(H) 사이의 수소화물 이동을 중재하는 두 개의 수용성 뉴클레오타이드 결합 도메인(two soluble nucleotide binding domains)과 양성자 전위 트랜스멤브레인 도메인(proton-translocating transmembrane domain)을 포함하는 각 프로토머가 있는 동종이합체로 존재하며, 본 출원에서는 NADH가 NAD+로 산화되는 것을 통해 NADP+가 NADPH로 환원되는 것을 촉매하고 각각 pntA 및 pntB 유전자에 의해 코딩되는 2개의 서브유닛인 알파 및 베타로 구성되는 막횡단 피리딘 뉴클레오티드 트랜스히드로게나제를 의미할 수 있다. In the present application, the term "nicotinamide nucleotide transhydrogenase" may mean a transmembrane pyridine nucleotide transhydrogenase, which is an enzyme that maintains the redox balance of a cell through the reaction [H + + NADP + + NADH ↔ H + + NADPH + NAD + ], exists as a homodimer with each protomer including two soluble nucleotide binding domains that mediate the transfer of hydride between NAD(H) and NADP(H) and a proton-translocating transmembrane domain, and which catalyzes the reduction of NADP+ to NADPH through the oxidation of NADH to NAD+, and is composed of two subunits, alpha and beta, which are encoded by the pntA and pntB genes, respectively.

본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 pntAB와 혼용하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 pntAB(pntA pntB) 유전자에 의해 코딩되는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 활성을 갖는 단백질일 수 있으나, 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제에 상응하는 활성을 가지는 것이라면, 그 종류에 특별히 제한되지 않는다. The nicotinamide nucleotide transhydrogenase of the present application can be used interchangeably with pntAB. Specifically, the nicotinamide nucleotide transhydrogenase of the present application can be used interchangeably with pntAB ( pntA and pntB ). It may be a protein having nicotinamide nucleotide transhydrogenase activity encoded by a gene, but is not particularly limited in type as long as it has an activity corresponding to nicotinamide nucleotide transhydrogenase.

상기 pntAB 유전자에 의해 코딩되는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 당업계에 공지되어 있으며, 상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제의 아미노산 및 폴리뉴클레오티드 서열은 공지의 데이터 데이터베이스(그 예로 GenBank)에서 얻을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The nicotinamide nucleotide transhydrogenase encoded by the above pntAB gene is known in the art, and the amino acid and polynucleotide sequences of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase can be obtained from known data databases (e.g., GenBank), but are not limited thereto.

일 예로, 상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 알파서브유닛 PntA 및 베타서브유닛 PntB로 구성되는 것일 수 있다. For example, the nicotinamide nucleotide transhydrogenase may be composed of an alpha subunit PntA and a beta subunit PntB.

상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 서열번호 10의 아미노산 서열 또는 이와 60% 이상 상동성(homology) 또는 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열; 및 서열번호 11의 아미노산 서열 또는 이와 60%이상 상동성(homology) 또는 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함할 수 있으나, 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 활성을 갖는 한, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 서열번호 10 및 11의 아미노산 서열에서 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 서열을 포함하더라도 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제에 상응하는 효능을 나타내는 단백질이라면 상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제에 포함될 수 있다. 또한 상기 서열번호 10 및 11의 아미노산 서열과 적어도 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 아미노산 서열을 가지거나, 포함하거나, 상기 아미노산 서열로 이루어지거나, 상기 아미노산 서열로 본질적으로 (essentially consisting of) 이루어지는 것일 수 있다. The nicotinamide nucleotide transhydrogenase may include an amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or an amino acid sequence having 60% or more homology or identity therewith; and an amino acid sequence of SEQ ID NO: 11 or an amino acid sequence having 60% or more homology or identity therewith, but is not limited thereto as long as it has nicotinamide nucleotide transhydrogenase activity. Specifically, even if it includes a sequence in which some sequences in the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 10 and 11 are deleted, modified, substituted or added, as long as it is a protein that exhibits an effect corresponding to nicotinamide nucleotide transhydrogenase, it may be included in the nicotinamide nucleotide transhydrogenase. Additionally, it may have, include, consist of, or consist essentially of an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% homology or identity with the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 10 and 11.

본 출원의 변이 도입 대상이 되는 단백질은 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 활성을 가지는 것일 수 있다. 구체적으로, 서열번호 10의 아미노산 서열로 구성되거나 이를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 서열번호 10로 기재된 아미노산 서열 앞뒤로의 무의미한 서열 추가 또는 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 혹은 이의 잠재성 돌연변이(silent mutation)를 제외하는 것이 아니며, 서열번호 10의 아미노산 서열을 포함하는 단백질과 서로 동일 또는 상응하는 활성을 가지는 경우라면 본 출원의 변이 도입의 대상이 되는 단백질에 해당될 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 변이 도입의 대상이 되는 단백질은 서열번호 10의 아미노산 서열과 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7% 또는 99.9% 이상의 상동성 또는 동일성을 갖는 아미노산 서열로 구성되는 단백질일 수 있다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛은 폴리펩티드에 상응하는 효능을 나타내는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드도 본 출원의 변이 대상이 되는 폴리펩티드의 범위 내에 포함됨은 자명하다.The protein to be subjected to mutation in the present application may have nicotinamide nucleotide transhydrogenase activity. Specifically, it may be composed of or include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, but is not limited thereto. This does not exclude meaningless sequence additions before or after the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 10, mutations that may occur naturally, or silent mutations thereof. If it has the same or corresponding activity as a protein including the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, it may be considered a protein to be subjected to mutation in the present application. For example, the protein that is the target of mutation introduction in the present application may be a protein composed of an amino acid sequence that has 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7%, or 99.9% or more homology or identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10. In addition, it is obvious that a polypeptide that has an amino acid sequence in which a part of the sequence is deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added is also included within the scope of the polypeptide that is the target of mutation in the present application, as long as it has such homology or identity and the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit is an amino acid sequence that exhibits an effect corresponding to the polypeptide.

본 출원에서 용어, "변이형 폴리펩티드“, “변이형 단백질” 또는 “변이체(variant)"는 하나 이상의 아미노산이 보존적 치환(conservative substitution) 및/또는 변형(modification)되어 상기 변이체의 변이 전 아미노산 서열과 상이하나 기능(functions) 또는 특성(properties)이 유지되는 폴리펩티드를 지칭한다. 이러한 변이체은 일반적으로 상기 폴리펩티드의 아미노산 서열 중 하나 이상의 아미노산을 변형하고, 상기 변형된 폴리펩티드의 특성을 평가하여 동정(identify)될 수 있다. 즉, 변이체의 능력은 변이 전 폴리펩티드에 비하여 증가되거나, 변하지 않거나, 또는 감소될 수 있다. 또한, 일부 변이체은 N-말단 리더 서열 또는 막전이 도메인(transmembrane domain)과 같은 하나 이상의 부분이 제거된 변이체를 포함할 수 있다. 다른 변이체는 성숙 단백질(mature protein)의 N- 및/또는 C-말단으로부터 일부분이 제거된 변이체을 포함할 수 있다. 상기 용어 "변이체"는 변이체, 변이형 폴리펩티드, 변이형 단백질, 변이 폴리펩티드, 변이 단백질, 변이체 폴리펩티드 및 변이체 단백질 등의 용어(영문 표현으로는 modified polypeptide, modified protein, mutant, mutein 등)가 혼용되어 사용될 수 있으며, 변이된 의미로 사용되는 용어라면 이에 제한되지 않는다. As used herein, the term "variant polypeptide", "variant protein" or "variant" refers to a polypeptide in which one or more amino acids are conservatively substituted and/or modified, thereby differing from the amino acid sequence of the variant before the mutation, but retaining functions or properties. Such variants can generally be identified by modifying one or more amino acids in the amino acid sequence of the polypeptide and evaluating the properties of the modified polypeptide. That is, the ability of the variant may be increased, unchanged, or decreased compared to the polypeptide before the mutation. Additionally, some variants may include variants in which one or more portions, such as the N-terminal leader sequence or the transmembrane domain, are deleted. Other variants may include variants in which portions are deleted from the N- and/or C-terminus of the mature protein. The above term "variant" may be used interchangeably with terms such as variant, variant polypeptide, variant protein, variant polypeptide, variant protein, variant polypeptide, and variant protein (in English, modified polypeptide, modified protein, mutant, mutein, etc.), and is not limited thereto if the term is used in a variant sense.

또한, 변이체는 폴리펩티드의 특성과 2차 구조에 최소한의 영향을 갖는 아미노산들의 결실 또는 부가를 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리펩티드는 번역-동시에(co-translationally) 또는 번역-후에(post-translationally) 단백질의 이전(transfer)에 관여하는 단백질 N-말단의 시그널 (또는 리더) 서열과 컨쥬게이트 될 수 있다. 또한 상기 폴리펩티드는 폴리펩티드를 확인, 정제, 또는 합성할 수 있도록 다른 서열 또는 링커와 컨쥬게이트 될 수 있다.Additionally, variants may include deletions or additions of amino acids that have minimal impact on the properties and secondary structure of the polypeptide. For example, the polypeptide may be conjugated to a signal (or leader) sequence at the N-terminus of the protein that is involved in co-translational or post-translational protein transfer. The polypeptide may also be conjugated to other sequences or linkers to facilitate identification, purification, or synthesis of the polypeptide.

본 출원의 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 N-말단으로부터 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 다른 아미노산으로 치환된 것일 수 있다. 상기 “변이형 폴리펩티드”는 “니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드”, “니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이체”, “변이체 pntA”, “pntA 변이체” 등으로 지칭할 수 있다. 본 출원의 변이 도입의 대상이 되는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 폴리펩티드는 ”PntA” 용어와 혼용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, pntA 유전자에 의해 코딩될 수 있으며, 코리네박테리움 베리어빌리(Corynebacterium variabile) 유래의 pntA 유전자에 의해 코딩될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The mutant polypeptide of the present application may be one in which the amino acid corresponding to the 437th position from the N-terminus of SEQ ID NO: 10 is substituted with another amino acid. The “mutant polypeptide” may be referred to as “nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide,” “nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant,” “mutant pntA,” “pntA mutant,” etc. The nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit polypeptide to which the mutation is introduced in the present application may be used interchangeably with the term “PntA,” and may be encoded by the pntA gene, but is not particularly limited thereto, and may be encoded by the pntA gene derived from Corynebacterium variabile, but is not limited thereto.

본 출원에서 변이 대상이 되는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛의 변형 전 아미노산 서열, 즉 모서열((parent sequence)이 될 수 있는 서열에서 서열번호 10의 437번째에 상응하는 변형 전 아미노산은, 발린(V)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다 .In the present application, the amino acid sequence before modification of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit to be modified, i.e., the amino acid before modification corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 in the sequence that can be the parent sequence, may be valine (V), but is not limited thereto.

본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 아미노산 서열에서 437번째에 상응하는 위치의 아미노산이 치환 전 아미노산과 다른 아미노산으로 치환된 것일 수 있다. The nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide of the present application may have an amino acid at position 437 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 substituted with an amino acid different from the amino acid before substitution.

하나의 구체예에서, 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 아미노산 서열에서 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 치환 전 아미노산인 발린 이외의 다른 아미노산으로 치환된 것일 수 있다. In one specific example, the mutant polypeptide may be one in which the amino acid corresponding to position 437 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 is substituted with an amino acid other than valine, which is the amino acid before substitution.

다른 하나의 구체예에서, 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 아스파라긴, 세린, 글라이신, 류신, 아르기닌, 알라닌, 메티오닌, 트레오닌, 글루타민, 프롤린, 이소류신, 트립토판, 페닐알라닌, 히스티딘, 시스테인, 티로신, 라이신, 아스파테이트, 및 글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것으로 치환된 것일 수 있다.In another specific example, the variant polypeptide may be one in which the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is substituted with an amino acid selected from the group consisting of asparagine, serine, glycine, leucine, arginine, alanine, methionine, threonine, glutamine, proline, isoleucine, tryptophan, phenylalanine, histidine, cysteine, tyrosine, lysine, aspartate, and glutamic acid.

전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 본 출원에서 제공하는 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 N-말단으로부터 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 알라닌으로 치환된 것일 수 있다. In any one of the above-described embodiments, the variant polypeptide provided in the present application may be one in which the amino acid corresponding to position 437 from the N-terminus of SEQ ID NO: 10 is substituted with alanine.

전술한 구현예 중 다른 하나의 구현예로, 본 출원에서 제공하는 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10과 적어도 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 99.8% 이상, 또는 100%미만의 상동성 또는 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함할 수 있다.In another embodiment of the above-described embodiments, the variant polypeptide provided in the present application may comprise an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% or 99.8% homology or identity with SEQ ID NO: 10, or less than 100%.

예를 들어, 본 출원의 변이형 폴리펩티드는 상기 서열번호 10으로 기재된 아미노산 서열에서 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 알라닌으로 고정되고, 서열번호 10과 적어도 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 99.8% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 본 출원의 변이형 폴리펩티드에 상응하는 효능을 나타내는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 변이형 폴리펩티드도 본 출원의 범위 내에 포함됨은 자명하다. For example, the variant polypeptide of the present application may include an amino acid sequence in which the amino acid corresponding to position 437 in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 10 is fixed to alanine, and has at least 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, or 99.8% homology or identity with SEQ ID NO: 10. In addition, it is obvious that a variant polypeptide having an amino acid sequence in which a part of the sequence is deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added is also included within the scope of the present application, as long as it has such homology or identity and exhibits an effect corresponding to the variant polypeptide of the present application.

한편, 당업자라면 당업계에 알려진 서열 얼라인먼트를 통해 임의의 아미노산 서열에서 본 출원의 서열번호 10의 아미노산 서열의 437번째 위치에 상응하는 아미노산을 파악할 수 있으며, 본 출원에서 별도로 기재하지 않더라도 "특정 서열번호에서 특이적 위치의 아미노산"을 기재하는 경우, 임의의 아미노산 서열에서 그와 "상응하는 위치의 아미노산"까지 포함하는 의미임은 자명하다.Meanwhile, a person skilled in the art can identify the amino acid corresponding to the 437th position of the amino acid sequence of SEQ ID NO. 10 of the present application in any amino acid sequence through sequence alignment known in the art, and even if not described separately in the present application, when "an amino acid at a specific position in a specific sequence number" is described, it is self-evident that it includes "an amino acid at a corresponding position" in any amino acid sequence.

또 다른 하나의 구체예에서, 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 14의 아미노산 서열로 이루어지는 것일 수 있다. In another specific example, the mutant polypeptide may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.

구체적으로, 본 출원의 변이형 폴리펩티드는 서열번호 14의 아미노산 서열 또는 상기 서열번호 14의 아미노산 서열과 적어도 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 아미노산 서열을 가지거나, 포함하거나, 상기 아미노산 서열로 이루어지거나, 상기 아미노산 서열로 필수적으로 이루어질(essentially consisting of) 수 있다.Specifically, the variant polypeptide of the present application may have, comprise, consist of, or consist essentially of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 or an amino acid sequence having at least 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% homology or identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.

또한 본 출원 변이형 폴리펩티드 아미노산 서열의 N-말단, C-말단 그리고/또는 내부에 변이형 폴리펩티드의 기능을 변경하지 않는 서열 추가 또는 결실되거나 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 잠재성 돌연변이(silent mutation) 또는 보존적 치환을 가지는 경우에도 본 출원의 변이형 폴리펩티드에 포함될 수 있다. Additionally, the variant polypeptide of the present application may also include sequence additions or deletions, or naturally occurring mutations, silent mutations, or conservative substitutions that do not alter the function of the variant polypeptide at the N-terminus, C-terminus, and/or within the amino acid sequence of the variant polypeptide of the present application.

상기 "다른 아미노산"은 치환 전의 아미노산과 다른 아미노산이면 제한되지 않는다. 한편, 본 출원에서 '특정 아미노산이 치환되었다'고 표현하는 경우, 다른 아미노산으로 치환되었다고 별도로 표기하지 않더라도 치환 전의 아미노산과 다른 아미노산으로 치환되는 것임은 자명하다.The above "other amino acid" is not limited to an amino acid different from the amino acid prior to substitution. Furthermore, when the present application states that "a specific amino acid has been substituted," it is self-evident that the amino acid has been substituted with an amino acid different from the amino acid prior to substitution, even if it is not specifically stated that it has been substituted with another amino acid.

아미노산은 일반적으로 잔기의 극성, 전하, 용해도, 소수성, 친수성 및/또는 양친매성(amphipathic nature)에서의 유사성에 근거하여 분류할 수 있다. Amino acids can generally be classified based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and/or amphipathic nature of their residues.

