초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 생물의 에너지 대사계인 미토콘드리아 ATP 생성 시스템의 분자 메커니즘을 상세히 연구하고, 생물 에너지 대사에 관한 지식과 정보를 차세대 연료전지 개발에 응용하고자 함. 또한 미토콘드리아의 전자 전달계의 분자 메커니즘과 전기 에너지 생성원리를 실험과 컴퓨터 simulation 기술을 이용하여 모델화하고 그 기전을 녹색연료전지 개발에 기여 하고자 함.
연구결과
미토콘드리아의 전자전달계 및 ATP 합성 기전을 분석하고, 그 기전을 실험과 컴퓨터 simulation 기술을 이용하여 구현

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 생물의 에너지 대사계인 미토콘드리아 ATP 생성 시스템의 분자 메커니즘을 상세히 연구하고, 생물 에너지 대사에 관한 지식과 정보를 차세대 연료전지 개발에 응용하고자 함. 또한 미토콘드리아의 전자 전달계의 분자 메커니즘과 전기 에너지 생성원리를 실험과 컴퓨터 simulation 기술을 이용하여 모델화하고 그 기전을 녹색연료전지 개발에 기여 하고자 함.
연구결과
미토콘드리아의 전자전달계 및 ATP 합성 기전을 분석하고, 그 기전을 실험과 컴퓨터 simulation 기술을 이용하여 구현했음.
- 1차년도 연구내용
• 미토콘드리아에 대한 수학적 모델 구현
• 수립된 수학적 모델을 토대로 simulation 수행
- 2차년도 연구내용
• 구현된 미토콘드리아 모델에 새로운 기능접목 및 응용을 통한 미토콘드리아의 메커니즘 파악
• 사상 최소의 모터 단백질인 ATP 합성 효소의 구조와 작용기전 및 조절 기전을 분석
• ATP 합성 효소에 에너지를 공급하는 에너지변환계의 이해
• ATP를 이용 하는 효소에 관한 연구
- 3차년도 연구내용
• 미토콘드리아 기능에 중요한 영향을 미치는 인자들의 모델링
• 각각의 모델로 simulation 수행
• 각각의 기전을 합병 한 모델을 응용해서 실험 결과와 simulation 결과 비교 검토
• 미토콘드리아의 전자 전달계의 분자 메커니즘과 전기 에너지 생성 원리를 녹색연료전지 개발에 응용
연구결과의 활용계획
⦁ 지금까지 생명체가 진화하면서 정립해 온 에너지 생산기술을 공학적으로 활용할 수 있는 계기가 됨
⦁ 동물의 에너지 발전소인 세포 내 소기관인 미토콘드리아의 에너지 생성기전을 연료전지에 활용할 수 있는 새로운 개념과 원천기술을 개발에 응용 가능성 제시
⦁ 현재 한계에 부딪쳐있는 연료전지의 에너지 생성 메커니즘에 대한 개념을 바꿀 수 있는 계기 마련
⦁ 바이오 관련 기술에 기계공학 분야적용을 통한 융합연구의 활성화

Abstract ▼

Purpose& contents
⦁ To research the molecular mechanism of mitochondrial ATP synthesis from electronic energy to chemical energy.
⦁ To develop the mathematical model of the electron transport chain system in the mitochondrial membrane space.
⦁ To apply the mitochondrial molecular system to

Purpose& contents
⦁ To research the molecular mechanism of mitochondrial ATP synthesis from electronic energy to chemical energy.
⦁ To develop the mathematical model of the electron transport chain system in the mitochondrial membrane space.
⦁ To apply the mitochondrial molecular system to development of green fuel cell.
Result
The mitochondrial electron transport system and the green fuel cell are similar in principle. In this study, we proposed a mathematical model of the electron transport chain system in the mitochondria for understanding the mechanism of mitochondrial ATP synthesis. In addition, this predictive simulation system model could aid in the development of a novel concept related to the green fuel cell energy issue.
1. Developed the mathematical model of the mitochondria.
2. Simulated the mathematical modeling of the electron transport system and ATP synthesis in the mitochondrial membrane space.
3. Analyze the mechanism(s) of ATP synthesis and the structure of ATP synthase.
4. Studied the energy conversion system in ATP synthase.
5. Tried the mitochondrial ATP synthesis system to development of green fuel cell.
Expected Contribution
⦁ Application of mechanical energy production technology from ATP synthesis in the mitochondria.
⦁ Development of a new technique and idea for application of green fuel cell using the mechanism of mitochondrial ATP synthesis system.
⦁ Approach of a novel concept for development of green fuel cell in an energy issue.
⦁ Activation of IT-BT fusion technology research.