| 초록 |
연구의 목적 및 내용 난분해성 케라틴의 분해능을 지닌 초호열성 미생물의 생리학적 특성연구는 물론 차세대염기서열분석 및 액체크로마토그래피·질량분석기를 활용한 유전체, 전사체, 단백체 분석을 통하여 아직까지 밝혀지지 않은 분해기작을 이해하고자 함. 이를 통해, 난분해성 바이오매스의 활용을 위한 분해기작의 이해, 즉 케라틴 분해효소군의 동정 및 생·물리화학적 특성 연구를 수행함. 이를 통해 1) 환경문제를 야기하는 농축산 폐기물의 효율적인 처리 및 자원화기술, 2) 다양한 분해효소군을 활용한 혁신적인 효소생물전환기술, 3) 폐자원의 고부가가치화(가축사료, 화장품, 생물연료, 의약품)를 위해 효소군의 용도별 포트폴리오화를 통한 원천기반기술을 제공하고자 함 ○ 케라틴 분해능을 지닌 초호열균의 생리학적 특성 및 유전체·전사체·단백체 분석 ·차세대염기분석(NGS)을 통한 분리된 미생물의 유전체정보 확보 ·주요 영양원(질소·탄소원)별 혐기배양을 통한 미생물의 생리학적 특성 및 배양산물(유기산, 아미노산)분석을 통한 혐기발효조건 최적화 ·배양조건별 RNA seq.을 통한 전사체 및 LC-MS/MS기반 단백체 분석을 통한 케라틴 분해효소군 규명 ○ 혐기적 단백체 정제기술을 통한 케라틴 분해효소군의 분리 및 특성연구 ·케라틴 분해효소군의 단백질 분해기작 및 정량적 분석을 위한 thiol-specific 형광물질을 활용한 케라틴분해활성 측정기술개발 ·케라틴 분해효소군의 Blue-native PAGE를 활용한 혐기적 단백체 정제기술 확립 ·효소활성기반 단백체분석을 통한 케라틴 분해효소군의 규명 및 분해기작연구 ○ 합성생물학기반 재조합단백질 대량생산시스템 개발 및 효소기반 신규 생물전환공정 포트폴리오 구축 ·합성생물학기반(Codon-optimization/t-RNA abundance/protein engineering 등) 발현최적화를 통한 케라틴 분해효소군의 재조합단백질 대량발현시스템 개발 ·개발된 효소공정을 통한 폐자원바이오매스 처리기술 및 고부가가치 자원화 적용 분석 연구결과 ○ (논문 및 특허) 매년 분야 상위 20% 학술지에 2건 이상 게재할 예정(총 3년간 상위 5% 학술지에 2건 이상, 20% 학술지에 5건 이상, 상위 50% 학술지에 2건 이상 게재하여 총 게재 수를 최소 9편 이상)이며, 특허는 각 각 용도특허 2건 및 조성물 특허를 1건 출원시켜 모두 등록시킬 예정임 (최소 1건 이상 국외특허등록) ○ (인력양성) 본 연구실에 연구교수 1명과 석사과정 2명은 2차년도에 각 각 대학교나 정부 출연연구소에 배출될 예정이며, 2명의 석사과정은 본 연구를 통해 국내 최고의 화장품 연구소에 취직을 할 예정임. 박사과정생은 국내 국책연구원에 채용되도록 유도할 계획임 연구결과의 활용계획 ○ (학문) 케라틴 분해효소군의 규명은 기존 “목질계 바이오매스처리효소기술”에 상응하는 기술임. 특히, 본 과제에 적용될 난분해성 폐기산물 처리능을 지닌 극한미생물유래 단백체의 분리 및 효소탐색·적용기술은 농생명산업분야에 대표적 우수연구사례가 될 것임. ○ (기술) 본 효소전환공정은 농생명 산업 부산물의 효과적인 처리기술을 제공함은 물론, 친환경공정에 따른 설비투자비용감축, 농생명 산업의 안전성 확보 및 폐자원의 재활용 기회를 제공함. 또한 “바이오매스기반 고부가가치산물화”는 범세계적 연구정책과 부합되는 녹색바이오 대응기술로써 세계적인 농생명기술개발에 큰 파급효과가 기대됨. ○ (경제) 본 효소전환공정을 통하여 케라틴폐자원(폐깃털, 머리카락 등)의 기능성소재(필수아미노산 함유 고영양의 비료/사료 및 기능성 펩타이드)로의 고부가가치화에 활용되어 농생명산업의 부가적 경제수입창출의 기회를 제공함. 또한 다양한 케라틴 분해효소군은 신규효소시장 및 효소산업체(화장품, 환경, 식품 등)로 직접적인 해외수출진입이 가능함 (출처 : 한글요약문 4p) |