이러한 분류의 예로, 양으로 하전된(염기성) 아미노산은 아르기닌, 리신, 및 히스티딘; 음으로 하전된(산성) 아미노산은 글루탐산 및 아스파르트산; 비극성 곁사슬(nonpolar side chain)을 갖는 아미노산(비극성 아미노산)은 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트립토판 및 프롤린; 극성(polar) 또는 친수성(hydrophilic) 곁사슬을 갖는 아미노산(극성 아미노산)은 세린, 트레오닌, 시스테인, 타이로신, 아스파라긴 및 글루타민이 속하는 것으로 분류할 수 있다. 다른 일 예로, 전하를 띠는 곁사슬을 가지는 아미노산인(electrically charged amino acid) 아르기닌, 리신, 히스티딘, 글루탐산, 아스파르트산과, 전하를 띠지 않는 곁사슬을 갖는 아미노산(uncharged amino acid; neutral amino acid로도 지칭)인 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트립토판, 프롤린, 세린, 트레오닌, 시스테인, 타이로신, 아스파라긴 및 글루타민으로 분류할 수 있다. 다른 일 예로, 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신은 방향족 아미노산(aromatic amino acid)으로 분류할 수 있다. 다른 일 예로, 발린, 류신, 이소류신은 분지쇄 아미노산(branched amino acid)으로 분류할 수 있다. 다른 일 예로, 20종 아미노산을 크기에 따라 분류하여 상대적으로 부피(volume)가 작은 아미노산 그룹부터 글라이신, 알라닌, 세린; 시스테인, 프롤린, 트레오닌, 아스파르트산, 아스파라긴; 발린, 히스티딘, 글루탐산, 글루타민; 이소류신, 류신, 메치오닌, 리신, 아르기닌; 및 페닐알라닌, 트립토판, 타이로신의 5군으로 분류할 수 있다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. Examples of these classifications include positively charged (basic) amino acids such as arginine, lysine, and histidine; negatively charged (acidic) amino acids such as glutamic acid and aspartic acid; amino acids with nonpolar side chains (nonpolar amino acids) such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, and proline; and amino acids with polar or hydrophilic side chains (polar amino acids) such as serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine. As another example, amino acids with charged side chains (electrically charged amino acids) include arginine, lysine, histidine, glutamic acid, and aspartic acid; and amino acids with uncharged side chains (neutral amino acids) include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, proline, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine. As another example, phenylalanine, tryptophan, and tyrosine can be classified as aromatic amino acids. As another example, valine, leucine, and isoleucine can be classified as branched amino acids. As another example, the 20 amino acids can be classified by size into five groups: glycine, alanine, and serine; cysteine, proline, threonine, aspartic acid, and asparagine; valine, histidine, glutamic acid, and glutamine; isoleucine, leucine, methionine, lysine, and arginine; and phenylalanine, tryptophan, and tyrosine. However, this is not necessarily limited to these groups.

예를 들어, "서열번호 10에서 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 다른 아미노산으로 치환되었다"고 기재하는 경우, 발린 (valine)을 제외한, 아스파라긴 (asparagine), 세린 (serine), 글라이신(glycine), 알라닌(alanine), 글루탐산 (glutamate), 페닐알라닌(phenylalanine), 아르기닌 (arginine), 아스파테이트 (aspartate), 시스테인 (cysteine), 글루타민 (glutamine), 히스티딘 (histidine), 프롤린 (proline), 이소류신 (isoleucine), 타이로신 (tyrosine), 라이신 (lysine), 트립토판 (tryptophan), 메티오닌 (methionine), 트레오닌 (threonine) 또는 류신(leucine)으로 치환되는 것을 의미할 수 있다.For example, if it is described that "the amino acid corresponding to position 437 in SEQ ID NO: 10 is replaced with another amino acid," it may mean that the amino acid is replaced with asparagine, serine, glycine, alanine, glutamate, phenylalanine, arginine, aspartate, cysteine, glutamine, histidine, proline, isoleucine, tyrosine, lysine, tryptophan, methionine, threonine, or leucine, excluding valine.

본 출원에서 "특정 서열번호로 기재된 아미노산 서열을 갖는 단백질"이라고 기재되어 있다 하더라도, 해당 서열번호의 아미노산 서열로 이루어진 단백질과 동일 혹은 상응하는 활성을 가지는 경우라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 단백질도 본 출원에서 사용될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 상기 변이형 단백질과 동일 혹은 상응하는 활성을 가지는 경우라면 상기 아미노산 서열 앞뒤에 단백질의 기능을 변경하지 않는 서열 추가, 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 이의 잠재성 돌연변이 (silent mutation) 또는 보존적 치환을 제외하는 것이 아니며, 이러한 서열 추가 혹은 돌연변이를 가지는 경우에도 본원의 범위 내에 속하는 것이 자명하다.Even if the present application describes a "protein having an amino acid sequence described by a specific sequence number", it is obvious that a protein having an amino acid sequence in which some sequences are deleted, modified, substituted, conservatively substituted, or added may also be used in the present application, as long as it has the same or corresponding activity as the protein consisting of the amino acid sequence of the corresponding sequence number. For example, if it has the same or corresponding activity as the mutant protein, it does not exclude sequence additions that do not alter the function of the protein before or after the amino acid sequence, mutations that may occur naturally, silent mutations thereof, or conservative substitutions, and it is obvious that even if it has such sequence additions or mutations, it falls within the scope of the present application.

본 출원의 "N번 위치"는 N번 위치 및 N번 위치와 상응(Correspoding)하는 아미노산 위치를 포함할 수 있다. 구체적으로 특정 아미노산 서열에 개시된 성숙 폴리펩티드(mature polypeptide)에서 임의의 아미노산 잔기에 상응하는 아미노산 위치를 포함할 수 있다. 상기 특정 아미노산 서열은 서열번호 10의 아미노산 서열일 수 있다.The "N-position" of the present application may include the N-position and an amino acid position corresponding to the N-position. Specifically, it may include an amino acid position corresponding to any amino acid residue in a mature polypeptide disclosed in a specific amino acid sequence. The specific amino acid sequence may be the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.

본 출원에서, 용어 "상응하는(corresponding to)"은, 폴리펩티드에서 열거되는 위치의 아미노산 잔기이거나, 또는 폴리펩티드에서 열거되는 잔기와 유사하거나 동일하거나 상동한 아미노산 잔기를 지칭한다. 상응하는 위치의 아미노산을 확인하는 것은 특정 서열을 참조하는 서열의 특정 아미노산을 결정하는 것일 수 있다. 본 출원에 사용된 "상응 영역"은 일반적으로 관련 단백질 또는 참조 (reference) 단백질에서의 유사하거나 대응되는 위치를 지칭한다. As used herein, the term "corresponding to" refers to an amino acid residue at a position listed in a polypeptide, or an amino acid residue that is similar, identical, or homologous to the residue listed in the polypeptide. Identifying an amino acid at a corresponding position may be determining a specific amino acid in a sequence that references a particular sequence. As used herein, "corresponding region" generally refers to a similar or corresponding position in a related or reference protein.

예를 들어, 임의의 아미노산 서열을 서열번호 10과 정렬(align)하고, 이를 토대로 상기 아미노산 서열의 각 아미노산 잔기는 서열번호 10의 아미노산 잔기와 상응하는 아미노산 잔기의 숫자 위치를 참조하여 넘버링 할 수 있다. 예를 들어, 본 출원에 기재된 것과 같은 서열 정렬 알고리즘은, 쿼리 시퀀스("참조 서열"이라고도 함)와 비교하여 아미노산의 위치, 또는 치환, 삽입 또는 결실 등의 변형이 발생하는 위치를 확인할 수 있다.For example, any amino acid sequence can be aligned with SEQ ID NO: 10, and based on this, each amino acid residue of the amino acid sequence can be numbered by referring to the numerical position of the amino acid residue corresponding to the amino acid residue in SEQ ID NO: 10. For example, a sequence alignment algorithm such as that described in the present application can identify the position of an amino acid, or the position at which a modification such as a substitution, insertion, or deletion occurs, by comparing it to a query sequence (also referred to as a “reference sequence”).

이러한 정렬에는 예를 들어 Needleman-Wunsch 알고리즘(Needleman 및 Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453), EMBOSS 패키지의 Needleman 프로그램 (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000), Trends Genet. 16: 276-277) 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 당업계에 알려진 서열 정렬 프로그램, 쌍 서열(pairwise sequence) 비교 알고리즘 등을 적절히 사용할 수 있다.For such alignment, for example, the Needleman-Wunsch algorithm (Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453), the Needleman program of the EMBOSS package (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000), Trends Genet. 16: 276-277) can be used, but is not limited thereto, and any sequence alignment program known in the art, pairwise sequence comparison algorithm, etc. can be appropriately used.

본 출원에서 용어 "보존적 치환(conservative substitution)"은 한 아미노산을 유사한 구조적 및/또는 화학적 성질을 갖는 또 다른 아미노산으로 치환시키는 것을 의미한다. 이러한 아미노산 치환은 일반적으로 잔기의 극성, 전하, 용해도, 소수성, 친수성 및/또는 양친매성(amphipathic nature)에서의 유사성에 근거하여 발생할 수 있다. 예를 들면, 양으로 하전된 (염기성) 아미노산은 아르기닌, 라이신, 및 히스티딘을 포함하고; 음으로 하전된 (산성) 아미노산은 글루탐산 및 아스파테이트를 포함하고; 방향족 아미노산은 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신을 포함하고, 소수성 아미노산은 알라닌, 발린, 이소류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 타이로신 및 트립토판을 포함한다. 또한, 아미노산은 전하를 띠는(electrically charged) 곁사슬을 갖는 아미노산과 전하를 띠지 않는(uncharged) 곁사슬을 갖는 아미노산으로 분류할 수 있으며, 전하를 띠는 곁사슬을 갖는 아미노산은 아스르트산, 글루탐산, 라이신, 아르기닌, 히스티딘을 포함하고, 전하를 띠지 않는 곁사슬을 갖는 아미노산은 다시 비극성(nonpolar) 아미노산 또는 극성 아미노산(polar)으로 분류할 수 있으며, 비극성 아미노산은 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신. 메티오닌, 페닐알라닌. 트립토판, 프롤린, 극성 아미노산은 세린, 트레오닌, 시스테인, 타이로신, 아스파라긴, 글루타민을 포함하는 것으로 분류할 수 있다. 통상적으로, 보존성 치환은 생성된 폴리펩티드의 활성에 거의 영향을 미치지 않거나 또는 영향을 미치지 않는다. 통상적으로, 보존적 치환은 단백질 또는 폴리펩티드의 활성에 거의 영향을 미치지 않거나 또는 영향을 미치지 않을 수 있다.The term "conservative substitution" in this application refers to the replacement of one amino acid with another amino acid having similar structural and/or chemical properties. Such amino acid substitutions may generally occur based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and/or amphipathic nature of the residues. For example, positively charged (basic) amino acids include arginine, lysine, and histidine; negatively charged (acidic) amino acids include glutamic acid and aspartate; aromatic amino acids include phenylalanine, tryptophan, and tyrosine; and hydrophobic amino acids include alanine, valine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, tyrosine, and tryptophan. Additionally, amino acids can be classified into those with electrically charged side chains and those with uncharged side chains. Charged side chain amino acids include aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, and histidine. Uncharged side chain amino acids can be further classified into nonpolar amino acids or polar amino acids. Nonpolar amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, and proline. Polar amino acids include serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, and glutamine. Typically, conservative substitutions have little or no effect on the activity of the resulting polypeptide. Typically, conservative substitutions may have little or no effect on the activity of a protein or polypeptide.

본 출원의 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드를 포함하는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제를 제공한다. Another aspect of the present application provides a nicotinamide nucleotide transhydrogenase comprising the mutant polypeptide.

상기 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 상기 변이형 폴리펩티드 PntA; 및 PntB를 포함하는 것일 수 있다. The above nicotinamide nucleotide transhydrogenase may comprise the mutant polypeptides PntA; and PntB.

즉, 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제는 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드 및 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 베타서브유닛으로 구성되는 것일 수 있다. That is, the nicotinamide nucleotide transhydrogenase of the present application may be composed of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide and the nicotinamide nucleotide transhydrogenase beta subunit of the present application.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.Another aspect of the present application provides a polynucleotide encoding the mutant polypeptide.

본 출원에서 용어, "폴리뉴클레오티드"는 뉴클레오티드 단위체(monomer)가 공유결합에 의해 길게 사슬모양으로 이어진 뉴클레오티드의 중합체(polymer)로 일정한 길이 이상의 DNA 또는 RNA 가닥으로서, 보다 구체적으로는 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 단편을 의미한다.In this application, the term "polynucleotide" means a polymer of nucleotides in which nucleotide units (monomers) are covalently bonded to form a long chain, a DNA or RNA strand of a certain length or longer, and more specifically, a polynucleotide fragment encoding the mutant polypeptide.

본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 베타서브유닛과 함께 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제를 형성할 수 있는 폴리뉴클레오티드 서열이라면 제한없이 포함될 수 있다. The polynucleotide encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application may include, without limitation, any polynucleotide sequence capable of forming nicotinamide nucleotide transhydrogenase together with the beta subunit.

예를 들어, 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 서열번호 10의 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 알라닌으로 치환된 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the polynucleotide encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application may be, but is not limited to, a polynucleotide sequence encoding an amino acid sequence in which the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is substituted with alanine.

예를 들어, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 14의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 서열을 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 15의 서열을 가지거나 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 15의 서열로 이루어지거나, 필수적으로 구성될 수 있다.For example, the polynucleotide of the present application may comprise a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14. Furthermore, as an example, the polynucleotide of the present application may have or comprise the sequence of SEQ ID NO: 15. Furthermore, the polynucleotide of the present application may consist of, or consist essentially of, the sequence of SEQ ID NO: 15.

본 출원의 폴리뉴클레오티드는 코돈의 축퇴성(degeneracy) 또는 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 발현시키고자 하는 생물에서 선호되는 코돈을 고려하여, 본 출원의 변이형 폴리펩티드의 아미노산 서열을 변화시키지 않는 범위 내에서 코딩 영역에 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 코돈 축퇴성 (codon degeneracy)에 의해 본 출원의 변이형 폴리펩티드의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩타이드 또는 이와 상동성 또는 동일성을 가지는 폴리펩타이드로 번역될 수 있는 폴리뉴클레오티드 역시 포함될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 15의 서열; 또는 이의 축퇴성 서열(degenerated sequence)로 이루어지거나 포함할 수 있다.The polynucleotide of the present application may be modified in various ways in the coding region without altering the amino acid sequence of the variant polypeptide of the present application, taking into account codon degeneracy or preferred codons in the organism that is intended to express the variant polypeptide of the present application. Therefore, it is self-evident that the polynucleotide of the present application may also be translated into a polypeptide consisting of the amino acid sequence of the variant polypeptide of the present application or a polypeptide having homology or identity therewith due to codon degeneracy. For example, the polynucleotide of the present application may be composed of or include the sequence of SEQ ID NO: 15; or a degenerated sequence thereof.

예를 들어, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 12의 서열과 상동성 또는 동일성이 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7% 또는 99.8% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 염기 서열에서, 서열번호 12의 1309~1311번째 위치의 코돈에 상응하는 코돈이 원래의 아미노산과 다른 아미노산, 예를 들어, 알라닌을 코딩하는 코돈으로 치환된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드의 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 폴리뉴클레오티드 서열을 갖는 변이형도 본 출원의 범위 내에 포함됨은 자명하다.For example, the polynucleotide of the present application may include, but is not limited to, a base sequence having a homology or identity of 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.7%, or 99.8% or more with respect to the sequence of SEQ ID NO: 12, in which the codon corresponding to the codon at positions 1309 to 1311 of SEQ ID NO: 12 is substituted with a codon encoding an amino acid other than the original amino acid, for example, alanine. In addition, it is obvious that a variant having a polynucleotide sequence having a deletion, modification, substitution, conservative substitution or addition of a part of a sequence that has such homology or identity and encodes the amino acid sequence of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application is also included within the scope of the present application.

다른 예시로, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 서열번호 15의 서열과 상동성 또는 동일성이 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 및 100% 미만인 핵산 서열을 가지거나 포함하거나, 또는 서열번호 15의 서열과 상동성 또는 동일성이 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 및 100% 미만인 핵산 서열로 이루어지거나 필수적으로 이루어지거나, 포함될 수 있다. As another example, the polynucleotide of the present application may have or include a nucleic acid sequence having at least 60%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, and less than 100% homology or identity with the sequence of SEQ ID NO: 15, or may consist of, consist essentially of, or include a nucleic acid sequence having at least 60%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, and less than 100% homology or identity with the sequence of SEQ ID NO: 15.

또한, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 공지의 유전자 서열로부터 제조될 수 있는 프로브, 예를 들면, 본 출원의 폴리뉴클레오티드 서열의 전체 또는 일부에 대한 상보 서열과 엄격한 조건 하에 하이브리드화할 수 있는 서열이라면 제한없이 포함할 수 있다.Additionally, the polynucleotide of the present application may include, without limitation, a probe that can be prepared from a known genetic sequence, for example, a sequence that can hybridize under stringent conditions with a complementary sequence to all or part of the polynucleotide sequence of the present application.

상기 "엄격한 조건(stringent condition)"이란 폴리뉴클레오티드 간의 특이적 혼성화를 가능하게 하는 조건을 의미한다. 이러한 조건은 문헌(J. Sambrook et al.,Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; F.M. Ausubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York, 9.50-9.51, 11.7-11.8 참조)에 구체적으로 기재되어 있다. 예를 들어, 상동성 또는 동일성이 높은 폴리뉴클레오티드끼리, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상의 상동성 또는 동일성을 갖는 폴리뉴클레오티드끼리 하이브리드화하고, 그보다 상동성 또는 동일성이 낮은 폴리뉴클레오티드끼리 하이브리드화하지 않는 조건, 또는 통상의 써던 하이브리드화(southern hybridization)의 세척 조건인 60℃, 1ХSSC, 0.1% SDS, 구체적으로 60℃, 0.1ХSSC, 0.1% SDS, 보다 구체적으로 68℃, 0.1ХSSC, 0.1% SDS에 상당하는 염 농도 및 온도에서, 1회, 구체적으로 2회 내지 3회 세정하는 조건을 열거할 수 있다.The above "stringent conditions" refer to conditions that allow specific hybridization between polynucleotides. These conditions are specifically described in the literature (see J. Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; F.M. Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York, 9.50-9.51, 11.7-11.8). For example, conditions in which polynucleotides having high homology or identity hybridize with each other, polynucleotides having 60% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more homology or identity hybridize with each other, and polynucleotides having lower homology or identity do not hybridize with each other, or conditions in which washing is performed once, specifically twice or three times, at a salt concentration and temperature equivalent to 60°C, 1ХSSC, 0.1% SDS, specifically 60°C, 0.1ХSSC, 0.1% SDS, and more specifically 68°C, 0.1ХSSC, 0.1% SDS, which are washing conditions of typical southern hybridization, are performed.

