바이오 제조는 효소 반응을 사용하여 의약품, 식품, 섬유 및 플라스틱과 같은 재료로 사용되는 화합물을 생산합니다 기존의 석유계 유기용매를 사용하여 고온·고압 조건에서 화학반응을 진행하는 것에 비해, 상온·고압 조건에서 수용성 용매를 사용하여 진행되는 반응이다 이 때문에 바이오 제조는 유틸리티 비용과 폐액처리 등 환경영향을 줄일 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다 효소의 산업적 이용을 위해서는 효소 기능의 추가적인 향상이 중요합니다

효소는 효소 반응에 따라 기질과 특정 복잡한 구조를 형성합니다 효소와 기질의 종류에 따라 여러 가지 다른 복합체가 형성되어 여러 생성물이 형성될 수 있으며, 부산물 형성으로 인해 목적 화합물의 생산 속도가 감소합니다 이 문제를 해결하기 위해서는 효소를 구성하는 수백에서 수천 개의 아미노산 중에서 효소 기능에 관여하는 아미노산 부위를 찾아 변형하는 것이 필요합니다 이를 달성하기 위한 방법으로 진화적인 분자공학 방법과 다양한 합리적 설계 방법이 고안되어 왔다 진화적 분자공학 방법은 다양한 변형효소를 생산하고 검증시험을 반복하므로 최적의 변형효소를 얻기 위해서는 막대한 시간과 노동력, 비용이 소요된다 이에 반해 합리적인 설계는 효소와 기질의 3차원 구조 등의 정보로부터 효소 기능을 변형시키는 아미노 부위를 예측함으로써 검증 시험에 드는 수고를 줄일 수 있습니다 그러나 부산물을 억제하는 데 특화된 방법은 아직 개발되지 않았습니다

AIST 바카라 사이트진은 (주)KNC바카라 사이트소와 공동으로 효소 반응을 조절하는 아미노산 부위를 예측하는 계산법(Mutation Site Prediction method for Enhancing the Regioselectivity of Substrate Regioselectivity, MSPER)을 개발했습니다 이 방법을 적용하여 효소 생산에 사용되는 시토크롬 P450(P450)을 변형시켰습니다 향수 원료 변형되지 않은 효소에 비해 목적 화합물의 생성 속도가 최대 64배 증가했습니다

MSPER는 시뮬레이션 분석을 통해 얻은 구조정보로부터 부산물 생성에 관여하는 아미노산 부위를 예측 및 변형하여 효소 반응에서 생성된 다수의 효소-기질 복합체를 재현함으로써 부산물 생성을 억제하는 기술을 개발하였습니다 이 방법을 사용하면 변형할 효소 영역을 좁힐 수 있으며, 기능 검증을 위한 평가 테스트 횟수를 기존 무작위 돌연변이 방법에 비해 1/170~1/1000로 줄여 노동력 절감을 달성할 수 있습니다