책임교수 소개

[학력]

• 2001 - 2005

  세종대학교 생명공학과 학사

• 2005 - 2007

  건국대학교 생명공학과 석사

• 2007 - 2010

  건국대학교 생명공학과 박사

실험실 구성원

• 연구책임자 : 염수진
• Postdoc 연구원 : Le thien Kim
• 대학원생 : 윤승도, 김형우, 주수빈, 정연주, 김예빈, 이유진, 정해찬

연구분야 소개

(1) 연구실 개요

전남대학교 생명과학기술학부 합성생물학 연구실 (Synthetic biology lab)은 2020년 1월에 오픈하여, 현재 다양한 고부가가치 물질 생산용 단백질효소/미생물을 개발하는 연구를 진행 중이다. 구체적으로, 신규 효소 발굴 및 개량, 합성생물학기반의 바이오센서 기반의 신규 효소 발굴 및 인공진화를 연구하고 있다. 현재 집중적으로 하고 있는 연구내용은 C1 가스 부가가치 증대를 위한 C-C 결합 생성용 생촉매 시스템 개발과, 플라스틱 생분해 미생물/인공효소 탐색 및 발굴 연구를 진행 중이다.

(2) 주요 연구 내용 소개

1. C1 가스의 고부가화를 위한 바이오 전환용 효소 탐색 및 발굴

본 연구실에서는, 미생물 유래의 C1 가스 전환효소 개발 및 탄소수를 증가시키는 C-C 결합 생성용 관련효소군의 특성 조사/활성개량 및 반응기작 연구를 진행하고 있다.

· C1 가스중에서 메탄 및 부생산물인 메탄올, 포름알데히드등의 C1 화합물의 바이오전환을 위한 methane monooxygenase, p450 monooxygenase, methanol dehydrogenase등 신규 효소군 발굴 및 개량

· 미생물 유래의 C-C 결합 생성용 관련효소군의 특성 조사/활성개량 및 반응기작 연구 : C-C 결합 생성용 관련효소군들의 확보 및 활성개량

· 미생물 유래의 C-C 결합 생성용 관련효소들을 이용한 고부가가치 물질 생합성 및 미생물내 적용 : 개량된 C-C 결합 생성용 관련효소를 적용하여 C1가스 전환 재조합 미생물 시스템의 구축 및 C1 가스의 생물학적 전환을 통하여 고부가가치 화합물 생합성에 관한 기반기술 확립

2. 합성생물학 기반의 효소개량용 바이오센서 개발 및 이를 이용한 초고속 효소 탐색 및 인공진화

본 연구실에서는 전사조절인자 기반의 바이오센서를 이용하여 특정화합물 감지 및 특정 효소활성을 측정하여, 이를 이용한 신규미생물/효소 개발 및 인공진화에 대한 연구를 하고 있다.

· C1 케미컬 감지 바이오센서 및 이를 이용한 C1 케미컬 전환효소 인공진화

· 플라스틱 분해 후 모노머 감지 바이오센서 개발

· 식물호르몬 감지 바이오센서 개발

3. 플라스틱 분해 신규미생물/인공효소 발굴/개발 및 HTS 구축

본 연구실에서는 플라스틱 분해용 미생물/효소 탐색을 목표로 연구를 진행하고 있다.

· 플라스틱 중 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌의 C-C 결합 분해 미생물/효소 탐색

· 플라스틱의 C-C 결합 분해 효소 특성 조사 및 분해능 검증

· 합성생물학 기반의 플라스틱 모노머 (장쇄 알칸), 분해산물 감지 및 분해효소 탐색용 바이오센서 개발

4. 의약, 천연물, 케미컬 생산 신규 바이오 촉매/합성경로 발굴

- 미생물 기반으로 한 바이오 촉매를 이용하여 화학합성으로는 어려운 고부가가치 물질을 효소/미생물을 이용한 생산 연구를 진행하고 있다. 합성경로를 인공적으로 설계하여 단백질 활성을 증폭 시킬 수 있도록 유도된 진화 (directed evolution) 방법과 합리적인 디자인 (rational design) 방법으로 단백질 및 효소 개량 연구를 진행하고 있다. (Target: C1 가스 전환 효소, 플라스틱 분해 효소 및 미생물, 의약품 전구체 생합성 효소 등이 있다.)

대표 연구성과

[논문]

