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미생물을 숙주로 한 Combinatorial 생합성법에 의한 비천연형 식물폴리케티드 생산

전문가 제언: ○ 폴리케티드는 높은 생리활성을 가진 화합물이며 유용한 의약품자원이다. 특히 플라보노이드는 고등식물에 특이적으로 분포된 폴리케티드이다. 지금까지 4.000종 이상의 분자종이 단리 동정되고 있다. 플라보노이드는 신호전달물질, phytoalexin 및 색소로서 식물 생체 내에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 또 항산화작용, 항염증작용, 에스트로겐양 작용 등의 생리활성이 있다. 우선 식물 폴리케티드의 일종인 플라보노이드의 미생물생산계에 대하여 개설하였고, combinarorial 생합성법을 응용하여 ‘비천연형’ 신규 폴리케티드 생산계에 대하여 기술하였다.

○ combinatorial 생합성은 ‘유전학적수법을 사용하여 인공적으로 합성경로를 구축하고 천연에 존재하지 않은 비천연형의 신규화합물을 생산하는 수법’ 이다. 최근 연구에는 지금까지 발견된 효소를 개변하여 chimera 효소를 구축하는 방법이나, 다양한 생물에서 추출한 유전자를 대장균 등의 유전학적으로 취급하기 쉬운 생물을 도입하여 인공적으로 생합성유전자 클러스터를 구축하는 방법을 사용하고 있다.

○ 이 논문에서는 플라스미드(plasmid)의 여러 가지의 조합을 대장균BLR(DE3)에 도입하여 flavanone, flavone, flavonol, stilbene 등이 생산하는 4종류의 대장균 형질전환체를 얻었다. 또 구조다양성을 가진 계피산동족체(20종)를 투여하면 구조다양성을 갖는 비천연형 flavanone, flavone, flavonol, stilbene을 생산하고, 그 결과 50종류의 폴리케티드 생산에 성공하였다. 다른 III형 폴리케티드합성효소나 폴리케티드수식효소를 사용함으로서 보다 다양한 식물 폴리케티드의 생산이 가능하다.

○ 식물 폴리케티드에는 그 생합성효소를 알지 못하는 화합물이 수많이 존재한다. 고추나물(小連翹 : Hypericum erectum)에 함유되는 hypericine 은 높은 생리활성을 주목 받아도 아직 그 생합성효소는 밝혀져 있지 않은 화합물이다. 최근 급속히 진행하고 있는 여러 가지의 생물종의 게놈해독에 의하여 신규효소의 발견이 촉진되고 있다. 그 결과로서 이번 소개한 생산계를 다시 발전시키기 위하여 다양한 비천연형 폴리케티드 자료집이 구축되어야 한다.

저자: Yohei Katsuyama, Nobutaka Funa, Sueharu Horinouchi
자료유형: 학술정보