초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
메탄과 CO를 포함하여 C1 가스는 중요한 차세대 탄소 자원으로, 메탄은 천연가스/셰일가스/바이오가스에 포함되어 있는 저가 가스이며, CO는 부생가스/폐가스 등에 포함되어 있는 저가 가스임.

C1 바이오총괄 연구 그룹에서는 1단계에서는 C1 전환 혁신형 바이오촉매 탐색 및 설계 등 혁신적 개념 기술을 창출하고, 2단계에서는 한계 돌파형 바이오촉매 3종 이상을 확보하여 혁신적 기술을 검증하고, 3단계에서는 석유화학 기술대비 기술경제성이 우수한 C1 가스 전환 효소 및 원천 균주 등 바이오촉매

□ 연구의 목적 및 내용
메탄과 CO를 포함하여 C1 가스는 중요한 차세대 탄소 자원으로, 메탄은 천연가스/셰일가스/바이오가스에 포함되어 있는 저가 가스이며, CO는 부생가스/폐가스 등에 포함되어 있는 저가 가스임.

C1 바이오총괄 연구 그룹에서는 1단계에서는 C1 전환 혁신형 바이오촉매 탐색 및 설계 등 혁신적 개념 기술을 창출하고, 2단계에서는 한계 돌파형 바이오촉매 3종 이상을 확보하여 혁신적 기술을 검증하고, 3단계에서는 석유화학 기술대비 기술경제성이 우수한 C1 가스 전환 효소 및 원천 균주 등 바이오촉매 3종 개발을 목표로 함.

1단계에서는 바이오촉매의 혁신적 개념 기술 창출을 위하여 C1 전환 혁신형 바이오촉매 탐색 및 설계, 플랫폼 기술 개념 설계 및 아이디어를 도출하고자 함. C1 가스 전환효소 스크리닝, C1 가스 이용 효소개발 등 효소 원천기술 개발, 효소 모사 촉매반응 구축 등 바이오-화학 융복합 연구, C1 전환 균주 확보, C1 전환 균주 개발 등 생산기반기술 등을 포함한 연구 내용으로 구성됨.

□ 연구개발성과
- 형광기반 sMMO 감지 유전자회로 기반의 고속탐색기술 개발, sMMO의 개량을 위한 무세포 단백질 합성 시스템 기반의 정량적 발현/분석기술 개발 및 메탄의 메탄올 전환
- 균질촉매의 비균질화 반응을 통한 비균질계 촉매 합성, 촉매 반응성 분석결과 선택도>99%, 전환율> 99%, TON= ~4,300, TOF ; ~1,800 h^-1의우수한 활성 (세계 최고 수준)의 에폭사이드 락톤 전환율 달성
- 신규 메탄 전환 균주 10종 이상, CO 전환 균주 8종 이상 분리, 플랫폼 균주 개발 및 Multi-omics 정보 시각화 database와 1061개 reaction 포함한 GSM 구축, 세계 최초로 메탄으로부터 2,3-BDO, 스쿠알렌 생산 균주 개발
- 메탄 전환을 통해 젖산, 이소프렌, 숙신산을 합성하는 C1 전환 균주 3종 개발
- CO로부터 C-2 화합물, C-4 화합물 CO 전환 균주 2종 이상 개발
- 혐기성 전세포 이용하여 선택성 100 %로 100 mM 개미산 생산, C6 유기산 생산 농도 0.52 g/L 달성, 개미산 및 sucrose로부터 76.11 g/L 숙신산 제조(개미산으로부터는 15.22 g/L) 기술 개발함. 특히 CO의 개미산 전환 기술은 1.47억원과 1억원의 기술 이전을 실시하였음.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- C1 가스 기질 전환용 효소 및 균주 원천 핵심 기술 개발 기대
- 메탄 및 CO에 대한 활성이 높은 효소 및 융복합 촉매에 대한 특허 확보
- 메탄 및 CO를 유용산물로 전환하는 균주에 대한 특허 확보
- C1 가스 기질 전환용 효소 및 균주 특허의 기술 이전을 통한 유용산물 제조 등 저가 C1 가스 자원의 부가가치 증대에 활용
- C1 가스로부터 화학소재 및 연료를 생산함으로써 석유자원 유래 관련 제품들에 대한 보완/대체 기대

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 51
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 70
• 3-1. 목표 ... 70
• 3-2. 목표 달성여부 ... 73
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 80
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 81
• 5. 주요 변경사항 ... 96
• 6. 참고문헌 ... 103
• 끝페이지 ... 108