초록 ▼

정보저장용 바이오 전자소자 및 나노바이오 전자칩, 나노 와이어 전자소자용 바이오컨텐츠 개발을 위해 단백질 공학 기법을 이용하여 생체분자를 재설계하여 바이오 전자 소자용으로서 최적화된 단백질을 생산하는 시스템을 확립함
● 전자전달기능성이 제고된 전자소자 활용 페레독신 재설계 및 생산
?배향성 및 부착능이 향상된 기능성 페레독신 및 중합체 페레독신 단백질 재설계 및 생산 및 세부과제 공급
?화학적 내구성이 뛰어난 기능성 아주린 단백질 생산 및 세부과제 공급
● 전기화학적, 자기적 특성을 이용한 분자 스위치용 페리틴

정보저장용 바이오 전자소자 및 나노바이오 전자칩, 나노 와이어 전자소자용 바이오컨텐츠 개발을 위해 단백질 공학 기법을 이용하여 생체분자를 재설계하여 바이오 전자 소자용으로서 최적화된 단백질을 생산하는 시스템을 확립함
● 전자전달기능성이 제고된 전자소자 활용 페레독신 재설계 및 생산
?배향성 및 부착능이 향상된 기능성 페레독신 및 중합체 페레독신 단백질 재설계 및 생산 및 세부과제 공급
?화학적 내구성이 뛰어난 기능성 아주린 단백질 생산 및 세부과제 공급
● 전기화학적, 자기적 특성을 이용한 분자 스위치용 페리틴 단백질 재설계 및 생산 시스템 확립
?분자 스위치 또는 CNT 소자용 페리틴 (L-체인, H-체인, 조합형) 생산 및 세부과제 공급
?친화성 태그 융합 및 스트레스 기법에 의한 불용성 내포체 형성 억제기술 개발
?단백질 crowding effect 억제 및 생체분자 단분자막 형성을 위한 바이오인터페이싱 기술개발
● 단백질의 구조변화 특성을 이용한 나노 와이어용 말토오스 결합 단백질 설계 및 생산
?CNT-FET 소자용 MBP-Cys 및 ISFET 소자용 6×His-MBP 재설계, 생산 및 세부과제 공급
?중합체 단백질 개발을 위한 중합체 도메인 유전자 확보 및 돌연변이 기법을 이용한 다중합체 도메인 개발
?말토오스 유도 MBP 구조변화 모니터링을 위한 n-type ISFET 시스템 구축
● 각종 전자소자용 재조합 단백질 발굴 및 생산
?단백질 구조변화 분석을 위한 ECFP/EYFP 융합 MBP 및 콘카타머 MBP 제작, FRET 측정
?Bax 세포사멸 단백질의 구조변화 모니터링 시스템 개발
?형광 재형성 기법을 이용한 MBP 및 헥소키나아제 구조변화 분석
?전자소자용 기능성 단백질 개발을 위한 방향성 분자진화 기법 (Direct molecular evolution) 구축 : Error-prone PCR 및 DNA shuffling 기법 구축

Abstract ▼

The aim of this project is to develop the protein production system and newly designed proteins for the use of bio-electric devices such as biomolecule memory device, lab-on-a-display, biomolecular switch, and bio-nano device using genetic engineering and protein engineering techniques.
(1) La

The aim of this project is to develop the protein production system and newly designed proteins for the use of bio-electric devices such as biomolecule memory device, lab-on-a-display, biomolecular switch, and bio-nano device using genetic engineering and protein engineering techniques.
(1) Large-scale production of biomolecules for bio-electric device: we have cloned genes and produced recombinant proteins such as brown iron-sulfur protein (Ferredoxin), blue-copper protein with chemical stability (Azurin), and iron-containing protein (Ferritin). In this case, protein expression and purification conditions have been established.
(2) Established protein production system, which has remarkably enhanced the solubility of proteins, and reduced inclusion body formation by using various methods such as stress-governed protein expression (temperature down-shift and osmotic pressure), protein solubilization via signal sequence (S-loof), and fusion proteins with supplementary tag (MBP).
(3) Protein design for the use of bio-electric device, which includes MBP-Cys, MBP-His, MBP-MBP-His, and HXK-His for the detection of structrual alteration into closed conformations upon substrate binding. We have also established directed molecular evolution technology (i.e., error-prone PCR and DNA shuffling) for the development of proteins with new function or improved function.
(4) Monitoring of conformational changes in proteins such as maltose binding protein and hexokinase by using protein complementation assay system (PCA), fluorescence resonance energy transfer (FRET), and developed ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) biosensor, which enables the measurement of changes in drain current when proteins undergo structural transitions.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...16
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...52
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...56
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...57
• 제 7 장 참고문헌...58