Recovery of Poly(3-hydroxybutyrate) from Recombinant Escherichia coli by Autolysis with Bacteriophage Lambda

박테리오파아지의 세포용해작용을 이용한 재조합 대장균으로부터의 Poly(3-hydroxybutyrate) 회수

An autolytic system based on a thermally inducible phage lambda, λHL1, has been applied for the recovery of poly(3-hydroxybutyrate) [PHB] from a recombinant Escherichia coli XL1-Blue, harbouring a plasmid (pSYL105) containing the Alcaligenes eutrophus PHB biosynthesis genes. The lytic capability ofλHL1 was evaluated in flask culture for both lysogens, XL1-Blue (λHL1) and XL1-Blue (λHL1, pSYL105). When the optical density of culture at 600nm(OD600) reached 0.2, cell lysis was induced by increasing the temperature from $30^{\circ}C$ to $42^{\circ}C$. Most cells of XL1-Blue ($\lambda$HL1) were lysed by the autolytic system in an hour after the thermal induction, while the lytic efficiency was slightly lower for XLl-Blue (λHL1, pSYL105). The existence of pSYL105 in cells seemed to inhibit, to some extent, the lytic capability of λHL1 even at low PHB content. The lylic efficiency remarkably decreased as the induction was delayed to allow PHB accumulation. When a chemical induction using 2% (v/v) chloroform was introduced after an hours of thermal induction, we could obtain a good lytic efficiency.

재조합 대장균에 의해 생합성된 PHB를 분리정제하기 위하여 박테리오파아지의 세포파괴작용을 이용하는 방법의 가능성에 대해 알아 보았다. 먼저, $cI_{857}$ 유전자를 지난 박테리오파아지 A를 대장균에 감염시킨 후 lysogen, XLl-Blue($\lambda$HL1)를 선별하고, 이 균주에 PHA 생합성 플라스미드를 도입시켜 원하는 균주인 XLI-Blue($\lambda$HL1, pSYLl05)를 만들였다. 숙주인 XLl-Blue, 열적유도에 의해 세포파괴가 가능한 XLl-Blue($\lambda$HL1), 그리고 세포파괴와 PHB 생합성이 모두 가능한 XLl-Blue(AHL1, pSYL105) 에 대하여 여러 가지 조건에서의 실험결과를 비교.검토하였다. XLI-Blue($\lambda$IL1, pSYLl05)의 경우 대수기에서는 열적유도만으로 세포파괴를 효과적으로 야기할 수 있었으나 PHB가 축적되는 정지기에서는 열척유도만으로 세포파괴를 일으킬 수 없었다. 세포 파괴를 보다 용이하게 하기 위하여 열적유도 빛 2% (v/v)의 chloroform을 사용하는 화학적용균을 병행 하였는데, 이 경우 세포파괴가 효과적으로 일어남을 관찰할 수 있었다.