GTP 생합성을 위한 GTP 생합성의 효소인 NDK 단백질 유전자부터 순서적으로 생합성과 효소 유전자를 추가적으로 발현시켰다. 세포 내 GTP 농도 증가로 세피아프테린 생산의 증가가 가능했다. 세피아프테린의 생산성 증대를 목적으로 GTP 생합성의 유전자를 일괄적으로 발현 가능한 대장균의 재조합을 만들었다. 세포 내 GTP 생합성에 gmk, guaA-guaB 등의 유전자를 발현함으로 재조합 대장균에서 세피아프테린의 생산성을 증가 하였다.
<p>GTP를 전구체로 이용하여 생합성 되는 GDP-fucose의 생산에 관한 연구보고에서도 세포 내 GTP 공급을 증가시키기 위하여 guaA-guaB 및 gmk 유전자 등을 추가 발현하여 GDP-fucose의 생산량을 증가시킨 사례가 있었다. 또한 riboflavin 및 GDP-fucose의 생합성 속도를 증가시키기 위하여 목적물질 생합성의 최종단계에 관여하는 효소로부터 순차적으로 대사회로를 증폭시켜 목적물질의 생산량을 향상시킨 연구가 보고된 바 있다.</p> <p>본 연구의 결과도 문헌에 보고된 결과와 유사하게 GTP 생합성을 향상시키기 위해서 GTP 생합성의 최종단계 효소인 NDK 단백질 유전자부터 순차적으로 생합성과 관련된 효소 유전자들을 추가 발현시킨 결과, 세포 내 GTP 농도의 증가와 이로 인한 세피아프테린의 생산의 증가가 가능했다고 사료된다. 그러나 세포 내에서 과발현되는 유전자의 수가 많아지면서 세피아프테린의 생합성에 관여하는 유전자들의 발현 수준이 각 조건마다 변화하는 경향을 보였으므로 추가적인 연구를 통해서 각 효소들의 발현수준을 일정하게 유지하기 위한 연구와 유전자 동시 발현 및 배양환경에 변화에 따른 세포 내 GTP 농도변화를 조사하는 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.</p> <h1>요 약</h1> <p>본 연구에서는 \( \mathrm { BH } _ { 4 } \)를 대체할 수 있는 유용물질인 세피아프테린의 생산성 증대를 위하여 GTP 생합성 경로의 유전자들을 동시에 발현할 수 있는 재조합 대장균을 제작하였다. 세피아프테린을 생산할 수 있는 재조합 대장균에서 gmk, ndk 및 guaA-guaB 유전자를 동시에 발현함으로써 세포 내 GTP의 농도가 대조구에 비해 약 \( 200 \% \) 이상 증가하였고 \( 126.1 \pm 9.3 \mathrm { mg } / \mathrm { l } \)의 세피아프테린이 생산되었는데 이 결과는 대조구보다 세피아프테린의 생산량이 약 \( 43 \% \) 증가된 것이다. GTP 생합성에 관여하는 개별 유전자의 단독 발현 또는 두 가지 유전자의 동시 발현은 세포 내 GTP 농도 향상 큰 영향을 미치지 못했지만 네 가지 유전자 모두를 동시에 발현하는 경우는 세포 내 GTP 농도를 유의적으로 증가시킨다는 것이 확인되었다. 결론적으로 세포 내 GTP 생합성에 관여하는 guaA-guaB, gmk 및 ndk 유전자를 동시에 발현함으로써 재조합 대장균에서 세피아프테린의 생산성 증가를 달성하였다.</p>