초록 ▼

BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene 및 xylene)는 휘발성과 독성을 갖고 있는 방향족 화합물로서 토양과 지하수오염을 유발하는 대표적인 환경오염물질이다. BTEX 화합물을 탄소원으로 이용하여 생분해성, 생체친화성 및 키랄특이성 등의 특징으로 인하여 다양한 분야로의 응용이 가능한 medium-chainlength polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산하는 전략은 환경오염물질의 발생을 저감 또는 예방할 뿐 아니라 환경친화적인 바이오폴리머를 획득할 수 있다는 일거양득의 장점을 갖

BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene 및 xylene)는 휘발성과 독성을 갖고 있는 방향족 화합물로서 토양과 지하수오염을 유발하는 대표적인 환경오염물질이다. BTEX 화합물을 탄소원으로 이용하여 생분해성, 생체친화성 및 키랄특이성 등의 특징으로 인하여 다양한 분야로의 응용이 가능한 medium-chainlength polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산하는 전략은 환경오염물질의 발생을 저감 또는 예방할 뿐 아니라 환경친화적인 바이오폴리머를 획득할 수 있다는 일거양득의 장점을 갖고 있다. 본 연구의 목적은 농화배양을 통하여 분리된 BTEX 분해미생물들의 생리학적 특징 및 분해효소 시스템을 규명하고,BTEX 분해산물로부터 고효율로 MCL-PHAs 생합성하기 위한 배양 및 발효조건을 조사함으로써 향후의 실용화를 위한 기초자료를 확보하는데 있다.
이러한 연구목적의 달성을 위하여 수행한 주요 연구내용 및 성과는 아래와 같다.
(1) BTEX 분해능과 PHA 생합성 기능을 모두 갖는 균주의 분리 및 특성 분석
(2) 분리균주들의 BTEX 분해 유전자 및 PHA synthase 유전자의 클로닝 및 재조합 균주 제조
(3) 탄소원의 연속공급 배양법 창출 및 이를 이용한 MCL-PHA 생합성의 효율성 제고
(4) cometabolism을 이용한 MCL-PHAs의 생합성 및 기능성 MCL-PHAs 생산 가능성 확인
(5) (R)-specific enoyl-CoA hydratas 유전자 (phaJ)의 과발현을 통한 MCL-PHA 단위체 조성의 조절
(6) 영양분(탄소원 및 질소원) 제한 조건이 PHA synthase 유전자(phbC alc phaC) 발현에 미치는 영향
(7) 혼합배양 및 재조합균주로부터 생합성된 MCL-PHAs의 물성, 개질 및 생체친화성 분석,
(8) Feast-Famine regime을 통해 농화된 혼합배양체(mixed culture)의 BTEX 분해능 및 PHAs 생합성에 관한 특성 분석
[연구성과 - 논문발표]
1. 논문명 : Production of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates by activated sludge enriched under periodic feeding with nonanoic acid / 게재지(권,쪽) : Bioresource Technology (102, 6159-6166) / 게재년도(등록년도) : 2011 / 역할 : 교신저자 / 비고 : SCI(IF: 4.750)
2. 논문명 : Overexpression of the (R)-specific enoyl-CoA hydratase gene from Pseudomonas chlororaphis HS21 in Pseudomonas strain for the biosynthesis of polyhydroxyalkanoates of altered monomer composition / 게재지(권,쪽) : Bioscience, Biotechnology and Biochemistry (76, 613-616) / 게재년도(등록년도) : 2012 / 역할 : 교신저자 / 비고 : SCI(IF:1.269)
3. 논문명 : Biocompatibility and antimicrobial activity of poly(3-hydroxyoctanoate) grafted with vinylimidazole / 게재지(권,쪽) : Internationla Journal of Biological Macromolecules (50, 310-316) / 게재년도(등록년도) : 2012 / 역할 : 교신저자 / 비고 : SCI(IF: 2.596)
4. 논문명 : Non-ionic polysorbate surfactants: Alternative inducers of medium-chain- length poly(3-hydroxyalkanoates) (MCL-PHAs) for production of extracellular MCL-PHA depolymerases / 게재지(권,쪽) : Bioresource Technology(121, 47-53) / 게재년도(등록년도) : 2012 / 역할 : 교신저자 / 비고 : SCI(IF: 4.750)
* 투고 준비 중인 논문 (2편)
(1) Effect of carbon- and nitrogen-limited growth conditions on the expression levels of polyhydroxyalkanoate synthase genes in Pseudomonas putida MY21
(2) Enrichment of a mixed bacterial culture for polyhydroxyalkanoate production using volatile aromatic hydrocarbons
[인력배출] : 석사: 5명, 박사 1명 (박사 1명은 2014. 2월 졸업예정)

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 8