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연구개발목표 및 내용
최종 목표
안트라퀴논 생합성 대사경로 연구를 통한 유도체 개발 및 대량생산 시스템 구축
전체 내용
안트라퀴논 생합성 관련 CHS-L 및 CYP 유전자 기능 연구를 통한 생합성 대사경로 규명
결명자 식물체 호르몬 처리 및 기내배양을 통한 기능성물질 생산시스템 구축
- 결명자 유래 구조변형 단백질 관련 유전자의 기능 증명 및 신규 안트라퀴논 관련 이차 대사산물 유도체 개발
- 미생물 기반 System metabolic engineering을 통한 안트라퀴논 관련 이차대사산물 대

연구개발목표 및 내용
최종 목표
안트라퀴논 생합성 대사경로 연구를 통한 유도체 개발 및 대량생산 시스템 구축
전체 내용
안트라퀴논 생합성 관련 CHS-L 및 CYP 유전자 기능 연구를 통한 생합성 대사경로 규명
결명자 식물체 호르몬 처리 및 기내배양을 통한 기능성물질 생산시스템 구축
- 결명자 유래 구조변형 단백질 관련 유전자의 기능 증명 및 신규 안트라퀴논 관련 이차 대사산물 유도체 개발
- 미생물 기반 System metabolic engineering을 통한 안트라퀴논 관련 이차대사산물 대량생산체계를 위한 Host 개발 및 생합성 과정 간소화
- 신규 안트라퀴논 관련 이차대사산물 유도체의 항산화 활성 및 항암 활성 등의 생리활성 확인
- 합성생물학 기반 식물 내 안트라퀴논 화합물 및 유도체 발현시스템 구축을 통한 대량생산체계 설립
식물체내 안트라퀴논 대량생산을 위한 생합성 단백질 조절 인자 탐색 및 상호작용 규명
안트라퀴논 생합성 증대를 위한 식물호르몬 기반 생리학적 생합성 증대 기술 개발
안트라퀴논 생합성 증대를 위한 식물 발현시스템 구축, 형질전환 식물체 제작 및 이로부터 분리한 안트라퀴논의 생리활성 검증

연구개발성과
○ 안트라퀴논 생합성 기작 규명 및 식물기반 물질생산 시스템 구축
- CHS-L9 유전자 과발현 형질전환체(애기장대 및 벼) 개체 확보
- 운딩(wounding) 및 MJ(methyl jasmonate) 처리 후 이차대사물질/안트라퀴논 관련 유전자 발현 및 대사물질 함량 확보
- 결명자 조직배양 시스템 구축을 통한 안트라퀴논 생산 체계 구축
○ 미생물 유래 유전자 활용 안트라퀴논계 화합물 대량생산 시스템 구축
- Acetyl-CoA/Malonyl-CoA 대량생산 균주 구축을 통해 결명자 유래 Chalcone synthase-like 효소의 기질 특이성 및 생성물 구조 분석을 위해 시험관 내 실험 진행하였으며, m/z 233, 288, 315 [M+H]+ 값의 생성물 확인
○ 안트라퀴논계 화합물 항암효과 검증 및 유도체 개발
- 39종의 안트라퀴논계 화합물의 항암 스크리닝을 통해 안트라퀴논계 화합물 연구 시작물질 선별
- 미생물 유래 변형효소 (CYP 등)를 활용한 안트라퀴논계 화합물의 수산화ㆍ당화 반응체 생성
○ 합성생물학 기반 식물 내 안트라퀴논 대량생산 기술 개발
- CHS-L9과 구조변형인자(Sto02g051840)의 상호작용 규명
- 안트라퀴논 생합성 증대를 위한 CHS-L9 과발현 담배 형질전환체 개발

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구개발 결과의 활용방안
- 안트라퀴논 생합성 관련 유전자의 기능을 규명하고 지식재산권 선점
- 고부가가치 약용작물 활용 가속화 및 유용물질에 대한 시장 선점에 활용
- 구조변형 단백질을 이용한 신규 페놀릭 화합물 및 안트라퀴논 유도체를 개발할 수 있기 때문에 신약 및 기능성 물질 개발 및 특허ㆍ기술이전 가능
- 이종숙주 미생물 시스템을 이용한 활성 신규 페놀릭 화합물 및 안트라퀴논 유도체의 대량생산 시스템을 구축하여 관련 특허 및 기술이전 가능
- 담배 발현 시스템을 이용한 안트라퀴논 생합성 casette 형질전환 식물 개발을 통한 신규 페놀릭 화합물 및 안트라퀴논 유도체의 대량생산 시스템을 구축하여 관련 특허 및 기술이전 가능
○ 기대성과 및 파급효과
가. 기술적 측면
- 안트라퀴논 생합성 과정 규명으로 기술적 우위 선점
- 결명자 조직배양 시스템 확립을 통한 기능성 물질 안트라퀴논 생산 체계 구축
- 구조변형 단백질 효소의 기질 선택성 및 위치선택성의 데이터 축적 및 이를 활용한 다양한 기질에 대한 유도체 개발 원천기술 확보
- 유도체의 약리학ㆍ약동학적 데이터 확보를 통한 신규 유도체의 예측 관련 데이터 확보 가능
- CoA 화합물 및 당 과다생성 균주 개발을 통한 이차대사물질의 유도체 생성 원천기술 확보
- 미생물 및 식물을 통한 유도체 개발 및 대량생산 체계 구축 관련 원천기술 확보
나. 경제적·산업적 측면
- 고부가가치 유용 물질에 대한 지식재산권 확보로 기능성식품 시장 선점
- 안트라퀴논 생산 시스템 구축으로 농·산업적 활용방안 마련
- 식물 유래 페놀릭 화합물 및 안트라퀴논 유도체의 효능 평가, 작용기전 규명을 통한 건강기능성 소재 원천기술 확보 및 산업화 가능
- 신규 대사성 질환 치료제 및 면역증강용 소재 개발을 통한 의약품ㆍ기능성식품ㆍ화장품 등의 실용화 가능
- 신규 페놀릭 및 안트라퀴논 유도체 화합물의 대량생산 시스템 구축으로 신규 물질 대량생산 및 소재화 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구개발과제의 필요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구 수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 30
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 31
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 31
• 2) 자체 보완활동 ... 31
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 31
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정 ... 32
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 33
• 붙임1. 참고 문헌 ... 34
• 끝페이지 ... 35