초록 ▼

수산생명자원으로부터 산업적 가치가 높은 기능성 효소와 항균펩타이드를 개발하고 질량분석기를 이용하여 해양미생물 유래 이차대사산물을 분석하여 유용 생리활성소재를 확보하였다. 5,000점 이상의 다양한 수산미생물 자원과 메타게놈 자원으로 부터 산업용 효소인 인분해효소(phytase), 지방분해효소(lipase), 단백질분해효소(protease)와 당분해 효소(cellulase) 유전자 총 15종 확보하고 대장균에서 재조합단백질 생산 및 생화학적 특성을 분석하였다. 50 L 발효기를 이용하여 복합효소제를 대량생산 후 사료첨가제, 저온성 세

수산생명자원으로부터 산업적 가치가 높은 기능성 효소와 항균펩타이드를 개발하고 질량분석기를 이용하여 해양미생물 유래 이차대사산물을 분석하여 유용 생리활성소재를 확보하였다. 5,000점 이상의 다양한 수산미생물 자원과 메타게놈 자원으로 부터 산업용 효소인 인분해효소(phytase), 지방분해효소(lipase), 단백질분해효소(protease)와 당분해 효소(cellulase) 유전자 총 15종 확보하고 대장균에서 재조합단백질 생산 및 생화학적 특성을 분석하였다. 50 L 발효기를 이용하여 복합효소제를 대량생산 후 사료첨가제, 저온성 세제첨가제 등 산업적 이용성을 분석하였다. 또한 넙치, 참전복, 참굴, 꽃게, 피조개 등 주요 양식 수산생물로부터 8종의 펩타이드를 분리정제하고 구조를 분석 후 다양한 세균에 대한 항균활성을 조사하였다. 유전자 정보기반으로 항균펩타이드 유도체 15종을 개발하고, 이중에서 다중이황화결합을 갖는 항균펩타이드는 대장균과 효모 시스템에서 활성형 발현으로 생산 후 다기능성 평가 및 산업소재 적용을 위하여 항균, 항암, 항바이러스, 항충 및 항산화 활성을 분석하였다. 질량분석기기반 이차대사산물 소재활성분석을 위하여 미생물 이차대사산물 표준품 90종의 MS/MS DB를 구축하고237종 미생물 추출물의 데이터 프로파일링 해석 후 유용 대사산물 7그룹, 19종 미생물을 확보, 그 중 슈덴 8종을 분리정제하고 미백, 항염증 등 다양한 생리활성을 검증하였다.

(출처:보고서 요약 p.3)

Abstract ▼

Ⅳ. Results

1. Development of industrial enzymes derived from microorganisms (Biotechnology Research Center)

1-1. Collection of microbes and meta-genomic resources
We secured 5,000 marine microbial resources and produced two kinds of meta-genomic libraries. We also analyzed 1 phytase

Ⅳ. Results

1. Development of industrial enzymes derived from microorganisms (Biotechnology Research Center)

1-1. Collection of microbes and meta-genomic resources
We secured 5,000 marine microbial resources and produced two kinds of meta-genomic libraries. We also analyzed 1 phytase from Pseudomonas sp., 7 lipases from Paenibacillus sp., 5 proteases from Haemophilus sp. and 2 cellulase derived from Pseudoalteromonas sp.

1-2. Production of industrial enzymes and clarification of their biochemical characteristics
We produced recombinant proteins using pET28b and pQE vector systems in E. coli, and analyzed pH, temperature, substrate specificity, metal ion effect and organic solvent effects for each enzyme.

1-3. Mass production of industrial enzymes and utilization analysis
We mass-produced microorganisms with antibacterial activity and enzymes such as lipase, protease and cellulase simultaneously using a 50 L jar fermenter, respectively. Also, the availability of feed additives was analyzed with feeding experiment containing the enzyme complex in the olive flounder.

2. Development of natural antimicrobial agents derived frommarine organisms (BiotechnologyResearchCenter)

2-1. Separation of antimicrobial peptides and analysis of their activities
We isolated and purified 8 antimicrobial peptides such as histon H1-like protein, mollucidin, ubiquitin, etc. from marine resources including olive flounder, ark shell, mussels and abalone and analyzed antimicrobial activities against various bacteria.

2-2. Improvement of antimicrobial activity and clarification of biochemical characteristics
15 kinds of peptide derivatives such as Anti-LPS factor and sperm lysin were designed based on gene information, and their antibacterial activities were verified.

2-3. Optimization of culture condition and application as industrial materials
4 kinds of antimicrobial peptides such as tymosin and defensin were produced as recombinant protein in E. coli. The antibacterial peptide with multiple disulfide bonds induced an active form from E. coli and yeast systems by using a carrier protein, and then analyzed their multi-function (anti-viral, anti-oxidation, anti-cancer, etc.).

3. Screening and application of useful bioactive materials (Gyeonggi Institute of Science &Technology Promotion)

3-1. Establishment of MS/MS spectrum DB using mass spectrometry
We secured 90 standard materials and updated the MS /MS spectra DB to search secondary metabolites. After culturing 237 microorganisms, we analyzed each microbial extract profile using a mass spectrometer.

3-2. Isolation of the useful strains through LC/MS analysis
Based on secondary metabolites information, we selected 19 beneficial microorganisms in seven groups that produce useful materials such as pumilacidin, psudane and bacillomycin.

3-3. Confirmation of activity and usefulness of extracts and purified compounds
We isolated and purified 8 psudane from Pseudoalteromonas sp. and 9 moiramide which is produced from Vibrio sp. Then, we analyzed their physiological activities including anti-inflammatory and whitening.

(출처:SUMMARY p.8)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 10
• CONTENTS ... 15
• 그림목차 ... 19
• FIGURE LISTS ... 22
• 표목차 ... 27
• TABLE LISTS ... 28
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
• 제 1 절 수산미생물 유래의 산업용 효소 개발 ... 33
• 1. 수산미생물 및 메타게놈 자원 확보 ... 33
• 2. 산업용 효소 확보 및 생화학적 특성 분석 ... 34
• 제 2 절 수산생물 유래의 천연 항균제 개발 ... 47
• 1. 수산생물 유래 항균펩타이드 분리정제 및 특성분석 ... 47
• 2. 수산생물 면역관련 유전자 정보 기반 항균펩타이드 유도체 디자인 ... 54
• 3. 재조합 항균펩티드 생산 및 기능 분석 ... 60
• 4. 다중 이황화결합 항균펩티드의 활성형 발현시스템 개발 ... 65
• 제 3 절 대사체학 분석기법을 이용한 유용 생리활성소재 탐색 및 응용 ... 68
• 1. 미생물유래 이차대사산물 문헌조사, 표준품 확보 및 MS/MS 스펙트럼 DB 구축 ... 68
• 2. 미생물 배양액 추출물 제조법 확립 및 대사체 분석 ... 70
• 3. LC-MS기반 미생물 추출물 분석을 통한 유용 균주 선정 및 추출물 분리정제 ... 74
• 4. 확보된 추출물 및 단일 물질의 생리활성 검증 및 소재의 유용성 검증 ... 79
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 83
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 83
• 제 6 장 참고문헌 ... 84
• 끝페이지 ... 84