초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구 목적은 단백질 공학을 바탕으로 한 생물학적 연구 기술을 활용하여 각종 환경으로부터의 페놀류 화합물을 검출 할 수 있는 바이오센서를 설계하고 제작하는데 있다. 효과적 센서 개발을 위해 유전자 재조합기술을 이용한 단백질 생산 및 정제 기술, 단백질 결정화 기술, 그리고 X-ray를 이용한 단백질결정 회절 데이타 수집 및 분석 기술이 이에 해당되며 이렇게 규명된 페놀 결합 단백질 구조를 바탕으로 다양한 센서 개발이 수행되었다.
연구결과
◆ 방향족 화합물 인식 단백질 선별 및 제작
수질

연구의 목적 및 내용
본 연구 목적은 단백질 공학을 바탕으로 한 생물학적 연구 기술을 활용하여 각종 환경으로부터의 페놀류 화합물을 검출 할 수 있는 바이오센서를 설계하고 제작하는데 있다. 효과적 센서 개발을 위해 유전자 재조합기술을 이용한 단백질 생산 및 정제 기술, 단백질 결정화 기술, 그리고 X-ray를 이용한 단백질결정 회절 데이타 수집 및 분석 기술이 이에 해당되며 이렇게 규명된 페놀 결합 단백질 구조를 바탕으로 다양한 센서 개발이 수행되었다.
연구결과
◆ 방향족 화합물 인식 단백질 선별 및 제작
수질 및 토양 환경 오염의 주된 물질인 방향족 화합물에 대하여 특이적으로 결합하는 나노 센서용 신규 타겟 단백질을 선정하고 페놀 결합 최소 부위를 재설계해서 고수용성, 고안정성 단백질 부위를 제작하였고 생화학을 통하여 센서 개발에 필요한 소재로 정제하고 제작 및 대량 생산을 수행하였다.
◆ 구조적 변형 특성의 분자적 수준 분석
페놀 결합 부위에 대한 구조적 연구를 수행하여 방향족 화합물 리간드와 결합하는 핵심 결합 부위에 대한 삼차구조 정보를 획득하였고 페놀 센싱에 따른 단백질의 다중체 형성의 구조적 특성을 분자적 수준에서 분석하였다. 이는 페놀 결합에 따른 활성화 부위의 미세한 변형을 분자적 스위치로 극대화하여 단백질 센서를 제작하는데 필수적인 요소가 된다.
◆ 구조기반 분자 프루브 설계 및 생산
리간드 결합에 따른 특이적 단백질 상호작용에 근거하여 리간드 결합 신호의 극대화를 이룰 수 있는 고감도 형광 분자 프루브를 효율적으로 설계하고 생산하였으며 나노기술과 접목하여 압전소자 QCM 기반 페놀을 결합하여 인식하는 것을 전기적 신호로 바꾸는 센서 제작 등이 시도 되었다.
연구결과의 활용계획
▸ 오일분해 바이오 제재 개발에 활용
▸ 오일 처리비용의 삭감으로 인한 폐수 하수 토양 처리제 개발에 도움
▸ 형광분석을 이용한 바이오 이미지 접목
▸ 환경 호르몬 검출 센서 개발
▸ 미생물을 이용한 오염물질 분해 및 정화
▸ 환경 모니터링 시스템 개발

Abstract ▼

Purpose&contents
The objective of our study is that design a biosensor that can leverage the
techniques biological studies based on protein engineering, to detect phenol
compounds from various environments and manufacturing. An important step in sensor fabrication based on structure, purifi

Purpose&contents
The objective of our study is that design a biosensor that can leverage the
techniques biological studies based on protein engineering, to detect phenol
compounds from various environments and manufacturing. An important step in sensor fabrication based on structure, purification techniques and production of proteins using recombinant DNA technology, the collection and analysis of diffraction data of protein crystals using X-ray and protein crystallization technology, technology fall into this category, the main goal of this study It is used as a technique. Study of phenol and PoxR DmpR regulatory proteins have been performed. its purpose the development of a FRET sensor, which is based on structure.
Result
I. Experimental results of structural studies of protein DmpR 18-481
▸ establishment of conditions of water-soluble and expression
▸ search of protein crystallization conditions
▸ (ITC, MALS, DLS) oligomer binding ligand and Survey
▸ collection and processing of diffraction DATA using X-ray and the establishment of crystallization conditions
▸ 3-dimensional structure elucidation
II. Purification of N-terminal expression of DmpR homology protein PoxR
▸ establishment of conditions of water-soluble and expression
▸ search of protein crystallization conditions (ligand binding)
▸ collection and processing of diffraction DATA using X-ray and the establishment of crystallization conditions
▸ 3-dimensional structure elucidation
III. FRET sensors using fluorescent proteins, Design
▸ using genetic recombination techniques, fluorescent protein sensor with the target protein
▸ optimization conditions search for sensor fabrication - activated through the binding of protein with phenol
▸ measurement and analysis using a fluorescent spectrometer
Expected Contribution
▸ Leverage to oil cracking biopharmaceutical development
▸ Bioimage graft using a fluorescence analysis
▸ development of environmental hormone detection sensor
▸ purification and decomposition of pollutants using a microorganis
▸ development of environmental monitoring system

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 7
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 7
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 1 절 외국의 연구개발의 동향의 사례 ... 12
• 제 2 절 국내의 연구개발의 동향의 사례 ... 13
• 제 3 절 조사 연구개발의 사례 평가 ... 13
• 제 3 장 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 제 1 절 연구개발의 방법 ... 15
• 제 2 절 연구 개발의 내용 및 결과 ... 23
• 제 3 절 연구개발 및 현재진행 상황 ... 46
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 53
• 제 2 절 목표 달성도 자체 평가 ... 54
• 제 3 절 연구개발 목표의 달성도 ... 55
• 제 5 장 연구결과의 활용계획 ... 58
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 59
• 제 7 장 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 60
• 제 8 장 참고문헌 ... 61
• 9. 연구성과 ... 64
• 10. 기타사항 ... 65
• 끝페이지 ... 72