혼성화는 비록 혼성화의 엄격도에 따라 염기 간의 미스매치(mismatch)가 가능할지라도, 두 개의 핵산이 상보적 서열을 가질 것을 요구한다. 용어, "상보적"은 서로 혼성화가 가능한 뉴클레오티드 염기 간의 관계를 기술하는데 사용된다. 예를 들면, DNA에 관하여, 아데닌은 티민에 상보적이며 시토신은 구아닌에 상보적이다. 따라서, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 또한 실질적으로 유사한 핵산 서열뿐만 아니라 전체 서열에 상보적인 단리된 핵산 단편을 포함할 수 있다.Hybridization requires that two nucleic acids have complementary sequences, although mismatches between bases are possible depending on the stringency of hybridization. The term "complementary" is used to describe the relationship between nucleotide bases that can hybridize with each other. For example, in DNA, adenine is complementary to thymine, and cytosine is complementary to guanine. Therefore, the polynucleotides of the present application may also include isolated nucleic acid fragments that are complementary in their entirety, as well as substantially similar nucleic acid sequences.

구체적으로, 본 출원의 폴리뉴클레오티드와 상동성 또는 동일성을 가지는 폴리뉴클레오티드는 55℃의 Tm 값에서 혼성화 단계를 포함하는 혼성화 조건을 사용하고 상술한 조건을 사용하여 탐지할 수 있다. 또한, 상기 Tm 값은 60℃, 63℃ 또는 65℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 그 목적에 따라 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있다.Specifically, a polynucleotide having homology or identity with the polynucleotide of the present application can be detected using hybridization conditions including a hybridization step at a Tm value of 55°C and using the conditions described above. In addition, the Tm value may be, but is not limited to, 60°C, 63°C, or 65°C, and can be appropriately adjusted by a person skilled in the art depending on the purpose.

상기 폴리뉴클레오티드를 혼성화하는 적절한 엄격도는 폴리뉴클레오티드의 길이 및 상보성 정도에 의존하고 변수는 해당기술분야에 잘 알려져 있다(예컨대, J. Sambrook et al., 상동).The appropriate stringency for hybridizing the polynucleotides depends on the length and degree of complementarity of the polynucleotides, variables which are well known in the art (e.g., J. Sambrook et al., supra).

본 출원에서 용어, "상동성(homology)" 또는 "동일성(identity)"은 두 개의 주어진 아미노산 서열 또는 염기 서열 상호간 유사한 정도를 의미하며 백분율로 표시될 수 있다. 용어 상동성 및 동일성은 종종 상호교환적으로 이용될 수 있다.As used herein, the terms "homology" or "identity" refer to the degree of similarity between two given amino acid sequences or base sequences, which may be expressed as a percentage. The terms homology and identity are often used interchangeably.

보존된(conserved) 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 서열 상동성 또는 동일성은 표준 배열 알고리즘에 의해 결정되며, 사용되는 프로그램에 의해 확립된 디폴트 갭 페널티가 함께 이용될 수 있다. 실질적으로, 상동성을 갖거나(homologous) 또는 동일한(identical) 서열은 일반적으로 서열 전체 또는 일부분과 중간 또는 높은 엄격한 조건(stringent conditions)에서 하이브리드할 수 있다. 하이브리드화는 폴리뉴클레오티드에서 일반 코돈 또는 코돈 축퇴성을 고려한 코돈을 함유하는 폴리뉴클레오티드와의 하이브리드화 역시 포함됨이 자명하다.Sequence homology or identity of conserved polynucleotides or polypeptides is determined by standard alignment algorithms, and may be combined with default gap penalties established by the program being used. In practice, homologous or identical sequences can generally hybridize with all or part of the sequence under moderate or high stringency conditions. It should be appreciated that hybridization also includes hybridization with polynucleotides containing common codons or codons that take codon degeneracy into account.

임의의 두 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드 서열이 상동성, 유사성 또는 동일성을 갖는지 여부는, 예를 들어, Pearson et al (1988) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444에서와 같은 디폴트 파라미터를 이용하여 "FASTA" 프로그램과 같은 공지의 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 또는, EMBOSS 패키지의 니들만 프로그램(EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277)(버전 5.0.0 또는 이후 버전)에서 수행되는 바와 같은, 니들만-운치(Needleman-Wunsch) 알고리즘(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453)이 사용되어 결정될 수 있다(GCG 프로그램 패키지(Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387(1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA(Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego,1994, 및 [CARILLO ETA/.](1988) SIAM J Applied Math 48: 1073을 포함한다). 예를 들어, 국립 생물공학 정보 데이터베이스 센터의 BLAST, 또는 ClustalW를 이용하여 상동성, 유사성 또는 동일성을 결정할 수 있다.Whether any two polynucleotide or polypeptide sequences are homologous, similar or identical can be determined using known computer algorithms such as the "FASTA" program using default parameters, for example as in Pearson et al (1988) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444. Alternatively, the Needleman-Wunsch algorithm (Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453) as implemented in the Needleman program of the EMBOSS package (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277) (version 5.0.0 or later) can be determined using the GCG program package (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387(1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego, 1994, and [CARILLO ETA/.](1988) SIAM J Applied Math 48: 1073). For example, homology, similarity, or identity can be determined using BLAST or ClustalW of the National Center for Biotechnology Information Database.

폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 상동성, 유사성 또는 동일성은, 예를 들어, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math(1981) 2:482 에 공지된 대로, 예를 들면, Needleman et al.(1970), J Mol Biol. 48:443과 같은 GAP 컴퓨터 프로그램을 이용하여 서열 정보를 비교함으로써 결정될 수 있다. 요약하면, GAP 프로그램은 두 서열 중 더 짧은 것에서의 기호의 전체 수로, 유사한 배열된 기호(즉, 뉴클레오티드 또는 아미노산)의 수를 나눈 값으로 정의할 수 있다. GAP 프로그램을 위한 디폴트 파라미터는 (1) 이진법 비교 매트릭스(동일성을 위해 1 그리고 비-동일성을 위해 0의 값을 함유함) 및 Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358(1979)에 의해 개시된 대로, Gribskov et al(1986) Nucl. Acids Res. 14: 6745의 가중된 비교 매트릭스 (또는 EDNAFULL (NCBI NUC4.4의 EMBOSS 버전) 치환 매트릭스); (2) 각 갭을 위한 3.0의 페널티 및 각 갭에서 각 기호를 위한 추가의 0.10 페널티(또는 갭 개방 패널티 10, 갭 연장 패널티 0.5); 및 (3) 말단 갭을 위한 무 페널티를 포함할 수 있다. 따라서, 본 출원에서 사용된 용어 "상동성" 또는 "동일성"은 서열들간의 관련성(relevance)을 나타낸다.Homology, similarity, or identity of polynucleotides or polypeptides can be determined by comparing sequence information, for example, using a GAP computer program such as that of Needleman et al. (1970), J Mol Biol. 48:443, as disclosed, for example, in Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482. In brief, the GAP program can be defined as the total number of symbols in the shorter of the two sequences divided by the number of similarly arranged symbols (i.e., nucleotides or amino acids). Default parameters for the GAP program include (1) a binary comparison matrix (containing values of 1 for identity and 0 for non-identity) and (2) a comparison matrix as disclosed by Gribskov et al. (1986) Nucl. Acids Res. 48:443, as disclosed by Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979). 14: 6745 weighted comparison matrix (or EDNAFULL (EMBOSS version of NCBI NUC4.4) substitution matrix); (2) a penalty of 3.0 for each gap and an additional penalty of 0.10 for each symbol in each gap (or a gap opening penalty of 10 and a gap extension penalty of 0.5); and (3) no penalty for terminal gaps. Accordingly, the term "homology" or "identity" as used herein refers to the relevance between sequences.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 본 출원의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다. 상기 벡터는 상기 폴리뉴클레오티드를 미생물에서 발현시키기 위한 발현 벡터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Another aspect of the present application provides a vector comprising the polynucleotide of the present application. The vector may be, but is not limited to, an expression vector for expressing the polynucleotide in a microorganism.

본 출원에서 용어 "벡터"는 적합한 숙주 내에서 목적 폴리펩티드를 발현시킬 수 있도록 적합한 발현조절영역(또는 발현조절서열)에 작동 가능하게 연결된 상기 목적 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 염기서열을 포함하는 DNA 제조물을 포함할 수 있다. 상기 발현조절영역은 전사를 개시할 수 있는 프로모터, 그러한 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합부위를 코딩하는 서열, 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함할 수 있다. 벡터는 적당한 미생물 내로 형질전환된 후, 숙주 게놈과 무관하게 복제되거나 기능할 수 있으며, 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.The term "vector" in this application may include a DNA construct comprising a base sequence of a polynucleotide encoding a target polypeptide operably linked to a suitable expression control region (or expression control sequence) so as to enable expression of the target polypeptide in a suitable host. The expression control region may include a promoter capable of initiating transcription, an optional operator sequence for regulating such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and sequences regulating the termination of transcription and translation. After being transformed into a suitable microorganism, the vector may replicate or function independently of the host genome, or may be integrated into the genome itself.

본 출원에서 사용되는 벡터는 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 알려진 임의의 벡터를 이용할 수 있다. 통상 사용되는 벡터의 예로는 천연 상태이거나 재조합된 상태의 플라스미드, 코스미드, 바이러스 및 박테리오파지를 들 수 있다. 예를 들어, 파지 벡터 또는 코스미드 벡터로서 pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, 및 Charon21A 등을 사용할 수 있으며, 플라스미드 벡터로서 pDZ계, pBR계, pUC계, pBluescriptII계, pGEM계, pTZ계, pCL계 및 pET계 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 pDZ, pDC, pDCM2, pDC24, pACYC177, pACYC184, pCL, pECCG117, pUC19, pBR322, pMW118, pCC1BAC 벡터 등을 사용할 수 있다.The vector used in the present application is not particularly limited, and any vector known in the art can be used. Examples of commonly used vectors include plasmids, cosmids, viruses, and bacteriophages in a natural or recombinant state. For example, pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, and Charon21A can be used as phage vectors or cosmid vectors, and pDZ series, pBR series, pUC series, pBluescriptII series, pGEM series, pTZ series, pCL series, and pET series can be used as plasmid vectors. Specifically, pDZ, pDC, pDCM2, pDC24, pACYC177, pACYC184, pCL, pECCG117, pUC19, pBR322, pMW118, pCC1BAC vectors can be used.

일례로 세포 내 염색체 삽입용 벡터를 통해 목적 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 염색체 내로 삽입할 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드의 염색체 내로의 삽입은 당업계에 알려진 임의의 방법, 예를 들면, 상동재조합(homologous recombination)에 의하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 염색체 삽입 여부를 확인하기 위한 선별 마커(selection marker)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 선별 마커는 벡터로 형질전환된 세포를 선별, 즉 목적 핵산 분자의 삽입 여부를 확인하기 위한 것으로, 약물 내성, 영양 요구성, 세포 독성제에 대한 내성 또는 표면 폴리펩티드의 발현과 같은 선택가능 표현형을 부여하는 마커들이 사용될 수 있다. 선택제(selective agent)가 처리된 환경에서는 선별 마커를 발현하는 세포만 생존하거나 다른 표현 형질을 나타내므로, 형질전환된 세포를 선별할 수 있다.For example, a polynucleotide encoding a target polypeptide can be inserted into a chromosome via a vector for intracellular chromosomal insertion. The insertion of the polynucleotide into the chromosome can be achieved by any method known in the art, for example, homologous recombination, but is not limited thereto. A selection marker for confirming the chromosomal insertion can be additionally included. The selection marker is used to select cells transformed with the vector, i.e., to confirm the insertion of the target nucleic acid molecule. Markers that confer a selectable phenotype, such as drug resistance, nutrient requirement, cytotoxic agent resistance, or expression of a surface polypeptide, can be used. In an environment treated with a selective agent, only cells expressing the selection marker survive or exhibit other phenotypic traits, so that transformed cells can be selected.

본 출원에서 용어 "형질전환"은 표적 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 미생물 혹은 미생물 내에 도입하여 미생물 내에서 상기 폴리뉴클레오티드가 코딩하는 폴리펩티드가 발현할 수 있도록 하는 것을 의미한다. 형질전환된 폴리뉴클레오티드는 미생물 내에서 발현될 수 있기만 한다면, 미생물의 염색체 내에 삽입되어 위치하거나 염색체 외에 위치하거나 상관없이 이들 모두를 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리뉴클레오티드는 목적 폴리펩티드를 코딩하는 DNA 및/또는 RNA를 포함한다. 상기 폴리뉴클레오티드는 미생물 내로 도입되어 발현될 수 있는 것이면, 어떠한 형태로도 도입될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리뉴클레오티드는 자체적으로 발현되는데 필요한 모든 요소를 포함하는 유전자 구조체인 발현 카세트(expression cassette)의 형태로 미생물에 도입될 수 있다. 상기 발현 카세트는 통상 상기 폴리뉴클레오티드에 작동 가능하게 연결되어 있는 프로모터(promoter), 전사 종결신호, 리보좀 결합부위 및 번역 종결신호를 포함할 수 있다. 상기 발현 카세트는 자체 복제가 가능한 발현 벡터 형태일 수 있다. 또한, 상기 폴리뉴클레오티드는 그 자체의 형태로 미생물에 도입되어 미생물에서 발현에 필요한 서열과 작동 가능하게 연결되어 있는 것일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.The term "transformation" in this application refers to introducing a vector containing a polynucleotide encoding a target polypeptide into a microorganism or into a microorganism, so that the polypeptide encoded by the polynucleotide can be expressed in the microorganism. The transformed polynucleotide can be located either within the chromosome of the microorganism or outside the chromosome, as long as it can be expressed in the microorganism. In addition, the polynucleotide includes DNA and/or RNA encoding the target polypeptide. The polynucleotide can be introduced in any form as long as it can be introduced into the microorganism and expressed. For example, the polynucleotide can be introduced into the microorganism in the form of an expression cassette, which is a genetic construct containing all elements necessary for autonomous expression. The expression cassette can typically include a promoter, a transcription termination signal, a ribosome binding site, and a translation termination signal, all of which are operably linked to the polynucleotide. The expression cassette can be in the form of a self-replicating expression vector. Additionally, the polynucleotide may be introduced into a microorganism in its own form and operably linked to a sequence required for expression in the microorganism, but is not limited thereto.

또한, 상기에서 용어 "작동 가능하게 연결"된 것이란 본 출원의 목적 변이 형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 전사를 개시 및 매개하도록 하는 프로모터 서열과 상기 폴리뉴클레오티드 서열이 기능적으로 연결되어 있는 것을 의미한다.Additionally, the term "operably linked" as used herein means that the polynucleotide sequence is functionally linked to a promoter sequence that initiates and mediates transcription of the polynucleotide encoding the target variant polypeptide of the present application.

본 출원의 벡터를 형질전환 시키는 방법은 핵산을 세포 내로 도입하는 어떤 방법도 포함되며, 숙주세포에 따라 당 분야에서 공지된 바와 같이 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 전기천공법 (electroporation), 인산칼슘 (CaPO4) 침전, 염화칼슘 (CaCl2) 침전, 미세주입법 (microinjection), 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)법, DEAE-덱스트란법, 양이온 리포좀법, 및 초산 리튬-DMSO법 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.The method for transforming the vector of the present application includes any method for introducing nucleic acids into cells, and can be performed by selecting an appropriate standard technique known in the art depending on the host cell. Examples thereof include, but are not limited to, electroporation, calcium phosphate (CaPO4) precipitation, calcium chloride (CaCl2) precipitation, microinjection, polyethylene glycol (PEG) method, DEAE-dextran method, cationic liposome method, and lithium acetate-DMSO method.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 상기 변이형 폴리펩티드; 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 및 이를 포함하는 벡터 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 미생물을 제공한다.Another aspect of the present application provides a microorganism comprising at least one selected from the group consisting of the mutant polypeptide; a polynucleotide encoding the mutant polypeptide; and a vector comprising the same.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 베타서브유닛; 상기 베타 서브유닛을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 및 이를 포함하는 벡터 중 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 미생물을 제공한다.Another aspect of the present application provides a microorganism further comprising at least one selected from the group consisting of a nicotinamide nucleotide transhydrogenase beta subunit; a polynucleotide encoding the beta subunit; and a vector comprising the same.

하나의 구체예에서, 본 출원의 미생물은 L-아미노산 또는 그 유도체 생산능을 가지는 미생물일 수 있다. In one specific example, the microorganism of the present application may be a microorganism having the ability to produce L-amino acid or a derivative thereof.

