KR101860097B1

KR101860097B1 - 감칠맛 수용체의 리간드 바인딩 도메인을 기반으로 한 감칠맛 바이오센서

Info

Publication number: KR101860097B1
Application number: KR1020160034100A
Authority: KR
Inventors: 박태현; 장정식; 안세련; 안지현; 장일하
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2018-06-27
Also published as: KR20170109908A; WO2017164526A3; WO2017164526A2

Abstract

본 발명은 감칠맛 수용체의 리간드 바인딩 도메인을 기반으로 한 감칠맛 바이오센서, 보다 구체적으로 높은 민감도 및 선택도로 감칠맛을 실시간 감지 가능한 감칠맛 수용체 T1R1의 VFT(Venus fly trap) 만으로 이루어진 리간드 바인딩 도메인을 포함하는 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 관한 것이다.

Description

감칠맛 수용체의 리간드 바인딩 도메인을 기반으로 한 감칠맛 바이오센서 {UMAMI TASTE BIOSENSOR USING LIGAND-BINDING DOMAIN OF UMAMI TASTE RECEPTOR}

단세포 생물부터 인간을 포함한 다세포 생물까지 생물은 내외부적인 각종 자극에 대한 감각기능을 갖고 있다. 인간의 경우 시각, 청각, 미각, 후각, 촉각의 기본적 감각을 갖고 있으며, 이중 미각과 후각은 특정 화학물질에 의한 자극을 감지하는 기능을 갖는다. 미각은 혀에서 화학물질을 느끼는 감각으로 기본적으로 단맛(sweet), 짠맛(salty), 신맛(sour), 쓴맛(bitter), 감칠맛의 5대 맛 성분으로 구분이 되며 이들 기본 맛의 조합에 따라 다양한 맛을 느끼는 것으로 알려져 있다. 이러한 5대 맛 성분 중 짠맛은 Na 이온과 Cl 이온이 수용체와 반응하는 것을 통하며, 신맛은 수소이온과 수용체 사이의 반응에 따르는 등 미각 세포의 수용체에 따라 각기 다른 기전으로 감지되게 되는데 그 중 “감칠맛(Umami)” 또는 “우마미””로 불리는 맛은 아미노산 중 하나인 글루탐산에 의한 맛으로 식품의 맛을 조화롭게 하고 풍만하게 하는 맛으로 알려져 있다. 특히 기존 서구권에서는 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛의 4대 맛 성분을 맛의 기본 요소로 보고 있었으나, 혀에 있는 어떤 미각돌기가 유독 MSG(Monosodium Glutamate, 글루탐산 모노나트륨)에 대해서만 반응하는 것을 발견하면서 감칠맛의 존재가 입증되었다.

이러한 맛의 측정은 다양한 음식에 대한 품질 관리와 적합성 판단 등에 응용되고 있지만, 현재까지 맛의 측정은 대부분 인간의 감각에 의존한 관능검사로 이루어지고 있어서 맛을 정확한 수치로 나타내는 정량화 및 표준 설정에 문제가 있으며, 검사자의 미각 피로도 및 컨디션에 의한 결과의 신뢰도 문제와 같은 한계가 있다. 이를 보완하기 위해 맛을 인식하는 기전에 기반해 미각 센서의 개발이 진행중이며, 이의 결과로 전기화학적 분석을 이용한 미각 센서인 전자 혀(electronic tongue)가 개발되었지만 낮은 민감도(sensitivity)와 선별도(selectivity)으로 인해 실제 사용에 있어서는 효용성이 낮은 문제점이 있다.

