효소의 생물공학

목차

1. 유전조작 미생물을 이용한 물질생산

2. 생체 재설계

3. 대사공학
3-1. 생산성 향상기술
3-2. 신기능 발현 기술
3-3. 세포공학
산업용 효소의 산업화 전략

4. 실예

본문내용

를 실험대상 미생물에 옮길 수 있는 매개체(숙주 운반체 시스템)를 다양하게 구현할 수 있는 프로세스라는게 회사측의 설명이다.청국장에서 생산한 이 산업용 단백질은 아미노산 고분자 소재로 고도의 수용성 및 생분해성을 지니고 있어 칼슘 흡수를 촉진하는 건강보조식품 및 단백질 분해효소제,약물전달제 등 다양한 분야에 접목시킬 수 있다는 게 장점이다.
이 회사가 아미노산 고분자 소재 개발 기술을 통해 누에고치에서 추출한 세리신은 또 필수 아미노산과 혈당치를 저하시키는 세린을 다량 함유하고 있어 당뇨병 치료제 원료로도 사용이 능하다. 세리신은 또 체내에서는 활성산소의 양을 감소시켜 유해산소 발생을 억제하며 피부에 바를 경우 자외선을 차단해 주는 효과가 있고 미백 및 보습 효과가 뛰어나 기능성 화장품 소재로 최적의 효과를 나타낼 수 있다.
아미노산 고분자 소재 개발 이외에도 지구상에서 아직 배양기술이 개발돼 있지 않은 미배양 희귀미생물에 대한 자원화 연구를 병행하고 있는 이 회사는 섭씨60도 이상에서 활동하는 고온성 미생물 등 극한 환경에서 생존하는 미생물로부터 특수 산업용 단백질을 개발하는 연구에도 박차를 가하고 있다. 희귀 미생물에 대한 게놈해석 및 분석을 통해 새로운 산업용 단백질 유전자원을 개발해 대량생산체제를 갖춘다는 계획도 수립해 놓고 있다.
이 회사는 지난달 일본 오사카 도시형 산업진흥센터가 운영하는 시마야 비즈니스 인큐베이터에 바이오리더스저팬(대표 성문희)을 설립했다.바이오리더스저팬은 고도로 특화된 일본 생명공학의 연구개발 기술과 접목해 이 분야에서 세계적인 기술 경쟁력을 갖춘다는 목표로 설립됐다.성문희 사장은 "세계 산업용 단백질 시장 규모는 오는2005년 약5조원 가량이 될 것으로 추산돼 사업전망이 매우 밝은 분야"라며 "생명과학 분야 전문가 21명으로 구성된 연구진을 활용해 경쟁력있는 회사로 키워 나갈 방침"이라고 말했다.
6) 암세포 증식 촉진 효소 발견
암세포의 증식을 촉진하는 효소가 새로 발견돼 이 효소를 공격함으로써 암을 치료할 수 있는 길이 열렸다.
미국 존스 홉킨스대학 의과대학 세포생물학-병리학-종양학 교수인 당 치 박사는 국립과학원 회보 최신호에 발표한 연구보고서에서 세포 내 에너지 생산공장인 사립체(絲粒體)에서 유해산소인 유리기(遊離基)를 무력화시키는 역할을 하는 효소(PRDX-3)가 악성(암)으로 전환된 세포를 죽일 수 있는 독소를 파괴함으로써 암세포 증식을 촉진한다는 사실이 밝혀졌다고 말했다.
당 박사는 이 효소의 활동을 차단하면 암세포는 더 이상 자라지 못한다고 지적하고 따라서 이 효소가 암치료를 위한 훌륭한 공격 목표가 될 수 있으나 기존 항암제 중에는 이 효소를 차단하는 약이 없다고 말했다. 이 효소는 여러 형태의 암을 유발하는 것으로 알려진 c-MYC라는 유전자에 의해 작동된다고 당 박사는 밝혔다. 당 박사는 뼈암의 일종인 섬유육종에 걸린 쥐를 대상으로 PRDX-3 효소의 작동을 중단시킨 결과 암종양이 더 이상 자라지 않았으며 이 효소의 활동이 항진되거나 과잉분비되었을 땐 암종양이 두 배로 커졌다고 밝히고 이 효소가 암세포의 증식과 연관있음을 보여주는 증거라고 말했다.
