| 초록 |
연구의 목적 및 내용 1) 불용성 다당을 생산하는 활성을 가지는 탄수화물 효소의 특성을 활용하여 신개념 융합단백질 효소발현, 정제, 및 고정화 시스템의 개발 2) 이를 바탕으로 다양한 탄수화물 활성 효소에 융합을 적용한 후 이들을 조합하여 반응에 근거한 다양한 기능성 소재의 생합성을 연구 연구결과 1차 년도(2014) 1) Amylosucrase와 model protein의 유전자적 융합효소 발현 시스템 개발 ▪ Green fluorescent protein (GFP)와 β-glucosidase를 포함하는 융합 construct 제작 ▪ Amylosucrase와 model protein 사이에 GS 및 EstO linker를 포함하는 융합 construct 제작 ▪ E. coli를 통한 융합 효소의 발현 2) 융합 효소의 발현 및 특성 확인 ▪ Foreign gene으로 융합 적용된 GFP와 β-glucosidase의 발현 및 활성 확인 ▪ GS 및 EstO linker를 포함하는 foreign gene의 발현량 및 specific activity 확인 ▪ Amylosucrase의 glucan 형성을 이용한 고정화 효소로의 이용 및 one-step purification 적용 2차 년도(2015) 1) Amylosucrase와 다양한 효소(중온성, 고온성, 초고온성)의 융합효소 발현 ▪ 14종류의 다양한 (중온성, 고온성 및 초고온성) 탄수화물 효소의 유전자 획득 및 E. coli 발현 ▪ 발현된 효소의 활성 측정, 최적온도, pH 및 최적 기질 탐색 등의 효소학적 특성 확인 2) Amylosucrase와 다양한 효소의 융합효소 발현 검증 및 다단계 반응관련 효소의 융합효소 발현 및 단일-스텝 고정화 ▪ Amylosucrase와 탐색한 9 종류의 탄수화물 효소 유전자와의 융합 단백질 발현 벡터의 제작 및 E. colil 발현 ▪ 발현된 융합 단백질의 활성 측정, 최적온도, pH 및 최적 기질 탐색 등의 효소학적 특성 확인 3차 년도 (2016) 1) Cellulose 분해 효소와 amylosucrase의 융합 효소를 활용한 biofuel 소재의 합성 ▪ Endoglucanase의 기질 특이성 및 effertor 영향 확인 ▪ Amylosucrase와 융합된 endoglucasnase와 β-glucosidase를 이용한 biofuel 소재 합성 ▪ Biofuel 소재의 최적 융합효소 반응조건 도출 및 합성 수율 검증 2) 탄수화물 활성 효소의 연속 반응을 이용하여 기능성 식품 및 의약품 소재의 생합성 ▪ Amylosucrase와 융합된 trehalose 및 kojibiose phosphorylase의 N-/C- 말단 위치에 따른 활성 확인 ▪ 융합된 trehalose 및 kojibiose phosphorylase의 glucan 생성 특징 확인 ▪ 융합된 효소들의 조합된 연속 효소반응을 통한 selaginose의 생합성 및 반응 재사용성 확인 연구결과의 활용계획 1) 신개념 융합효소 기술은 일반적인 생명공학 연구 전반에 활용이 가능한 기술이며 여러 기초 및 응용연구에 필요한 기반 기술로 사용될 수 있음. 또한 산업적인 효용가치가 매우 클 것으로 기대됨 2) 자연계에 존재하거나 존재하지 않는 물질이 효소적 방법으로 생합성 될 수 있다는 근거를 제시함. 따라서 고부가가치의 소재가 있다면 그 구조에 따라서 관련된 효소의 조합을 통하여 새롭게 합성할 수 있다. 따라서 본 연구의 결과는 새로운 고부가가치 생명산업소재 생산에 적극 활용이 가능함 3) 더불어 combinatorial glyco-enzymology라는 새로운 학문 분야 개척과 응용 효소공학에 있어 선도적 위치를 차지할 수 있는 계기를 마련하고 이 분야의 능력있는 새로운 신진인력 양성에 도움을 주어 기초, 응용 학문에 고른 실력을 겸비하고 산업적 활용 능력을 갖춘 유능한 연구인력 배출할 수 있을 것으로 기대됨 (출처 : 한글요약문 4p) |
