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중심탄소 동화 회로를 가지고 있는 숙주 미생물에, 개미산 동화 회로에 관여하는 효소인 포메이트-테트라하이드로포레이트 라이게이즈(formate-tetrahydrofolate ligase), 메테닐테트라하이드로포레이트 싸이클로하이드롤레이즈(methenyl tetrahydrofolate cyclohydrolase) 및 메틸렌-테트라하이드로포레이트 디하이드로지네이즈(methylene-tetrahydrofolate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자 또는 상기 유전자를 함유하는 재조합 벡터가 도입되어 개미산 및 이산화탄소로부터의 동화가 강화된, 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 상기 포메이트-테트라하이드로포레이트 라이게이즈(formate-tetrahydrofolate ligase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 7로 표시되는 핵산 분자이고, 메테닐테트라하이드로포레이트 싸이클로하이드롤레이즈(methenyl tetrahydrofolate cyclohydrolase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 8 또는 서열번호 19로 표시되는 핵산 분자이며,메틸렌-테트라하이드로포레이트 디하이드로지네이즈(methylene-tetrahydrofolate dehydrogenase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 9로 표시되는 핵산 분자인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 상기 숙주 미생물은 i) 중심탄소 동화 회로가 내재되어 있거나;ii) 중심탄소 동화 회로가 외부에서 도입된 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제4항에 있어서, 상기 중심탄소 동화 회로는 세린-글라이옥실레이트 트랜스아미네이즈(serine-glyoxylate transaminase), 말릴코에이 라이에이즈(malyl-CoA lyase), 말레이트 코에이 라이게이즈(malate-CoA ligase), 숙시닐코에이 말레이트 코에이트랜스퍼레이즈(succinyl-CoA:(S)-malate CoA-transferase), 포스포이놀파이루베이트 카복시카이네이즈(phosphoenolpyruvate carboxykinase) 및 하이드록시파이루베이트 리덕테이즈(Hydroxypyruvate reductase)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 중심탄소 동화 회로에 관여하는 효소가 치환되거나, 추가로 도입되거나, 증폭된 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제5항에 있어서, 상기 치환 또는 추가로 도입되는 효소들은 각각 메틸로박테리엄(Methylobacterium), 로세오박터(Roseobacter), 로도박터(Rhodobacter), 클로로플렉서스(Chloroflexus), 아세토박테리움(Acetrobacterium), 맨하이미아(Manheimia), 에스처리키아(Escherichia) 및 아라비돕시스(Arabidopsis) 속으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나에서 유래된 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제5항에 있어서, 상기 효소는 i) 서열번호 6으로 표시되는 핵산 분자, 서열번호 13으로 표시되는 핵산 분자, 서열번호 16으로 표시되는 핵산 분자 및 서열번호 21로 표시되는 핵산 분자로 구성된 군에서 선택되는 핵산 분자에 의해 인코딩되는 세린-글라이옥실레이트 트랜스아미네이즈(serine-glyoxylate transaminase);ii) 서열번호 5로 표시되는 핵산 분자, 서열번호 14로 표시되는 핵산 분자 및 서열번호 15로 표시되는 핵산 분자로 구성된 군에서 선택되는 핵산 분자에 의해 인코딩되는 말릴코에이 라이에이즈(malyl-CoA lyase); iii) 서열번호 3으로 표시되는 핵산 분자, 서열번호 4로 표시되는 핵산 분자, 서열번호 11로 표시되는 핵산 분자 및 서열번호 12로 표시되는 핵산 분자로 구성된 군에서 선택되는 핵산 분자에 의해 인코딩되는 말레이트 코에이 라이게이즈(malate-CoA ligase);iv) 서열번호 17로 표시되는 핵산분자 또는 서열번호 18로 표시되는 핵산분자에 의해 인코딩되는 숙시닐코에이 말레이트 코에이트랜스퍼레이즈(succinyl-CoA:(S)-malate CoA-transferase)v) 서열번호 20으로 표시되는 핵산분자에 의해 인코딩되는 포스포이놀파이루베이트 카복시카이네이즈(phosphoenolpyruvate carboxykinase); 및/또는vi) 서열번호 10으로 표시되는 핵산분자에 의해 인코딩되는 하이드록시파이루베이트 리덕테이즈(Hydroxypyruvate reductase)로 치환되는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제4항에 있어서, 상기 재조합 미생물은 파이루베이트 포메이트 라이에이즈(pyruvate formate lyase)를 코딩하는 유전자 또는 상기 유전자를 함유하는 재조합 벡터가 추가로 도입되거나 과발현되어 있는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제8항에 있어서, 상기 파이루베이트 포메이트 라이에이즈(pyrubate formate lyase)를 코딩하는 유전자는 서열번호 22로 표시되는 핵산 분자인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제8항에 있어서, 상기 유전자는 trc promoter, tac promoter, T7 promoter, lac promoter 및 trp promoter로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 강한 프로모터에 의해 과발현되는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 글리신 클리비지 콤플렉스(glycine cleavage complex)가 강화 또는 증폭되거나, 추가로 도입된 재조합 미생물