• 1. Thi Huong Ha Nguyen, Su-Min Woo, Ngoc Anh Nguyen, Gun-Su Cha, Soo-Jin Yeom, Hyung-Sik Kang*, Chul-Ho Yun*. Regioselective Hydroxylation of Naringin Dihydrochalcone to Produce Neoeriocitrin Dihydrochalcone by CYP102A1 (BM3) Mutants. Catalysts 2020, 10(8), 823
• 2. Ngoc Anh Nguyen, Jin Jang, Thien-Kim Le, Thi Huong Ha Nguyen, Su-Min Woo, Su-Kyoung Yoo, Young Ju Lee, Ki Deok Park, Soo-Jin Yeom, Geun-Joong Kim, Hyung-Sik Kang, Chul-Ho Yun. Biocatalytic Production of a Potent Inhibitor of Adipocyte Differentiation from Phloretin Using Engineered CYP102A1. J Agric Food Chem. 2020 Jun 17;68(24):6683-6691
• 3. SJ Kim, YS Kim, SJ Yeom*. Phosphate sugar isomerases and their potential for rare sugar bioconversion. 2020. Journal of Microbiology, 1-9
• 4. H Lee, JI Baek, SJ Kim, KK Kwon, E Rha, SJ Yeom, H Kim, DH Lee, Dong-Myung Kim, Seung-Goo Lee. Sensitive and Rapid Phenotyping of Microbes With Soluble Methane Monooxygenase Using a Droplet-Based Assay. 2020.Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 8, 358
• 5. KK Kwon^≠, SJ Yeom^≠, SL Choi, E Rha, H Lee, H Kim, DH Lee, SG Lee. Acclimation of bacterial cell state for high-throughput enzyme engineering using a DmpR-dependent transcriptional activation system. 2020. Scientific reports 10 (1), 1-10
• 6. Lee JY, Sung BH, Oh SH, Kwon KK, Lee H, Kim H, Lee DH, Yeom SJ*, Lee SG*. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020.2. Discovery and Biochemical Characterization of a Methanol Dehydrogenase from Lysinibacillus xylanilyticus.
• 7. Shin KC, Seo MJ, Kim DW, Yeom SJ*, Kim YS*. Catalysts 2019, 9, 1025. Characterization of Glycosidase from Caldicellulosiruptor owensensis and Its Application in the Production of Platycodin D from Balloon Flower Leaf.
• 8. Kim SJ, Kim S, Seong W, Woo SG, Lee H, Yeom SJ, Kim H, Lee DH, Lee SG. Enhanced (-)-α-Bisabolol Productivity by Efficient Conversion of Mevalonate in Escherichia coli. Catalysts 2019, 9, 432.
• 9. Lee JY, Sung BH, Oh SH, Kwon KK, Lee H, Kim H, Lee DH, Yeom SJ*, Lee SG*. C1 Compound Biosensors: Design, Functional Study, and Applications. Int J Mol Sci. 2019 May 7;20(9).
• 10. CRISPR interference-mediated gene regulation in Pseudomonas putida KT2440. Kim SK, Yoon PK, Kim SJ, Woo SG, Rha E, Lee H, Yeom SJ, Kim H, Lee DH, Lee SG. Microb Biotechnol. 2019 Feb 22. doi: 10.1111/1751-7915.
• 11. Lim J, Choi J, Guk K, Son SU, Lee DK, Yeom SJ, Kang T, Jung J, Lim EK. Peptidoglycan binding protein (PGBP)-modifed magnetic nanobeads for efcient magnetic capturing of Staphylococcus aureus associated with sepsis in blood, Sci Rep. 2019 Jan 15;9(1):129
• 12. Yeom SJ, Kim M, Kwon KK, Fu Y, Rha E, Park SH, Lee H, Kim H, Lee DH, Kim DM, Lee SG., A synthetic microbial biosensor for highthroughput screening of lactam biocatalysts, Nat Commun. 2018 Nov 29;9(1):5053.
• 13. Fu Y, Yeom SJ*, Kwon KK, Hwang J, Kim H, Woo EJ, Lee DH, Lee SG. Structural and functional analyses of the cellulase transcription regulator CelR. FEBS Lett. 2018 Aug;592(16):2776-2785.
• 14. Yeom SJ, Kim M, Kim SK, Lee DH, Kwon KK, Lee H, Kim H, Kim DM, Lee SG, Molecular and biochemical characterization of a novel isoprene synthase from Metrosideros polymorpha, BMC Plant Biol. 2018 Jun 15;18(1):118
• 15. Kwon KK, Lee DH, Kim SJ, Choi SL, Rha E, Yeom SJ, Subhadra B, Lee J, Jeong KJ, Lee SG. Evolution of enzymes with new specificity by high-throughput screening using DmpR-based genetic circuits and multiple flow cytometry rounds, Sci Rep. 2018 Feb 8;8(1):2659
• 16. Kwon KK, Yeom SJ, Lee DH, Jeong KJ, Lee SG. Development of a novel cellulase biosensor that detects crystalline cellulose hydrolysis using a transcriptional regulator, Biochem Biophys Res Commun. 2018 Jan 1;495(1):1328-1334
• 17. Yeom SJ, Han GH, Kim MJ, Pu Y, Lee DH, Jung HC, Lee SG, Controlled Aggregation and Increased Stability of β-Glucuronidase by Cellulose Binding Domain Fusion. PLoS One. 2017 Jan 18;12(1):e0170398
• 18. Han GH, Seong WJ, Fu Y, Yoon P, Kim SG, Yeom SJ, Lee DH, Lee SG Leucine zipper-mediated targeting of multi-enzyme cascade reactions to inclusion bodies in Escherichia coli for enhanced production of 1-butanol. 2017. 1. Metabolic engineering.
• 19. Yeom SJ, Kim YJ, Lee JM, Kwon KK, Han GH, Kim HS, Kim HS, Lee SG Long-Term Stable and Tightly Controlled Expression of Recombinant Proteins in Antibiotics-Free Conditions. 2016. pLos one
• 20. Kim DY, Yeom SJ, Park CS, Kim YS. Effect of high hydrostatic pressure treatment on isoquercetin production from rutin by commercial α-L-rhamnosidase. 2016. Biotechnology letters
• 21. Kim YJ, Kim H, Kim SH, Rha E, Choi SL, Yeom SJ, Kim HS. Lee SG. Improved metagenome screening efficiency by random insertion of T7 promoters. 2016. Journal biotechnology
• 22. Kim H, Rha E, Seong W, Yeom SJ, Lee DH, Lee SG. A cell-cell communication-based screening system for novel microbes with target enzyme activities. 2016. ACS synthetic biology.