Development of L-Lysine Producing Strains from Cellulosic Substrate by the Intergeneric Protoplast Fusion- Conditions for Formation and Regeneration of Protoplast -

속간 원형질체 융합에 의한 섬유질 기질로부터 L-lysine 생산균주 개발 -원형질체의 형성 및 재생 -

In order to produce L-lysine from cellulosic substrates by the intergeneric protoplast fusion between cellulolytic bacteria, Cellulomonas flavigena KFCC31221 and amino acid producing bacteria, Brevibacterium flavum ATCC14067, Corynebacteriurn glutamicum ATCC13032, conditions for protoplast formation and regeneration of these strains were investigated. After the strains were mutated with 500$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ N-methyl-N'-nitro N-nitrosoguanidine for 30 min and the mutants were enriched by treating 300$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ penicillin-G for 2 hrs, B. flavum Hse- Str$^{r}$ , C. glutamicum Met$^{-}$Thr$^{-}$ Rif$^{r}$ and Cellulomonas flavigena Thr$^{-}$Val$^{-}$Kan$^{r}$ were isolated. The rate of protoplast formation ranged from 95 to 98% when strains were treated at the concentration of 500$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ of lysozyme, pH 6.5, 33$^{\circ}C$, for 6 hrs. in Tris- malate buffer supplemented with 0.4M sucrose as osmotic stabilizer. Approximately 30-33% protoplast was regenerated on the regeneration complete medium(RCM) containing 1.5% agar and 0.5M sodium succinate overlaid with the same medium except 0.7% agar.

L-Lysine 생산균주인 Brevibacterium flavum ATCC 14067 과 Corynebacteriurn glutamicum ATCC13032에 섬유소 자화능이 우수한 Cellulomonas flavigena KFCC31221를 속간 융합시켜 섬유소로부터 L-lysine을 생산할 목적으로 이들 균주의 영양요구성 변이주 분리, 원형질체의 형성 및 재생의 조건을 조사하였다. NTG(500$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)로 유기하여 penicillin-G(300$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)로 농축한 변이주에서 B. flavum은 hse- str$^{r}$(100$\mu\textrm{g}$/$m\ell$), C. glutamicum는 Met$^{-}$T$hr^{-}$ Rif$^{r}$(5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$), C. flavigena 는 T$hr^{-}$Val$^{-}$Kan$^{r}$(50$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)의 gene marker를 가지는 영양요구성과 약제내성균주를 분리하였다. 공시균주의 원형질체 형성은 osmotic stabilizer로서는 0.5M sucrose, 배양기간은 대수증식기 중기의 균이 양호하였고, lysozyme 최적 처리 pH, 온도, 농도 및 반응시간은 각각 pH6.5, 33$^{\circ}C$, 500 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$, 6시간으로 나타났으며, 이때의 원형질체형성율은 95-98%였다. 원형질체를 1.5% agar가 함유된 완전재생용 배지위에 0.7% agar가 함유된 완전재생용 배지로 중층했을 때 약 30~33%의 재생율을 보였다.