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본 연구실은
국가지정연구실
해양분자생명공학
- 홍합접착단백질
- 항생펩타이드
세포분자생명공학
나노분자생명공학
- 병원성 미생물 검출 DNA칩
- 탄수화물칩
환경/에너지분자생명공학
- 바이오수소
- 유기인분해생물촉매개발
 
 
 
 
  

바이오 수소 생산을 위한 대장균의 세포재설계
대체 에너지로서 수소에 대한 관심이 높아진 이래로 생물학적 방법에 의한 수소생산에 대해서도 비용적 측면의 장점이나 친환경적 성격 때문에 많은 연구가 진행되어 왔다. 지금까지의 기술연구는 자연에 존재하는 수소생산력이 있는 미생물을 탐색, 분리하고 이들을 이용하여 수소를 생산하는 방법을 주로 사용하였다. 이들은 대부분 광합성에 의해 성장을 하는 algae, cyanobacteria 나 혐기성 조건에서 유기물을 분해하여 생존하는 bacteria 에 한정되어 있다. 그러므로 호기성 조건에서 탄소원을 분해하여 성장하는 bacteria 에 비해서 에너지 대사과정 및 성장속도가 느리고 대량생산에 적합한 고농도의 배양에는 적합하지 못하다. 그러므로 자연에 존재하는 미생물을 직접 이용하여 수소를 생산하는 것은 생산효율과 생산량의 문제 때문에 많은 한계를 가지고 있다. 수소를 생산하는 미생물들은 그 과정을 혐기성 조건에서 생존에 필요한 부가적 반응으로 일으키기 때문에 수소생산에 필요한 생체 내 반응을 효율적으로 조절하기 힘들고 수소생성에 관계하는 효소인 hydrogenase 는 대부분 산소에 의해 그 활성을 잃어버리기 때문에 algae, cyanobacteria 등 수소생산이 가능한 미생물의 성장에는 필요한 산소가 목적산물인 수소생산을 방해하는 모순된 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 배양단계에서 산소의 농도를 조절하는 등의 공정차원의 접근 등이 있으나 이는 효율성이나 비용 면에서 근본적인 대책이 되기에 부적절하다. 보다 근본적인 해결방법으로 수소생산에 관계하는 효소인 hydrogenase 를 다양한 미생물들로부터 탐색, 분리하고 이를 배양이 쉬운 균주에서 발현하여 수소생산이 가능하도록 하는 생산방법이 있을 수 있다. 효소활성이 높고 산소에 내성을 가진 hydrogenase 를 효과적으로 분리해 낼 수 있는 선별기술이 요구된다. 본 연구실에서는 이에 필요한 기본기술을 바탕으로 산소에 내성을 지닌 hydrogenase 의 유전자를 확보하고 이를 재조합 단백질로 발현시켜 수소를 생산할 수 있는 대장균 시스템을 만드는 연구를 하고 있으며 또한 호기성 배양조건에서 고농도 배양이 가능한 대표적 균주인 대장균에 상기한 algae 나 cyanobacteria 가 가진 광분해 능력을 모방하여 물로부터 생성된 수소이온을 끌어올 수 있는 능력을 부여하고 앞서 말한 산소 내성의 hydrogenase 을 발현하여 기존의 자연적인 균주들보다 생산효율이 증대된 재조합 균주에 의해 수소를 생산하는 연구를 진행하고 있다.
Depart of Chemical Engineering, POSTECH San 31 Hyoja-dong Nam-gu Pohang, Kyungbuk, 790-784, Korea
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