초록 ▼

□ 본 연구과제는 ①방선균 유래 aminoglycoside계 대사체의 프로파일링 및 그에 따른 생합성 결로의 재구성, ② 이들 방선균 유래 amimoglycoside계 생합성 관련 유전자의 체외 발현을 통한 당전이효소의 특성화 및 ③ 효소의 반응을 통한 신규 생리활성 소재의 개발이라는, 고유의 원천기반기술을 활용한 고부가 신기능성 생물소재의 개발을 궁극적 목표로 함.
□ 연구 개발 내용 및 범위
■ 아미노글리코사이드 생산균주 내 대사체의 프로파일링
? 기 확립된 LC-ESI-MS/MS 분석에 따른 gentamici

□ 본 연구과제는 ①방선균 유래 aminoglycoside계 대사체의 프로파일링 및 그에 따른 생합성 결로의 재구성, ② 이들 방선균 유래 amimoglycoside계 생합성 관련 유전자의 체외 발현을 통한 당전이효소의 특성화 및 ③ 효소의 반응을 통한 신규 생리활성 소재의 개발이라는, 고유의 원천기반기술을 활용한 고부가 신기능성 생물소재의 개발을 궁극적 목표로 함.
□ 연구 개발 내용 및 범위
■ 아미노글리코사이드 생산균주 내 대사체의 프로파일링
? 기 확립된 LC-ESI-MS/MS 분석에 따른 gentamicin 생산성 균주 내 생합성 중간 대사체의 프로파일링 기법을 활용하여 다른 방선균 유래 아미노글리코사이드 대사체의 프로파일링을 구축함.
? OSMAC 접근법에 따라 설계된 배지조성에 따른 생산균주 내 대사체 프로파일의 변화를 조사함.
? 기존에 발결되지 않던 미량 대사체의 존재 여부를 확인함과 동시에 각 생산균주 내 대사체의 구조적 다양성 (structural diversity) 확인함.
? 대사체의 프로파일링 데이타로부터 각 아미노글리코사이드의 기존 예측된 생합성 경로를 재구성함.
■ 아미노글리코사이드계 항생제 생합성에 중요한 당전이 효소의 체외 발현 및 특성화
? 기 확보한 각각의 아미노글리코사이드계 항생제의 생합성 유전자군으로부터, 염기 및 그 추정 아미노산 서열 분석 등을 통해 당전이효소를 암호화할 것으로 예측되는 후보 유전자를 선발함.
? 기 확립된 아미노글리코사이드 이종발현에 적합한 Streptomyces venezuelae에 발현 한 후, 그 cell-free extract를 얻어 당전이 반응을 실시함.
? 후보 유전자들을 대장균에 체외 발현하여, 당전이 활성 및 효소 반응 메카니즘을 확인함.
■ 당전이 효소 반응을 활용한 신규 아미노글리코사이드계 생리활성 소재를 개발
? 후보 당전이효소 중 그 기질 특이성이 유연한 당전이효소를 선발하여 다양한 기질과 반응해 신규 소재를 개발함.
? 신규 소재를 개발할 경우, 그 물질의 분리 및 정제 후에 화학적 구조 및 향균과 같은 생물학적 활성을 검정함.

Abstract ▼

Arninoglycosides are a large and diverse class of clinically important antibiotics that are used in the treatment of a wide variety of susceptible Gram-negative bacterial infections. Many of them occur naturally as metabolites of actinomycetes, particularly in the genera Streptomyces and Micromonosp

Arninoglycosides are a large and diverse class of clinically important antibiotics that are used in the treatment of a wide variety of susceptible Gram-negative bacterial infections. Many of them occur naturally as metabolites of actinomycetes, particularly in the genera Streptomyces and Micromonospora. Aminoglycosides contain two or more aminosugars linked by glycosidic bonds to an aminocyclitol component, which in the majority of cases is 2-deoxystreptamine (DOS). The antibiotic gentamicin, along with kanamycin and tobramycin, is a typical example of such DOS-containing aminoglycosides.
In the present study, we developed a sensitive and highly selective method of detecting the biosynthetic intermediates involved in the aminoglycoside-producing soil actinomycetes. Expression of glycosyltransjerase genes in an engineered S. venezuelae successfully generated six kinds of novel amnoglycoside analogs. Based on their structure-activity relationships using antibacterial activity assay, we were able to discover new potent aminoglycosde against aminoglycoside-resistant pathogens, indicating that the potential of ourbiosynthetic techniques for the next-generation bioactive materials as one of agrofactorial approaches.

목차 Contents

• 표 지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목 차...8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...9
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성...9
• 1. 연구개발의 과학기술적 중요성...9
• 2. 연구개발의 경제ㆍ산업적 중요성...12
• 3. 현존개발기술의 문제점 및 본 연구의 차별성...12
• 제 2 절 연구개발의 범위...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...14
• 제 1 절 국내ㆍ외 관련분야에 대한 기술개발현황...14
• 제 2 절 연구결과가 국내ㆍ외 기술개발현황에서 차지하는 위치...15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...17
• 제 1 절 1차년도 연구개발수행 내용 및 결과...17
• 제 2 절 2차년도 연구개발수행 내용 및 결과...29
• 제 3 절 3차년도 연구개발수행 내용 및 결과...37
• 제 4 장 목표달성도 및 대외기여도...41
• 제 1 절 연도별 연구 목표...41
• 1. 연구 최종 목표...41
• 2. 연도별 세부 목표...41
• 제 2 절 연구 개발 목표대비 대외 달성도...42
• 제 3 절 정량적 성과...43
• 1. 성과지표 대비 달성도...43
• 2. 논문게재 성과...43
• 3. 특허출원 성과...43
• 4. 기능성물질 개발성과...44
• 제 4 절 관련분야 기술발전에의 기여도...44
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획...45
• 제 1 절 추가연구, 타연구에 활용 계획...45
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...46
• 제 7 장 참고문헌...47