본 출원에서 용어, "미생물(또는, 균주)"은 야생형 미생물이나 자연적 또는 인위적으로 유전적 변형이 일어난 미생물을 모두 포함하며, 외부 유전자가 삽입되거나 내재적 유전자의 활성이 강화되거나 불활성화되는 등의 원인으로 인해서 특정 기작이 약화되거나 강화된 미생물로서, 목적하는 폴리펩티드, 단백질 또는 산물의 생산을 위하여 유전적 변형(modification)을 포함하는 미생물일 수 있다. 본 출원에서 "미생물", "균주", "미생물"은 동일한 의미로서 제한 없이 혼용되어 사용될 수 있다.In this application, the term "microorganism (or strain)" includes both wild-type microorganisms and microorganisms that have undergone natural or artificial genetic modification. It may be a microorganism that has a specific mechanism weakened or strengthened due to causes such as the insertion of an external gene or the enhancement or inactivation of the activity of an endogenous gene, and may be a microorganism that includes genetic modification for the production of a desired polypeptide, protein, or product. In this application, "microorganism," "strain," and "microorganism" may be used interchangeably without limitation with the same meaning.

본 출원에서 용어, "재조합 미생물"은 유전적으로 변형되어, 자연 발생 미생물과 비교하여 상이한 유전자형 및/또는 표현형을 나타내는(예를 들어, 유전자 변형이 미생물의 핵산 서열 코딩에 영향을 미칠 때) 미생물로서, 상기 미생물의 자손 또는 잠재적 자손을 모두 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어, "재조합 미생물", "유전자 변형된 미생물", "재조합 숙주세포", "재조합 세포" 및 "재조합 균주"는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 상기 재조합 미생물은 예를 들어, 천연(비-재조합) 형태 내에서 발견되지 않는 유전자를 발현하거나; 천연 형태 내에서 발현되는 유전자를 발현하지 않거나 또는 천연 형태 내에서 발현되는 것과는 다른 양상으로 천연 유전자를 발현할 수 있다.As used herein, the term "recombinant microorganism" refers to a microorganism that has been genetically modified to exhibit a different genotype and/or phenotype compared to a naturally occurring microorganism (e.g., when the genetic modification affects the nucleic acid sequence coding of the microorganism), and may include all progeny or potential progeny of the microorganism. The terms "recombinant microorganism," "genetically modified microorganism," "recombinant host cell," "recombinant cell," and "recombinant strain" may be used interchangeably in this application. The recombinant microorganism may, for example, express a gene not found in its native (non-recombinant) form; may not express a gene expressed in its native form; or may express a native gene in a manner different from that in which it is expressed in its native form.

본 출원에서 용어, "L-아미노산을 생산하는 미생물"은 L-아미노산을 생물체 내에서 생산할 수 있는 원핵 또는 진핵 미생물 균주로서, L-아미노산 생산능이 없는 모균주에 L-아미노산의 생산능이 부여된 미생물, 또는 내재적으로 L-아미노산 생산능을 갖는 미생물을 모두 포함할 수 있다. L-아미노산 생산 능력은 종 개량에 의해 부여되거나 증진될 수 있다. In the present application, the term "microorganism producing L-amino acid" refers to a prokaryotic or eukaryotic microbial strain capable of producing L-amino acid within the organism, and may include both a microorganism in which the ability to produce L-amino acid has been conferred on a parent strain that does not have the ability to produce L-amino acid, or a microorganism that inherently has the ability to produce L-amino acid. The ability to produce L-amino acid may be conferred or enhanced by species improvement.

일 구현예로, 본 출원의 미생물은 자연적으로 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드 또는 L-아미노산 생산능을 가지고 있는 미생물; 또는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드 또는 L-아미노산 생산능이 없는 모균주에 본 출원의 변이형 폴리펩티드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드(또는 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터)가 도입되거나 및/또는 L-아미노산 생산능이 부여된 미생물일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the microorganism of the present application may be a microorganism that naturally has the ability to produce a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide or an L-amino acid; or a microorganism that has been introduced into a parent strain that does not have the ability to produce a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide or an L-amino acid by a variant polypeptide of the present application or a polynucleotide encoding the same (or a vector including the polynucleotide) and/or has been given the ability to produce an L-amino acid, but is not limited thereto.

일 구현예로, 본 출원의 미생물은 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 폴리펩티드를 암호화하는 염색체상의 유전자가 돌연변이되어 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드 서열을 포함하는 미생물 및/또는 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 이를 포함하는 벡터를 도입시켜 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 포함하는 미생물을 모두 포함하나, 이에 제한되지 않는다. In one embodiment, the microorganism of the present application includes, but is not limited to, a microorganism having a chromosomal gene encoding a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit polypeptide mutated to include a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide sequence of the present application and/or a polynucleotide encoding a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application; or a vector including the same, thereby introducing a microorganism including a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit variant polypeptide of the present application.

본 출원에서 용어, "비변형 미생물"은 미생물에 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이를 포함하는 균주를 제외하는 것이 아니며, 야생형 균주 또는 천연형 균주 자체이거나, 자연적 또는 인위적 요인에 의한 유전적 변이로 형질이 변화되기 전 균주를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 비변형 미생물은 본 명세서에 기재된 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드가 도입되지 않거나 도입되기 전의 균주를 의미할 수 있다. 상기 "비변형 미생물"은 "변형 전 균주", "변형 전 미생물", "비변이 균주", "비변형 균주", "비변이 미생물" 또는 "기준 미생물"과 혼용될 수 있다.In this application, the term "unmodified microorganism" does not exclude a strain that contains a mutation that can occur naturally in a microorganism, and may refer to a wild-type strain or a natural strain itself, or a strain before its characteristics are changed by genetic mutation caused by natural or artificial factors. For example, the unmodified microorganism may refer to a strain into which the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide described herein is not introduced or before it is introduced. The "unmodified microorganism" may be used interchangeably with "pre-modified strain," "pre-modified microorganism," "unmutated strain," "unmodified microorganism," "unmutated microorganism," or "reference microorganism."

본 출원의 L-아미노산 생산능을 가지는 미생물은 본 출원의 변이형 폴리펩티드, 본 출원의 폴리뉴클레오티드 및 본 출원의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터 중 어느 하나 이상을 포함하는 미생물; 본 출원의 변이형 폴리펩티드 또는 본 출원의 폴리뉴클레오티드를 발현하도록 변형된 미생물; 본 출원의 변이형 폴리펩티드, 또는 본 출원의 폴리뉴클레오티드를 발현하는 미생물(예컨대, 재조합 균주); 또는 본 출원의 변이형 폴리펩티드 활성을 갖는 미생물(예컨대, 재조합 균주)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The microorganism having L-amino acid production ability of the present application may be, but is not limited to, a microorganism comprising at least one of the variant polypeptide of the present application, the polynucleotide of the present application, and a vector comprising the polynucleotide of the present application; a microorganism modified to express the variant polypeptide of the present application or the polynucleotide of the present application; a microorganism (e.g., a recombinant strain) expressing the variant polypeptide of the present application or the polynucleotide of the present application; or a microorganism (e.g., a recombinant strain) having the activity of the variant polypeptide of the present application.

일 예로, 본 출원의 미생물은 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 또는 이를 포함하는 벡터로 형질전환되어, 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 발현하는 세포 또는 미생물로서, 본 출원의 균주는 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 포함하여 L-아미노산 또는 그 유도체를 생산할 수 있는 미생물을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 미생물은 천연의 야생형 미생물 또는 L-아미노산 생산능을 가지는 미생물에 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 도입됨으로써 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드가 발현되거나, 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 포함하는 변이형 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제가 발현되어, L-아미노산 생산능이 증가된 재조합 균주일 수 있다. 상기 L-아미노산 생산능이 증가된 재조합 균주는, 천연의 야생형 미생물 또는 비변형 미생물(예를 들어, 야생형 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제를 발현하는 미생물 또는 본 출원의 변이형 폴리펩티드를 발현하지 않는 미생물)에 비하여 L-아미노산 생산능이 증가된 미생물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 본 출원의 L-아미노산 생산능이 증가된 미생물은 서열번호 10의 폴리펩티드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 미생물과 비교하여, L-아미노산 생산능이 증가된 미생물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 L-아미노산 생산능의 증가 여부를 비교하는 대상 균주인, 비변형 미생물은 야생형 코리네박테리움 글루타미쿰 균주인 KCCM 12502P (CA09-0903) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the microorganism of the present application is a cell or microorganism that is transformed with a polynucleotide encoding the mutant polypeptide of the present application or a vector containing the same, and expresses the mutant polypeptide of the present application, and the strain of the present application may include all microorganisms capable of producing L-amino acids or derivatives thereof, including the mutant polypeptide of the present application. For example, the microorganism of the present application may be a recombinant strain in which a polynucleotide encoding the mutant polypeptide of the present application is introduced into a natural wild-type microorganism or a microorganism having the ability to produce L-amino acids, thereby expressing a nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide, or expressing a mutant nicotinamide nucleotide transhydrogenase containing the mutant polypeptide of the present application, thereby increasing the ability to produce L-amino acids. The recombinant strain with increased L-amino acid productivity may be a microorganism with increased L-amino acid productivity compared to a natural wild-type microorganism or a non-modified microorganism (e.g., a microorganism expressing a wild-type nicotinamide nucleotide transhydrogenase or a microorganism that does not express the mutant polypeptide of the present application), but is not limited thereto. For example, the microorganism with increased L-amino acid productivity of the present application may be a microorganism with increased L-amino acid productivity compared to a microorganism comprising the polypeptide of SEQ ID NO: 10 or a polynucleotide encoding the same, but is not limited thereto. For example, the non-modified microorganism, which is a target strain for comparing whether the L-amino acid productivity is increased, may be, but is not limited to, KCCM 12502P (CA09-0903), a wild-type Corynebacterium glutamicum strain.

본 출원의 미생물은 상기 핵산 또는 벡터 도입 이외에도 다양한 공지의 방법에 의해 본 출원의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드를 발현할 수 있는 미생물을 모두 포함할 수 있다.The microorganism of the present application may include any microorganism capable of expressing the nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide of the present application by various known methods in addition to the above nucleic acid or vector introduction.

일 예로, 상기 L-아미노산 생산능이 증가된 미생물은 변이 전 모균주 또는 비변형 미생물의 L-아미노산 생산능에 비하여 약 1% 이상, 구체적으로는 약 1% 이상, 약 2% 이상, 약 3% 이상, 약 4%이상, 약 5% 이상, 약 6% 이상, 약 7%이상, 약 8%이상, 약 9% 이상, 약 10% 이상, 약 11%이상, 약 12%이상, 약 13%이상, 약 14%이상, 약 15% 이상, 약 16%이상, 약 17%이상, 약 18%이상, 약 19%이상 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상 (상한값은 특별한 제한은 없으며, 예컨대, 약 200% 이하, 약 150% 이하, 약 100% 이하, 약 90% 이하, 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 또는 약 50% 이하일 수 있음) 증가된 것일 수 있으나, 변이 전 모균주 또는 비변형 미생물의 생산능에 비해 +값의 증가량을 갖는 한, 이에 제한되지 않는다. 다른 예에서, 상기 L-아미노산 생산능이 증가된 재조합 균주는 변이 전 모균주 또는 비변형 미생물에 비하여, L-아미노산 생산능이 약 1.01배 이상, 약 1.02배 이상, 약 1.03배 이상, 약 1.04배 이상, 1.05배 이상, 1.06배 이상, 1.07배 이상, 1.08배 이상, 1.09배 이상, 약 1.1배 이상, 약 1.11배 이상, 약 1.12배 이상, 약 1.13배 이상, 약 1.14배 이상, 약 1.15배 이상, 약 1.16배 이상, 약 1.17배 이상, 약 1.18배 이상, 약 1.19배 이상, 약 1.20배 이상, 약 1.25배 이상, 약 1.30배 이상, 약 1.35배 이상, 약 1.40배 이상, 약 1.45배 이상,또는 약 1.50배 이상 (상한값은 특별한 제한은 없으며, 예컨대, 약 10배 이하, 약 5배 이하, 약 3배 이하, 약 2배 이하, 또는 약 1.5배 이하일 수 있음) 증가된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 용어 “약(about)”은 ±0.5, ±0.4, ±0.3, ±0.2, ±0.1 등을 모두 포함하는 범위로, 약 이란 용어 뒤에 나오는 수치와 동등하거나 유사한 범위의 수치를 모두 포함하나, 이에 제한되지 않는다.For example, the L-amino acid production ability of the microorganism with increased L-amino acid production ability is about 1% or more, specifically, about 1% or more, about 2% or more, about 3% or more, about 4% or more, about 5% or more, about 6% or more, about 7% or more, about 8% or more, about 9% or more, about 10% or more, about 11% or more, about 12% or more, about 13% or more, about 14% or more, about 15% or more, about 16% or more, about 17% or more, about 18% or more, about 19% or more, about 20% or more, about 25% or more, about 30% or more, about 35% or more, about 40% or more, about 50% or more (the upper limit is not particularly limited, for example, about 200% or less, about 150% or less, about It may be increased by 100% or less, about 90% or less, about 80% or less, about 70% or less, about 60% or less, about 55% or less, or about 50% or less), but is not limited thereto, as long as it has a positive value of increase compared to the productivity of the parent strain or unmodified microorganism before the mutation. In another example, the recombinant strain with increased L-amino acid production ability has an L-amino acid production ability of about 1.01 times or more, about 1.02 times or more, about 1.03 times or more, about 1.04 times or more, about 1.05 times or more, about 1.06 times or more, about 1.07 times or more, about 1.08 times or more, about 1.09 times or more, about 1.1 times or more, about 1.11 times or more, about 1.12 times or more, about 1.13 times or more, about 1.14 times or more, about 1.15 times or more, about 1.16 times or more, about 1.17 times or more, about 1.18 times or more, about 1.19 times or more, about 1.20 times or more, about 1.25 times or more, about 1.30 times or more, about 1.35 times or more, or about It may be increased by, but is not limited to, 1.40 times or more, about 1.45 times or more, or about 1.50 times or more (the upper limit is not particularly limited, and may be, for example, about 10 times or less, about 5 times or less, about 3 times or less, about 2 times or less, or about 1.5 times or less). The term “about” includes, but is not limited to, a range including all of ±0.5, ±0.4, ±0.3, ±0.2, ±0.1, etc., and includes all values in a range equal to or similar to the value following the term “about.”

앞선 구체예 중 어느 하나에 따른 미생물로서, 본 출원의 미생물은 코리네박테리움 속(Corynebacteria sp.), 에스케리치아 속(Escherichia sp.), 어위니아 속(Erwinia sp.), 세라티아 속(Serratia sp.), 프로비덴시아 속(Providencia sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 렙토스피라 속(Leptospira sp.), 살모넬라 속(Salmonella sp.), 브레비박테리아 속(Brevibacteria sp.), 하이포모나스 속(Hypomononas sp.), 크로모박테리움 속(Chromobacterium sp.) 및 노카디아 속(Norcardia sp.), 또는 곰팡이류(fungi) 또는 효모류(yeast)에 속하는 미생물, 구체적으로는 코리네박테리움 속 미생물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As a microorganism according to any one of the preceding specific examples, the microorganism of the present application may be a microorganism belonging to the genus Corynebacteria sp ., Escherichia sp ., Erwinia sp ., Serratia sp ., Providencia sp., Pseudomonas sp ., Leptospira sp ., Salmonella sp., Brevibacteria sp ., Hypomononas sp ., Chromobacterium sp. , and Norcardia sp . , or a fungus or yeast, specifically, a microorganism belonging to the genus Corynebacterium, but is not limited thereto.

본 출원의 일 예로, 본 출원의 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 코리네박테리움 크루디락티스(Corynebacterium crudilactis), 코리네박테리움 데세르티(Corynebacterium deserti), 코리네박테리움 이피시엔스(Corynebacterium efficiens), 코리네박테리움 칼루내(Corynebacterium callunae), 코리네박테리움 스테셔니스(Corynebacterium stationis), 코리네박테리움 싱굴라레(Corynebacterium singulare), 코리네박테리움 할로톨레란스(Corynebacterium halotolerans), 코리네박테리움 스트리아툼(Corynebacterium striatum), 코리네박테리움 암모니아게네스(Corynebacterium ammoniagenes), 코리네박테리움 폴루티솔리(Corynebacterium pollutisoli), 코리네박테리움 이미탄스(Corynebacterium imitans), 코리네박테리움 테스투디노리스(Corynebacterium testudinoris) 또는 코리네박테리움 플라베스센스(Corynebacterium flavescens)일 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 미생물은 코리네박테리움 속 미생물, 보다 구체적으로 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As an example of the present application, the microorganism of the present application is Corynebacterium glutamicum , Corynebacterium crudilactis , Corynebacterium deserti , Corynebacterium efficiens , Corynebacterium callunae, Corynebacterium stationis , Corynebacterium singulare, Corynebacterium halotolerans , Corynebacterium striatum , Corynebacterium ammoniagenes, It may be Corynebacterium pollutisoli , Corynebacterium imitans , Corynebacterium testudinoris, or Corynebacterium flavescens . Specifically, the microorganism of the present application may be a microorganism of the genus Corynebacterium, more specifically, Corynebacterium glutamicum, but is not limited thereto.

구체적으로, 본 출원의 미생물은 코리네박테리움 속 미생물, 보다 구체적으로 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the microorganism of the present application may be a microorganism of the genus Corynebacterium, more specifically, Corynebacterium glutamicum, but is not limited thereto.

