보고서 정보
주관연구기관 |
한국생명공학연구원 Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology |
보고서유형 | 3단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-12 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
연구관리전문기관 |
한국생명공학연구원 Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology |
등록번호 |
TRKO201500000646 |
과제고유번호 |
1711021143 |
사업명 |
한국생명공학연구원연구운영비지원 |
DB 구축일자 |
2015-05-02
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키워드 |
곤충.공생미생물.다이제스톰.자일라나제.만난아제.글루카나아제.Insect.Symbiotic microorganism.Digestome.Xylanase.Mannanase.Glucanase.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500000646 |
초록
▼
○ 활성형 다이제스톰 확보; 섭식특성이 독특한 하늘소류, 땅강아지, 쇠똥구리, 및 지렁이를 포함하는 곤충 및 무척추동물 자원의 다이제스톰으로부터 390 종의 공생미생물을 분리하였고, azo-cellulose, azo-xylan 및 azo-galactomannan을 기질로 활성 스크리닝을 통해 cellulose 및 hemicellulose의 분해에 관여하는 63 종의 바이오매스 분해 균주를 확보/동정하고 종 다양성을 분석하였음
○ 효소 유전자 클로닝; 활성 스크리닝을 통해 확보한 균주(Cellulosimicrobium funke
○ 활성형 다이제스톰 확보; 섭식특성이 독특한 하늘소류, 땅강아지, 쇠똥구리, 및 지렁이를 포함하는 곤충 및 무척추동물 자원의 다이제스톰으로부터 390 종의 공생미생물을 분리하였고, azo-cellulose, azo-xylan 및 azo-galactomannan을 기질로 활성 스크리닝을 통해 cellulose 및 hemicellulose의 분해에 관여하는 63 종의 바이오매스 분해 균주를 확보/동정하고 종 다양성을 분석하였음
○ 효소 유전자 클로닝; 활성 스크리닝을 통해 확보한 균주(Cellulosimicrobium funkei HY-13, Streptomyces mexicanus HY-14, Microbacterium trichothecenolyticum HY-17, Cellulosimicrobium cellulans HY-24, Cellulosimicrobium sp. HY-19)로부터 GH family의 신규 xylanase (5 종), glucanase (1 종), cellobiohydrolase (1 종) 및 mannanase (2 종) 유전자를 다양한 PCR 기법을 이용해 클로닝 하였음
○ 활성 효소 발현 및 정제; pET-28a(+) vector를 이용해 클로닝된 xylanases (XylH, XylU) 및 glucanase (CelC) 유전자를 E. coli 에서 과발현을 수행하여, 발현된 효소를 affinity chromatography 를 통해 정제하였음. 또한 Paenibacillus sp. HY-8의 mannanase (ManP)를 배양액으로부터 ion exchange chromatography와 gel permeation chromatography를 통해 정제하였음
○ 효소 특성 분석; 정제된 효소(XylH, XylU, ManP, CelC)를 대상으로 온도, pH, 기질, 금속이온 및 케미컬이 효소의 활성, 안정성, 가수분해 패턴 등에 미치는 영향을 조사하였음
Abstract
▼
The development of sustainable and low-carbon, biomaterials from symbiotic resources has been a main target of our research center. The results of our studies, which have been conducted for the past three years to figure out new industrial enzymes and their related genetic information, are summarize
The development of sustainable and low-carbon, biomaterials from symbiotic resources has been a main target of our research center. The results of our studies, which have been conducted for the past three years to figure out new industrial enzymes and their related genetic information, are summarized as below;
1. A variety of lignocellulose-degrading microorganisms were isolated from the guts of invertebrates including insects, characteristically having the ability to digest some wooden part of biomass that is known to hard to digest.
2. The two GH10 β-1,4-xylanases (XylH and XylU) from Microbacterium trichothecenolyticum HY-17 and Streptomyces mexicanus HY-14, which were isolated from the gut of the mole cricket Gryllotalpa orientalis , were molecularly and biochemically characterized.
3. An extracellular, highly active endo-β-1,4-mannanase (ManP) from Paenibacillus sp. strain HY-8, which was isolated from the digestive track of a longicorn beetle, was purified and characterized.
4. The gene encoding an endo-β-1,4-glucanase (CelC) consisting of a catalytic GH6 domain in the N-terminus and a CBM 2 domain in the C-terminus from Cellulosimicrobium funkei HY-13 was cloned and over-expressed in Escherichia coli BL21, and its gene product was biochemically characterized. The GH6 cellobiohydrolase (CBH6) gene of strain HY-13 in this study was also cloned and analyzed.
5. The two GH10 β-1,4-xylanase genes of Paenibacillus cineris HY-18 and Cellulosimicrobium cellulans HY-24 were cloned and analyzed.
6. The two GH5 endo-β-1,4-mannase genes (man Y, man D) of Cellulosimicrobium sp. HY-19 and Cellulosimicrobium funkei HY-13 were cloned and analyzed.
The results would open the new era for the industrial applications of various enzyme resources in Republic of Korea to make new feed enzymes and bioenergy enzymes as well as digestome (genomics of the symbiotic microorganisms in digestive tracts) research.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 보고서 요약서(보고서 초록) ... 4
- 요 약 문 ... 6
- SUMMARY ... 8
- CONTENTS ... 10
- 목 차 ... 11
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
- 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 17
- (1) 세계적 수준 ... 17
- (2) 국내수준 ... 17
- (3) 국내·외의 연구현황 ... 17
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
- 1. 식물 바이오매스 섭식 곤충자원의 수집, 공생미생물의 분리·동정, 및 계통학적 분석 ... 21
- 2. Paenibacillus sp. HY-8이 생산하는 β-mannanase의 정제 및 특성규명 ... 25
- 3. Microbacterium trichothecenolyticum HY-17의 GH10 xylanase gene의 클로닝 및 특성분석 ... 29
- 4. Streptomyces mexicanus HY-14의 GH10 xylanase gene의 클로닝 및 특성분석 ... 35
- 5. Cellulosimicrobium sp. HY-19의 GH5 mannanase gene의 클로닝 및 염기서열 분석 ... 40
- 6. Paenibacillus cineris HY-18의 GH10 xylanase gene의 클로닝 및 염기서열 분석 ... 42
- 7. Cellulosimicrobium cellulans HY-24의 GH10 xylanase gene의 클로닝 및 염기서열 분석 ... 44
- 8. Cellulosimicrobium funkei HY-13의 GH6 endo-β-1,4-glucanase gene의 클로닝 및 특성분석 ... 45
- 9. Cellulosimicrobium funkei HY-13의 GH6 cellobiohydrolase gene의 클로닝 및 특성분석 ... 51
- 10. Cellulosimicrobium funkei HY-13의 GH5 β-1,4-mannanase gene의 클로닝 및 특성분석 ... 52
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 53
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 54
- 제 7 장 참고문헌 ... 56
- 끝페이지 ... 59
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