Site-speci fic Inactivation o meso-Diaminopimelate-dehydrogenase Gene (ddh) in a Lysine-producing Brevibacterium lactofementum.

Brevibacterium lactofermentum 에서 meso-Diaminopimelate-dehydrogenase Gene (ddh)의 Site-specific Inactivation

Brevibacterium lactofermentum, a gram-positive bacteria, has both the diaminopimelate (DAP) pathway and meso-DAP-dehydrogenase (DDH) pathway for L-lysine biosynthesis. To investigate importance of DDH pathway and the related ddh gene in lysine production, we introduced site-specific mutagenesis technique. A 300 bp DNA fragment central to the meso-DAP-dehydrogenase gene (ddh) of B. lactofermentum was used to inactive chromosomal ddh gene via homologous recombination. Southern hybridization analysis confirmed that the chromosomal ddh gene was disrupted by the vector sequence. The B. lactofementum ddh mutant obtained have an inactive DDH pathway. The results reveal that inactivation of the ddh gene in B. lactofermentum leads to dramatic reduction of lysine production as well as decrease of the growth rate, indicating that the DDH pathway is essential for high-level lysine production as well as biosynthesis of meso-DAP.

B. lactofermentum의 lysine 생합성에 있어서 DDH경로 및 ddh gene이 지닌 중요성을 조사하기 위하여, site-specific mutagenesis technique를 통하여 B. lactofermentum의 ddh gene을 disruption함으로서 DDH 경로를 차단시켰다. B. lactofermentum ddh mutant는 wild type 및 AEC내성 균주보다 성장이 매우 저조하였으며 lysine 생산량에서도 급격한 저하를 가져왔다. 이와 같이 B. lactofermentum이 DAP 경로만을 가졌을 때 세포의 성장 및 lysine 생산량에 있어서 극적인 저하를 가져왔기 때문에 B. lactofermentum에서의 DDH 경로는 meso-DAP 및 lysine 생합성에 있어 필수적인 경로로 작용한다는 것을 확인하였다. 그러므로 C. glutamicum과 B. lactofermentum과 같은 corynebacteria가 lysine을 많이 생산하는 것은 DDH 경로가 부가적으로 존재하기 때문이며, 이러한 DDH 경로는 metabolic flux가 증가되면 중간 대사물을 lysine으로 변화시키는 중요한 경로로 작용할 것이라 사료된다.