초록 ▼

□ 연구개요
○ 기존 글리코겐 합성 경로를 차단한 미생물모델 시스템을 활용하여 이화학적 특성이 우수한 포도당 기반 다당체(polysaccharide)를 생합성할 수 있는 대사조절 기술 개발
○ 분자의 크기 및 구조가 균일한 다당체를 대량합성 할 수 있는 미생물 공장 시스템 개발
○ 미생물의 주요효소 교체를 통한 다당체 구조조절 및 설계 기술 개발
○ 다당체의 구조적 특성과 이화학적, 생리학적 특성의 연관관계 규명
○ 신규 나노소재로서 다당체의 산업적 유용성 평가

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
○ 기존 글리코겐 합성 경로를 차단한 미생물모델 시스템을 활용하여 이화학적 특성이 우수한 포도당 기반 다당체(polysaccharide)를 생합성할 수 있는 대사조절 기술 개발
○ 분자의 크기 및 구조가 균일한 다당체를 대량합성 할 수 있는 미생물 공장 시스템 개발
○ 미생물의 주요효소 교체를 통한 다당체 구조조절 및 설계 기술 개발
○ 다당체의 구조적 특성과 이화학적, 생리학적 특성의 연관관계 규명
○ 신규 나노소재로서 다당체의 산업적 유용성 평가

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 대장균의 포도당 대사조절을 이용한 다당체(분자량 1,000-100,000 kDa) 대량생산하였음. Glycogen synthase를 통한 일반적인 세균 글리코겐 대사경로를 차단하고 ATP의 소모를 최소화할 수 있는 합성경로를 활용하여 다당체 대량생산을 위한 유가식 배양(fed-batch) 조건을 최적화하였음.
2. 대장균 모델 시스템의 다당체 생산 최적화를 위한 신규 균주 개발을 수행하였음. 글리코겐 분해에 중심적인 역할을 하는 glgX 유전자를 제거하거나, 외래 유래 glycogen branching enzyme을 도입하는 등 유전자 조절을 통한 다당체 축적 극대화 및 구조조절을 통한 다당체의 이화학적 특성을 개선하였음.
3. 다당체의 분자량, 가지결합분포, 최외각층의 구조적 특성, 수용성 등 구조적, 이화학적 특성을 분석하였음.
4. 식품, 화장품, 의약품 등 다당류의 특성에 부합하는 응용분야 개발 및 적성 평가를 위하여 다양한 가지결합 분포의 다당체를 생산하고 이를 octenyl succinyl anhydride로 수식하여 puerarin 등 기능성물질의 수용성 향상에 이용하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 효소와 대사체의 상호관계에 대한 이해를 바탕으로, 생체 시스템을 활용한 tailor-made polysaccharide 생산기술을 확보
○ 이화학적, 생리학적 특성이 조절된 다당체(polysaccharide)를 생산할 수 있는 기술은 대장균 모델시스템으로부터 광합성 미생물, 식물체 등으로 적용이 가능
○ Starch와 같이 독성이 없으면서 식품, 화장품, 의약 등 다양한 분야에 활용이 가능한 nano-scale dendrimer 생산 기술 제공
○ 크기와 구조가 일관된 다당체(polysaccharide) 생산 기술을 확보하여 각종 관련연구에 표준품으로 제공 가능하므로 폴리머 과학 기초연구 분야 발전에 기여
○ 탄소원 절약을 통한 고효율 균주 설계기술을 제공함으로써 미생물의 2차 대사물질 생산 등 발효산업에 유용한 균주 개발에 기초자료 제공

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구목표 ... 3
• 나. 연구내용 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 10