선행특허문헌

1. 대한민국 공개특허 제2013-0111033호

본 발명자들은 감칠맛 수용체 리간드 바인딩 도메인으로서 T1R1의 N-말단 부분(TIRI VFT) 만을 이용하여 감칠맛 바이오센서를 제조하는 경우 높은 민감도 및 선택도로 실시간 감지가 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 진핵생물(eukaryotic)의 막 단백질은 양전하를 띄는 짧은 루프(loop)를 갖고 있기 때문에 이를 박테리아의 막(membrane)에 발현하는 것이 어려우며, 특히 감칠맛 수용체를 포함한 Class C GPCR의 경우 크기가 매우 크기 때문에 발현이 더욱 어렵다고 알려져 있다. 그러나 본 발명에서는 T1R1의 N-말단인 VFT 만을 사용하였기 때문에 높은 수준으로 발현에 성공하였다. 또한, 본 발명자들은 이노신 일인산(inosine nomophosphate, IMP)를 첨가하는 경우 바이오센서에서 측정되는 감칠맛 반응이 증가한다는 것을 확인하였다.

본 발명은 감칠맛 측정에 사용하기 위한 감칠맛 수용체 T1R1의 N-말단 부분인 VFT(Venus fly trap)의 용도를 제공하고자 한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "감칠맛 수용체(Umami taste receptor)"는 T1R1과 T1R3가 이종이합체상태(heterodimer)로 존재하는 C class G 단백질 연결 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)를 의미한다. T1R1(TAS1R1) 및 T1R3(TAS1R3)는 N-말단 부분인 비너스 플라이트랩(Venus fly trap, VFT) 영역과, 막관통 영역, 및 VFT 영역과 막관통 영역을 연결하는 시스테인 다량 함유 영역(Cystein rich region, CRR)으로 구성되어 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor, FET) 센서"는 기판의 양 측부에 기판과 반대되는 극성으로 도핑된 소스 금속 전극 및 드레인 금속 전극이 형성되어 있으며, 소스 및 드레인 금속전극들과 접촉하며 기판 상에 형성되는 게이트를 포함하며, 게이트 표면 또는 상기 금속전극의 표면에 프로브가 고정되어 있어, 프로브에 타겟물질이 결합하는 경우, 결합 시 생기는 전류변화를 전기적인 방법으로 측정하여 프로브와 타겟물질간의 결합여부를 검출하는 센서를 의미한다.

일 구현예에 따르면,

그래핀층;

상기 그래핀층 상에 서로 이격되어 형성된 소스 전극 및 드레인 전극; 및

상기 그래핀층에 고정된 리간드 바인딩 도메인을 포함하고,

상기 리간드 바인딩 도메인은 감칠맛 수용체 T1R1의 VFT(Venus fly trap) 만으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것인 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서가 개시된다.

본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 있어서, 상기 감칠맛 수용체 T1R1의 VFT는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열의 1번째 내지 495번째 아미노산 서열, 바람직하기는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열의 21번째 내지 495번째 아미노산 서열로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열의 1번째 내지 20번째 아미노산 서열을 제거하고 사용하였다.

본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 있어서, 상기 감칠맛은 글루탐산(glutamate), 아스파르트산(aspartate), 구아닐산(guanylate) 또는 이노신산(inosinate)로부터 유래할 수 있다.

본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 있어서, 상기 그래핀층의 표면은 파이렌 메틸 아민(pyrene methylamine), 아미노 파이렌(1-aminopyrene) 또는 1-파이렌부티릭 엑시드 N-히드록시숙신이미드 에스테르(1-pyrenebutyric acid N-hydroxysuccinimide ester, PSE)로 개질될 수 있다.

다른 구현예에 따르면,

본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 감칠맛을 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 감칠맛의 실시간 감지 방법이 개시된다.

