Selection of a Mutant Strain with High Yield of Cellulose Production Derived from $Acetobacter$ sp. A9

$Acetobacter$ sp. A9에서 셀룰로오스 생산량이 높은 변이주 선별

The mutant strain M6 derived from Acetobacter sp. A9, which produces high levels of the bacterial cellulose derived by random mutagenesis with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine or UV treatment, was selected by a Hestrin and Schramm medium (HSB) plate assay. The characterization of the cellulose production was studied in flask culture to improve the productivity of bacterial cellulose by $Acetobacter$ sp. A9 and mutant strain M6. The yield of cellulose production was superior to mutant M6 than $Acetobacter$ sp. A9. Cellulose was produced 0.12 g $L^{-1}$ by $Acetobacter$ sp. A9 at HS medium and the mutant M6 produced the cellulose 6.95 g $L^{-1}$at HS medium. Strain M6 produced less amount of gluconic acid than A9, thus showing that cellulose production is negatively relted with the gluconic acid production.

셀룰로오스는 지구상에서 가장 풍부하게 존재하는 재생 가능한 천연 다당류로서 glucose의 ${\beta}$-1,4 결합에 의하여 이루어진 물질이자 고등식물의 주요 구성성분으로서 현재 제지, 펼프 및 방적산업을 비롯한 다양한 분야에서 사용되고 있다. 셀룰로오스의 소비가 급증함에 따라 그 원료로 사용되는 목재에 대한 수요도 갈수록 높아지고 있으나 원료공급과 환경문제로 인하여 제지 대체물질에 대한 연구가 절실한 형편이다(Sutherland 1998). 따라서 본 연구에서는 정치 및 교반배양에서도 생산할 수 있는 능력이 있음이 확인된 $Acetobacter$ sp. A9를 사용하여 교반배양 할 때 셀룰로오스를 생산하지 않는 돌연변이체($Cel^-$)가 생성됨으로써 셀룰로오스 생산량이 대폭 감소하는 현상이 일어나는 문제점을 해결 할 수 있는 돌연변이주를 선별하여 대량생산의 가능성을 검토하였고, 교반 배양에서도 안정한 변이주의 선별을 위해 자외선 조사와 화학제를 처리하여 변이주 8개를 선별하여 여러 가지 특성을 조사하였다. 이 변이주들의 셀룰로오스 생산량과 acetan, gluconic acid 생산량을 야생주인 $Acetobacter$ sp. A9과 비교한 결과, Couso (1982, 1987)와 Iannion (1988), Ridout (1994)가 설명한 acetan 생산이 셀룰로오스 합성과 밀접한 관계를 갖고 있는 결과와는 달리 본 연구에서는 acetan 생산과 셀룰로오스 합성과는 관계가 없었고, 셀룰로오스 생산량이 많은 변이주 M6의 경우, 셀룰로오스를 생성하지 않는 변이주 M28보다 gluconic acid 생산량이 훨씬 작은 것으로 보아 셀룰로오스 합성에 gluconic acid가 셀룰로오스 생산에 영향을 미치는 것이라고 사료된다.