다앙한 바이오매스 활용 가능 효소/미생물 융합 기술에 기반한 지속 가능 바이오매스(팜부산물 등)를 통한 자원화 기술 개발과 이를 활용한 바이오에너지 및 플랫폼 화합물 생산 기반 기술 개발
o 본 연구를 통하여 다양한 환경에서 존재하는 신규 미생물 자원 및 목적 지향적 메타게놈 자원을 확보 o 2종 이상의 효소를 다중 동시 활성 측정하는 새로운 기술을 개발 o 다양한 기질 디자인을 통하여 다양한 효소를 흡광/형광 방법을 이용하여 빠르고 쉽고 정확하게 효소 활성을 측정 및 탐색/개량 기술을 개발 o 최초로
다앙한 바이오매스 활용 가능 효소/미생물 융합 기술에 기반한 지속 가능 바이오매스(팜부산물 등)를 통한 자원화 기술 개발과 이를 활용한 바이오에너지 및 플랫폼 화합물 생산 기반 기술 개발
o 본 연구를 통하여 다양한 환경에서 존재하는 신규 미생물 자원 및 목적 지향적 메타게놈 자원을 확보 o 2종 이상의 효소를 다중 동시 활성 측정하는 새로운 기술을 개발 o 다양한 기질 디자인을 통하여 다양한 효소를 흡광/형광 방법을 이용하여 빠르고 쉽고 정확하게 효소 활성을 측정 및 탐색/개량 기술을 개발 o 최초로 FACS와 FISH 기술을 융합하여 희소미생물 분리 방법을 개발하였으며, 이렇게 분리된 희소미생물을 단일 세포 기반 MDA 기술을 이용한 신규 효소 탐색에 활용 o 이러한 방법등을 통하여 HTS와 연동하여 endocellulase, exocellulase, bifunctional cellulase, esterase 등 다앙한 효소를 확보하여 그 특성을 파악 o 바이오에너지(에탄올) 친환경 생산기술 개발 o 바이오매스 기반 석유화학 대체 플랫폼화합물 (1,3-PD, 3-HP) 생산기술 개발 o 글리세롤 환원대사경로 활성화와 대사부산물 생성 억제 글리세롤 산화 대사 경로 제어를 통하여 폐글리세롤로부터 1,3-PD, 3-HP 생산 기반을 구축 (출처:보고서 초록 4p)
Abstract▼
It is well known that increasing number of drug intermediates and industrial chemicals are manufactured by biocatalytic processes. A key factor for those processes is the availability of useful enzymes with the necessary activity, specificity and stability under operational conditions. Over the past
It is well known that increasing number of drug intermediates and industrial chemicals are manufactured by biocatalytic processes. A key factor for those processes is the availability of useful enzymes with the necessary activity, specificity and stability under operational conditions. Over the past few decades, many enzymes were screened from the pure cultured microorganisms using activity based screening method. However, it is very difficult to screen a novel enzyme from environment due to the limitation of resources and screening methods. More than 99% of microbes in the environment cannot be easily cultivated. "Metagenomics", which is the genomic analysis of the microbial community attempts to overcome culturability. In general, the cliversity of metagenomic libraries was affected by abundance of bacteria in environmental sample. Therefore the research of minor microbial texa in environmental samples remains the biggest challenge.
A new strategy for enrichment of rare bacteria from environmental samples was developed. Fosmid library could be efficiently generated from rare single cell, which is screened by combining Fluorescence in situ hybridization (FISH), Fluorescence associated cell sorter (FACS) and Multiple displacement amplification (MDA) technique from minor bacterial pools. We could be optimized condition for whole genome amplification based on MDA from rare single microorganism, and construct fosmid libraries from MDA products derived from two different rare single cells. As a result, we could generate 130,000 of fo smid clones having an average insert size of 32 kb, ranging from 27 to 40 kb. We also could screen 26 and 15 clones showing protease and cellulase activity, respectively. This is valuable to generate metagenomic libraries from unculturable rare single microorganisms in various environmental conditions, and also helps to screen novel enzymes for white biotechnological applications.
We developed the HTS system for enzyme screening from various environmental sources inclucling metagenome. This HTS system composed with Colony Picker, Liquid Handler, Multilabel Microplate Reader, Automated Incubator, Microplate Washer, F3 robotic arm. Finally optimized screening methods for high throughput system led to over 10⁴ clone active verification per day were available.
Cellualse(endo-, exo-cellulases, bifunctional cellualse,), hydrolysis of 1,4-beta-D -glycosidic linkages in cellulose, can be degraded cellulose to an utilizable energy source, glucose, through the synergistical hydrolysis of three classes of enzymes, including endoglucanases, cellobiohydrolase and β-glucosidase. Typically cellobiohydrolases which remove cellobiose from the non-reducing end or reducing end of the cellulose chain. Above mentioned enzymes are difficult to determine activity by the plate assay method. Thus it was difficult for mass screening. We developed mass screening methods for cellobiohydrolases using HTS system based on robot. We also developed various multiples screening system based on HTS system and screened endo/exocellulase, xylanase, esterase and lipase from various metagenomic resources. (출처:SUMMARY 9~10p)
목차 Contents
표지 ... 1
제출문 ... 3
보고서 초록 ... 4
요약문 ... 5
SUMMARY ... 9
CONTENTS ... 11
목차 ... 12
제1장 연구개발과제의 개요 ... 13
제2절 연구개발의 필요성 ... 13
제3절 연구개발의 목적 및 범위 ... 20
제2장 국내 · 외 기술개 현황 ... 23
제1절 국내 · 외 기술개발 현황 ... 23
제3장 연구개발 수행 내 용 및 결과 ... 30
제1절 유용 메타게놈 라이브러리 핸들링 기술 ... 30
제2절 희소 난배양성 미생물 유래의 비편향 메타게놈 라이브러리제조 기술 확립 ... 36
제3절 바이오매스활용 및 합성생물학을 위한 곰팡이 유용효소 탐색용 유전자 라이브러리구축 ... 57
제4절 다양한 메타게놈 및 환경 자원으로부터 유용 효소 탐색법 개발 ... 67
제5절 글리세롤로부터 바이오에탄올 생산 균주 개발 ... 143
제6절 글라세롤로부터 1,3-프로판디올 (1,3-Propanediol, 1,3-PD) 생산 균주개발 ... 170
제7절 글리세롤로부터 3-하이드록시프로피온산 (3-Hyclroxypropionic Acid, 3-HP) 생산 균주 개발 ... 242
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.