본 발명에 따른 감칠맛의 실시간 감지 방법에 있어서, 상기 감칠맛을 포함하는 시료는 5'-구아닐일인산(5'-guanine monophosphate; GMP) 또는 이노신일인산 (inosine monophosphate; IMP)를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서는 다양한 맛10nM 물질 중에서도 감칠맛 만을 선택적으로 10 nM의 농도 까지도 측정할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서는 식품 산업에 유용하게 사용될 수 있으며, 맛에 대한 기준을 제시하여 맛을 객관화할 수 있을 것을 기대된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 T1R1 VFT를 포함한 pET-DEST 42 벡터의 모식도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 T1R1 VFT 단백질의 과발현 여부에 대한 SDS-PAGE 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 T1R1 VFT의 발현, 가용화 및 정제과정에 대한 SDS-PAGE 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 T1R1 VFT의 재접힘(refolding) 후 SDS-PAGE(A) 및 Western-blotting(B) 결과를 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예 1에 따른 T1R1 VFT의 재접힘 전(A)과 후(B)의 CD spectrum 결과를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 실시예 1에 따른 T1R1 VFT의 재접힘 전(A)과 후(B)의 2차 구조 분석 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 그래핀에 고정화된 T1R1 VFT 재조합단백질의 백색광 이미지(A) 및 형광 이미지(B)를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실험예 1에 따른 다양한 농도의 MSG에 대한 T1R1 VFT-그래핀-FET의 실시간 반응 결과를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실험예 2에 따른 다양한 감칠맛 물질에 대한 T1R1 VFT-그래핀-FET의 실시간 반응 결과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실험예 3에 따른 IMP의 시너지효과에 대한 T1R1 VFT-그래핀-FET 의 실시간 반응 결과를 나타낸다.

이하, 발명의 이해를 돕기 위해 다양한 실시예를 제시한다. 하기 실시예는 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 발명의 보호범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 >

실시예 1. T1R1 VFT 재조합단백질의 제조

1-1. T1R1 VFT 플라스미드 제작

인간 T1R1 서열(HGNC:14448)에서 아미노산 서열 21번 내지 495번에 해당하는 VFT 영역을 PCR을 통해 증폭하고, PCR 생산물을 pENTR 벡터에 삽입한 후, C 말단 다클로닝 부위(Multi cloning site, MCS)에 6X his tag 유전자를 가지고 있는 pET-DEST42 벡터에 subcloning 하였다. 상기 pET-DEST24 벡터의 구조를 도 1에 나타내었다. 이때 사용한 프라이머는 하기의 표 1과 같다:

Sense primer	CACC AGGAGATATACAT atg tttgcctgcc atagca
Anti-sense primer	agact taggcacctg gttg

1-2. T1R1 VFT의 과발현

상기 pET-DEST24 벡터를 대장균(E, coli) BL21 균주에 형질전환 시킨 후, 50 ㎍/ml의 암피실린을 첨가한 LB(Luria-Broth) 배지에서 37℃로 하루 동안 배양하였다. 배양된 BL21 균주를 1L의 LB 배지로 옮기고, 진탕 배양기에 넣어 OD₆₀₀ 값이 0.6이 될 때까지 성장시킨 후, 공지된 IPTG induction법에 기반하여 T1R1 VFT을 과발현하였다. 상기 T1R1 VFT 단백질의 과발현을 SDS-PAGE로 확인하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

1-3. T1R1 VFT의 가용화 및 정제

상기 T1R1 VFT 재조합단백질을 실온에서 60ml의 완충용액(0.1M Tris-HCl(pH8.0), 20mM Sodium dodecyl sulfate(SDS), 1 mM EDTA)으로 처리하여 가용화하였다. 가용화된 샘플을 원심분리하여 T1R1 VFT 재조합단백질이 포함된 상등액을 얻었다. 그 다음, 가용화된 단백질을 0.1 M sodium phosphate (pH 8.0), 10 mM SDS 버퍼에서 10K MW CO dialysis cassette(Thermo Scientific)를 사용하여 투석(Dialysis)하였다. 투석된 단백질을 0.2 ㎛ bottle top filter(Thermo Scientific)로 필터링 하였고, His-tag를 가진 상태의 가용화 단백질을 0.1M sodium phosphate(pH 8.0), 10 mM SDS 버퍼로 채워진 5 ml Ni² ⁺컬럼 (GE Healthcare)에 로딩하여 정제하였다. 정제된 T1R1 VFT는 컬럼 볼륨의 4배 볼륨만큼의 0.1 M sodium phosphate(pH 8.0), 10 mM SDS 버퍼로 세척하고 pH 7.0의 동일한 버퍼로 수세 후 pH 6.0의 동일한 버퍼로 바꿔 수세해 T1R1 VFT 재조합단백질을 용출하였다. 상기 T1R1 VFT 재조합단백질의 용출 결과를 SDS-PAGE로 확인하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

