초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구팀은 생물학적 동역학 모델링 기법에 대한 연구를 통하여 동역학 모델을 구축하고, 모델 검증 연구에 이용될 동력학 모델 실험 장치를 개선하고자 한다. 또한 대사 네트워크상의 부족한 데이터의 추정을 위한 수학적 방법론을 도입하여 효과적인 파라미터 추정 기법을 개발하고, 동역학 모델의 대사조절분석을 수행하여 민감도(sensitivity) 분석을 수행하고자 한다. 본 연구팀은 제 4단계 연구를 통해 바이오에너지생산용 균주의 대사 최적화 방안을 연구하고자한다. 바이오에너지생산을 위한 재조합 균주

III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구팀은 생물학적 동역학 모델링 기법에 대한 연구를 통하여 동역학 모델을 구축하고, 모델 검증 연구에 이용될 동력학 모델 실험 장치를 개선하고자 한다. 또한 대사 네트워크상의 부족한 데이터의 추정을 위한 수학적 방법론을 도입하여 효과적인 파라미터 추정 기법을 개발하고, 동역학 모델의 대사조절분석을 수행하여 민감도(sensitivity) 분석을 수행하고자 한다. 본 연구팀은 제 4단계 연구를 통해 바이오에너지생산용 균주의 대사 최적화 방안을 연구하고자한다. 바이오에너지생산을 위한 재조합 균주와 wild type의 대사 네트워크상의 에너지 물질의 역할과 산화‧환원 물질 상호전환을 고려한 모델을 구축하고자 한다. Database에서 제공되고 있는 생화학 데이터를 확보하여 바이오에너지생산용균주의 대사 네트워크상의 에너지 물질의 역할과 산화 · 환원 물질 상호전환을 고려한 모델을 재구성하여 보다 정확한 모델을 구축하고자 한다. 구축된 바이오에너지생산용균주의 대사 네트워크상의 에너지 물질의 역할과 산화 · 환원 물질 상호전환을 고려한 모델의 missing parameter를 추정하기 위해 수학적(mathematical)기법을 도입하고자 한다. 또한 실질적인 바이오에너지생산용 균주 대사 네트워크상의 에너지 물질의 역할과 산화‧환원 물질 상호전환을 고려한 모델구축에 적용이 가능한 효과적인 파라미터 추정(estimation)기법을 연구를 수행 할 것이다. 바이오에너지생산용 균주모델의 대사조절분석(metabolic control analysis, MCA)을 위한 프로그램을 구축하여 대사조절분석 기법을 이용한 파라미터 민감도(parameter sensitivity)를 측정연구를 통한 바이오에너지생산용 균주모델의 대사흐름을 효율적으로 원하는 방향으로 조절하기 위한 핵심 인자를 연구하고자 한다. 율속(limiting-rate)단계를 결정하는 효소를 조사하고 이를 수학적으로 모델링한 식에 포함된 파라미터(parameter)들이 여러 조건에 대해 정량적 영향을 연구하고자 한다. 바이오에너지생산용 재조합 균주와 wild type의 대사 네트워크상의 에너지 물질의 역할과 산화‧환원 물질 상호전환을 고려한 모델 비교연구를 기초로 바이오에너지생산을 위한 균주 재조합 시의 에너지 물질의 역할과 산화 · 환원 물질 상호전환의 이상 및 불균형을 연구하여 최적화된 에너지 물질 및 산화 · 환원 물질 상호전환 balance를 연구하고자한다. 동시에 대사조절분석을 통한 sensitivity 분석 결과를 이용, 바이오에너지생산용 균주의 대사 네트워크상의 주요 대사요소 및 단계 파악을 하고자한다. 이를 이용 균주 재조합 단계에서의 최적화된 방안을 제공, 바이오에너지생산을 위한 균주의 균주 재조합최적화 방안 연구하고자 한다.

Abstract ▼

The purpose of this research is to construct dynamic model of cellular metabolism through researching biological kinetic modeling methods and improve experiment device which will be used on model verification study. In addition to this, with introduction of mathematical modeling methods to estimate

The purpose of this research is to construct dynamic model of cellular metabolism through researching biological kinetic modeling methods and improve experiment device which will be used on model verification study. In addition to this, with introduction of mathematical modeling methods to estimate unknown or insufficient metabolic parameters on metabolic network model, this research try to develop the most efficient parameter estimation method. Also, sensitivity analysis of metabolic network model with metabolic control analysis will be conducted throughout the research. Through the 4th step research, this research try to discover the optimization methods of cellular metabolism to produce bioenergy. The metabolic model which includes consideration of the main energy molecules and oxidation-reduction reaction molecules interaction in metabolic network of wild type and recombinant strain which can produce bio-energy will be constructed. Using biochemical data, reconstruct metabolic model including role of energy molecules and interaction of oxidation-reduction molecules to construct more accurate metabolic model. To estimate missing parameters of constructed model, mathematical method will be introduced. Furthermore, research of parameter estimation methods which can be applied to practical recombinant strain which can produce bio-energy will be done. To find out key factor of metabolic model of recombinant strain which can produce bio-energy, metabolic control analysis(MCA) of target strain will be followed. To perform this research, mathematical program which can conduct MCA will be developed and through this program, parameter sensitivity analysis should be conducted. With these research products, we can attain information about efficient methods to redirect metabolic fluxes of bio-energy production strain, into wanted pathway. During this research step, investigation of enzymes which decide rate limiting step should be followed. The research of balancing cellular metabolism of recombinant strain which can produce bio-energy will be conducted. With metabolic model study of recombinant strain which can produce bio-energy and wild type strain, metabolic imbalance of recombinant strain will be comprehended. All of these successive work will be used for providing information about the optimum method to construct of recombinant strain for producing bio-energy.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 제1절 연구 개발 수행 내용 ... 13
• 제2절 연구 개발 수행 결과 ... 15
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 42
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 43
• 제7장 참고문헌 ... 47