보고서 정보
주관연구기관 |
부경대학교 Pukyong National University |
연구책임자 |
박남규
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2023-03 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202300011674 |
과제고유번호 |
1711166035 |
사업명 |
개인기초연구(과기정통부) |
DB 구축일자 |
2023-10-18
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키워드 |
별불가사리.항균성 펩타이드.신경성 펩타이드.정제.특성분석.Patiria pectinifera.antimicrobial peptides.neuropeptides.purification.characterization.
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초록
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□ 연구개요
극피동물인 별불가사리의 면역시스템과 근육을 조절하는 신경성 펩타이드를 함께 조사하는 연구는 많이 이루어져 있지 않으며, 특히 별불가사리의 hepatic ceaca를 이용한 연구는 보고된 바가 없다. 또한, 항균성 및 신경성 펩타이드를 함께 연구하는 것은 별불가사리의 항상성을 유지하는 면역, 내분비, 그리고 뇌와 신경 시스템에 대한 이해를 증진시키는 것이며, 새로운 항균성 및 신경성 펩타이드를 정제하여 연구하는 것은 천연 항생제 및 근이완/수축 보조제 개발 및 해양무척추동물의 고부가가치 가능성을 타진해보는 중요한 자
□ 연구개요
극피동물인 별불가사리의 면역시스템과 근육을 조절하는 신경성 펩타이드를 함께 조사하는 연구는 많이 이루어져 있지 않으며, 특히 별불가사리의 hepatic ceaca를 이용한 연구는 보고된 바가 없다. 또한, 항균성 및 신경성 펩타이드를 함께 연구하는 것은 별불가사리의 항상성을 유지하는 면역, 내분비, 그리고 뇌와 신경 시스템에 대한 이해를 증진시키는 것이며, 새로운 항균성 및 신경성 펩타이드를 정제하여 연구하는 것은 천연 항생제 및 근이완/수축 보조제 개발 및 해양무척추동물의 고부가가치 가능성을 타진해보는 중요한 자료로 활용될 것으로 판단된다.
□ 연구 목표대비 연구결과
별불가사리의 hepatic ceaca로부터 4종의 신경성 펩타이드(SMP 시리즈 3종과 NG 펩타이드 1종, PpSMPs와 PpNG)와 1종의 새로운 항균성 펩타이드(PpMAMP, 21잔기)를 정제하였으며, 유전자 연구를 통하여 펩타이드의 뉴클레오티드 및 아미노산 구조를 밝혔다. SMP 시리즈 펩타이드의 경우, 별불가사리 apical muscle(AM)과 tube feet(TF)에 대하여 SMPa와 isotype의 농도의 존적 이완 활성을 관찰하였으며, 10-7M과 10-6M에서 통계학적으로 유의미하게 isotype인 PpSMPb의 활성이 더 컸다. PpNG의 경우, 별불가사리 AM에서는 10-9M부터 10-6M까지는 이완 활성이 증가하였지만 10-6M부터 10-4M까지는 이완 활성에 크게 변화가 없는 모습을 보였다. 반면, 아무르불가사리 AM에서는 가장 낮은 농도부터 가장 높은 농도까지 농도의존적으로 증가하는 이완 활성이 나타났다. 별불가사리와 아무르불가사리의 FT에서는 농도의존적으로 증가하는 수축 활성이 나타났다. 별불가사리 CS의 경우, 농도의존적으로 증가하는 수축 활성이 나타났으며, 별불가사리와 아무르불가사리 FT와 비교해 보았을 때, 상대적으로 높은 수축 활성이 나타났다. 항균성 펩타이드인 PpMAMP의 경우, B. subtilis , S. aureus , M. luteus , E. coli , S. sonnei , S. enterica , S. flexneri , E. cloacae 에 대하여 44.92, 41.76, >100, 33.41, 59.23, 19.81, 14.70, 31.25 MEC값(μg/ml)을 가지고 있었으며, S. flexneri 에서 가장 낮은 최소효과농도를 가지고 있었다. PpMAMP의 생체막과의 상호작용을 조사하여 보았을 때, 내막과 외막을 투과하지 못하는 양상이 관찰되었으며, 이는 PpMAMP가 박테리아의 막을 파괴하는 방식이 아닌 DNA에 결합한다거나 하는 등의 다른 방식을 통하여 항균 활성을 나타낸다는 것을 유추할 수 있게 한다. PpNG의 경우 신경성 펩타이드였기에 예상했던대로 radial nerve cord에서 가장 많은 발현량을 보였으며, 그 다음으로는 cardiac stomach, 그리고 pyloric stomach에서 발현이 높았다. PpMAMP의 경우, apical muscle과 항균성 펩타이드를 많이 생산하는 것으로 알려진 coelomocyte에서 가장 많은 발현이 관찰되었으며, 다음은 tidemann’s body가 있는 oral hemal ring에서 발현이 가장 높았다. 재조합 단백질 생산과정을 통해 비슷한 효력을 지닌 PpMAMP를 성공적으로 생산하였으며, PpMAMP의 흰다리 새우에 대한 in vivo 마비효과를 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 살펴보았을 때, 연구과제가 원래 계획하였던 목표에 맞춰 성공적으로 수행되었다고 생각된다.
□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
근이완 및 수축작용을 지닌 ‘NGFFY’와 ‘SMP’ 펩타이드는 극피동물에서 중요한 신경성 펩타이드로 작용하기 때문에 이들 유사 펩타이드들이 극피동물을 포함한 다른 종류의 해양생물에도 존재할 것이라 예상된다. 따라서 연체동물, 갑각류 등의 동물에도 추출 및 정제방법을 적용하여 관련 유사 펩타이드를 정제하는데 활용할 예정이다. 또한 PpMAMP 역시 항균 및 마비효과를 나타내었기 때문에 이 펩타이드로 다른 종류의 해양생물에 존재할 것이라 예상된다. 마찬가지로 불가사리 이외의 극피동물, 연체동물, 갑각류 등에 적용하여 정제를 한다면 관련 유사 물질을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 후속연구를 통하여 근육 이완 및 수축작용을 나타낸 ‘NGFFY’와 ‘SMP’ 펩타이드를 장관의 움직임에 대한 보조제 또는 첨가제로 개발할 수 있으리라 기대된다. 또한, PpMAMP는 항균 및 마비효과를 나타내기 때문에 어류질병 천연항생제 및 보조첨가제로 해양생물 장거리 수송 시 스트레스를 받을 수 있는 생물들에 대한 안정제 역할을 하는 첨가제 또는 선도물질로 활용 가능하다고 생각된다.
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 연구결과 요약문 ... 2
- 목차 ... 3
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
- 1) 연구의 필요성 ... 4
- 2) 연구의 최종목표 ... 5
- 3) 연구범위 ... 5
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
- 1) 1차년도(2020) ... 6
- 2) 2차년도 (2021) ... 6
- 3) 3차년도 (2022) ... 7
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
- 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
- 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
- 3) 목표 달성 수준 ... 16
- 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
- 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
- 6. 자체점검표 ... 19
- 7. 참고문헌 ... 19
- 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
- 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
- 끝페이지 ... 24
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