1-4. T1R1 VFT의 refolding

상기 정제된 T1R1 VFT 재조합단백질의 접힘(folding)을 재현하기 위해 500 ㎍/ml로 희석한 후, 12-14000 MWCO Dialysis Membrane(Spectrum Laboratories, Inc., USA)를 사용하여 투석하였다. 0.1 M Tris-HCl(pH 7.5), 10 mM SDS, 0.5 mM EDTA 버퍼에서 투석을 시작하여 0.1 M Tris-HCl(pH 7.5), 5 mM SDS, 0.5 mM EDTA 버퍼에서 4시간 투석하고 0.1 M Tris-HCl(pH 7.5), 3 mM SDS, 0.5 mM EDTA 버퍼에서 최종적으로 투석하였다. 투석된 T1R1 VFT 재조합단백질을 10mM의 methyl-β-cyclodextrin을 첨가하여 4℃에서 하루 동안 교반한 후, 0.1M Tris-HCl (pH 7.5), 1mM EDTA, 150mM NaCl 버퍼로 최종적으로 투석시켜 refolding 되도록 하였다. refoding된 T1R1 VFT 재조합단백질을 4℃에서 보관하였다. 상기 T1R1 VFT 재조합단백질의 refolding 결과를 SDS-PAGE 및 Western blotting을 통해 확인하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.

1-5. T1R1 VFT의 특성 확인

상기 refolding된 T1R1 VFT 재조합단백질의 구조를 원편광 이색성(Circular Dichroism; CD) 스펙트럼 및 2차 구조(secondary structure) 분석을 통해 확인하였다. CD 스펙트럼 및 2차 구조 분석을 각각 chirascan-plus CD spectrometer(Applied Photophysics) 및 CDNN 프로그램을 이용하여 수행한 후, 그 결과를 도 5 및 6에 나타내었다. 도 5 및 6으로부터 알 수 있듯이, T1R1 VFT 재조합 단백질이 정상적으로 refolding됨이 확인되었다.

실시예 2. T1R1 VFT - 그래핀 -FET의 제조

2-1. 그래핀-FET의 제작

그래핀을 성장시킨 구리 박막에 스핀코팅 방법을 이용하여 PMMA(Poly(methyl methacrylate)도포하여 PMMA-그래핀-구리 박막을 제조하였다. 상기 PMMA-그래핀-구리 박막을 구리 부식액(etchant)에 넣어 구리 제거하고, 실리콘 옥사이드(SiO₂) 웨이퍼에 옮긴 후 아세톤과 열로 PMMA를 제거하여 그래핀 웨이퍼를 제조하였다. 감광제를 그래핀 웨이퍼에 스핀코팅으로 도포 한 후, 포토리소그래피 공정을 실시하여 원하는 패턴을 얻었다. 마지막으로 열증착 공정으로 Cr/Au를 증착하고, lift-off를 수행하여 소스(Source) 및 드레인(Drain) 전극으로 사용하였으며, 그래핀은 채널 영역으로 사용하였다. 이를 포토리소그래피 공정을 통해 부동화(passivation)하여 그래핀-FET를 완성하였다.

2-2. 그래핀 채널 상에 단백질의 고정

그래핀에 PSE(1-Pyrenebutyric acid N-hydroxysuccinimide ester)를 2시간 동안 처리하여 그래핀과 PSE의 방향족고리 사이의 π-π상호작용 원리로 고정화가 일어나게 하였다. 그 다음, T1R1 VFT 재조합단백질을 2시간 동안 처리하여 PSE와 단백질을 아미드 결합을 통해 고정시켰다. 상기 고정된 T1R1 VFT 재조합단백질을 1차 항체로 단백질에 있는 His-tag을 인지하는 His-probe 항체를 이용하고, 2차 항체로 His-probe 항체에 결합하는 형광 항체인 Alexa fluor 488(Life technologies, USA)을 사용하여 형광이미지 관찰을 통해 확인하고, 그 결과를 도 7 에 나타내었다.

