연구실 소개

우리 연구실에서는 포르피린, 불포화 지질(옥시리핀), 항생물질(에리스로마이신), 데옥시당의 생합성에 관련되는 효소의 기작을 이해하고, 나아가 이들 생합성 경로에서 중심되는 효소들을 유전자 수준에서 이해하여 새로운 기능성 효소와 물질을 개발하는 연구를 진행하고 있다.

연구 주제 1. 불포화 지질 대사관련 생체 방어 기구
동물의 eicosanoid pathway와 식물의 octadecanoid pathway는 생물체의 방어시스템을 구성하기 위하여 공통적으로 불포화 지질 분자로부터 출발하는 대칭적 대사경로라고 할 수 있다. 다양한 종류의 oxylipin 분자들을 생성하는 식물체의 octadecanoid pathway는 리폭시지나아제(LOX)로부터 시작되며. 리폭시지나아제에 의하여 형성된 hydroperoxylinolenic acid는 알렌옥사이드 합성효소(AOS), 알렌옥사이드 고리화효소(AOC) 반응을 거쳐 oxophytodienoic acid(OPDA)로 변환되고 OPR 및 β-oxidation을 통하여 자스몬산의 생성에 이르게 된다. 우리 연구실에서는 LOX, AOC, OPR 유전자의 변이, 효소 반응 생성물의 분석 등을 통하여 불포화 지질 분자의 대사에 의한 생물체의 방어체계를 연구하고 있다.

연구 주제 2. 벼 종자 저장단백질 조절 기작 및 활용 연구
의료 산업계에서는 바이오 제품 생산 플랫폼으로 종자를 주목하고 있다. 특히 벼 종자 내에서 저장단백질 생합성 기작을 활용하여 콜레라균, B형 간염 바이러스, 알츠하이머 병, 알레르기 반응에 대한 백신 생산을 시도하고 있으나 고함량 저장단백질 때문에 생산량 증가에 한계를 보이고 있다. 따라서 기존 생명공학 작물에서 논란이 되는 삽입 외래 유전자 안전성을 불식시키고, 표적 유전자를 정확하게 편집하여 개발한 저장단백질 저감 벼 종자는 단백질 섭취가 제한된 분들의 영양공급원 뿐만 아니라 유용물질 생산을 극대화시킬 수 있는 플랫폼으로 활용 가능할 것 이다.

주요 연구실적

• 유기농축산물 인증론, 전남대학교 출판문화원, ISBN: 978-89-6849-684-4 (2020)
• MATRIX OF RICE HUSK SILICA FOR IMMOBILIZING ENZYME AND USES THEREOF, 출원: US Patent, 16/617,998 (2019)
• Substrate Channeling of Rice Allene Oxide Cyclase in Biologically Analogous Nazarov Reaction. Front Chem. 6:500 (2018)
• Covalent immobilization of oxylipin biosynthetic enzymes on nanoporous rice husk silica for production of cis(+)-12-oxophytodienoic acid, Artif Cells Nanomed Biotechnol. 46:1523-1529 (2018)
• Separation of enzymatic functions and variation of spin state of rice allene oxide synthase-1 by mutation of Phe-92 and Pro-430. Bioorganic Chemistry, 68: 9-14 (2016)