- 해양 · 극한미생물의 물질 대사 경로의 규명과 관련 효소의 생리학적 및 생화학적 특성 연구
1) Sulfolobus acidocaldarius 발현 시스템 구축
고세균의 연구는 생명체의 기원에서 생물들이 어떻게 진화하여 왔는지에 대한 연구에 중요한 자료를 제공한다 . 본 연구실에서는 고온내산성 고세균인 Sulfolobus acidocadarius 의 유전자 조작 기술을 위한 tool 개발을 수행하고 있다 . Knock-out 시스템 개발 및 항시발현 및 유도발현을 위한 시스템 개발과 벡터시스템 구축 연구를 수행하고 있다 .
< S. acidocaldarius genetic tools 의 개발 >
2) Sulfolobus acidocaldarius 탄수화물 및 당 대사 연구
본 연구실은 전분 및 목질계 기반의 탄수화물 및 오탄당과 육탄당 대사 경로 연구와 글리코겐 및 트레할로스 대사 효소들의 조절 기전을 규명하여 극한 환경 ( 낮은 pH 와 높은 온도 ) 같은 생명체 초기단계에서 물질 수송 및 대사 경로의 특성을 규명하고자 한다 . 특히 글리코겐은 모든 생명체에서 발견되는 주요 다당류로서 많은 미생물들이 에너지 저장물질로서 세포 내에서 축적한다 . 그러므로 글리코겐의 합성과 분해에 관여하는 효소들의 연구는 미생물들의 생존기작을 이해하는데 중요하다 . 본 연구실에서는 고온성 고세균에서 글리코겐 합성과 대사가 어떻게 진행되는지를 규명하고 , 글리코겐의 대사가 주위 환경 또는 공생하는 숙주 생물체와 상호작용하는데 어떤 역할을 하는지에 대한 연구를 수행하고자 한다 ( 공동연구 : 충남대학교 , 세종대학교 탄수화물 연구실 ).
< S. acidocaldarius 의 전분 분해 경로 규명 >
< S. acidocaldarius 의 글리코겐 대사 경로 규명 >
3) Sulfolobus acidocaldarius 로부터 고부가가치 물질 생산 연구
본 연구실은 고온성 균주를 활용한 친환경 바이오매스로부터 효율적으로 유기산 및 바이오연료를 생산하는 세포공장을 개발하는 연구를 수행하고 있다. 특히 이소프레노이드계 화합물 생산에 초점을 맞추고 있다 .
< Hemicellulose
4) 빈산소 지역 해양극한미생물 자원 발굴 및 활용 연구
지구상의 생물종의 약 80% 를 차지하는 해양생물에 대한 생태학적 연구 및 이를 활용한 산업화 연구는 미진한 상태이다 . 본 연구실은 해양미생물들의 대상분포 (zonation) 에 따른 극한환경 미생물들의 분포와 미생물들의 분리 연구 및 이들이 생산하는 효소들의 특성 연구를 통하여 산업적으로 유용한 효소의 발굴에 대한 연구를 수행하고 있다 . 현재 연안해역의 수층 및 퇴적층에 존재하는 빈산소 수괴의 원인세균인 황 환원 및 탈질 세균의 발굴과 관련 유용 효소 및 원인 유전자 탐색 연구를 수행하고 있다 ( 공동연구 : 부산대학교 해양생물다양성연구실 )