< 실험예 >

실험예 1. T1R1 VFT - 그래핀 -FET 센서 플랫폼의 실시간 전도도 측정

T1R1 VFT가 고정된 그래핀-FET 센서에서 MSG의 농도(0nM, 10nM, 100nM, 1μM 및 10μM)에 따른 실시간 반응 전도도를 측정하고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.

도 8로부터 알 수 있듯이, T1R1 VFT가 없는 그래핀(bare)-FET에서는 신호가 검출되지 않는 반면 T1R1 VFT가 고정화된 그래핀-FET에서는 MSG가 10nM의 농도로 존재하는 경우에도 전기 신호가 발생하였다.

실험예 2. T1R1 VFT - 그래핀 -FET 센서의 감칠맛 물질에 대한 선택도 측정

T1R1 VFT가 고정된 그래핀-FET 센서에서 하기의 표 2에 나타낸 MSG, 상기 MSG와 구조가 유사한 글루타민(Glutamine), 단맛 물질로 설탕(sucrose), 아스파탐(aspartame) 및 싸이클라메이트(Cyclamate), 쓴맛 물질로 고이트린(Goitrin) 및 데나토니움(Denatonium)을 사용하여 실시간 반응 전도도를 측정하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.

시료	비고
L-Glutamic acid monosodium salt monohydrate (Aldrich, USA)	감칠맛(MSG)
L-Glutamine (Sigma, USA)	MSG 유사 구조
Sucrose (Sigma, USA)	단맛
Aspartame (Supelco, USA)	단맛
Sodium N-cyclohexyl sulfamate (Aldrich, USA)	단맛
DL-Goitrin (Alfa Aesar, USA)	쓴맛
Denatonium benzoate (Aldrich, USA)	쓴맛

도 9로부터 알 수 있듯이, T1R1 VFT가 고정된 그래핀-FET 센서는 10 nM의 MSG와만 선택적으로 반응하고 다른 물질과는 유의적으로 반응하지 않는 것으로 확인되었다.

실험예 3. T1R1 VFT - 그래핀 -FET에 대한 감칠맛 개선제의 영향

T1R1 VFT가 고정된 그래핀-FET 센서에서 MSG와 감칠맛 개선제인 IMP를 이용하여 실시간 반응 전도도를 측정하고, 그 결과를 도 10에 나타내었다.

도 10으로부터 알 수 있듯이, 감칠맛 개선제인 IMP를 단독으로 사용하는 경우에는 유의적인 반응이 나타나지 않았으나, MSG와 IMP를 같이 반응시켰을 경우 신호가 증가하였다. 이를 통해 본 발명에 따른 T1R1 VFT-그래핀-FET는 단지 MSG에만 반응하는 센서가 아닌 감칠맛에 대한 전반적인 센서로 응용될 수 있음이 확인되었다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

