초록 ▼

해외 공동연구기관과의 공동연구를 통해, 효소와 나노구조물질 간의 상호 작용에 대한 깊은 이해를 바탕으로 효소의 고집적과 안정화를 동시에 실현시킬 수 있는 다양한 형태의 나노바이오촉매 소재 기술을 개발하였다. 미생물 오염 방지 및 제거에 쓰일 수 있는 다양한 효소들을 이용한 나노바이오촉매 소재를 개발하고, 미생물 오염 방지와 제거 분야에서의 실용성이 극대화된 기반기술을 개발하였다. 특히 3D-프린터로 제작된 다양한 3D-구조체들과 나노바이오촉매의 조합을 통해 미생물 제거를 손쉽게 실현할 수 있는 원천기술을 개발할 수 있었다. 또한,

해외 공동연구기관과의 공동연구를 통해, 효소와 나노구조물질 간의 상호 작용에 대한 깊은 이해를 바탕으로 효소의 고집적과 안정화를 동시에 실현시킬 수 있는 다양한 형태의 나노바이오촉매 소재 기술을 개발하였다. 미생물 오염 방지 및 제거에 쓰일 수 있는 다양한 효소들을 이용한 나노바이오촉매 소재를 개발하고, 미생물 오염 방지와 제거 분야에서의 실용성이 극대화된 기반기술을 개발하였다. 특히 3D-프린터로 제작된 다양한 3D-구조체들과 나노바이오촉매의 조합을 통해 미생물 제거를 손쉽게 실현할 수 있는 원천기술을 개발할 수 있었다. 또한, 미생물 세포벽 분해효소의 선택적인 결합을 가능하게 하는 세포결합도메인들에 대한 심도있는 연구를 바탕으로, 선택적 미생물 살균 및 탐지 분야에서 다양한 응용이 가능한 세포결합도메인 기반 원천기술을 개발할 수 있었다. 이를 바탕으로 총 연구 기간 동안 논문 42편 (국제 공저 10편), 특허 31건 및 기술이전 4건의 실적을 달성하였다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
The purpose of this project is to develop a source technology of nanobiocatalytic materials that can achieve high stability of enzymes. This technology can be a basis for the development of nanobiocatalytic filters and 3D-structures for the prevention and removal of microbial contaminat

□ Purpose
The purpose of this project is to develop a source technology of nanobiocatalytic materials that can achieve high stability of enzymes. This technology can be a basis for the development of nanobiocatalytic filters and 3D-structures for the prevention and removal of microbial contamination, respectively. Another goal is to develop the source technology of cell-binding domains, which can realize selective microbial killing and detection.

□ contents
Under collaborative researches with Foreign Research Laboratory (FRL), we have developed various nanobiocatalytic materials with high enzyme loadings and stabilities by deeply understanding the interactions between enzymes and nanostructured materials. Platform technologies were developed to maximize the applicability of various nanobiocatalytic materials in the prevention and removal of microbial contamination. In particular, we could develop a source technology for the convenient removal of microbial contamination by combining 3D-printed structures and nanobiocatalytic materials. Finally, we have performed in-depth researches on cell-binding domains, enabling the selective binding of cell-lytic enzymes, and could develop new technologies for selective microbial sterilization and detection using those cell binding domains.
Qualitative goals and outcomes
- Development and performance evaluation of nanobiocatalytic materials for microbial decontamination: Based on deep understanding of interactions between enzymes and nanostructured materials, highly-stabilized nanobiocatalytic materials with high enzyme loadings were developed for microbial decontamination.
- Development of eco-friendly microorganism-killing technology using nanobiocatalytic materials: To maximize the applicability of nanobiocatalytic materials, we developed nanobiocatalytic 3D-structures by combining nanobiocatalytic materials and 3D-printed structures for efficient and eco-friendly killing of microorganisms.
- Development and performance evaluation of nanobiocatalytic filters for antifouling: By applying nanobiocatalytic materials of antifouling enzymes to filters (membranes), nanobiocatalytic filters with high enzyme loading and stability could be developed, and their antifouling effect could be successfully evaluated.
- Development of cell-binding domain technology: Basic researches were performed on cell-binding domains that can selectively bind onto microorganisms as a constituent of cell wall-lytic enzyme. By effectively combining these cell-binding domains with various nanostructured materials, we could develop technologies for selective microbial killing and detection.

□ Devreelosupletms ent
Quantitative goals and outcomes
In total project period, 42 (10 co-papers) paper publications, 31 patents and 4 technology transfers were achieved.
- Phase 1: 18 papers (goal of 12), 5 co-papers (goal of 3.6), 5 patents (goal of 1), 2 technology transfers (goal of 0)
- Phase 2: 24 papers (goal of 12), 5 co-papers (goal of 4.8), 26 patents (goal of 3), 2 technology transfers (goal of 0)

□ Expected Contribution
Nanobiocatalytic materials and their complexes with filters and 3D-printed structures, developed in this project, are anticipated to find their applications not only in microbial decontamination, but also in various other fields such as bioconversion, biosensors, biofuel cells, and carbon dioxide capture/conversion/utilization. Cell-binding domains, capable of selectively binding onto microbial cell walls like antibodies, are expected to play a role of antibodies in the fields of microbial diagnosis and sterilization. The production of cell-binding domains using E. coli would be one of the important advantages in their competition with antibodies.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 가. 최종 목표 ... 8
• 나. 단계목표(당초 목표 및 수정·보완 목표) ... 8
• 다. 당초 목표의 수정·보완(중요 연구변경) 사유 ... 8
• 라. 연구개발의 필요성과 범위 ... 9
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 3-1. 효소-나노구조물질 상호 작용 규명 및 이를 이용한 나노바이오촉매 소재 합성 ... 15
• 3-2. 나노바이오촉매 소재 기반 미생물 오염 방지 및 제거 기술 개발 ... 16
• 3-3. 미생물 제거 목적의 나노바이오촉매 3D-구조체 개발 ... 17
• 3-4. 미생물 오염 방지 목적의 나노바이오촉매 필터 개발 ... 17
• 3-5. 세포결합도메인을 활용한 선택적 미생물 오염 제거 및 탐지 기술 개발 ... 18
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 19
• 4-1. 목표달성도 총괄표 ... 19
• 5. 대표적 연구실적 ... 68
• 6. 연구결과의 활용계획 ... 68
• 6-1. 연구결과의 활용계획 - 최종보고서 보완 사항 ... 69
• 7. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 70
• 8. 참고문헌 ... 70
• 9. 연구성과 ... 71
• 10. 연구기자재 현황 및 활용 ... 92
• 11. Final report for GRL ... 93
• [별첨1] 대표연구실적 양식 ... 136
• [별첨2] 참여 인력 현황 ... 141
• 첨부 ... 142
• 끝페이지 ... 190