| 초록 |
연구개요 본 연구의 목표는 인공금속효소(Artificial Metalloenzyme) 개발에 필요한 분야의 핵심 기술들을 이용하여 차별화된 안정화 전략을 개발하는 것이고, 추후 이 전략을 적용하여 안정적인 인공금속효소를 개량 및 활용하는 것이다. 연구 목표대비 연구결과 (1) 분자동역학(Molecular dynamics)을 이용한 전략 개발 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 단백질 구조의 실제적 움직임을 예측하고, 그 움직임을 안정화 할 수 있는 sub-unit인 도메인 혹은 아미노산 잔기를 찾는 전략을 개발하였다. (2) 구조 분석(Structure Analysis)을 이용한 전략 개발 구조 분석을 통해서 선정된 부위를 향상시킬 수 있는 대체 아미노산 잔기를 찾는 전략을 개발하였다. (3) in vitro 실험을 통한 안정화 전략 검증 분자동역학과 구조분석법을 활용하여 만든 scaffold 단백질 안정화 전략을 검증하기 위해 in vitro 실험을 진행 하였다. (4) 인공금속효소 적용 스캐폴드 단백질 분석 현재 인공금속 효소에 적용중인 스캐폴드 단백질을 분자동역학, 구조분석, 상호작용 계산등의 방법을 이용하여 분석하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 안정성 강화 전략의 확립 개발된 전략을 바탕으로 스캐폴드 단백질의 안정성을 높여 인공금속효소 및 나아가 안정성 향상이 필요한 효소도 개량 가능하다. - 인공금속효소의 안정성 향상을 통한 산업적 사용 가능성 탐색 인공금속효소의 고반응성 그리고 고선택성의 촉매가 안정성 항목까지 만족시킨다면 산업적 이용 가능성이 매우 높아진다. - 인공금속효소의 반응확장성 강화 선행 연구에서 활성 및 선택성이 향상된 변이체는 다른 반응 스펙트럼에서도(N-H, S-H 및 Si-H insertion 반응) 향상된 촉매 반응을 보였다. 이는 개발된 인공금속효소가 다른 반응으로도 진화할 수 있는 잠재력을 나타낸다. 안정성이 확보 된다면 더 높은 에너지가 필요로 하는 C-H insertion과 같은 반응도 선택성 있게 보낼 수 있다. (출처 : 요약문 2p) |