<110> Seoul National University R&DB Foundation <120> UMAMI TASTE BIOSENSOR USING LIGAND-BINDING DOMAIN OF UMAMI TASTE RECEPTOR <130> 2016-PP-30346 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 841 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Homo sapiens taste 1 receptor member 1 <400> 1 Met Leu Leu Cys Thr Ala Arg Leu Val Gly Leu Gln Leu Leu Ile Ser 1 5 10 15 Cys Cys Trp Ala Phe Ala Cys His Ser Thr Glu Ser Ser Pro Asp Phe 20 25 30 Thr Leu Pro Gly Asp Tyr Leu Leu Ala Gly Leu Phe Pro Leu His Ser 35 40 45 Gly Cys Leu Gln Val Arg His Arg Pro Glu Val Thr Leu Cys Asp Arg 50 55 60 Ser Cys Ser Phe Asn Glu His Gly Tyr His Leu Phe Gln Ala Met Arg 65 70 75 80 Leu Gly Val Glu Glu Ile Asn Asn Ser Thr Ala Leu Leu Pro Asn Ile 85 90 95 Thr Leu Gly Tyr Gln Leu Tyr Asp Val Cys Ser Asp Ser Ala Asn Val 100 105 110 Tyr Ala Thr Leu Arg Val Leu Ser Leu Pro Gly Gln His His Ile Glu 115 120 125 Leu Gln Gly Asp Leu Leu His Tyr Ser Pro Thr Val Leu Ala Val Ile 130 135 140 Gly Pro Asp Ser Thr Asn Arg Ala Ala Thr Thr Ala Ala Leu Leu Ser 145 150 155 160 Pro Phe Leu Val Pro Met Ile Ser Tyr Ala Ala Ser Ser Glu Thr Leu 165 170 175 Ser Val Lys Arg Gln Tyr Pro Ser Phe Leu Arg Thr Ile Pro Asn Asp 180 185 190 Lys Tyr Gln Val Glu Thr Met Val Leu Leu Leu Gln Lys Phe Gly Trp 195 200 205 Thr Trp Ile Ser Leu Val Gly Ser Ser Asp Asp Tyr Gly Gln Leu Gly 210 215 220 Val Gln Ala Leu Glu Asn Gln Ala Thr Gly Gln Gly Ile Cys Ile Ala 225 230 235 240 Phe Lys Asp Ile Met Pro Phe Ser Ala Gln Val Gly Asp Glu Arg Met 245 250 255 Gln Cys Leu Met Arg His Leu Ala Gln Ala Gly Ala Thr Val Val Val 260 265 270 Val Phe Ser Ser Arg Gln Leu Ala Arg Val Phe Phe Glu Ser Val Val 275 280 285 Leu Thr Asn Leu Thr Gly Lys Val Trp Val Ala Ser Glu Ala Trp Ala 290 295 300 Leu Ser Arg His Ile Thr Gly Val Pro Gly Ile Gln Arg Ile Gly Met 305 310 315 320 Val Leu Gly Val Ala Ile Gln Lys Arg Ala Val Pro Gly Leu Lys Ala 325 330 335 Phe Glu Glu Ala Tyr Ala Arg Ala Asp Lys Lys Ala Pro Arg Pro Cys 340 345 350 His Lys Gly Ser Trp Cys Ser Ser Asn Gln Leu Cys Arg Glu Cys Gln 355 360 365 Ala Phe Met Ala His Thr Met Pro Lys Leu Lys Ala Phe Ser Met Ser 370 375 380 Ser Ala Tyr Asn Ala Tyr Arg Ala Val Tyr Ala Val Ala His Gly Leu 385 390 395 400 His Gln Leu Leu Gly Cys Ala Ser Gly Ala Cys Ser Arg Gly Arg Val 405 410 415 Tyr Pro Trp Gln Leu Leu Glu Gln Ile His Lys Val His Phe Leu Leu 420 425 430 His Lys Asp Thr Val Ala Phe Asn Asp Asn Arg Asp Pro Leu Ser Ser 435 440 445 Tyr Asn Ile Ile Ala Trp Asp Trp Asn Gly Pro Lys Trp Thr Phe Thr 450 455 460 Val Leu Gly Ser Ser Thr Trp Ser Pro Val Gln Leu Asn Ile Asn Glu 465 470 475 480 Thr Lys Ile Gln Trp His Gly Lys Asp Asn Gln Val Pro Lys Ser Val 485 490 495 Cys Ser Ser Asp Cys Leu Glu Gly His Gln Arg Val Val Thr Gly Phe 500 505 510 His His Cys Cys Phe Glu Cys Val Pro Cys Gly Ala Gly Thr Phe Leu 515 520 525 Asn Lys Ser Asp Leu Tyr Arg Cys Gln Pro Cys Gly Lys Glu Glu Trp 530 535 540 Ala Pro Glu Gly Ser Gln Thr Cys Phe Pro Arg Thr Val Val Phe Leu 545 550 555 560 Ala Leu Arg Glu His Thr Ser Trp Val Leu Leu Ala Ala Asn Thr Leu 565 570 575 Leu Leu Leu Leu Leu Leu Gly Thr Ala Gly Leu Phe Ala Trp His Leu 580 585 590 Asp Thr Pro Val Val Arg Ser Ala Gly Gly Arg Leu Cys Phe Leu Met 595 600 605 Leu Gly Ser Leu Ala Ala Gly Ser Gly Ser Leu Tyr Gly Phe Phe Gly 610 615 620 Glu Pro Thr Arg Pro Ala Cys Leu Leu Arg Gln Ala Leu Phe Ala Leu 625 630 635 640 Gly Phe Thr Ile Phe Leu Ser Cys Leu Thr Val Arg Ser Phe Gln Leu 645 650 655 Ile Ile Ile Phe Lys Phe Ser Thr Lys Val Pro Thr Phe Tyr His Ala 660 665 670 Trp Val Gln Asn His Gly Ala Gly Leu Phe Val Met Ile Ser Ser Ala 675 680 685 Ala Gln Leu Leu Ile Cys Leu Thr Trp Leu Val Val Trp Thr Pro Leu 690 695 700 Pro Ala Arg Glu Tyr Gln Arg Phe Pro His Leu Val Met Leu Glu Cys 705 710 715 720 Thr Glu Thr Asn Ser Leu Gly Phe Ile Leu Ala Phe Leu Tyr Asn Gly 725 730 735 Leu Leu Ser Ile Ser Ala Phe Ala Cys Ser Tyr Leu Gly Lys Asp Leu 740 745 750 Pro Glu Asn Tyr Asn Glu Ala Lys Cys Val Thr Phe Ser Leu Leu Phe 755 760 765 Asn Phe Val Ser Trp Ile Ala Phe Phe Thr Thr Ala Ser Val Tyr Asp 770 775 780 Gly Lys Tyr Leu Pro Ala Ala Asn Met Met Ala Gly Leu Ser Ser Leu 785 790 795 800 Ser Ser Gly Phe Gly Gly Tyr Phe Leu Pro Lys Cys Tyr Val Ile Leu 805 810 815 Cys Arg Pro Asp Leu Asn Ser Thr Glu His Phe Gln Ala Ser Ile Gln 820 825 830 Asp Tyr Thr Arg Arg Cys Gly Ser Thr 835 840

