초록 ▼

${\circ}$ 클로닝한 Mgfp-5와 Mgfp-1의 조합을 통한 다양한 변이체들을 유전학적으로 설계하여 구축하고 구축된 조합형 생물접착단백질들의 대장균시스템에서의 발현을 확인
${\circ}$ 생산된 조합형 생물접착제들을 실험실 수준으로 분리 및 정제하는 조건을 확립한 후 각각의 단백질들의 접착능력 및 물성을 측정하여 가장 뛰어난 조합형 홍합 생물접착제 시스템을 선정
${\circ}$ 수정된 홍합 생물접착제가 최적의 접착 능력과 물성을 가질 수 있도록 접착첨가

${\circ}$ 클로닝한 Mgfp-5와 Mgfp-1의 조합을 통한 다양한 변이체들을 유전학적으로 설계하여 구축하고 구축된 조합형 생물접착단백질들의 대장균시스템에서의 발현을 확인
${\circ}$ 생산된 조합형 생물접착제들을 실험실 수준으로 분리 및 정제하는 조건을 확립한 후 각각의 단백질들의 접착능력 및 물성을 측정하여 가장 뛰어난 조합형 홍합 생물접착제 시스템을 선정
${\circ}$ 수정된 홍합 생물접착제가 최적의 접착 능력과 물성을 가질 수 있도록 접착첨가제와 용매 농도의 최적화 연구 등 화학적 수정 방법 및 가공조건 최적화
${\circ}$ 홍합접착단백질의 micro-scale과 bulk-scale에서의 접착능력 확인
${\circ}$ 홍합접착단백질의 성공적인 발현을 위하여 세포 재설계기술을 이용한 대량생산용 대장균 균주의 개량
${\circ}$ 개발된 재조합 조합형 생물접착제 대량생산용 생산균주를 이용한 대량생산 및 분리정제의 공학적 분석 및 최적화 수행
${\circ}$ Scale-up을 통한 홍합 생물접착제의 대량생산공정 개발 및 이를 통한 상용화기술의 이전

Abstract ▼

We obtained the cDNAS coding for Mytilus galloprovincialis foot protein type 5 (Mgfp-5), type 3 (Mgfp-3A) and produced recombinant Mgfp-5 and Mgfp-3A proteins in Escherichia coli. These recombinant mussel proteins showed superior adhesion abilities to commercial extracted mussel adhesive Cell-Tak ba

We obtained the cDNAS coding for Mytilus galloprovincialis foot protein type 5 (Mgfp-5), type 3 (Mgfp-3A) and produced recombinant Mgfp-5 and Mgfp-3A proteins in Escherichia coli. These recombinant mussel proteins showed superior adhesion abilities to commercial extracted mussel adhesive Cell-Tak based on micro-scale and cell adhesion tests. However, their practical uses were severely limited by low expression levels from post-induction cell growth inhibition and low post-purification solubility. Therefore, we designed and produced the new type of recombinant mussel adhesive protein fp-151 and fp-353 that are a fusion protein comprising 6 fp-1 repeats and fp-3A at each fp-5 terminus, respectively. Because of inclusion body formation of hybrid type mussel adhesive proteins, host cell growth inhibition was not occurred and solubility after purification was significantly enhanced to prepare viscous concentrated glue solution for bulk-scale adhesion strength measurement. Together with additional cell-adhesion and DNA-binding analyses, we successfully demonstrated that hybrid mussel adhesive proteins, especially fp-151, have the potential to be practical alternative bioadhesives for medical and biotechnological areas.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...7
• CONTENTS ...9
• 목차 ...11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...14
• 제 1 절 연구개발의 필요성...14
• 1. 연구개발의 과학기술...14
• 2. 연구개발 기술의 사회경제적 중요성...17
• 제 2 절 연구개발의 목적...19
• 1. 연구개발의 최종목표...20
• 2. 연차별 연구개발 목표...20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 및 과학기술정보...21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...25
• 제 1 절 홍합접착단백질 탐색, 유전자 확보 및 단백질 발현...25
• 1. Mytilus galloprovincialis foot protein type 1 (Mgfp-1)...25
• 2. Mytilus galloprovincialis foot protein type 5 (Mgfp-5)...28
• 3. Mytilus galloprovincialis foot protein type 3A (Mgfp-3A)...35
• 4. 새로운 홍합들의 cDNA library제작...41
• 제 2 절 조합형 생물접착제의 설계 및 구축...44
• 1. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-151...44
• 2. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-353...53
• 제 3 절 홍합 생물접착제의 대량생산을 위한 세포 재설계된 생산균주의 개발...58
• 1. 스트레스 단백질 DPS 동시발현 생산균주 개발...58
• 2. 아세트산 경로가 저해된 생산균주 개발...61
• 3. 박테리아 헤모글로빈 VHb의 동시발현 생산균주 개발...65
• 제 4 절 홍합 생물접착제의 접착능력 측정 연구...71
• 1. Mcro-scale 접착 실험...71
• 가. 재조합 홍합접착단백질 Mgfp-5...72
• 나. 재조합 홍합접착단백질 Mgfp-3A...72
• 다. 하이브리드 홍합접착단백질 Mgfp-151...79
• 2. Bulk-scale 접착 실험...81
• 가. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-151...81
• 나. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-353...82
• 제 5 절 화학적 수정 및 가교화 연구...88
• 1. 홍합접착단백질의 화학적 수정 연구...88
• 2. 홍합접착단백질의 가교화 연구...91
• 제 6 절 홍합 생물접착제의 응용분야 탐색 및 용도 개발...95
• 1. 세포접착소재...95
• 가. 홍합접착단백질 Mgfp-5...95
• 나. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-151...96
• 다. 하이브리드 홍합접착단백질 fp-353...109
• 2. 유전자 전달 물질...112
• 3. 의료용 생체접착소재...121
• 제 7 절 홍합생물접착제의 대량생산...125
• 제 4 장 연구개발 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...131
• 제 1 절 연구개발목표 달성도...131
• 제 2 절 관련분야의 기술발전 기여도...135
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...136
• 제 1 절 추가연구의 필요...136
• 제 2 절 타 연구에의 응용...138
• 제 3 절 기업화 추진방안...139
• 제 6 장 참고문헌...140