초록 ▼

본 과제에서는 완전히 새로운 (세계 최초) 방법을 개발하여 (R)-3-하이드록시부탄산의 다음과 같은 원천생산기술을 확보하려고 한다. 즉, PHB 합성 관련 효소와 분해관련 효소들을 포함하는 재조합 플라스미드를 PHB를 생산하지 않는 대장균에 도입하여 균체내에서 PHB의 합성과 분해가 동시에 이루어지게 함으로써 광학적으로 순수한 (R)-3-하이드록시부탄산을 경제적으로 생산할 하였다. 균체내에서 PHB의 합성과 분해가 동시에 이루어지기 때문에 연속식 공정을 도입하여, 전체 공정이 배양과 분리 정제공정으로 크게 간소화되어 효율적인 생산이

본 과제에서는 완전히 새로운 (세계 최초) 방법을 개발하여 (R)-3-하이드록시부탄산의 다음과 같은 원천생산기술을 확보하려고 한다. 즉, PHB 합성 관련 효소와 분해관련 효소들을 포함하는 재조합 플라스미드를 PHB를 생산하지 않는 대장균에 도입하여 균체내에서 PHB의 합성과 분해가 동시에 이루어지게 함으로써 광학적으로 순수한 (R)-3-하이드록시부탄산을 경제적으로 생산할 하였다. 균체내에서 PHB의 합성과 분해가 동시에 이루어지기 때문에 연속식 공정을 도입하여, 전체 공정이 배양과 분리 정제공정으로 크게 간소화되어 효율적인 생산이 가능하였다.
- 광학적으로 순수한 (R)-3-hydroxybutyric acid를 생산하기 위한 유전자를 확보하고, 이를 이용하여 재조합 대장균을 제작 하였다.
- 재조합 대장균 B-PHA+ (pUC19Red_stb)의 막 세포 재순환 연속 배양에 의해 (R)-3-하이드록시부탄산을 고효율로 생산할 수 있었으며 최대 생산성은 50 g/L의 포도당 농도와 dilution rate 0.4의 조건에서 5.0 g/L-h로 얻어졌다.
- 재조합 대장균 XL-10 Gold (pBRRed, pMCS105)의 pilot scale 연속배양에 의해 (R)-3-하이드록시부탄산을 고효율로 생산할 수 있었으며 최대 생산성은 15 g/L-h의 기질 공급 속도와 dilution rate 0.15의 조건에서 5.21 g/L-h로 얻어졌다.
- 유기용매 추출 및 재결정에 의한 (R)-3-하이드록시부탄산의 분리 정제법을 개발하였다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...11
• 제 1 절 기술 개발의 중요성...11
• 제 2 절 국내외 기술 현황...14
• 제 3 절 기술 개발 기대 효과...15
• 제 4 절 시장 현황...17
• 제 5 절 기술 개발 목표...18
• 제 2 장 기술 개발 내용 및 방법...20
• 제 1 절 1차 년도...20
• 제 2 절 2차 년도...22
• 제 3 절 3차 년도...24
• 제 3 장 기술 개발 결과...26
• 제 1 절 Lab scale 배양조건 확립 및 최적균주 선택...26
• 제 2 절 Lab scale 연속배양공정 개발...41
• 제 3 절 Lab scale 분리정제법 개발...45
• 제 4 절 Pilot scale 연속배양공정 개발...46
• 제 5 절 응용분야 탐색 및 유도체 합성기술 개발...55
• 제 4 장 부록...59
• 제 1 절 연구 성과...59
• 제 2 절 R3HB 생물학적 생산의 경제성평가...63