C4 chemicals are very important for every-life. Among them, succinic acid derivative products such as 1,4-butanediol, gamma-butyrolactone, and N-methylpyrrolidone. Currently, it is synthesized from the crude-oil. But the amount of crude oil is limited, and it causes the environmental problem. In order to overcome this problem, sustainable and eco-friendly process is required. One of them is biological process using bacteria. Bacteria could produce chemicals generally such as lactic acid, succinic acid and etc with mild condition, suitable media and carbon source. Metabolic engineering is the optimizing and regulatory processes within cell to increase the cells’ production of a certain substance. Using metabolic engineering, desired products could be produced easily. In order to produce various C4 chemicals, metabolic engineering was performed. Chapter 1 is an overview of the C4 world market size, utilization and explanation the chemical method for the synthesis of C4 chemicals. Chapter 2 reports the increasing succinic acid production in Mannheimia succiniciproducens. Chapter 3 reports the metabolic engineering for the production of malic and fumaric acids in Mannheimia succiniciproducens. Chapter 4 reports the production of 4-hydroxybutyric acid by introduction of 4-hydroxybutyric acid synthesis pathway production using high succinic acid producer and chemical conversion of 4-hydroxybutyric acid to gamma-butyrolactone which is a useful C4 chemical. Chapter 5 reports the production of 4-hydroxybutyric acid under micro-aerobic condition using Escherichia coli. Chapter 6 reports systems metabolic engineering for production of 4-hydroxybutyric acid in micro-aerobic conditition.
C4 화합물은 우리 생활에서 매우 중요하게 사용된다. 그 중에 1,4-부탄디올, 감마-부틸로락톤, N-메틸피롤리돈 같은 숙신산 유도체가 중요하다. 현재 이와같은 화합물들은 원유로부터 생산한다. 하지만 환경문제와 자원의 한정성 때문에, 지속적이며 친환경적인 방법으로 생산되어야 한다. 그 중에 하나가 미생물을 이용하여 생산하는 것이다. 미생물은 일반적으로 당만 있으면 지속적이며 친환경적인 방법으로 젖산, 숙신산, 아세트산 등을 생산할 수 있다. 대사공학은 우리가 원하는 화합물을 생산할 수 있도록 미생물의 대사회로를 조절하는 것이다. 이 대사공학 기법을 이용하여 다양한 C4 화합물들을 생산하였다. 1장에서는 다양한 C4 화합물들의 현재 생산 방법 및 중요성에 대해서 언급하고, 2장에서는 맨하이미아라는 균주를 이용하여 숙신산 생산을 증가시킨 연구에 대해서 이야기 하고, 3장에서는 맨하이미아를 이용하여 말산 및 푸마르산을 대사공학적으로 생산한 연구에 대해서 이야기 하고, 4장에서는 맨하이미아를 이용하여 주요한 C4 화합물들의 전구체인 4-하이드록시부티릭산을 대사공학적으로 생산하고 이를 간단한 화학적 처리를 통해 감마-부틸로락톤으로 전환환 연구에 대해서 언급하고 5장에서는 대장균을 이용하여 호기성 조건에서 4-하이드록시부티릭산을 시스템 대사공학적으로 생산한 연구에 대해서 언급하고 마지막으로 6장에서는 대장균을 이용하여 micro-호기성 조건에서 4-하이드록시부티릭산을 시스템 대사공학적으로 생산한 연구에 대해서 이야기 하였다.
