고도불포화지방산 생합성: 식물에서의 대사공학적 응용 (Biosynthesis of Polyunsaturated Fatty Acids: Metabolic Engineering in Plants)

서지정보

· 발행기관 : 한국응용생명화학회
· 수록지 정보 : Journal of Applied Biological Chemistry / 52권 / 3호 / 93 ~ 102페이지
· 저자명 : 김순희, 김소연, 김종범, 노경희, 김영미, 박종석

초록

EPA와 DHA를 비롯한 PUFA는 질병예방 효과, 뇌 기능 강화 및 호르몬 조절작용 등 생리적으로 인간의 몸에 중요한 역할을 수행하며 식품, 화장품, 의약품시장에서 큰 비중을 차지하고 있다. 최근 대사공학적인 접근을 통하여 PUFA 생합성하는 고부가 유지작물개발이 크게 주목받고 있으며, PUFA 생합성 관련 유전자들이 여러 해상생물을 중심으로 분리되어 식물에서 발현시킴으로써 새로운 지방산 생합성 경로를 통한 대량 PUFA 생합성의 발전가능성을 최근의 실험들을 통하여 확인하였다. 하지만, 유지작물에서의 EPA나 DHA생산은 시작단계에 불과하며, 기존의 해상생물 등을 통한 오일생산 수요량을 대처할 수 있도록 경제성을 가지기 위해서는 종자 오일중 EPA 및 DHA 비율을 10% 이상 차지하도록 하고, 전체 오일함량을 획기적으로 증대시키는 등 유전공학적인 연구가 뒷받침되어야 한다. 기존 올레산 함유율이 낮은 대두(soybean)에 대하여 올레산 80% 이상 차지하도록 실용화시킨 최근의 대사공학 기술 수준 및 발전에 비추어보아, 머지않은 장래에 높은 함량의 EPA및 DHA 를 생산하는 작물을 식탁에서 쉽게 발견할 수 있을 것으로 기대된다. 인간의 평균 수명 연장과 건강한 삶에 대한 관심 증대에 따라 영양학적으로 중요한 PUFA 생합성 고부가 작물의 개발은 인간의 삶을 더욱 행복하게 만들어 줄 것이다. 따라서 실용화 및 산업화가 가능한 고부가 PUFA생합성 유지작물 개발을 위하여 최근의 PUFA 생합성 관련 유전자 개발과 이를 이용한 식물시스템에서의 대사공학적 연구현황을 고찰하였다.

영어초록

Polyunsaturated fatty acids (PUFA), especially eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) have significantly beneficial effects on health in relation to cardiovascular, immune, and inflammatory conditions and they are involved in determining the biophysical properties of membranes as well as being precursors for signaling molecules. PUFA biosynthesis is catalyzed by sequential desaturation and fatty acyl elongation reactions. This aerobic biosynthetic pathway was thought to be taxonomically conserved, but an alternative anaerobic pathway for the biosynthesis of PUFA is now known to contain analogous polyketide synthases (PKS). Certain fish oil can be a
rich source of PUFA although processed marine oil is generally undesirable as food ingredients because of the associated objectionable flavors that are difficult and cost-prohibitive to remove. Oilseed plants contain only the 18-carbon polyunsaturated fatty acid alpha-linolenic acid, which is not converted in the human body to EPA and DHA. It is now possible to engineer common oilseeds which can produce EPA and DHA and this has been the focus of a number of academic and industrial research groups. Recent advances and future prospects in the production of EPA and DHA in oilseed crops are discussed here.

참고자료

· 없음