Claims

그래핀층;
상기 그래핀층 상에 서로 이격되어 형성된 소스 전극 및 드레인 전극; 및
상기 그래핀층에 고정된 리간드 바인딩 도메인을 포함하고,　　　　　　　　　　　　
상기 리간드 바인딩 도메인은 감칠맛 수용체 T1R1의 VFT(Venus fly trap)으로 이루어지고,
상기 감칠맛 수용체 T1R1의 VFT는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열의 21번째 내지 495번째 아미노산 서열로 이루어지고,
감칠맛 바이오센서는 10nM 이상의 감칠맛 물질을 감지하는 것을 특징으로 하는, 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서.
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제1항에 있어서,
상기 감칠맛은 글루탐산(glutamate), 아스파르트산(aspartate), 구아닐산(guanylate) 또는 이노신산(inosinate)로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 것인, 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서.
제1항에 있어서,
상기 그래핀층의 표면은 파이렌 메틸 아민(pyrene methylamine), 아미노 파이렌(1-aminopyrene) 또는 1-파이렌부티릭 엑시드 N-히드록시숙신이미드 에스테르(1-pyrenebutyric acid N-hydroxysuccinimide ester, PSE)로 개질 되는 것을 특징으로 하는 것인, 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서.
제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 전계 효과 트랜지스터 기반 감칠맛 바이오센서에 감칠맛을 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 감칠맛의 실시간 감지 방법.
제6항에 있어서,
상기 감칠맛을 포함하는 시료는 5'-구아닐일인산(5'-guanine monophosphate; GMP) 또는 이노신일인산 (inosine monophosphate; IMP)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 감칠맛의 실시간 감지 방법.
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