초록 ▼

의약용 단백질 및 항체는 우리의 몸이 외부로부터 침입한 이물질 (박테리아 혹은 바이러스 등)은 물론 암세포와 같이 인체의 내부에서 발생되는 이물질들을 제거하는 체내 면역체계에서 중요한 역할을 하는 물질로, 항원-항체 반응의 특이성과 고도의 친화도 및 수천만 종류의 항원을 구별할 수 있는 다양성을 응용한 재조합 항체 제조 기술의 개발 이후 다양한 난치성 질환의 치료제 및 생물학적 신약 개발의 중요한 소재로 부각되기 시작하였다. 의약용 단백질의 대다수는 인체유래 단백질이므로 화학적 저분자량 약품 (small molecule drug)보

의약용 단백질 및 항체는 우리의 몸이 외부로부터 침입한 이물질 (박테리아 혹은 바이러스 등)은 물론 암세포와 같이 인체의 내부에서 발생되는 이물질들을 제거하는 체내 면역체계에서 중요한 역할을 하는 물질로, 항원-항체 반응의 특이성과 고도의 친화도 및 수천만 종류의 항원을 구별할 수 있는 다양성을 응용한 재조합 항체 제조 기술의 개발 이후 다양한 난치성 질환의 치료제 및 생물학적 신약 개발의 중요한 소재로 부각되기 시작하였다. 의약용 단백질의 대다수는 인체유래 단백질이므로 화학적 저분자량 약품 (small molecule drug)보다 면역 거부반응의 발생 빈도가 낮고 고도의 표적 특이성을 갖기 때문에 부작용이 적으며 유전자의 변형이나 제거로 인해 생긴 일부 병에 대해서는 별도의 유전자 치료 없이 단백질만으로 효과적인 대체 치료제로 이용 가능하다. 특히, 의약용 단백질을 이용한 신약 개발의 경우 복잡한 합성 및 검색과정을 필요로 하는 저분자량 약품보다 개발기간이 짧으며 투자비용이 적다는 장점으로 인해 전 세계적으로 큰 시장이 형성되고 있다.
현재 이러한 치료용 단백질의 대부분은 Chinese hamster ovary (CHO) cell이나 mouse myeloma (NS0) cell라인을 사용하는 동물세포 시스템에서 생산되고 있다. 그러나 다른 발현 시스템에 비해 상대적으로 높은 생산비용과 낮은 생산 효율성, 복잡한 기술, 배양 과정 중의 오염 등 많은 문제가 야기되고 있다. 따라서 포유동물 유래 세포주 이외의 대장균, 효모, 고초균 같은 미생물을 통한 의약용 단백질 생산 연구가 많은 주목을 받고 있다. 특히 미생물을 이용한 재조합 단백질의 생산에 있어서 대장균은 미생물 고유의 장점 (빠른 성장, 쉬운 조작, 효율적 발현)을 가질 뿐 아니라 잘 정립된 배양 기술, 전체 세포 단백질 함량의 50%가 넘는 외부 단백질 축적 수용능력을 가지고 있으며 특히, 잘 연구된 유전체의 정보가 있기 때문에 차세대 의약용 단백질 생산 균주로서 그 중요성이 더욱 주목받고 있다.

Abstract ▼

- Identification and selection of target genes that are non-essential for growth.
- Development of novel genome engineering technique for the selective deletion of genes from the genome.
- Progressive deletion of the genome by the novel genome engineering techniques.
- Characterization of t

- Identification and selection of target genes that are non-essential for growth.
- Development of novel genome engineering technique for the selective deletion of genes from the genome.
- Progressive deletion of the genome by the novel genome engineering techniques.
- Characterization of the constructed bioengine.
(growth rate and phenotype analysis, protein expression profiling using 2-D protein analysis.
- Optimization of synthetic pathway using the DNA scaffold system.
(promote the proximity of metabolic enzymes and increase the local concentration of intermediates. reduce accumulation of intermediates with toxicity which inhibit the activity many cellular functions of the host cell.)
- Mass production of useful therapeutic proteins using the customized microbial strains based on the bioengine.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1-1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 18
• I 절. 국내 연구 현황 ... 18
• II 절. 국외 연구 현황 ... 19
• III 절. 현 기술 상태의 취약성 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• I 절. 최소 유전체 대장균을 이용한 고순도의 의약용 단백질 생산을 위한유전체 재설계 ... 22
• II 절. 재설계된 최소 유전체 대장균 MS56에 sucrose 이용 시스템 도입 ... 29
• III 절. 재설계된 최소 유전체 대장균(MS56)의 성장 특성 분석 ... 32
• IV 절. 재설계된 최소 유전체 대장균의 재조합 단백질 생산 특성 분석 ... 37
• V 절. 의약용 단백질의 고효율 대량 생산을 위한 periplasm의 재설계 ... 39
• VI 절. Periplasm이 재설계된 대장균 유전체(PRS46)의 특성 분석 ... 45
• VII 절. Periplasm 재설계 최소 유전체 대장균(PRS46)에서의 단백질 생산 ... 53
• VIII 절. 맞춤 균주의 배양 특성 분석 및 최적화 ... 58
• IX 절. 최적화된 최소 유전체 맞춤 균주에서 의약 단백질 생산 ... 68
• X 절. 재설계된 최소 유전체 맞춤 대장균의 특성 분석 ... 72
• XI 절. 재설계된 최소 유전체의 대사기능 극대화를 위한 system 구축 ... 76
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 79
• I 절. 연차별 연구개발 목표, 결과 및 달성도 ... 79
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 84
• I절. 연구결과의 활용방안 ... 84
• II절. 연구개발 성과의 실용화 ... 85
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 89
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 91
• 제8장 참고문헌 ... 92