| 초록 |
□ 연구개요 대장균에서 페놀릭화합물의 합성에 기질로 사용되는 물질들 (chorismate, shikimate, 3-dehydroguinate등)의 합성 경로에 관여하는 shikimate pathway 유전자들을 module화하여 이들 기질들의 농도를 합성하려는 페놀릭화합물이 필요로 하는 농도에 맞게 생산함. 4-hydroxybenzoic acid, paraben, chlorogenic acid, rosmarinic acid 합성 유전자와 이들 module constructs들을 대장균에 도입한 후 이들 페놀릭화 합물들의 생산을 최대화할 수 있는 module과 페놀릭화합물 생산유전자를 선발하여 이들 4종의 화합물을 최대로 생산할 수 있게 하는 것이 본 연구 과제의 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 1) Shikimate pathway 유전자의 module화를 통한 대장균에서 페놀릭화합물 합성; 대장균에서 shikimate pathway에 있는 11종류의 유전자들은 대장균염색체에 산재하여 있는데 이 유전자들을 다양한 형태로 (유전자 3개, 4개, 6개, 9개, 11개등) module화하고 세 가지 다른 promoter (T7, lacUV5, tac promoter)들을 사용하고 promoter 하나가 전체의 발현을 조절하는 operon 형태 혹은 여러 개의 promoter를 이용하는pseudooperon형태로 module화된 construct들을 제작함. 2) Reconstruction된 shikimate pathway 유전자 module을 이용한 유용 페놀릭 화합물 생산 ● 4-hydroxybenzoic acid, paraben, chlorogenic acid, 그리고 rosmarinic acid 유도체 합성 유전자들의 클로닝, 대장균 발현 벡터 제작, 대장균에서의 기능 검증함. ● 이들 유용 페놀릭 화합물 합성 유전자와 shikimate pathway유전자 module construct들의 최적 조합 확립함 ● 확립된 construct조합을 이용하여 반응온도, 반응 시간, cell 농도등 4-hydroxybenzoic acid, paraben, chlorogenic acid, 그리고 rosmarinic acid 유도체 각각을 최대로 생산할 수 있는 조건 확립을 통한 최대 생산하여 723.5 mg/L의 4-hydroxybenzoic acid, 347.7 mg/L의 paraben, 109.7 mg/L의 chlorogenic acid, 10.9 mg/L rosamric acid를 합성 할 수 있었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ● 대장균을 이용한 페놀릭화합물 합성은 현재 이들을 합성하기위해서 사용되는 원료물질인 원유가 고갈되면 이용할 수 있는 대체 기술 개발임. 이는 기초 연구인 동시에 향후 산업적으로 적용이 가능한 기술임. ● Chlorogenic acid나 rosmarinic acid는 다양한 생리활성이 알려져 있으나 일부 식물에서만 발견되고 있어서 미생물에서 pathway reconstruction과 대사공학기법을 이용하여 합성하는 방법은 보다 안정적인 물질공급을 통해 다양한 생리 활성의 검증에 활용될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
