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보고서

연구보고서 기본정보

파지를 이용한 지속적 진화(PACE)를 활용한 단백질공학 동향

연구보고서 개요

기관명, 공개여부, 사업명, 과제명, 과제고유번호, 보고서유형, 발행국가, 언어, 발행년월, 과제시작년도 순으로 구성된 표입니다.
기관명 NDSL
공개여부
사업명
과제명(한글)
과제명(영어)
과제고유번호
보고서유형 report
발행국가
언어
발행년월 2020-03-06
과제시작년도

연구보고서 개요

주관연구기관, 연구책임자, 주관부처, 사업관리기관, 내용, 목차, 초록, 원문URL, 첨부파일 순으로 구성된 표입니다.
주관연구기관
연구책임자 이평강
주관부처
사업관리기관
내용
목차
초록 1. 개요 단백질공학(Protein engineering)은 자연계에서 유래한 단백질에 특정 목적을 가지고 기존 기능을 향상시키거나 새로운 기능을 도입하는 기술을 말한다. 역사적으로 라이페이즈(lipase), 글루코스 아이소머레이즈(glucose-fructose isomerase)와 같은 기능적 효소들의 효과적인 산업적 응용을 위해 시도되었으며, 이들 단백질의 열안정성 강화, 유화제에 대한 내성 강화 등이 주요한 획득 성질이었다. 동정되는 단백질의 개수 및 다양성이 증가하면서 산업 효소 외에 transporter, porin과 같은 막단백질 및 전사조절인자, 다양한 binding protein들에 대한 단백질공학이 시도되었고, 이들 대부분은 randomly generated mutant library에서 selective screening을 통해 원하는 형질을 갖는 돌연변이를 찾는 directed evolution 기법에 기반한다. 이후 단백질 결정구조 또는 전자현미경 구조의 데이터베이스가 유의미하게 증가함에 따라 상당수의 단백질이 밝혀진 구조를 바탕으로 예측 가능한 형태로 변형될 수 있었고, 구조적 예측에 기반한 잔기에 대해서 random library generation 및 screening하는 종합적인 방법도 다수 시도되었다. 그러나 이러한 방법들은 대부분 in vitro 스크리닝 기법의 돌연변이 선별능에 크게 의존하고 있어서 다중의 아미노산 잔기에 대해 동시적으로 돌연변이가 도입된 라이브러리와 같이 스크리닝해야 할 클론의 개수가 어느 이상 증가하게 되면 원하는 돌연변이를 얻을 정확도 및 효율이 현저하게 감소한다는 단점이 있다. 또한 각 단백질마다 다른 스크리닝 기법이 필요하게 되며, 주로 효소와 같이 반응성이 있는 단백질에 대해서만 스크리닝 기법이 개발되어 있어서 그 외의 단백질에 대해서는 적용이 어렵다. 이와 같은 종래의 단백질공학의 문제점을 극복하고자 최근에는 Broad Institute의 David Liu group에서 박테리오파지(bacteriophage)를 이용한 지속적 진화(Phage-assisted continuous evolution, PACE) 기법을 개발했다. PACE는 엔지니어링을 하고자 하는 표적 단백질의 기능과 박테리오파지의 replication 능력을 연결하여 E. coli 세포질의 in vivo 조건에서 표적 단백질의 돌연변이 및 스크리닝을 동시에 하는 기술이다. 최근에는 PACE를 이용하여 단백질 toxin, protease, 유전자 편집 효소(Cas9, base editor)를 포함한 다양한 종류의 단백질에 대해서 엔지니어링이 수행되었고, 기존의 야생형 단백질 대비 향상된 기능을 갖거나 완전히 새로운 기능을 갖는 돌연변이 단백질이 성공적으로 개발되었다. 본 보고서에서는 PACE의 작동 원리 및 PACE를 이용한 다양한 단백질의 엔지니어링 개발 현황에 대해서 소개하겠다. ** 원문은 파일 다운받기를 해주세요 :-)
원문URL http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=REPORT&cn=KOSEN000000000001498
첨부파일

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과학기술표준분류
ICT 기술분류
주제어 (키워드)