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제11항에 있어서, 상기 글리신 클리비지 콤플렉스는 서열번호 63으로 표시되는 핵산 분자인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제11항에 있어서, 상기 글리신 클리비지 콤플렉스를 구성하는 유전자는 상기 글리신 클리비지 콤플렉스를 구성하는 유전자를 포함하는 플라스미드가 도입되어 발현이 강화되거나, 상기 유전자의 내재적 프로모터를 trc promoter, tac promoter, T7 promoter, lac promoter 및 trp promoter로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 강한 프로모터로 치환하여 발현이 강화되는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제11항에 있어서, gcvR 유전자가 결실된 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제14항에 있어서, 상기 gcvR 유전자는 서열번호 66으로 표시되는 핵산 분자인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 세린 디아미네이즈가 강화 또는 증폭되거나, 추가로 도입된 재조합 미생물
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제16항에 있어서, 상기 세린 디아미네이즈는 서열번호 69로 표시되는 핵산 분자인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 상기 재조합 미생물은 개미산 및 이산화탄소로부터 동화된 피루브산, 글리신 또는 세린의 생합성이 가능한 것을 특징으로 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 상기 숙주 미생물은 에스처리키아(Escherichia) 속, 맨하이미하(Mannheimia) 속, 로도박터(Rhodobacter) 속 및 메틸로박테리엄(Methylobacterium) 속으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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제1항에 있어서, 상기 유전자는 메틸로박테리엄(Methylobacterium), 로세오박터(Roseobacter), 로도박터(Rhodobacter), 클로로플렉서스(Chloroflexus), 아세토박테리움(Acetrobacterium), 맨하이미아(Mannheimia), 에스처리키아(Escherichia) 및 아라비돕시스(Arabidopsis) 속으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상에서 유래된 것을 특징으로 하는 재조합 미생물
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다음 단계를 포함하는 C3 화합물을 중간산물로 한 유용물질의 제조방법:(a) 제1항, 제3항 내지 제20항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 개미산 및 이산화탄소를 탄소원으로 배양하여 C3 화합물을 중간산물로 한 유용물질을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 유용물질을 회수하는 단계
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제21항에 있어서, 상기 C3 화합물은 피루브산(pyruvate)이고, 상기 유용물질은 부탄올, 이소부탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 2-메틸-2-부탄올이소부탄올, 퓨트레신, L-오르니틴, 아르기닌, 다핵방향족 탄화수소(PHA), 폴리락테이트, 폴리락테이트-co-글라이콜레이트, 폴리아이소발러레이트, 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 4-하이드록시부티레이트, 바이오디젤, 가솔린, 올레핀, 5-아미노발러릭산, 감마이미노부티릭산, 3-하이드록스피로피오닉산, 3-아미노프로피오닉산, 아크릴산, 1,3-디아미노프로판, 카프로락탐, 쓰레오닌, 발린, 이소류신, 푸마르산, 말릭산, 숙신산, 세라마이드, 아스타잔틴, 실리빈, 라이코펜, 루테인 및 레티놀로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유용물질의 제조방법
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다음 단계를 포함하는 C3 화합물의 제조방법:(a) 제1항, 제3항 내지 제20항 중 어느 한 항의 재조합 미생물을 개미산 및 이산화탄소를 탄소원으로 배양하여 C3 화합물을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 C3 화합물을 회수하는 단계
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