In the era of the 4th industrial revolution, bioindustry is getting huge attention and the biopharmaceutical market in particular is in the golden age. Biopharmaceuticals refer to pharmaceuticals made from proteins, genes, and cells derived from living organisms. Unlike synthetic pharmaceuticals, biopharmaceuticals have low intrinsic toxicity in the human body and are used as target treatments for various intractable and degenerative diseases. With increasing importance of research on bio-based production of biopharmaceuticals, heterologous expression through introduction of external biosynthetic pathways in microorganisms such as E. coli will be a good strategy for mass production of biopharmaceuticals. Indirubin is a red pigment contained in indigo leaves, and is an important biochemical substance that can be used as a treatment for cancer and leukemia. Lovastatin is a polyketide-based substance among natural products which can be used as a treatment for cancer and hyperlipidemia. Simvastatin is also a polyketide-based substance that is used as a treatment for cancer, cardiovascular disease, and hyperlipidemia. This study proposes an efficient method for the production of each substance by applying metabolic engineering strategies in E. coli.
4차 산업혁명 시대의 핵심분야로서 바이오산업이 주목받고 있는 가운데, 특히 바이오제약품 시장은 전성기를 맞이하고 있다. 바이오제약품이란, 생물체에서 유래된 단백질, 유전자, 세포 등을 원료로 하여 만들어진 의약품을 뜻한다. 합성제약품과는 달리 바이오제약품은 체내에서 작용하는 고유 독성이 낮고, 여러 난치성, 퇴행성 질환에 대한 표적치료제로서 사용된다. 생물체 기반의 바이오제약품 생산 연구에 대한 중요성이 커짐에 따라, 대장균과 같은 미생물 내 외부 생합성 경로 도입을 통한 이형 발현은 바이오제약품의 대량생산을 위한 좋은 생산 전략이 될 것이다. 인디루빈은 쪽 잎에 포함된 붉은 색소로써 항암치료제 및 백혈병 치료제로도 쓰일 수 있는 중요한 생화학 물질이다. 로바스타틴은 천연물 중 폴리케티드 계열의 물질로 항암치료 및 고지혈증 환자를 위한 약물 치료제로서 사용된다. 심바스타틴 또한 폴리케티드 계열의 물질로 항암치료 및 지질 강하 치료제, 그리고 심혈관계 질환 위험을 줄이기 위한 약제로서 쓰인다. 본 연구에서는 대장균에 대사공학을 적용하여 각 물질 생산 및 증산을 위한 효율적인 방법을 제시한다.
