초록 ▼

□ 연구개요
Guest 분자(생리활성소재, 난용성 소재, 향기성분, 의약품 등)의 뛰어난 포접활성을 지닌 Cyclodextrin(CD)은 산업적으로 빈번히 이용되고 있다. 하지만, CD는 제한된 분자 내경과 물에 낮은 가용화도를 지녀 산업적인 활용분야가 제한적이다. CD에 비해 보다 넓고 다양한 분자내경과 10배 이상의 가용 Cyclodextran(CI)은 CD의 단점을 대체할 수 있는 신소재로서 각광받고 있으며, 이를 활용하여 CD가 사용되지 못하는 산업분야의 의약품과 난용성 (식품)소재를 고부가 가치화 할 수 있다. 하지

□ 연구개요
Guest 분자(생리활성소재, 난용성 소재, 향기성분, 의약품 등)의 뛰어난 포접활성을 지닌 Cyclodextrin(CD)은 산업적으로 빈번히 이용되고 있다. 하지만, CD는 제한된 분자 내경과 물에 낮은 가용화도를 지녀 산업적인 활용분야가 제한적이다. CD에 비해 보다 넓고 다양한 분자내경과 10배 이상의 가용 Cyclodextran(CI)은 CD의 단점을 대체할 수 있는 신소재로서 각광받고 있으며, 이를 활용하여 CD가 사용되지 못하는 산업분야의 의약품과 난용성 (식품)소재를 고부가 가치화 할 수 있다. 하지만 CI가 산업적으로 활용되기 위해 보다 다양한 분자내경을 지닌 CI 개발과 다양한 유전자원의 확보가 절실히 필요함. 본 연구에서는 I) 다양한 중합도를 지는 CI를 생산하는 신규 미생물 선발, ii) CI를 생산하는 다양한 유전자원의 확보, iii) 간단한 CI 정제기술을 확립하며, iv) 실제 산업적으로 이용되고 있는 녹차카테킨과 이소플라본의 가용화 연구를 수행하고자한다. 이를 통해 식·의약 소재산업의 경쟁력을 확보와 더불어 웰니스 시대에 부합하는 소재 개발로 인한 국민행복향상에 기여하고자 하는 것이 최종 목표이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
사이클로덱스트란(CI)의 생산 균주 선발과 정제방법확립을 통한 가용화 소재개발을 위해: CI생산 균주 및 CI생산효소의 특성연구
CI생성단백질 상동성을 조사를 통해 CI생산이 가능한 신규 미생물 및 활성효소 2종 발굴
산업적 적용을 위해 호알칼리성 및 내열성을 지닌 효소를 발굴함.
신규 중합도(CI-7~CI-20)지닌 CI생산효소 선발함. CI-19 및 CI-20은 미보고된 물질임.
내열성효소의 효소 kinetic 조사를 통해 높은 기질에서 활성이 향상되는 알로스테릭 효소임을 확인하였고 및 이를 이용한 효소반응을 최적화함.

CI 정제 방법의 확립과 대량조제
미 반응 덱스트란 및 고분자를 용매 침전법과 효소분해법을 이용한 정제 시스템 구축함.
최적화 확립을 통한 CI 대량 조제

CI 활용 녹차 카테킨과 이소플라본 가용화
기존에 활용되고 있는 CD에 비해 CI에 의한 녹차카테킨(EGCG) 가용화가 2.64배 향상됨.
기존에 활용되고 있는 CD에 비해 CI에 의한 genistein의 가용화가 4.3배 향상됨을 확인함.

이외에도 내열성 CI생산효소는 N-말단부위에 CI생성효소/C-말단부위에 전분을 알파1,6-글루칸으로 자체적으로 합성하여 한 효소에 의해 전분에서부터 CI생산이 가능함을 확인함. 이는 CI 생산에 있어 원가절감에 커다란 장점을 지님.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구의 결과는 난용성 소재의 가용화 기술로 향후 생리활성성분의 흡수촉진에 필수적인 기초 소재로 활용됨으로써 난용성 소재의 고부가가치화에 중요한 기여 할 것으로 사료됨.
1) 본 연구에서 발굴된 호알칼리성 및 내열성 CI생산효소는 호알칼리성 및 내열성 효소 돌연변이 모델이 될 수 있음.
2) 발굴된 효소들은 CI-7~CI-20의 중합도를 지녀 다양한 분자내경을 지닌 CI 생산이 가능함.
3) 내열성 CI생산효소는 높은 기질농도에서 활성이 증가하는 효소의 특성을 지녀 효소 kinetic 분야에서 모델이 될 뿐만 아니라 산업화에 타 미생물의 오염을 최소화 할 수 있음.
4) 내열성 효소는 N-말단에 CI생성효소/C-말단부위에 전분에 작용하여 덱스트란과 유사한 물질을 합성하여 덱스트란에서만 생산하던 CI가 한 효소에 의해 가능하여 원가절감이 가능함.
5) 신규 CI 생산 및 간단한 정제방법 확립을 통해 식·의약 산업 및 화장품 등의 파급효과가 크리라 사료됨. 특히 녹차 및 콩을 소재 산업에서 신제품 개발에 중요한 기초자료를 확보하는데 기여할 것임.
6) 새로운 식품소재의 발견 및 식품산업의 영역에서 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 소재의 발굴과 이를 경제적으로 생산할 수 있는 첨단기술을 갖춘 전문 연구 인력을 배출함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 3.1.새로운 환상올리고당의 필요성 및 중요성 ... 13
• 3.2. Cyclodextran생성 신규효소의 탐색 ... 13
• 3.3. Cyclodextran의 높은 수용성 및 난용성 소재 가용화 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 17
• 끝페이지 ... 21