커뮤니티 > 미생물이야기



미생물이야기 미생물 대사공학을 이용한 기능성 소재 생산
2013-08-02 12:13:08
이엠생명과학연구원

연구개발의 핵심은 바로 이것!

덜 먹고 더 열심히 일하는 미생물 만들기!
대부분의 미생물은 포도당을 가장 좋아하지만 한꺼번에 너무 많이 먹으면 오히려 성장이 저해되는
현상을 보인다. 아무리 좋은 음식이라도 많이 먹으면 체하는 원리와 같다. 이를 해결하기 위해서 우리는 포도당이 아무리 많아도 미생물이 필요한 정도만 먹도록 조절하는 방법을 개발하여 덜 먹고 더 열심히 일하는 미생물 개발에 성공하였다.


효과적인 DPE 효소를 개발하다!
DPE 효소는 천연계에 만재하고 있는 D-fructose를 다이어트 효과가 있는 고부가 및 기능성 탄수화물인 D-psicose로 전이하는 효소이다. 이번 연구를 통해 그 구조를 결정하고 작용 기작을 이해함으로써 더욱 효과적인 효소 개발이 가능하게 되었다.


항균 항생소재 개발과 생산연구에 돌입하다!
세포벽 표면 단백질 부착 전이효소는 Gram-positive 박테리아의 표면에 부착되어 있는 효소로서, 박테리아의 감염에 대한 신약의 대상 단백질로 알려져 있다. 이 효소를 만드는 유전자를 미생물에서 과량 발현시켜 토양미생물 및 식물 내생균의 대사산물, 해양생물자원 등의 천연물로부터 추출 제조된 여러 가지 시료를 대상으로 이 효소의 활성을 저해하는 물질을 탐색하여 가능성 있는 저해 활성물질을 분리 동정하고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

SPAT 저해제 구조:
(A) Psammaplin A,
(B) Psammaplin A1,
(C) Bisaprasin

 

 

 

 

 

 

 

효소 DPE 의
삼차 구조

 

■ 주요 연구개발 성과논문

Du-Kyo Jung, Youra Lee, Sung Goo Park, Byoung Chul Park, Ghyung-Hwa Kim, Sangkee Rhee.
Structural and Functional Analysis of PucM, a Hydrolase in the Ureide Pathway and a Member of the Transthyretin-related Protein Family, Proc. Natl. Aca. Sci. ; 103(26) ; 9790-9795, 2006 외 19편

 

세계의 수준은 어디까지 와 있나요?

최근에는 유전체 연구와 미생물 대사 흐름 분석 등을 통한 발효 효율 향상과 신물질 생산에 대한
연구가 활발히 진행되고 있는데, 일부 분야에서는 국내 연구자들이 세계적으로 선도적인 역할을 하고 있다. 머지않아 모든 화공학 공정이 친환경적인 미생물공정으로 대체될 날이 도래할 것이며, 이
과정에서 단 1%의 미생물 이용 효율 증가가 몇 천억 원의 생산성 증가로 나타날 수 있을 것이다. 이번 연구에서 개발한 미생물 생산성 증가와 효소작용메카니즘에 대한 이해는 이와 같은 변화에서 우리나라가 세계적인 선도 역할을 할 수 있는 기반을 제공할 것이다.

 

파급효과는 어느 정도인가요?

바이오산업에서 80%가 넘는 식품과 생물의약 분야에서 미생물을 이용해 친환경적, 경제적 기능성
생물 소재생산 공정의 원천기술을 개발하면 2010년경 1,540억 달러에 달하는 전 세계 바이오산업
시장에서 주도권을 잡을 수 있을 것이다. 내성균의 출현으로 미생물 감염 치료에 비상이 걸린 요즈음, 새로운 항균항생소재 개발은 감염 치료 분야에 새로운 돌파구를 마련하는 계기가 될 것이다.

 

앞으로 이렇게 달라집니다.

기능성 소재를 활용한 다채로운 식품들 설탕보다 더 맛있고 다이어트 효과까지 있는 감미료, 살 빠지는 유산균 음료 등 다양한 기능성 식품들이 선보이게 된다. 비싸서 못 먹는다는 건 옛 일! 미생물을 이용한 기능성 식품 소재의 효능 향상과 경제적 생산으로, 값싸고 질 좋은 기능성 식품 이용이 가능해 진다. 항생제 내성균, 이젠걱정뚝~ 새로운항생항균물질, 병원균만흡수할수있는항생제, 병원균이 흡수한 이후에만 독성이 나타나는 항생제 등의 개발로 항생제 내성균을 박멸할 수 있을 것으로 기대된다.

 

희노애락  연구 후일담

한 발 앞서, 보다 빨리, 시간이 생명이다!

지금 이 순간도 세계와 치열한 경쟁을 벌이고 있는 우리는 연구 결과의 신속한 발표는 굉장히 큰 압박이 될 수밖에없다. 일예로, 기능성물질인희귀당D-psicose을 생산하는 효소 DPE의 기능 연구를 위해서 우리는 일본의 연구팀과 경쟁을 하게 되었다. 우리 팀의 연구자는 이 효소의 연구가 약 5년 전부터 일본의 연구팀에서 이루어진 사실을 알고, 단백질의 분리·정제 등에 대해 국내 공동연구팀에서 신속히 진행하여 단백질의 결정 및 구조 결정을 수행하였다. 이 같은 공동연구를 통해 효소의 기능연구 및 구조연구가 4개월 만에 종료되면서 그 결과를 2006년에 국외 학술잡지에 발표하게 되었다. 반면 일본연구팀은 최근에서야 초기 연구결과를 발표하였다. 그만큼 생물산업 연구가 시각을 다투는 치열한 경쟁의 도상에 있다는 것을 알 수 있었다.




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved