아주대학교 응용화학생명공학과 효소공학 중간고사 대체 보고서입니다.(효소공학 설계 보고서 Thermostable T1 Lipase의 생산 및 분리,정제)

목차

01. Introduction
1. Lipase 선정 배경
2. Lipase
3. Thermostable T1 lipase
4. 효소 생산을 위한 prokaryotic system의 도입 및 purification process의 발전

02. Overall process
1. T1 lipase의 생산 및 분리·정제 모식도와 flow diagram

03. Detailed process
1. Cell culture
2. Cell harvest, lysis and clarification of lysate
3. Affinity chromatography
4. Cleavage of GSTm and matured T1 lipase
5. Buffer exchange
6. Ion exchange chromatography

04. Reference

본문내용

1) Lipase 선정 배경
효소는 고도의 초정밀성, 특이성, 선택성 및 고효율성의 특성을 가진 생산 수단으로 미래 친환경 산업에 그 활용이 확대되고 있다. 전 세계 산업용 효소 시장 규모는 2019년에 99억 달러로 평가됐으며, 2020년부터 2027년까지 연평균 성장률(CAGR)은 약 7.1%에 이른다. [1] 산업용 효소가 사용되어 파급되는 산업의 규모는 효소 시장의 약 100배에서 1000배에 이르는 것으로 파악되고 있어서, 특히 21C 가장 유망한 산업으로 꼽히는 바이오 화학산업에서의 효소는 “부품 소재”로서 그 중요성이 더욱 크게 인식되고 있다. [2] 역사적으로 효소는 제빵, 양조, 발효 등 식품 분야에서 많이 이용됐고, 1980년대에 본격적으로 세제용으로 사용되면서 공업용 효소 시장이 커짐에 따라, 근래에는 의약품 제조, 정밀화학품 제조, 특수용도의 식품의약품(Nutraceuticals) 및 화학품을 제조하는 데 사용되고 있다. [3] 따라서 현재 사용되고 있는 효소 중에는 식품용으로 먼저 개발이 되었다가 사료용, 공업용으로 용도가 개발된 사례가 많다. 실제로, 상업적으로 판매 중인 효소들을 분석해보면, 동일 효소가 식품용, 사료용, 공업용 등 다양한 용도로 사용되는 품목이 전체의 약 12% 정도를 차지한다. 이처럼 다양한 용도로 사용될 수 있는 효소에 관해 공부해보고자 하여 동물 사료, 세제, 펄프, 섬유, 제약, 바이오 연료와 같은 많은 종류의 산업에서 사용할 수 있는 lipase를 주제로 선정하였다.

2) Lipase
Lipases(Triacylglycerol acyl hydrolases-EC 3.1.1.3)는 지방(triglyceride)의 ester 결합을 가수분해하여 글리세롤(glycerol)과 지방산(fatty acids)을 생성하는 효소로, hydrolases의 class에 속한다.[4]

참고 자료

Che Hussian 외 4명, 「Enhancement of a protocol purifying T1 lipase through molecular approach」, PeerJ, 2018.
「Enzyme Market Size, Share & Trends Analysis Report By Application, By Product, By Source, By Region, And Segment Forecasts, 2020-2027」, Grand View Research, 2020.
나도선 외 8명, 「효소산업 발전을 위한 국가 정책에 관한 연구」, 한국과학기술한림원, 2010.
「산업용 효소」, 한국기술거래소.
Danielle Filho 외 2명, 「Lipase: sources, immobilization methods, and industrial applications」, Springer, 2019.
David Guerrand, 「Lipases industrial applications: focus on food and agroindustries」, EDP Sciences, 2017.
Ritika Joshi 외 1명, 「Lipase and their different industrial applications: A review」, Brazilian Journal of Biological Sciences, 2018, p. 237-247.
주우홍, 「유기용매 내성 리파아제와 그 이용가능성」, 생명과학회지, 2017.
Kamal Bhardwaj 외 1명, 「Synthesis of Chirally Pure Enantiomers by Lipase」, Journal of oleo science, 2017.
Raja Rahman 외 3명, 「Geobacillus zalihae sp.nov., a thermophilic lipolytic bacterium isolated from palm oil mill effluent in Malaysia」, BMC Microbiology, 2007.
Thean Leow 외 3명, 「High Level Expression of Thermostable Lipase from Geobacillus sp. Strain T1」, Taylor & Francis, 2004.
Thean Leow 외 3명, 「A thermoalkaliphilic lipase of Geobacillus sp. T1」, Springer, 2007.
Method for producing a recombinant thermostable Geobacillus T1 lipase (Patent, EP 1 624 056 A1)
「BL21(DE3) Competent Cells, BL21(DE3)pLysS Competent Cells」, and BL21 Competent Cells, Agilent Technologies