한편, 본 출원의 L-아미노산 생산능이 향상된 코리네박테리움 속 미생물은 천연의 야생형 미생물 자체, L-아미노산 생산 기작과 관련된 유전자의 활성을 증가시키거나 감소시켜 향상된 L-아미노산 생산능을 가지게 된 코리네박테리움 속 미생물, 또는 외부 유전자의 활성을 도입 또는 증가시켜 향상된 L-아미노산 생산능을 가지게 된 코리네박테리움 속 미생물을 모두 포함할 수 있다. 일 구체예로, 본원 변이형 폴리펩티드 또는 이를 포함하는 변이형 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 도입으로 L-아미노산의 생산능이 향상된 코리네박테리움 속 미생물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Meanwhile, the Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity of the present application may include a natural wild-type microorganism itself, a Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity by increasing or decreasing the activity of a gene related to the L-amino acid production mechanism, or a Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity by introducing or increasing the activity of an external gene. As a specific example, the present application may include, but is not limited to, a Corynebacterium genus microorganism with improved L-amino acid productivity by introducing the present mutant polypeptide or a mutant nicotinamide nucleotide transhydrogenase comprising the same.

본 출원에서 용어, 단백질(폴리펩티드) 활성의 “증가(increase)”는, 숙주세포(미생물)내에서 단백질(폴리펩티드)의 활성이 내재적 활성에 비하여 증가되는 것을 의미한다. 상기 증가는 활성화(activation), 상향조절(up-regulation), 과발현(overexpression), 강화(enhancement) 등의 용어와 혼용될 수 있다. 상기 숙주세포(미생물)는 원핵 또는 진핵 미생물일 수 있다.In this application, the term "increase" of protein (polypeptide) activity means that the activity of the protein (polypeptide) within a host cell (microorganism) is increased compared to its intrinsic activity. The increase may be used interchangeably with terms such as activation, up-regulation, overexpression, and enhancement. The host cell (microorganism) may be a prokaryotic or eukaryotic microorganism.

상기 단백질(폴리펩티드) 활성의 증가는 숙주세포(미생물)가 내재적으로 가지고 있지 않았던 단백질(폴리펩티드) 활성을 나타내게 되는 것, 또는 내재적 활성 또는 변형 전 활성에 비하여 향상된 단백질(폴리펩티드) 활성을 나타내게 되는 것을 모두 포함할 수 있다. The increase in the above protein (polypeptide) activity may include the display of a protein (polypeptide) activity that the host cell (microorganism) did not inherently possess, or the display of an enhanced protein (polypeptide) activity compared to the inherent activity or activity before modification.

예를 들어, 상기 "내재적으로 가지고 있지 않았던 단백질(폴리펩티드) 활성을 나타내게 되는 것" 또는 향상된 단백질(폴리펩티드) 활성을 나타내게 되는 것은 "단백질(폴리펩티드)의 도입"에 의한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the above “exhibiting a protein (polypeptide) activity that was not inherently present” or “exhibiting an improved protein (polypeptide) activity” may be due to, but is not limited to, “introduction of a protein (polypeptide).”

본 출원에서 용어, 단백질(폴리펩티드)의 "도입"은, 미생물이 본래 가지고 있지 않았던 유전자가 그 미생물내에서 발현됨에 따라 특정 단백질의 활성을 나타나게 되는 것 또는 해당 단백질의 내재적 활성 또는 변형 전 활성에 비하여 폴리펩티드 활성이 강화, 증가 또는 향상되는 것을 의미한다. 예를 들어, 숙주세포(미생물)내로의 상기 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 유전자의 도입에 의한 것일 수 있다. 예를 들어, 특정 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 숙주세포(미생물) 내 염색체로 도입되거나, 특정 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터가 숙주세포(미생물) 내로 도입되어 이의 활성이 나타나거나 향상되는 것일 수 있다.In this application, the term "introduction" of a protein (polypeptide) means that a gene that a microorganism did not originally possess is expressed within the microorganism, thereby causing the activity of a specific protein to be exhibited, or that the activity of the polypeptide is strengthened, increased, or improved compared to the intrinsic activity of the protein or the activity before modification. For example, this may be due to the introduction of a gene encoding the protein (polypeptide) into a host cell (microorganism). For example, a polynucleotide encoding a specific protein (polypeptide) may be introduced into the chromosome of a host cell (microorganism), or a vector containing a polynucleotide encoding a specific protein (polypeptide) may be introduced into the host cell (microorganism), thereby causing the activity of the protein (polypeptide) to be exhibited or improved.

상기 "내재적 활성"은 자연적 또는 인위적 요인에 의한 유전적 변이로 형질이 변화하는 경우, 형질 변환 전 숙주세포(미생물) 또는 비변형 숙주세포(미생물)가 본래 가지고 있던 특정 단백질(폴리펩티드)의 활성을 의미한다. 이는 "변형 전 활성"과 혼용되어 사용될 수 있다. The above "intrinsic activity" refers to the activity of a specific protein (polypeptide) originally possessed by a host cell (microorganism) or an untransformed host cell (microorganism) before transformation, when the trait changes due to genetic mutation caused by natural or artificial factors. This may be used interchangeably with "activity before transformation."

단백질(폴리펩티드)의 활성이 내재적 활성에 비하여 증가한다는 것은, 숙주세포(미생물)의 단백질(폴리펩티드)의 활성 및/또는 농도(발현량)가 형질 변환 전 숙주세포(미생물) 또는 비변형 숙주세포(미생물)가 본래 가지고 있던 상기 단백질(폴리펩티드)의 활성 및/또는 농도(발현량)에 비하여 향상된 것을 의미한다.An increase in the activity of a protein (polypeptide) compared to the intrinsic activity means that the activity and/or concentration (expression amount) of the protein (polypeptide) of the host cell (microorganism) is enhanced compared to the activity and/or concentration (expression amount) of the protein (polypeptide) originally present in the host cell (microorganism) before transformation or in the non-transformed host cell (microorganism).

일 예로, 상기 증가는 상응하는 단백질(폴리펩티드)의 활성이 없던 것이 나타나거나, 또는 이의 활성 또는 농도가 형질 변환 전 숙주세포(미생물) 또는 비변형 숙주세포(미생물)에서의 활성 또는 농도를 기준으로 하여 일반적으로 약 1 % 이상, 약 10 % 이상, 약 25 % 이상, 약 50 % 이상, 약 75 % 이상, 약 100 % 이상, 약 150 % 이상, 약 200 % 이상, 약 300 % 이상, 약 400 % 이상 또는 약 500 % 이상, 최대 약 1000 % 또는 약 2000 % 이상까지 증가되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the increase may be, but is not limited to, an increase in the activity or concentration of the corresponding protein (polypeptide) from a previous state, or an increase in the activity or concentration thereof, typically by at least about 1%, at least about 10%, at least about 25%, at least about 50%, at least about 75%, at least about 100%, at least about 150%, at least about 200%, at least about 300%, at least about 400%, or at least about 500%, up to at least about 1000% or at least about 2000%, relative to the activity or concentration in the host cell (microorganism) before transformation or in the untransformed host cell (microorganism).

상기 단백질(폴리펩티드)의 활성의 증가는 외래의 단백질(폴리펩티드)을 도입하거나, 내재적인 단백질(폴리펩티드)의 활성 증가를 통해 달성할 수 있다. 상기 단백질(폴리펩티드)의 활성의 증가 여부는 해당 단백질(폴리펩티드)의 활성 정도, 발현량 또는 해당 단백질(폴리펩티드) 활성에 기인한 산물의 양의 증가로부터 확인할 수 있다.An increase in the activity of the above protein (polypeptide) can be achieved by introducing an exogenous protein (polypeptide) or by increasing the activity of an endogenous protein (polypeptide). Whether the activity of the above protein (polypeptide) has increased can be confirmed by an increase in the activity level of the protein (polypeptide), the expression level, or the amount of a product resulting from the activity of the protein (polypeptide).

상기 단백질(폴리펩티드)의 활성의 증가는 당해 분야에 잘 알려진 다양한 방법에 의해 달성될 수 있으며, 목적 단백질(폴리펩티드)의 활성을 변형전 숙주세포(미생물)보다 증가시킬 수 있는 한, 제한되지 않는다. 구체적으로, 분자생물학의 일상적 방법인 당업계의 통상의 기술자에게 잘 알려진 유전자 공학 및/또는 단백질 공학을 이용한 것일 수 있으나, 이로 제한되지 않는다(예컨대, Sitnicka et al. Functional Analysis of Genes. Advances in Cell Biology. 2010, Vol. 2. 1-16, Sambrook et al. Molecular Cloning 2012 등).The increase in the activity of the above protein (polypeptide) can be achieved by various methods well known in the art, and is not limited thereto, as long as the activity of the target protein (polypeptide) can be increased compared to the host cell (microorganism) before transformation. Specifically, it may be achieved by using genetic engineering and/or protein engineering, which are routine methods of molecular biology and are well known to those skilled in the art, but are not limited thereto (e.g., Sitnicka et al. Functional Analysis of Genes. Advances in Cell Biology. 2010, Vol. 2. 1-16, Sambrook et al. Molecular Cloning 2012, etc.).

구체적으로, 본 출원의 단백질(폴리펩티드)의 활성의 증가는Specifically, the increase in activity of the protein (polypeptide) of the present application is

1) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 세포 내 카피수 증가; 1) Increase in the intracellular copy number of a polynucleotide encoding a protein (polypeptide);

2) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 염색체상의 유전자 발현조절영역의 변형(예를 들어, 발현조절영역 내 변이 도입, 더욱 강한 활성을 갖는 서열로의 교체, 또는 더욱 강한 활성을 갖는 서열 삽입); 2) Modification of the gene expression control region on the chromosome that codes for a protein (polypeptide) (e.g., introduction of a mutation in the expression control region, replacement with a sequence having stronger activity, or insertion of a sequence having stronger activity);

3) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 유전자 전사체의 개시코돈 또는 5'-UTR 영역을 코딩하는 염기서열의 변형; 3) Modification of the base sequence encoding the initiation codon or 5'-UTR region of a gene transcript encoding a protein (polypeptide);

4) 단백질(폴리펩티드) 활성이 증가되도록 상기 단백질(폴리펩티드)의 아미노산 서열의 변형;4) Modification of the amino acid sequence of the protein (polypeptide) so as to increase the activity of the protein (polypeptide);

5) 단백질(폴리펩티드) 활성이 증가되도록 상기 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열의 변형 (예를 들어, 단백질(폴리펩티드)의 활성이 증가되도록 변형된 단백질(폴리펩티드)을 코딩하도록 상기 단백질(폴리펩티드) 코딩 유전자의 폴리뉴클레오티드 서열의 변형);5) Modification of a polynucleotide sequence encoding a protein (polypeptide) such that the activity of the protein (polypeptide) is increased (e.g., modification of a polynucleotide sequence of a protein (polypeptide) encoding gene such that the protein (polypeptide) is modified such that the activity of the protein (polypeptide) is increased);

6) 단백질(폴리펩티드)의 활성을 나타내는 외래 단백질(폴리펩티드) 또는 이를 코딩하는 외래 폴리뉴클레오티드의 도입; 6) Introduction of a foreign protein (polypeptide) that exhibits the activity of a protein (polypeptide) or a foreign polynucleotide encoding the same;

7) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 코돈 최적화; 7) Codon optimization of polynucleotides encoding proteins (polypeptides);

8) 단백질(폴리펩티드)의 삼차구조를 분석하여 노출 부위를 선택하여 변형하거나 화학적으로 수식; 또는8) Analyzing the tertiary structure of a protein (polypeptide) and selecting the exposed portion to modify or chemically modify; or

9) 단백질(폴리펩티드)의 세포내 위치(cellular localization) 조절; 또는 9) Control of cellular localization of proteins (polypeptides); or

10) 상기 1) 내지 9) 중 선택된 2 이상의 조합에 의한 것일 수 있으나, 이에, 특별히 제한되는 것은 아니다.10) It may be a combination of two or more selected from 1) to 9), but is not particularly limited thereto.

예를 들어,for example,

상기 1) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 세포 내 카피수 증가는, 적절한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 상기 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터가 숙주세포(미생물) 내로 도입된 것일 수 있다. 또는, 적절한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 상기 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 숙주세포(미생물) 내의 염색체 내에 1 카피 또는 2 카피 이상 도입된 것일 수 있다. 상기 염색체 내에 도입은 숙주세포(미생물) 내의 염색체 내로 상기 폴리뉴클레오티드를 삽입시킬 수 있는 벡터가 숙주세포(미생물) 내에 도입됨으로써 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 벡터는 전술한 바와 같다. 상기 조절 서열은 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열에 대해 천연형이거나(기원이 동일함) 또는 외래(foreign; 다른 유전자에서 유래함) 서열, 또는 이들의 변이 서열이거나 다른 인공적 서열 일 수 있으며 숙주세포(미생물) 내에서 상기 폴리뉴클레오티드의 발현을 유도할 수 있다.The increase in the intracellular copy number of the polynucleotide encoding the protein (polypeptide) described above 1) may be caused by introducing a vector containing a polynucleotide encoding the protein (polypeptide) operably linked to an appropriate regulatory sequence into a host cell (microorganism). Alternatively, one copy or two or more copies of the polynucleotide encoding the protein (polypeptide) operably linked to an appropriate regulatory sequence may be introduced into a chromosome within the host cell (microorganism). The introduction into the chromosome may be performed by introducing a vector capable of inserting the polynucleotide into the chromosome within the host cell (microorganism), but is not limited thereto. The vector is as described above. The regulatory sequence may be a natural sequence (same in origin) or a foreign sequence (derived from another gene) to the polynucleotide sequence it encodes, or a mutant sequence thereof, or another artificial sequence, and may induce expression of the polynucleotide within the host cell (microorganism).

상기 2) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 염색체상의 유전자 발현조절영역(또는 발현조절서열)을 활성이 강력한 서열로의 교체는, 예를 들면, 상기 발현조절영역의 활성을 더욱 증가하도록 결실, 삽입, 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이 도입, 또는 더욱 강한 활성을 가지는 서열로의 교체일 수 있다. 상기 발현조절영역은, 특별히 이에 제한되지 않으나 프로모터, 오퍼레이터 서열, 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열, 그리고 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 본래의 프로모터를 강력한 프로모터로 교체시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.2) The replacement of the gene expression control region (or expression control sequence) on the chromosome encoding the protein (polypeptide) with a sequence having strong activity may be, for example, introducing a mutation in the sequence by deletion, insertion, substitution, or a combination thereof to further increase the activity of the expression control region, or replacement with a sequence having stronger activity. The expression control region may include, but is not particularly limited to, a promoter, an operator sequence, a sequence encoding a ribosome binding site, and a sequence regulating the termination of transcription and translation. As an example, the original promoter may be replaced with a strong promoter, but is not limited thereto.

공지된 강력한 프로모터의 예에는 cj1 내지 cj7 프로모터(미국등록특허 US 7662943 B2), lac 프로모터, trp 프로모터, trc 프로모터, tac 프로모터, 람다 파아지 PR 프로모터, PL 프로모터, tet 프로모터, gapA 프로모터, SPL7 프로모터, SPL13(sm3) 프로모터(미국등록특허 US 10584338 B2), O2 프로모터(미국등록특허 US 10273491 B2), tkt 프로모터 및 yccA 프로모터 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Examples of known strong promoters include, but are not limited to, the cj1 to cj7 promoters (US Patent No. US 7662943 B2), the lac promoter, the trp promoter, the trc promoter, the tac promoter, the lambda phage PR promoter, the PL promoter, the tet promoter, the gapA promoter, the SPL7 promoter, the SPL13 (sm3) promoter (US Patent No. US 10584338 B2), the O2 promoter (US Patent No. US 10273491 B2), the tkt promoter, and the yccA promoter.

상기 3) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 유전자의 개시코돈 또는 5'-UTR을 코딩하는 영역의 염기서열 변형은, 예를 들면, 내재적 개시코돈에 비해 단백질(폴리펩티드) 발현율이 더 높은 다른 개시코돈이나, 내재적 RBS(ribosome binding site) 서열에 비해 단백질(폴리펩티드)의 발현율이 더 높은 RBS 서열을 코딩하도록 하는 변형일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The above 3) modification of the base sequence of the region encoding the initiation codon or 5'-UTR of the gene encoding the protein (polypeptide) may be, for example, a modification that encodes another initiation codon having a higher protein (polypeptide) expression rate than the endogenous initiation codon, or an RBS sequence having a higher protein (polypeptide) expression rate than the endogenous RBS (ribosome binding site) sequence, but is not limited thereto.

상기 4) 및 5)의 단백질(폴리펩티드)의 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열의 변형은, 단백질(폴리펩티드)의 활성이 증가하도록 상기 단백질(폴리펩티드)의 아미노산 서열 또는 상기 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 결실, 삽입, 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이 도입, 또는 활성이 증가하도록 변형된 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열로의 교체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 교체는 예를 들어 상동재조합에 의하여 폴리뉴클레오티드를 염색체 내로 삽입함으로써 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The modification of the amino acid sequence or polynucleotide sequence of the protein (polypeptide) of the above 4) and 5) may be, but is not limited to, introducing a sequence mutation by deletion, insertion, substitution, or a combination thereof in the amino acid sequence of the protein (polypeptide) or the polynucleotide sequence encoding the protein (polypeptide) so as to increase the activity of the protein (polypeptide), or replacing it with an amino acid sequence or polynucleotide sequence modified to increase the activity. The replacement may be performed, for example, by inserting a polynucleotide into a chromosome by homologous recombination, but is not limited thereto.

