초록 ▼

□ 연구개요
리그노바이오매스로부터 얻을 수 있는 다양한 복합탄소원(cellobiose, glucose, xylose, arabinose 등)을 동시에 소모하여 바이오화학물질 모델 화합물질인 글라이콜릭산(glycolic acid, GA)을 효율적으로 생산하는 재조합 대장균주를 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: 셀로비오스와 자일로스를 기질로 소모하는 GA 생산용 대장균주 개발
- 대장균의 젖당 수송체(LacY)와 셀로비오스 인산화효소(cellobiose phosphorylase) 경로를 도입하

□ 연구개요
리그노바이오매스로부터 얻을 수 있는 다양한 복합탄소원(cellobiose, glucose, xylose, arabinose 등)을 동시에 소모하여 바이오화학물질 모델 화합물질인 글라이콜릭산(glycolic acid, GA)을 효율적으로 생산하는 재조합 대장균주를 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: 셀로비오스와 자일로스를 기질로 소모하는 GA 생산용 대장균주 개발
- 대장균의 젖당 수송체(LacY)와 셀로비오스 인산화효소(cellobiose phosphorylase) 경로를 도입하고 glyoxylate shunt 경로 대사를 활성화하여 cellobiose을 기질로 이용하여 GA를 생산하는 균주를 개발하였음
- adaptive laboratory evolution (ALE) 기법을 이용하여 빠른 셀로비오스 소모 및 세포 생장속도(0.66 h^-1)를 보이는 진화된 균주를 개발하였고, 셀로비오스 인산화 효소 경로를 도입하여 셀로비오스 소모하여 GA를 생산하는 균주를 개발하였음.
- 진화된 균주에 셀로비오스 인산화효소 경로와 xylose Dahms 경로를 병합하여 cellobiose와 xylose을 동시에 소모하고 glyoxylate shunt 경로 대사를 활성화하여 최적화된 GA 생산용 재조합 대장균 균주를 개발함.

2차년도: 다양한 복합 탄수화물을 이용한 GA 생산용 균주 개발 및 발효공정 최적화
● arabinose를 소모하는 GA 생산용 균주 개발하였음
- Pseudomonas cichorii 유래 이성화 효소 D-tagatose epimerase (DTE) 유전자를 발현하여 arabinose를 L-xylulose 1-phosphate으로 전환하는 L-X1P 경로를 구축하여 GA 생산 균주를 개발
- araB 유전자를 제거하여 대장균의 arabinose의 pentose phosphate 경로를 차단함
- glyoxylate shunt 경로 대사를 활성화하여 효율적인 GA 생산 균주를 개발함
● L-X1P 경로와 자일로스 Dahms 경로를 병합하여 arabinose와 xylose를 동시 소모하여 균주를 개발함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 리그노바이오매스 유래 C6(셀로비오스/포도당)과 C5(자일로우스/아라비노오스)를 동시에 효율적인 탄소원 기질로 소모하는 신규 균주 개발에 활용
- 바이오매스 처리기술 개발에 활용
- 화이트바이오테크 기술인 미생물 재조합 균주 개발에 활용
- 리그노바이오매스 기반 생분해 플라스틱 소재 생산용 미생물 균주 원천 기술 확보
- 농산폐기물(옥수수 솟대, 쌀겨 등)을 활용한 고부가가치 바이오 신소재 원천 기술 확보
- 바이오리파이너리 생물공학 분야 국내외 유명 학술지 게재, 특허 취득 및 바이오화학 전문연구인력 양성

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 필요성 ... 4
• 2) 연구개발과제의 목표 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 1차년도 연구 내용 및 결과 ... 6
• 2) 2차년도 연구내용 및 결과 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 1) 성과관리 ... 15
• 2) 활용계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 21