글루코사민(GlcN)과 그 유도체인 N-아세틸글루코사민(GlcNAc)은 세균, 진균류,식물, 동물 등의 생명체에서 생합성되는 물질이다. GlcNAc는 진균류의 세포벽, 갑각류의 껍질, 곤충의 외골격등에 분포하는 키틴(chitin)의 구성성분이며, 사람 관절에 분포하는히알루론산(hyaluronic acid)과 세균 세포벽인 뮤레인(murein)의 주성분이다. GlcN과 GlcNAc의 용도로는 식품,화장품, 의약용 등에 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 관절 및 연골건강과 피부보습 기능성이 뛰어나 골관절염의 치료와 연골 및 관절건강을 유지하기 위한 목적으로 의약용 및기능성 건강보조식품으로 많이 사용되고 있다. 현재 대부분의 GlcN은 게와 새우껍질에서 추출한 키틴을 진한 염산으로 가수분해하여 생산하는 비 친환경적인 공법이며, 갑각류 껍질에 대한 알레르기가 있는 사람의 경우에는 사용이 제한되는 문제점이 있다. 본 논문은 대사공학을 이용하여 GlcNAc을 생산하는 재조합 Corynebacterium glutamicum을 개발하였다. GlcNAc를 생산하는 기반균주를 제작하기 위하여, N-acetylglucosamine-6-phosphate deacetylase와 glucosamine-6-phosphate deaminase를 암호화하는 nagAB와 Nacetylmannosamine-6-phosphate epimerase를 암호화하는nanE를 순차적으로 결손하였다. 또한, glucosamine-6-phosphate synthase를 암호화하는 glmS와 glucosamine-6-phosphate Nacetyltransferase를암호화하는Saccharomyces cerevisiae유래의 gna1을 각각 여러 발현벡터에 클로닝하였다. 여러 발현 조합의 플라스미드들 중에서 pCXI40-glmS와 pCEI40-gna1을 함유한 제조합균주는 삼각플라스크 발효에서 1.77 g/l의 GlcNAc와 0.63 g/l의 글루코사민을 생산하였다.
경성대학교 공과대학 미생물공학실
E-mail : jhlee83@ks.ac.kr
경성대학교 식품응용공학부 교수
KAIST 생명과학과 박사
KAIST 생물공학과 석사
고려대학교 식품공학과 학사
경성대학교 약학대학 약학과박사
E-mail : grace30605@naver.com
경성대학교 약학과 박사
동아대학교 교육학과 석사
경성대학교 약학과 학사
경성대학교 미생물공학 연구실에서는 대사공학 및 합성 생물학을 기반으로 대표적인 산업미생물인 Corynebacterium glutamicum에서 식품, 의약품, 화장품, 사료첨가제, 건강기능식품등에 사용될 수 있는 여러 고부가 가치화합물을 생산하는 미생물을 개발하고 생산하는 연구를 진행중이다.
특히, 바닐린, 인디고, 인디루빈, 인돌-3-초산, 트립토판, protocatechuate, gallic acid, anthranilate, 4-hydroxybenzoate, gastrodin등 shikimate 경로에서 유래되는 다양한 방향족화합물을 전문적으로 생산하는 Corynebacterium을 개발하는 연구를 심도있게 추진하고 있다.