상기 6) 단백질(폴리펩티드)의 활성을 나타내는 외래 폴리뉴클레오티드의 도입은, 상기 단백질(폴리펩티드)과 동일/유사한 활성을 나타내는 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 외래 폴리뉴클레오티드의 숙주세포(미생물) 내 도입일 수 있다. 상기 외래 폴리뉴클레오티드는 상기 단백질(폴리펩티드)과 동일/유사한 활성을 나타내는 한 그 유래나 서열에 제한이 없다. 상기 도입에 이용되는 방법은 공지된 형질전환 방법을 당업자가 적절히 선택하여 수행될 수 있으며, 숙주세포 내에서 상기 도입된 폴리뉴클레오티드가 발현됨으로써 단백질(폴리펩티드)이 생성되어 그 활성이 증가될 수 있다.The introduction of the foreign polynucleotide exhibiting the activity of the above 6) protein (polypeptide) may be the introduction into the host cell (microorganism) of a foreign polynucleotide encoding a protein (polypeptide) exhibiting the same/similar activity as the protein (polypeptide). The foreign polynucleotide is not limited in its origin or sequence as long as it exhibits the same/similar activity as the protein (polypeptide). The method used for the above introduction can be performed by a person skilled in the art appropriately selecting a known transformation method, and the protein (polypeptide) can be produced by expressing the introduced polynucleotide in the host cell, thereby increasing its activity.

상기 7) 단백질(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 코돈 최적화는, 내재 폴리뉴클레오티드가 숙주세포(미생물) 내에서 전사 또는 번역이 증가하도록 코돈 최적화한 것이거나, 또는 외래 폴리뉴클레오티드가 숙주세포(미생물) 내에서 최적화된 전사, 번역이 이루어지도록 이의 코돈을 최적화한 것일 수 있다.The above 7) codon optimization of a polynucleotide encoding a protein (polypeptide) may be codon optimization of an endogenous polynucleotide to increase transcription or translation within a host cell (microorganism), or codon optimization of a foreign polynucleotide to achieve optimized transcription or translation within a host cell (microorganism).

상기 8) 단백질(폴리펩티드)의 삼차구조를 분석하여 노출 부위를 선택하여 변형하거나 화학적으로 수식하는 것은, 예를 들어 분석하고자 하는 단백질(폴리펩티드)의 서열정보를 기지 단백질들의 서열정보가 저장된 데이터베이스와 비교함으로써 서열의 유사성 정도에 따라 주형 단백질 후보를 결정하고 이를 토대로 구조를 확인하여, 변형하거나 화학적으로 수식할 노출 부위를 선택하여 변형 또는 수식하는 것일 수 있다. The above 8) analyzing the tertiary structure of a protein (polypeptide) and selecting an exposed portion to modify or chemically modify may be done by, for example, comparing the sequence information of the protein (polypeptide) to be analyzed with a database storing the sequence information of known proteins, determining a template protein candidate based on the degree of sequence similarity, confirming the structure based on this, and selecting an exposed portion to modify or chemically modify, and modifying or modifying it.

상기 9) 단백질(폴리펩티드)의 세포내 위치 조절은, 단백질(폴리펩티드)을 세포내 특정 세포소기관(organelle)이나 특정 세포 내 공간으로 표적화하는 것일 수 있다. 예를 들어 단백질(폴리펩티드)의 표적화에 기능하는 선도 서열(leader sequence)의 부가 또는 제거를 통해 주변질(periplasm)이나 세포질(cytoplasm)로 표적화하는 것일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The above 9) regulation of the intracellular location of a protein (polypeptide) may target the protein (polypeptide) to a specific organelle or specific intracellular space within the cell. For example, targeting to the periplasm or cytoplasm may be achieved by adding or removing a leader sequence that functions in targeting the protein (polypeptide), but is not limited thereto.

이와 같은 단백질(폴리펩티드) 활성의 증가는, 상응하는 단백질(폴리펩티드)의 활성 또는 농도가 야생형이나 변형 전 숙주세포(미생물)에서 발현된 단백질(폴리펩티드)의 활성 또는 농도를 기준으로 하여 증가되거나, 해당 단백질(폴리펩티드) 활성에 기인한 산물의 양이 증가되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Such an increase in protein (polypeptide) activity may be, but is not limited to, an increase in the activity or concentration of the corresponding protein (polypeptide) relative to the activity or concentration of the protein (polypeptide) expressed in the wild type or pre-transformed host cell (microorganism), or an increase in the amount of a product resulting from the activity of the corresponding protein (polypeptide).

본 출원의 미생물에서 폴리뉴클레오티드의 일부 또는 전체의 변형은 (a) 미생물 내 염색체 삽입용 벡터를 이용한 상동 재조합(homologous recombination) 을 이용한 방법이나 또는 유전자가위 (engineered nuclease, e.g., CRISPR-Cas9)를 이용한 유전체 교정 및/또는 (b) 자외선 및 방사선 등과 같은 빛 및/또는 화학물질 처리에 의해 유도될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. Modification of part or all of the polynucleotide in the microorganism of the present application may be induced by, but is not limited to, (a) a method using homologous recombination using a vector for chromosome insertion into the microorganism, or genome editing using genetic scissors (engineered nuclease, e.g., CRISPR-Cas9), and/or (b) treatment with light and/or chemicals such as ultraviolet rays and radiation.

본 출원의 미생물은 L-아미노산 생산능이 향상된 것일 수 있다.The microorganism of the present application may have improved L-amino acid production ability.

본 출원에 있어서, "L-아미노산"은 미생물이 각종 탄소원으로부터 대사과정을 거쳐 생산될 수 있는 모든 L-아미노산을 포함하나, 구체적으로, L-트레오닌을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the present application, “L-amino acid” includes all L-amino acids that can be produced by microorganisms through metabolic processes from various carbon sources, and specifically, may include L-threonine, but is not limited thereto.

본 출원의 일 구체예로, 상기 코리네박테리움 속 미생물은 비변형 미생물과 비교하여 L-트레오닌 생산능이 증가된 것일 수 있다. In one specific example of the present application, the microorganism of the genus Corynebacterium may have an increased L-threonine production ability compared to a non-modified microorganism.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 본 출원의 변이형 폴리펩티드; 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 및 이를 포함하는 벡터 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, L-아미노산의 생산 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for producing an L-amino acid, comprising the step of culturing a microorganism comprising at least one selected from the group consisting of a variant polypeptide of the present application; a polynucleotide encoding the variant polypeptide; and a vector comprising the same in a medium.

상기 미생물은 다른 양태에서 설명한 바와 같다. The above microorganisms are as described in other aspects.

본 출원에서, 용어 "배양"은 본 출원의 미생물을 적당히 조절된 환경 조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 출원에서, 배양과정은 당업계에 알려진 적당한 배지와 배양조건에 따라 이루어질 수 있다. 이러한 배양 과정은 선택되는 균주에 따라 당업자가 용이하게 조정하여 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 배양은 회분식, 연속식 및/또는 유가식일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this application, the term "cultivation" refers to growing the microorganism of this application under appropriately controlled environmental conditions. The culturing process in this application can be performed using any suitable medium and culture conditions known in the art. Such culturing process can be easily adjusted and used by those skilled in the art depending on the selected strain. Specifically, the culturing process may be batch, continuous, and/or fed-batch, but is not limited thereto.

본 출원의 미생물을 적당한 탄소원, 질소원, 인원, 무기화합물, 아미노산 및/또는 비타민 등을 함유한 통상의 배지 내에서 호기성 조건 하에서 온도, pH 등을 조절하면서 배양할 수 있다.The microorganism of the present application can be cultured under aerobic conditions in a conventional medium containing appropriate carbon sources, nitrogen sources, phosphorus, inorganic compounds, amino acids, and/or vitamins, while controlling temperature, pH, etc.

본 출원에서 상기 탄소원으로는 글루코오스, 사카로오스, 락토오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스 등과 같은 탄수화물; 만니톨, 소르비톨 등과 같은 당 알코올, 피루브산, 락트산, 시트르산 등과 같은 유기산; 글루탐산, 메티오닌, 리신 등과 같은 아미노산 등이 포함될 수 있다. 또한, 전분 가수분해물, 당밀, 블랙스트랩 당밀, 쌀겨울, 카사버, 사탕수수 찌꺼기 및 옥수수 침지액 같은 천연의 유기 영양원을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 글루코오스 및 살균된 전처리 당밀(즉, 환원당으로 전환된 당밀) 등과 같은 탄수화물이 사용될 수 있으며, 그 외의 적정량의 탄소원을 제한 없이 다양하게 이용할 수 있다. 이들 탄소원은 단독으로 사용되거나 2 종 이상이 조합되어 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present application, the carbon source may include carbohydrates such as glucose, saccharose, lactose, fructose, sucrose, maltose, etc.; sugar alcohols such as mannitol, sorbitol, etc.; organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, citric acid, etc.; amino acids such as glutamic acid, methionine, lysine, etc. In addition, natural organic nutrients such as starch hydrolysate, molasses, blackstrap molasses, rice winter, cassava, sugarcane bagasse, and corn steep liquor may be used, and specifically, carbohydrates such as glucose and sterilized pretreated molasses (i.e., molasses converted to reducing sugar) may be used, and other appropriate amounts of carbon sources may be used in various ways without limitation. These carbon sources may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.

상기 질소원으로는 암모니아, 황산암모늄, 염화암모늄, 초산암모늄, 인산암모늄, 탄산안모늄, 질산암모늄 등과 같은 무기질소원; 글루탐산, 메티오닌, 글루타민 등과 같은 아미노산, 펩톤, NZ-아민, 육류 추출물, 효모 추출물, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 카세인 가수분해물, 어류 또는 그의 분해생성물, 탈지 대두 케이크 또는 그의 분해 생성물 등과 같은 유기 질소원이 사용될 수 있다. 이들 질소원은 단독으로 사용되거나 2 종 이상이 조합되어 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The nitrogen source may include inorganic nitrogen sources such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium acetate, ammonium phosphate, ammonium carbonate, ammonium nitrate, etc.; organic nitrogen sources such as amino acids such as glutamic acid, methionine, glutamine, etc.; peptone, NZ-amine, meat extract, yeast extract, malt extract, corn steep liquor, casein hydrolysate, fish or its decomposition product, defatted soybean cake or its decomposition product, etc. These nitrogen sources may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.

상기 인원으로는 인산 제1칼륨, 인산 제2칼륨, 또는 이에 대응되는 소디움-함유 염 등이 포함될 수 있다. 무기화합물로는 염화나트륨, 염화칼슘, 염화철, 황산마그네슘, 황산철, 황산망간, 탄산칼슘 등이 사용될 수 있으며, 그 외에 아미노산, 비타민 및/또는 적절한 전구체 등이 포함될 수 있다. 이들 구성성분 또는 전구체는 배지에 회분식 또는 연속식으로 첨가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above-mentioned components may include potassium phosphate monobasic, potassium phosphate dibasic, or their corresponding sodium-containing salts. Inorganic compounds may include sodium chloride, calcium chloride, iron chloride, magnesium sulfate, iron sulfate, manganese sulfate, calcium carbonate, etc. In addition, amino acids, vitamins, and/or suitable precursors may be included. These components or precursors may be added to the medium in batch or continuous manner, but are not limited thereto.

본 출원의 미생물의 배양 중에 수산화암모늄, 수산화칼륨, 암모니아, 인산, 황산 등과 같은 화합물을 배지에 적절한 방식으로 첨가하여, 배지의 pH를 조정할 수 있다. 또한, 배양 중에는 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 또한, 배지의 호기 상태를 유지하기 위하여, 배지 내로 산소 또는 산소 함유 기체를 주입하거나 혐기 및 미호기 상태를 유지하기 위해 기체의 주입 없이 혹은 질소, 수소 또는 이산화탄소 가스를 주입할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.During the cultivation of the microorganism of the present invention, compounds such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, phosphoric acid, sulfuric acid, etc. can be added to the medium in an appropriate manner to adjust the pH of the medium. In addition, during the cultivation, an antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester can be used to suppress bubble formation. In addition, to maintain the aerobic state of the medium, oxygen or an oxygen-containing gas can be injected into the medium, or to maintain anaerobic and microaerobic states, nitrogen, hydrogen, or carbon dioxide gas can be injected without gas injection, but the present invention is not limited thereto.

또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있다. 마지막으로, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다. 또한, 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기된 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Additionally, the culture medium may contain metal salts, such as magnesium sulfate or iron sulfate, necessary for growth. Finally, in addition to the above substances, essential growth substances, such as amino acids and vitamins, may be used. Appropriate precursors may also be used in the culture medium. The above-mentioned raw materials may be added to the culture in a batch or continuous manner during the culture process, but are not limited thereto.

본 출원에서는 미생물의 배양 중에 수산화암모늄, 수산화칼륨, 암모니아, 인산, 황산 등과 같은 화합물을 배양물에 적절한 방식으로 첨가하여, 배양물의 pH를 조정할 수 있다. 또한, 배양 중에는 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 또한, 배양물의 호기 상태를 유지하기 위하여, 배양물 내로 산소 또는 산소 함유 기체를 주입하거나 혐기 및 미호기 상태를 유지하기 위해 기체의 주입 없이 혹은 질소, 수소 또는 이산화탄소 가스를 주입할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present application, during the cultivation of microorganisms, compounds such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, phosphoric acid, sulfuric acid, etc. can be appropriately added to the culture to adjust the pH of the culture. In addition, during the cultivation, an antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester can be used to suppress bubble formation. Furthermore, to maintain the aerobic state of the culture, oxygen or an oxygen-containing gas can be injected into the culture, or to maintain anaerobic or microaerobic states, nitrogen, hydrogen, or carbon dioxide gas can be injected without gas injection, but is not limited thereto.

본 출원의 배양에서 배양온도는 20 내지 35℃ 구체적으로는 25 내지 35℃를 유지할 수 있고, 배양 기간은 유용 물질의 생성량이 수득될 때까지 계속될 수 있으며, 약 10 내지 160 시간, 약 20 시간 내지 130 시간, 약 24 시간 내지 120 시간, 약 36 시간 내지 120 시간, 약 48시간 내지 120시간, 약 48 시간 이상, 또는 약 48시간, 약 72 시간, 또는 약 120 시간 동안 배양할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the culture of the present application, the culture temperature can be maintained at 20 to 35°C, specifically 25 to 35°C, and the culture period can be continued until the amount of useful material produced is obtained, and the culture can be performed for about 10 to 160 hours, about 20 to 130 hours, about 24 to 120 hours, about 36 to 120 hours, about 48 to 120 hours, about 48 hours or more, or about 48 hours, about 72 hours, or about 120 hours, but is not limited thereto.

본 출원의 배양에 의하여 생산된 L-아미노산은 배지 중으로 분비되거나 세포 내에 잔류할 수 있다.L-amino acids produced by the culture of the present invention may be secreted into the medium or remain within the cells.

본 출원의 일 구체예로, 상기 L-아미노산은 L-트레오닌일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. In one specific example of the present application, the L-amino acid may be, but is not limited to, L-threonine.

하나의 구체예에서, 본 출원의 L-아미노산 생산 방법은 본 출원의 미생물을 준비하는 단계, 상기 균주를 배양하기 위한 배지를 준비하는 단계, 또는 이들의 조합(순서에 무관, in any order)을, 예를 들어, 상기 배양하는 단계 이전에, 추가로 포함할 수 있다. In one specific example, the method for producing L-amino acids of the present application may further include, for example, prior to the culturing step, a step of preparing a microorganism of the present application, a step of preparing a medium for culturing the strain, or a combination thereof (in any order).

본 출원의 L-아미노산 생산방법은, 상기 배양된 미생물, 상기 미생물의 배양물, 상기 미생물의 발효물 또는 상기 배양 배지에서 목적 물질, 구체적으로는 L-아미노산 또는 그 유도체를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 회수하는 단계는 상기 배양하는 단계 이후에 추가로 포함될 수 있다.The L-amino acid production method of the present application may further include a step of recovering a target substance, specifically an L-amino acid or a derivative thereof, from the cultured microorganism, a culture of the microorganism, a fermented product of the microorganism, or the culture medium. The recovering step may be additionally included after the culturing step.

상기 회수는 본 출원의 미생물의 배양 방법, 예를 들어 회분식, 연속식 또는 유가식 배양 방법 등에 따라 당해 기술 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 목적하는 L-아미노산 또는 그 유도체를 수집(collect)하는 것일 수 있다. 예를 들어, 원심분리, 여과, 결정화 단백질 침전제에 의한 처리(염석법), 추출, 초음파 파쇄, 한외여과, 투석법, 분자체 크로마토그래피(겔여과), 흡착크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피, 친화도 크로마토그래피 등의 각종 크로마토그래피, HPLC 또는 이들의 방법을 조합하여 사용될 수 있으며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 배지 또는 미생물로부터 목적물질, 구체적으로는 L-아미노산을 회수할 수 있다.The above recovery may be performed by collecting the target L-amino acid or its derivative using a suitable method known in the art according to the culture method of the microorganism of the present application, for example, a batch, continuous or fed-batch culture method. For example, various chromatographies such as centrifugation, filtration, treatment with a crystallized protein precipitant (salting out method), extraction, ultrasonic disruption, ultrafiltration, dialysis, molecular sieve chromatography (gel filtration), adsorption chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, HPLC or a combination thereof may be used, and the target substance, specifically, L-amino acid, may be recovered from the medium or microorganism using a suitable method known in the art.

또한, 본 출원의 L-아미노산 생산 방법은, 추가적으로 정제 단계를 포함할 수 있다. 상기 정제는 당해 기술분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여, 수행할 수 있다. 일 예에서, 본 출원의 L-아미노산 생산 방법이 회수 단계와 정제 단계를 모두 포함하는 경우, 상기 회수 단계와 정제 단계는 순서에 상관없이 연속적 또는 비연속적으로 수행되거나, 동시에 또는 하나의 단계로 통합되어 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Additionally, the L-amino acid production method of the present application may additionally include a purification step. The purification may be performed using any suitable method known in the art. In one example, if the L-amino acid production method of the present application includes both a recovery step and a purification step, the recovery step and the purification step may be performed sequentially or discontinuously, regardless of order, or may be performed simultaneously or integrated into a single step, but is not limited thereto.