당 박사는 이 효소의 스위치가 꺼지면 세포내의 유리기 독소가 강화되면서 암세포를 죽이지만 건강한 세포는 손상시키지 않는다고 말하고 그 이유는 정상세포에는 이러한 독소를 처리하는 또 다른 메커니즘이 있기 때문이라고 지적했다. 당 박사는 PRDX-3 효소가 암세포에 작용한다는 것은 아직까지는 알려지지 않은 새로운 개념이기 때문에 이 효소가 작용하는 암의 종류가 어떤 것인지는 아직 알 수 없으나 유방암일 가능성이 높다고 말했다. 그 이유는 유방암 환자의 70%에게서 PRDX-3 효소의 증가가 발견되고 있고 시험관 실험에서 이 효소의 움직임을 차단하자 인간 유방암 세포가 크게 억제되었기 때문이라고 당 박사는 지적했다. 당 박사는 이 새로운 발견이 다른 종류의 암에도 PRDX-3 효소가 작용하는지에 대한 연구를 촉진시키는 계기가 될 것이라고 덧붙였다.
7) Danisco社, 신 효소 (enzyme)출시
해초에서 분리해내 HOX라고 불리는 효소로 제빵 및 유가공 산업에 이용
Danisco社는 HOX라고 알려진 해초에서 분리한 효소를 생산하여 기능성 식품시장에서 그 입지를 한층 강화하였다. 이 효소는 몇 가지 다른 용도를 가지고 있지만 주로 제과산업과 유제품 산업에 이용을 위해 판매될 것이다.
이 효소는 2년 전에 Biotechnological Institute에서 처음 발견하였다. 연구소 학자들은 hexose oxidase가 식품원료를 포함한 수많은 분야에 사용될 수 있을 것이라 믿었다. 그러나 해초에 함유된 hoxose oxidase의 함량은 매우 적었기 때문에 해초 추출물을 이용하여 이윤을 발생시키는 것이 Danisco社의 근본 문제였다.
"우리는 현대적인 생명공학적 기술을 통해 충분한 양의 HOX효소를 생산할 수 있었고 환경적으로 경제적으로 모두 발전가능성이 있는 방법으로 " 라고 Danisco社에서 사업 개발부 부사장인 Leif Kjaeragaard 박사는 말했다. 신 효소는 전세계적으로 특허를 받았다. 또한 美 식품 당국으로부터 허가를 받았으며, 유럽과 다른 지역에서도 곧 사용허가를 받을 수 있을 것이다. 이 효소는 Danisco社의 고객에게 몇 주일 내로 공급이 가능할 것이라고 회사측을 밝혔다. "우리는 이 효소에 대해 매우 큰 기대를 가지고 있으며, 기능성 식품 원료분야에서 Danisco의 선두자리를 유지시키기 위한 우리의 노력 중 다른 중요한 부분에 대해 고려중이다."라고 Kjaergaard氏는 덧붙였다. Danisco社는 HOX 효소의 판매를 통해 3~5년 동안 DKr 5천만 ~1억의 수익을 가져다 줄 것으로 기대하고 있다. 이 효소는 빵 개량제인 bromate와 아스코르브산을 대체하여 제빵산업에 사용할 수 있다. "그러나 이 효소는 또한 유가공 산업에서도 사용될 수 있기 때문에 가능성의 끝은 없다." 고 Kjaergaard氏는 언급했다. Danisco社는 이미 전세계의 슈퍼마켓과 제과점에서 판매되는 빵 중에서 4개는 자사의 원료가 사용되고 있다고 주장한다.

키워드

효소,   생물공학,   유전조작,   생체,   대사공학