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기능성 폴리머 원료의 미생물에 의한 발효 생산 시스템의 개발

전문가 제언: ○ 기능성 폴리머 원료인 3,4-AHBA(3-아미노-4-히드록실안식향산)는 grixazone의 생합성 중간체로 최근 우리나라의 대학 및 기업연구소에서 3,4-AHBA의 환원이나 중합이 일어나지 않는 균주를 숙주로 사용하여 3,4-AHBA를 효율적으로 생산을 하고자 노력하고 있다. 그리고 grixazone 생합성 유전자 클러스터 중에는 균주 외부에 griG가 존재하고 있어, grixazone 생합성에 관여하는 유전자 생산물의 기능 해명은 3,4-AHBA 발효생산 숙주의 구성에 중요한 정보를 갖게 함으로써 grixazone 생합성 유전자군의 기능해석은 매우 중요하다고 할 수 있다.

○ 3,4-AHBA 합성 경로에서 griI, griH의 두 개 유전자를 방선균에서 과잉 발현시킴으로써 3,4-AHBA가 생산됨을 알 수 있었다. 두 개의 유전자 중 한쪽에서 3,4-AHBA가 생산되지 않았다고 하기보다는 griI, griH는 3,4-AHBA 합성에 있어 반드시 함께 있어야만 하는 것이 확실시 되었다. GriI는 C-C 결합에 관여하는 알트라제와 동일한 성상을 하고 있으며, griH는 일부 박테리아 등에 보존되어 있는 기능을 알 수 없는 담백과 동일한 성상을 나타내고 있다. GriI, griH에 의한 3,4-AHBA 합성 경로를 명확하게 하는 것은 대사 공학적 방법이나 배지 및 배양조건에서의 3,4-AHBA 발효 생산에 있어 중요한 부분이 된다.

○ Grixazone의 생합성에 대한 유전자 생산물의 기능을 보면, grixazoneA의 생산은 3,4-AHBAL가 산화되어 생성되는 N-아세틸시스테인이 비효율적으로 도입된 후, 재차 griF에 의해 산화되어 별도의 퀴논이민과 축합함으로 의해 생산된다고 보고 있다. 그리고 본 실험에서 대장균을 사용한 3,4-AHBA의 발효 생산은 성공되었으나, 생산량은 방선균을 숙주로 한 경우와 비교하여 아주 적었기 때문에 방선균에 의한 발효생산계가 중요하다는 것을 알게 되었다. 또한 3,4-AHBAL의 생산에 대하여는 3,4-AHBAL가 3,4-AHBA처럼 폴리-벤즈 옥시졸의 합성원료가 된다는 것을 알게 되었으므로 앞으로는 새로운 생산시스템의 연구가 필요하다.

저자: Tokyo Univ.
자료유형: 학술정보