본 출원의 방법에서, 변이형 폴리펩티드, 도입 및 L-아미노산 또는 그 유도체 등은 상기 다른 양태에서 기재한 바와 같다.In the method of the present application, the mutant polypeptide, the introduction and L-amino acid or derivative thereof, etc. are as described in the other embodiments above.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 본 출원의 변이형 폴리펩티드; 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 이를 포함하는 벡터; 상기 벡터를 포함하는 미생물; 상기 미생물의 배양물; 및 상기 미생물의 발효물; 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 L-아미노산 생산용 조성물을 제공한다.Another aspect of the present application provides a composition for producing L-amino acids, comprising at least one selected from the group consisting of: a variant polypeptide of the present application; a polynucleotide encoding the variant polypeptide; a vector comprising the same; a microorganism comprising the vector; a culture of the microorganism; and a fermented product of the microorganism.

본 출원의 조성물은 L-아미노산 생산용 조성물에 통상 사용되는 임의의 적합한 부형제를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 부형제는, 예를 들어 보존제, 습윤제, 분산제, 현탁화제, 완충제, 안정화제 또는 등장화제 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The composition of the present application may further comprise any suitable excipient commonly used in compositions for producing L-amino acids, and such excipients may be, for example, but are not limited to, preservatives, wetting agents, dispersing agents, suspending agents, buffering agents, stabilizers, or isotonic agents.

하나의 구체예로, 본 출원의 조성물에 존재하는 각 구성요소는 미생물학적으로 유효한 양, 또는 생산용 조성물에서 적절하게 존재할 수 있는 양으로 포함할 수 있다.In one specific example, each component present in the composition of the present application may be included in a microbiologically effective amount, or an amount that can be suitably present in the composition for production.

본 출원의 조성물에서, 변이형 폴리펩티드, 도입 및 L-아미노산 등은 상기 다른 양태에서 기재한 바와 같다.In the composition of the present application, the mutant polypeptide, introduction and L-amino acid, etc. are as described in the other embodiments above.

본 출원의 또 다른 하나의 양태는 본 출원의 변이형 폴리펩티드; 및 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드중 선택되는 어느 하나 이상이 도입된, L-아미노산 생산능이 향상된 미생물의 L-아미노산 또는 그 유도체 생산 용도를 제공한다.Another aspect of the present application provides a use for producing L-amino acid or a derivative thereof by a microorganism having improved L-amino acid production ability, wherein at least one selected from the variant polypeptide of the present application and a polynucleotide encoding the variant polypeptide is introduced.

본 출원의 용도에서, 변이형 폴리펩티드, 도입 및 L-아미노산 등은 상기 다른 양태에서 기재한 바와 같다.In the purposes of the present application, the mutant polypeptide, introduction and L-amino acid, etc. are as described in the other embodiments above.

본 출원의 다른 하나의 양태는 L-아미노산 생산능을 갖는 코리네박테리움 속 미생물에 본 출원의 변이형 폴리펩티드; 및 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드중 선택되는 어느 하나 이상을 도입시키는 단계를 포함하는, L-아미노산 생산능이 향상된 미생물의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for producing a microorganism with improved L-amino acid production ability, comprising the step of introducing at least one selected from the mutant polypeptide of the present application and a polynucleotide encoding the mutant polypeptide into a Corynebacterium microorganism having L-amino acid production ability.

본 출원의 다른 하나의 양태는 L-아미노산 생산능을 갖는 코리네박테리움 속 미생물에 본 출원의 변이형 폴리펩티드; 및 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드중 선택되는 어느 하나 이상을 도입시키는 단계를 포함하는, L-아미노산 생산능을 증가시키는 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a method for increasing L-amino acid production capacity, comprising the step of introducing at least one selected from the group consisting of a variant polypeptide of the present application and a polynucleotide encoding the variant polypeptide into a Corynebacterium genus microorganism having L-amino acid production capacity.

본 출원의 방법에서, 변이형 폴리펩티드, 도입 및 L-아미노산 등은 상기 다른 양태에서 기재한 바와 같다.In the method of the present application, the mutant polypeptide, introduction and L-amino acid, etc. are as described in the other embodiments above.

이하 본 출원을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 출원을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 출원의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, this application will be described in more detail through examples and experimental examples. However, these examples and experimental examples are intended to exemplify this application and the scope of this application is not limited to these examples and experimental examples.

실시예 1: 외래 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제(pntAB) 도입을 위한 재조합 벡터 제작Example 1: Construction of a recombinant vector for introducing exogenous nicotinamide nucleotide transhydrogenase (pntAB).

실시예 1-1: 유전자 삽입을 위한 플라스미드의 제작Example 1-1: Construction of plasmids for gene insertion

코리네박테리움 글루타미쿰 염색체 내에 외래 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제(이하, pntAB) 유전자를 삽입하기 위해 트랜스포존을 코딩하는 유전자로 알려진 NCgl1287를 삽입 site로 이용하였다(J Bacteriol. 2011 Mar; 193(5): 1237-1249). NCgl1287 유전자를 외래 pntAB로 치환하기 위하여 NCgl1287 결손 및 타겟 유전자 삽입 벡터를 제작하였다. 벡터를 제작하기 위해 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC13032 의 염색체를 주형으로 하여 서열번호 1 와 서열번호 2, 서열번호 3과 서열번호 4의 프라이머 쌍을 이용하여 PCR을 각각 수행하였다. 상기 각각의 PCR을 수행하기 위해 사용된 프라이머 서열은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.To insert a foreign nicotinamide nucleotide transhydrogenase (pntAB) gene into the Corynebacterium glutamicum chromosome, NCgl1287, known as a gene encoding a transposon, was used as an insertion site (J Bacteriol. 2011 Mar; 193(5): 1237-1249). To replace the NCgl1287 gene with the foreign pntAB, NCgl1287 deletion and target gene insertion vectors were constructed. To construct the vectors, PCR was performed using the chromosome of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 as a template and primer pairs of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, respectively. The primer sequences used to perform each PCR are shown in Table 1 below.

PCR 반응을 위한 중합 효소로는 PfuUltraTM 고-신뢰 DNA 폴리머라제(Stratagene)를 사용하였으며, PCR 조건은 95℃ 30초 변성; 55℃ 30초 변성; 및 72℃ 1분 중합반응이며, 이러한 조건의 변성, 어닐링, 및 중합반응을 28회 반복하였다. 그 결과 각각 720bp, 854bp의 DNA 단편을 수득하였다. 수득한 DNA 산물을 PCR 정제 키트(PCR Purification kit, QUIAGEN)를 사용하여 정제하였다. 정제한 증폭 산물과 제한 효소 smaI으로 처리한 후, 65℃에서 20분간 열처리한 pDC24 벡터(서열번호 16)를 인퓨전 클로닝 키트(Infusion Cloning Kit, TaKaRa)를 사용하여 제공된 매뉴얼에 따라 클로닝함으로써 NCgl1287 결손 및 타겟 유전자 삽입용 벡터 pDC24△N1287(13032)을 제작하였다.PfuUltra high-fidelity DNA polymerase (Stratagene) was used as the polymerase for the PCR reaction. The PCR conditions were denaturation at 95°C for 30 seconds; denaturation at 55°C for 30 seconds; and polymerization at 72°C for 1 minute. These denaturation, annealing, and polymerization cycles were repeated 28 times. As a result, DNA fragments of 720 bp and 854 bp were obtained, respectively. The obtained DNA products were purified using a PCR purification kit (PCR Purification kit, QUIAGEN). The purified amplified product and the pDC24 vector (SEQ ID NO: 16), which was heat-treated at 65°C for 20 minutes after treatment with the restriction enzyme smaI, were cloned using the Infusion Cloning Kit (TaKaRa) according to the provided manual to construct the vector pDC24△N1287 (13032) for NCgl1287 deletion and target gene insertion.

서열번호Sequence number 명칭designation 서열order 11 PrimerPrimer AATTCGAGCTCGGTACCCAATGGAGCTGAAAGAATAATTCGAGCTCGGTACCCAATGGAGCTGAAAGAAT 22 PrimerPrimer CTTCCTGATAGTCCCGGGACATTGTTTTTC CTTCCTGATAGTCCCGGGACATTGTTTTTC 33 PrimerPrimer GAAAAACAATGTCCCGGGACTATCAGGAAGGAAAAAACAATGTCCCGGGACTATCAGGAAG 44 PrimerPrimer GTCGACTCTAGAGGATCCCCATAAAAACAGGCAGAGGAGTCGACTCTAGAGGATCCCCATAAAAACAGGCAGAGGA

실시예 1-2: pntAB 도입을 위한 플라스미드 제작Example 1-2: Construction of a plasmid for pntAB introduction

도입할 pntAB의 활성을 보다 강화시키기 위해서, 도입할 pntAB 유전자의 내재적 프로모터를 PgapA으로 교체한 플라스미드를 제작하였다. To further enhance the activity of the introduced pntAB, a plasmid was constructed in which the endogenous promoter of the introduced pntAB gene was replaced with PgapA.

먼저, 코리네박테리움 글루타미쿰 13032의 염색체 DNA를 주형으로 서열번호 5와 서열번호 6의 프라이머 쌍을 이용, PCR을 수행하여 PgapA 프로모터 단편을 획득하였다. 또한, 미국 국립보건원 진뱅크(NIH GenBank)로부터 코리네박테리움 베리어빌리(Corynebacterium variabile) 유래의 PntAB의 아미노산 서열과 이를 코딩하는 염기 서열을 확보, 이를 바탕으로 코스모진텍의 유전자 합성 서비스(Gene-synthesis)를 이용하여 코리네박테리움 베리어빌리 유래의 pntAB 유전자를 합성하였다. 합성된 pntAB 유전자를 주형으로 하여 서열번호 7 및 서열번호 8의 프라이머를 이용하여 PCR을 각각 수행하였다. 상기 각각의 PCR을 수행하기 위해 사용된 프라이머 서열은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.First, using the chromosomal DNA of Corynebacterium glutamicum 13032 as a template, PCR was performed using the primer pair of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 to obtain a PgapA promoter fragment. In addition, the amino acid sequence of PntAB derived from Corynebacterium variabile and the base sequence encoding it were obtained from the National Institutes of Health (NIH GenBank) in the United States, and based on this, the pntAB gene derived from Corynebacterium variabile was synthesized using the gene synthesis service of Cosmogenetech. PCR was performed using the synthesized pntAB gene as a template and the primers of SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8, respectively. The primer sequences used to perform each PCR are as shown in Table 2 below.

서열번호Sequence number 명칭designation 서열order 55 PrimerPrimer CCTGAAAAACAATGTCCCAACGACCGAGCCTATTGCCTGAAAAACAATGTCCCAACGACCGAGCCTATTG 66 PrimerPrimer GTTGTGTCTCCTCTAAAGATGTTGTGTCTCCTCTAAAGAT 77 PrimerPrimer TCTTTAGAGGAGACACAACATGCTTATTGGTATTCCGAGTCTTTAGAGGAGACACAACATGCTTATTGGTATTCCGAG 88 PrimerPrimer AACCAACTTCCTGATAGTCCCCTACAGGTGGGAGATGATCTAACCAACTTCCTGATAGTCCCCTACAGGTGGGGAGATGATCT

PCR 반응을 위한 중합효소로는 PfuUltraTM 고-신뢰 DNA 폴리머라제(Stratagene)를 사용하였으며, PCR 조건은 95℃ 30초 변성; 55℃ 30초 변성; 및 72℃ 1분 중합반응이며, 이러한 조건의 변성, 어닐링 및 중합반응을 28회 반복하였다. 그 결과, PgapA 프로모터 부위 472bp DNA 단편, 코리네박테리움 베리어빌리의 pntAB 유전자의 3041bp DNA 단편을 각각 수득하였다.PfuUltra high-fidelity DNA polymerase (Stratagene) was used as the polymerase for the PCR reaction, and the PCR conditions were denaturation at 95°C for 30 seconds; denaturation at 55°C for 30 seconds; and polymerization at 72°C for 1 minute. These denaturation, annealing, and polymerization reactions were repeated 28 times. As a result, a 472-bp DNA fragment of the PgapA promoter region and a 3,041-bp DNA fragment of the pntAB gene of Corynebacterium variabilis were obtained, respectively.

증폭된 프로모터와 코리네박테리움 베리어빌리의 pntAB DNA 절편을 주형으로 하여 서열번호 5 및 서열 번호 8의 프라이머 쌍으로 PCR을 수행하였다. PCR는 95℃에서 5분간 변성 이후, 95℃ 30초 변성; 55℃ 30초 어닐링 및 72℃ 2분 중합을 28회 반복한 후, 72℃에서 5분간 중합반응을 조건으로 수행하였다. PCR was performed using the amplified promoter and the pntAB DNA fragment of Corynebacterium variabilis as templates with the primer pairs SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 8. PCR was performed under the following conditions: denaturation at 95°C for 5 minutes, followed by 28 cycles of denaturation at 95°C for 30 seconds, annealing at 55°C for 30 seconds, and polymerization at 72°C for 2 minutes, followed by polymerization at 72°C for 5 minutes.

그 결과 PgapA 프로모터에 연결된 코리네박테리움 베리어빌리의 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제를 코딩하는 약 3.5Kb의 pntAB DNA 단편이 증폭되었다. As a result, a pntAB DNA fragment of approximately 3.5 Kb encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase of Corynebacterium variabilis linked to the PgapA promoter was amplified.

증폭 산물을 PCR 정제 키트(PCR Purification kit, QUIAGEN)를 사용하여 정제 하고, 벡터 제작을 위한 삽입 DNA 단편으로 사용하였다. 정제한 증폭 산물과 제한 효소 smaI으로 처리한 후, 65℃에서 20분간 열처리한 pDC24△N1287(13032) 벡터의 몰농도(M) 비율이 2:1이 되도록 하여, 인퓨전 클로닝 키트(Infusion Cloning Kit, TaKaRa)를 사용하여 제공된 매뉴얼에 따라 클로닝함으로써 코리네박테리움 베리어빌리의 pntAB 유전자를 코리네박테리움 글루타미쿰 염색체상에 도입하기 위한 벡터 pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB를 제작하였다.The amplified product was purified using a PCR purification kit (PCR Purification kit, QUIAGEN) and used as an insert DNA fragment for vector construction. The molar concentration (M) ratio of the purified amplified product and the pDC24△N1287(13032) vector, which was treated with the restriction enzyme smaI and heat-treated at 65°C for 20 minutes, was made 2:1, and the vector pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB was constructed to introduce the pntAB gene of Corynebacterium variabilis into the Corynebacterium glutamicum chromosome using an Infusion Cloning Kit (TaKaRa) according to the provided manual.

실시예 2 : pntAB 랜덤 변이 도입 균주 제작Example 2: Production of a strain introducing pntAB random mutations

실시예 2-1 : pntAB 랜덤 변이 도입을 위한 라이브러리 플라스미드 제작Example 2-1: Construction of a library plasmid for introducing pntAB random mutations

니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 단백질을 코딩하는 야생형 pntAB(C.va) 유전자에 임의 돌연변이(random mutagenesis) 유발을 위해 다각화 PCR 임의 돌연변이 키트(diversify PCR random mutagenesis kit, Takara)를 사용하여 에러유발 PCR을 수행하였다. 변이 발생 비율(mutation rate) 조건 선정을 위해 MnSO4 첨가량에 따라 아래와 같이 두 가지 조건으로 에러유발 PCR을 수행하였다. 변이를 도입할 DNA 주형으로 pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB를 사용하고 프라이머로 서열번호 7 및 서열번호 8의 프라이머 쌍을 사용하여 PCR을 수행하였다. PCR은 95℃에서 30초간 변성 후, 95℃에서 30초 변성, 55℃에서 30초 어닐링, 68℃에서 2분 중합을 25회 반복한 후, 68℃에서 3분간 중합반응하는 조건으로 수행하였다.Error-prone PCR was performed using a diversify PCR random mutagenesis kit (Takara) to induce random mutagenesis in the wild-type pntAB (C.va) gene encoding the nicotinamide nucleotide transhydrogenase protein. To select the mutation rate condition, error-prone PCR was performed under two conditions according to the amount of MnSO4 added, as shown below. pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB was used as the DNA template to introduce mutations, and the primer pairs of SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8 were used as primers to perform PCR. PCR was performed under the following conditions: denaturation at 95°C for 30 seconds, 25 cycles of denaturation at 95°C for 30 seconds, annealing at 55°C for 30 seconds, polymerization at 68°C for 2 minutes, and then polymerization at 68°C for 3 minutes.

에러유발 PCR 수행을 위한 조성물의 조성은 하기 표 3와 같았다.The composition of the composition for performing error-inducing PCR was as shown in Table 3 below.

case #case # case #1(MnSO4 1 μl)case #1 (MnSO 4 1 μl) case #2(MnSO4 2 μl)case #2 (MnSO 4 2 μl) 10X Titanium taq Buffer10X Titanium taq Buffer 55 55 MnSO4(8mM)MnSO 4 (8mM) 11 22 dGTP (2mM)dGTP (2 mM) 11 11 50 X dNTP Mix50 X dNTP Mix 11 11 Titanium Taq PolymeraseTitanium Taq Polymerase 11 11 Forward primer(5pmol)Forward primer (5 pmol) 22 22 Reverse primer(5pmol)Reverse primer (5 pmol) 22 22 Template DNATemplate DNA 11 11 dH2OdH 2 O 3636 3535 TotalTotal 5050 5050

상기에서 획득한 에러유발 PCR 산물에 DpnI을 처리하여 주형 플라스미드를 제거한 DNA를 SmaI 제한효소로 절단된 pDC24△N1287(13032) 벡터에 깁슨 어셈블리 방법을 이용하여 클로닝하여 재조합 변이 플라스미드 라이브러리 pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB(mt) 를 획득하였다.The error-induced PCR product obtained above was treated with DpnI to remove the template plasmid, and the DNA was cloned into the pDC24△N1287(13032) vector cut with the SmaI restriction enzyme using the Gibson assembly method to obtain a recombinant mutant plasmid library pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB(mt).

실시예 2-2 : pntAB 랜덤 변이 라이브러리 스크리닝Example 2-2: Screening of pntAB random mutant library

상기 실시예 2-1에서 제작된 pntAB 변이 라이브러리 플라스미드와 대조군 pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB를 트레오닌 생산균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 KCCM 12502P (CA09-0903, 대한민국 등록특허 제 10-2126951호)에 형질 전환 후 트레오닌 생산량을 분석 하였다. The pntAB mutant library plasmid produced in the above Example 2-1 and the control group pDC24△N1287(13032)::PgapA_pntAB were transformed into the threonine-producing strain Corynebacterium glutamicum KCCM 12502P (CA09-0903, Republic of Korea Patent No. 10-2126951), and the threonine production was analyzed.

구체적으로 대조구인 CA09-0903:: △N1287::PgapA_pntAB((WT))과 CA09-0903:: △N1287::PgapA_pntAB((mt)) 라이브러리들을 각각 400ul 종배지가 포함된 96-Deep Well Plate-Dome (Bioneer) 에 접종하고, plate shaking incubator (TAITEC)에서 32℃, 12000rpm 조건으로 약 120 hr 동안 배양하였다. Specifically, the control groups CA09-0903:: △N1287::PgapA_pntAB((WT)) and CA09-0903:: △N1287::PgapA_pntAB((mt)) libraries were each inoculated into a 96-Deep Well Plate-Dome (Bioneer) containing 400 μl of seed medium and cultured in a plate shaking incubator (TAITEC) at 32°C and 12,000 rpm for approximately 120 hr.

배양된 약 3000 개의 트레오닌 농도를 NIR을 통해 각각 확인하였고, 야생형 pntAB 발현 균주 대비 트레오닌 농도가 증가된 6종의 균주들에서 시퀀싱을 통해 pntAB 변이를 확인하였다. 그 결과 해당 균주들은 각각 PntA(V437A)B, PntA(S476P)B(D14V), PntA(I306S)B, PntA(N41I)B, PntAB(E119G) 또는 PntA(L342S, I486T )B(L199P, S346T)의 변이 서열을 가진 PntAB를 발현하고 있었다. The threonine concentrations of approximately 3,000 cultured strains were individually confirmed through NIR, and pntAB mutations were confirmed through sequencing in six strains with increased threonine concentrations compared to the wild-type pntAB expression strain. As a result, the strains expressed PntAB with the mutant sequences of PntA(V437A)B, PntA(S476P)B(D14V), PntA(I306S)B, PntA(N41I)B, PntAB(E119G), or PntA(L342S, I486T)B(L199P, S346T), respectively.

실시예 3: 변이 pntAB가 도입된 L-아미노산 생산 균주 제작 및 아미노산 생산능 평가Example 3: Production of an L-amino acid producing strain with the mutant pntAB introduced and evaluation of amino acid production capacity.

실시예 3-1: 변이 pntAB가 도입된 L-트레오닌 생산균주 제작 및 트레오닌 생산능 평가Example 3-1: Production of an L-threonine-producing strain with a mutant pntAB and evaluation of threonine production capacity.

상기 실시예 2-2에서 스크리닝된 6 종의 균주들의 트레오닌 생산성을 플라스크 수준에서 확인하기 위해 아래와 같은 방법으로 배양하였다. To confirm the threonine productivity of the six strains screened in Example 2-2 above at the flask level, they were cultured using the following method.

먼저, 종 배지 25 ml을 함유하는 250 ml 코너-바플 플라스크에 각 균주들을 접종하고, 30℃에서 20시간 동안, 200 rpm으로 진탕 배양하였다. 그런 다음, 생산배지 24 ml을 함유하는 250 ml 코너-바플 플라스크에 1 ml의 종 배양액을 접종하고 32℃에서 24 시간 동안, 200 rpm에서 진탕 배양하였다.First, each strain was inoculated into a 250 ml corner-baffle flask containing 25 ml of seed medium and cultured at 30°C for 20 hours with shaking at 200 rpm. Then, 1 ml of the seed culture was inoculated into a 250 ml corner-baffle flask containing 24 ml of production medium and cultured at 32°C for 24 hours with shaking at 200 rpm.

<종배지 (pH 7.0)><Seed medium (pH 7.0)>

포도당 20 g, 펩톤 10 g, 효모추출물 5 g, 요소 1.5 g, KH2PO4 4 g, K2HPO4 8 g, MgSO4 7H2O 0.5 g, 바이오틴 100 ㎍, 티아민 HCl 1000 ㎍, 칼슘-판토텐산 2000 ㎍, 니코틴아마이드 2000 ㎍ (증류수 1 리터 기준)Glucose 20 g, peptone 10 g, yeast extract 5 g, urea 1.5 g, KH2PO4 4 g, K2HPO4 8 g, MgSO4 7H2O 0.5 g, biotin 100 μg, thiamine HCl 1000 μg, calcium-pantothenic acid 2000 μg, nicotinamide 2000 μg (based on 1 liter of distilled water)

<생산배지 (pH 7.2)><Production medium (pH 7.2)>

포도당 30g, KH2PO4 2g, Urea 3g, (NH4)2SO4 40g, Peptone 2.5g, CSL(Sigma) 5g(10 ml), MgSO4.7H2O 0.5g, Leucine 400mg, CaCO3 20g (증류수 1리터 기준)Glucose 30g, KH2PO4 2g, Urea 3g, (NH4)2SO4 40g, Peptone 2.5g, CSL(Sigma) 5g(10 ml), MgSO4.7H2O 0.5g, Leucine 400mg, CaCO3 20g (based on 1 liter of distilled water)

배양종료 후, 액체고속크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 L-트레오닌 생산량을 측정하였고, 농도는 하기 표 4에 나타내었다.After the culture was completed, the amount of L-threonine produced was measured using high-performance liquid chromatography (HPLC), and the concentration is shown in Table 4 below.

PntAB 변이체를 발현하는 미생물의 트레오닌 생산능Threonine production capacity of microorganisms expressing PntAB mutants 균주명Strain name L-트레오닌 농도(g/L)L-threonine concentration (g/L) 야생형 pntAB 균주 대비 농도 백분율 (%)Percentage of concentration compared to wild-type pntAB strain (%) CA09-0903 △N1287::PgapA_pntABCA09-0903 △N1287::PgapA_pntAB 5.65.6 100100 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(V437A)BCA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(V437A)B 5.85.8 104104 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(S476P)B(D14V)CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(S476P)B(D14V) 5.35.3 9595 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(I306S)B CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(I306S)B 5.05.0 8989 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(N41I)BCA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(N41I)B 5.25.2 9393 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(E119G) CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(E119G) 4.64.6 8282 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(L342S, I486T)B(L199P, S346T)CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(L342S, I486T)B(L199P, S346T) 4.94.9 8888

그 결과 상기 표 4에 나타난 바와 같이, 모균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntAB 는 약 5.6g/L의 트레오닌이 생산되는 것을 확인하였다. 실시예 2-2에서 선별된 균주들 중에서 PntAB (V437A)를 발현한 균주인 CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(V437A)B의 트레오닌 생산능은 대조군 대비 4% 증가함을 확인하였다. As a result, as shown in Table 4 above, it was confirmed that the parent strain, Corynebacterium glutamicum CA09-0903 △N1287::PgapA_pntAB, produced about 5.6 g/L of threonine. Among the strains selected in Example 2-2, the threonine production ability of CA09-0903 △N1287::PgapA_pntA(V437A)B, a strain expressing PntAB (V437A), was confirmed to increase by 4% compared to the control group.

상기의 결과는 코리네박테리움 베리어빌리(Corynebacterium variabile) 유래 PntAB의 아미노산 서열에서 PntA의 437번째 아미노산의 변형, 그 예로 발린이 알라닌으로 바뀐 pntA(V437A)를 발현하는 균주는 야생형 보다 pntAB 활성을 증가시켜 L-아미노산을 보다 더 효율적으로 생산할 수 있음을 제시한다. The above results suggest that a strain expressing pntA (V437A) with a modification of the 437th amino acid of PntA in the amino acid sequence of PntAB derived from Corynebacterium variabile, for example, valine changed to alanine, can produce L-amino acids more efficiently by increasing pntAB activity than the wild type.

이상의 설명으로부터, 본 출원이 속하는 기술분야의 당업자는 본 출원이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 출원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art will understand that the present application can be implemented in other specific forms without altering its technical concept or essential characteristics. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of this application should be interpreted to include all changes or modifications derived from the meaning and scope of the following claims and their equivalents, rather than the detailed description above.

Claims (15)

서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 다른 아미노산으로 치환된, 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제 알파서브유닛 변이형 폴리펩티드. A nicotinamide nucleotide transhydrogenase alpha subunit mutant polypeptide in which the amino acid corresponding to position 437 of sequence number 10 is substituted with another amino acid. 제1항에 있어서, 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 10의 437번째 위치에 상응하는 아미노산이 알라닌으로 치환된 것인, 변이형 폴리펩티드. In claim 1, the mutant polypeptide is a mutant polypeptide in which the amino acid corresponding to position 437 of SEQ ID NO: 10 is substituted with alanine. 제1항에 있어서, 상기 변이형 폴리펩티드의 아미노산 서열은 서열번호 10의 아미노산 서열과 90%이상의 동일성을 갖는 것인, 변이형 폴리펩티드. A mutant polypeptide according to claim 1, wherein the amino acid sequence of the mutant polypeptide has at least 90% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10. 제1항에 있어서, 상기 변이형 폴리펩티드는 서열번호 14의 아미노산 서열로 이루어지는 것인, 변이형 폴리펩티드. A mutant polypeptide according to claim 1, wherein the mutant polypeptide comprises an amino acid sequence of SEQ ID NO: 14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 변이형 폴리펩티드를 포함하는 니코틴아미드 뉴클레오티드 트랜스하이드로게나제.A nicotinamide nucleotide transhydrogenase comprising a mutant polypeptide according to any one of claims 1 to 4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드. A polynucleotide encoding a mutant polypeptide of any one of claims 1 to 4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 변이형 폴리펩티드; 및 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 미생물.A microorganism comprising a mutant polypeptide according to any one of claims 1 to 4; and at least one polynucleotide encoding the mutant polypeptide. 제7항에 있어서, 상기 미생물은 코리네박테리움 속 미생물인 것인, 미생물.In claim 7, the microorganism is a microorganism of the genus Corynebacterium. 제8항에 있어서, 상기 코리네박테리움 속 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰인 것인, 미생물.In claim 8, the microorganism of the genus Corynebacterium is Corynebacterium glutamicum. 제7항에 있어서, 상기 미생물은 서열번호 10의 폴리펩티드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 미생물과 비교하여, L-아미노산 생산능이 증가된 것인, 미생물. In claim 7, the microorganism has an increased ability to produce L-amino acids compared to a microorganism comprising a polypeptide of sequence number 10 or a polynucleotide encoding the same. 제10항에 있어서, 상기 L-아미노산은 L-트레오닌인 것인, 미생물. A microorganism in claim 10, wherein the L-amino acid is L-threonine. 제7항의 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, L-아미노산 생산방법. A method for producing L-amino acid, comprising a step of culturing the microorganism of claim 7 in a medium. 제12항에 있어서, 상기 배양된 미생물; 상기 미생물의 배양물; 상기 미생물의 발효물; 또는 상기 배양 배지에서 L-아미노산을 회수하는 단계를 추가적으로 포함하는 것인, 방법.A method according to claim 12, further comprising a step of recovering L-amino acid from the cultured microorganism; a culture of the microorganism; a fermented product of the microorganism; or the culture medium. 제13항에 있어서, 상기 L-아미노산은 L-트레오닌인 것인, 방법. A method according to claim 13, wherein the L-amino acid is L-threonine. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항의 변이형 폴리펩티드; 또는 상기 변이형 폴리펩티드 또는 상기 변이형 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 미생물의 L-아미노산 생산 용도. A use of a microorganism for producing L-amino acids, comprising a variant polypeptide according to any one of claims 1 to 4; or a polynucleotide encoding the variant polypeptide or the variant polypeptide.
PCT/KR2025/004110 2024-04-04 2025-03-28 Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase variant and method for producing l-amino acid using same Pending WO2025211657A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2024-0046184 2024-04-04
KR20240046184 2024-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025211657A1 true WO2025211657A1 (en) 2025-10-09

Family

ID=97267735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2025/004110 Pending WO2025211657A1 (en) 2024-04-04 2025-03-28 Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase variant and method for producing l-amino acid using same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20250148440A (en)
WO (1) WO2025211657A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823044B1 (en) * 2000-08-11 2008-04-17 아지노모토 가부시키가이샤 Method for preparing threonine and isoleucine
CN116640791A (en) * 2023-04-26 2023-08-25 廊坊梅花生物技术开发有限公司 A method for constructing recombinant microorganisms and its application

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103146593B (en) 2004-01-30 2015-07-15 味之素株式会社 L-amino acid-producing microorganism and method for producing l-amino acid

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823044B1 (en) * 2000-08-11 2008-04-17 아지노모토 가부시키가이샤 Method for preparing threonine and isoleucine
CN116640791A (en) * 2023-04-26 2023-08-25 廊坊梅花生物技术开发有限公司 A method for constructing recombinant microorganisms and its application

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE GenBank 22 August 2023 (2023-08-22), "NAD(P) transhydrogenase subunit alpha [Corynebacterium variabile]", XP093361809, Database accession no. GEC84712.1 *
DATABASE GenBank 4 September 2018 (2018-09-04), "MAG TPA: Re/Si-specific NAD(P)( ) transhydrogenase subunit alpha [Corynebacterium variabile]", XP093361814, Database accession no. HAJ52968.1 *
HANKE PAUL, PARRELLO BRUCE, VASIEVA OLGA, AKINS CHASE, CHLENSKI PHILIPPE, BABNIGG GYORGY, HENRY CHRIS, FOFLONKER FATIMA, BRETTIN T: "Engineering of increased L-Threonine production in bacteria by combinatorial cloning and machine learning", METABOLIC ENGINEERING COMMUNICATIONS, vol. 17, 1 December 2023 (2023-12-01), NL , pages e00225 - e00225-15, XP093361793, ISSN: 2214-0301, DOI: 10.1016/j.mec.2023.e00225 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250148440A (en) 2025-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021167414A1 (en) Purine nucleotide-producing microorganism and purine nucleotide production method using same
WO2022050671A1 (en) L-valine-producing microorganisms and l-valine producing method using same
WO2021261733A1 (en) Novel modified l-threonine dehydratase and method for producing l-isoleucine using same
WO2022216088A1 (en) L-arginine-producing corynebacterium sp. microorganism and l-arginine production method using same
WO2025023743A1 (en) Protein variant and method for producing l-lysine using same
WO2022255839A1 (en) Novel yhhs variant and method for producing o-phosphoserine, cysteine, and derivate of cysteine using same
WO2022191633A1 (en) Novel citrate synthase variant and method for producing o-acetyl-l-homoserine or l-methionine using same
WO2023287256A1 (en) Novel beta-carotene 15,15-oxygenase variant and retinoid production method using same
WO2023277307A1 (en) Strain for producing highly concentrated l-glutamic acid, and l-glutamic acid production method using same
WO2025226086A1 (en) Flavin-containing monooxygenase variant and method for producing indigo using same
WO2024144283A1 (en) Microorganism into which heterologous glutamine synthetase is introduced, and method for producing l-tryptophan by using same
WO2022191630A1 (en) Novel citrate synthase variant and method for producing l-valine using same
WO2022191635A1 (en) Novel citrate synthase variant and method for producing l-amino acids using same
WO2022124511A1 (en) Mutant atp-dependent protease, and method for producing l-amino acid using same
WO2022163904A1 (en) Novel protein variant and method for producing l-lysine using same
WO2025211657A1 (en) Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase variant and method for producing l-amino acid using same
WO2022124786A1 (en) NOVEL γ-AMINOBUTYRATE PERMEASE VARIANT AND METHOD FOR PRODUCING ISOLEUCINE BY USING SAME
WO2022124708A1 (en) Novel branched-chain amino acid aminotransferase mutant and isoleucine production method using same
WO2025211658A1 (en) Microorganism comprising variant of nicotinamide nucleotide transhydrogenase and method for producing l-amino acid using same
WO2025183467A1 (en) Microorganism comprising nicotinamide nucleotide transhydrogenase derived from edwardsiella tarda, and method for producing l-amid acids or derivatives thereof using same
WO2025183466A1 (en) Microorganism having foreign nicotinamide nucleotide transhydrogenase introduced thereinto and method for producing l-amino acid or derivative thereof using same
WO2025183410A1 (en) Novel mutant l-threonine export protein and method for producing l-threonine by using same
WO2025023745A1 (en) Protein variant and method for producing l-isoleucine by using same
WO2025249709A1 (en) Protein variant and l-arginine production method using same
WO2025221054A1 (en) Fructokinase variant and method for producing l-amino acid using same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25782880

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1