초록 ▼

본 연구에서는 미토콘드리아 활성을 증진시키는 진세노사이드 생합성 대사회로 유전자들을 효모내 특정 소기관에 인위적 표적화하여 진세노사이드 전구체 및 유도체를 과량 생산하는 재조합 효모의 개발을 최종 연구 목표로 한다. 이를 위한 연구 추진 체계는 효모 발현용 진세노사이드 대사회로 유전자 발현 모듈의 제작 및 효모 지놈에 삽입으로써, 효모 자체에 존재하는 constitutive strong promoter인 GPD promoter를 이용하여 진세노사이드 대사회로 발현 유전자 모듈을 제작 후 plasmid-free (지놈 삽입) 발현 시

본 연구에서는 미토콘드리아 활성을 증진시키는 진세노사이드 생합성 대사회로 유전자들을 효모내 특정 소기관에 인위적 표적화하여 진세노사이드 전구체 및 유도체를 과량 생산하는 재조합 효모의 개발을 최종 연구 목표로 한다. 이를 위한 연구 추진 체계는 효모 발현용 진세노사이드 대사회로 유전자 발현 모듈의 제작 및 효모 지놈에 삽입으로써, 효모 자체에 존재하는 constitutive strong promoter인 GPD promoter를 이용하여 진세노사이드 대사회로 발현 유전자 모듈을 제작 후 plasmid-free (지놈 삽입) 발현 시스템을 구축하고, 각 진세노사이드 생합성 유전자의 발현에 의한 진세노사이드 대사회로 상의 중간물질들을 GC/MS 및 HPLC-MS를 이용하여 생산성을 비교한다. 진세노사이드 대사회로 효소들의 효모내 특정 소기관으로의 표적화를 위해 효모의 진세노사이드 전구체 생합성이 일어나는 효모 소기관인 peroxisome으로 인위적으로 표적화할 수 있는 peroxisome tergeting signal (PTS1)을 이용하여 효모내 표적화 시스템을 구축하고, 각 유전자의 표적화에 따른 peroxisome 분리 및 정제를 통해 진세노사이드 대사회로 상의 중간물질들을 GC/MS 및 HPLC-MS를 이용하여 생산성을 비교한다. 본 연구결과물인 진세노사이드 전구체 및 유도체 생산 재조합 효모는 진세노사이드의 생물적 과량 생산에 적용되어 생산성을 증대시키는 생물공정으로 산업적 대체 효과가 매우 크다.

(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

Purpose & Contents
The purpose of this study is to redesign and reconstruct biosynthetic pathways for ginsenosides which have mitochondria-booting activity in yeast through construction of plasmid-free and specific organelle targeting systems and commercialize anti-aging, anti-diabetic functional

Purpose & Contents
The purpose of this study is to redesign and reconstruct biosynthetic pathways for ginsenosides which have mitochondria-booting activity in yeast through construction of plasmid-free and specific organelle targeting systems and commercialize anti-aging, anti-diabetic functional food using mitochondria activating ginsenosides.

The following specific topics will be carried out to fulfill the objective of this study
○ Construction of ginsenoside pathway gene expression modules and plasmid-free expression system.
• Establishment of ginsenoside pathway module with a constitutive strong promoter and construction of plasmid-free expression system.
• Quantification of ginsenoside intermediates in yeast strains with GC/MS and HPLC/MS.

○ Construction of systems of targeting ginsenoside biosynthesis enzymes into the specific organelles.
• Construction of targeting system based on peroxisome targeting signal peptide, which send ginsenoside enzymes to peroxisomes.
• Integration of modules expressing ginsenoside enzymes fused to peroxisome targeting signal (PTS1) into yeast genome.
• Peroxisome isolation and quantative analysis of ginsenosides by GC/MS and HPLC/MS.

Results
Construction of ginsenosides intermediates over-producing yeast and process.

Expected Contribution
Ginsenoside intermediate-producing microorganisms can be used as an alternative process for a existing Korean ginseng-dependent extraction process.

(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1. 연구개발 목적 ... 8
• 2. 연구개발의 필요성 ... 8
• 3. 연구개발 범위 ... 8
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
• 1. 세계적 수준 ... 9
• 2. 국내수준 ... 9
• 3. 국내외 연구현황 ... 9
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 10
• 1. 효모내 진세노사이드 대사회로 구축 및 진세노사이드 생합성 전구체 대사회로 모듈 고도화 ... 10
• 2. 진세노사이드 생합성 유전자 및 PTS1 퓨전 유전자 모듈의 발현에 따른 중간 대사체 변화 비교 분석 ... 11
• 3. PTS1 유전자의 적용에 따른 인위적 표적화 확인 ... 13
• 4. Peroxisome copy수가 증가와 PTS1에 의한 targeting 확인 ... 14
• 5. Peroxisome의 copy 수 증가에 따른 진세노사이드 대사회로 효소들의 발현과 표적화 ... 15
• 6. 세포 소기관 표적화 신호를 적용한 진세노사이드 생합성 유전자 발현에 따른 중간 대사체 분석 ... 15
• 7. 세포 소기관 대사 조절을 통한 진세노사이드 중간대사체 수율 증가 ... 16
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 18
• 1. 목표 달성도 ... 18
• 2. 관련 분야 기여도 ... 19
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 20
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 21
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 24
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 25
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 26
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 29
• 제11장. 기타 사항 ... 30
• 제12장. 참고 문헌 ... 31
• 끝페이지 ... 32