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논문 기본 정보

자료유형
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저자정보
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제28권 제12호
발행연도
2018.1
수록면
2,009 - 2,018 (10page)

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Leuconostoc mesenteroides can be used to produce mannitol by fermentation, but the mannitol productivity is not high. Therefore, in this study we modified the chromosome of Leuconostoc mesenteroides by genetic methods to obtain high-yield strains for mannitol production. In this study, gene knock-out strains and gene knock-in strains were constructed by a two-step homologous recombination method. The mannitol productivity of the pat gene (which encodes phosphate acetyltransferase) deletion strain (Δpat::amy), the fk gene (which encodes fructokinase) deletion strain (Δfk::amy) and the stpk gene (which encodes serine-threonine protein kinase) deletion strain (Δstpk::amy) were all increased compared to the wild type, and the productivity of mannitol for each strain was 84.8%, 83.5% and 84.1%, respectively. The mannitol productivity of the mdh gene (which encodes mannitol dehydrogenase) knock-in strains (Δpat::mdh, Δfk::mdh and Δstpk::mdh) was increased to a higher level than that of the single-gene deletion strains, and the productivity of mannitol for each was 96.5%, 88% and 93.2%, respectively. The multi-mutant strain ΔdtsΔldhΔpat::mdhΔstpk::mdhΔfk::mdh had mannitol productivity of 97.3%. This work shows that multi-gene knock-out and gene knock-in strains have the greatest impact on mannitol production, with mannitol productivity of 97.3% and an increase of 24.7% over wild type. This study used the methods of gene knock-out and gene knock-in to genetically modify the chromosome of Leuconostoc mesenteroides. It is of great significance that we increased the ability of Leuconostoc mesenteroides to produce mannitol and revealed its broad development prospects.

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Papagianni M / 2014 / Increased mannitol production in Lactobacillus reuteri ATCC 55730 production strain with a modified 6-phosphofructo-1-kinase / J. Biotechnol 181:20~26 google schola Wisselink HW / 2002 / Mannitol production by lactic acid bacteria: a review / Int. Dairy J 12:151~161 google schola Makkee M / 1985 / Production methods of D-mannitol / Starch-Stärke 37:136~141 google schola Dai Y / 2017 / Recent advances in the applications and biotechnological production of mannitol / J. Funct. Foods 36:404~409 google schola Saha BC / 2011 / Biotechnological production of mannitol and its applications / Appl. Microbiol. Biotechnol 89:879~891 google schola

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