이상엽 특훈교수팀, 석유화학 대체 친환경 대사공학 활용성 높여
국내 연구진이 세계 최초로 대사공학(바이오리파이너리)을 이용해 의약품의 원료 중 하나인 ‘일차 아민’을 생산하는 데 성공했다.
카이스트(KAIST)는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 포도당을 일차 아민으로 전환하는 미생물 균주를 개발했다고 11일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 지난 8일(현지시각) 게재됐다.
대사공학은 미생물의 대사작용을 이용해 유용한 화학물질을 생산하는 기술이다. 특정 미생물에게 이산화탄소를 먹여 산업원료인 일산화탄소나 에탄올로 바꾸는 식이다. 화석연료를 이용하던 기존 석유화학 공정을 대체해 환경 문제를 해결할 기술로 기대받고 있다.
이 특훈교수는 "기존 석유화학 생산공정이 대사공학으로 대체되는 사례가 점차 늘고 있지만, 의약품의 전구체(원료)로 널리 사용되는 일차 아민을 대사공학으로 생산한 사례는 아직 보고된 바 없다"며 "생합성 대사회로의 부재로 이 물질을 만들 수 있는 균주가 개발되지 못했기 때문"이라고 설명했다.
연구팀은 ‘역생합성 시뮬레이션’이란 기술을 통해 포도당을 먹어 일차 아민을 배출할 수 있는 대사회로를 디자인했고, 대장균의 한 종류가 이 대사회로를 가졌음을 밝혀냈다. 이 균주를 이용해 일차 아민을 생산하는 데도 성공했다.
이 교수는 "후속 연구를 통해 일차 아민을 대량생산할 수 있는 기술도 개발할 계획"이라며 "이번에 활용된 역생합성 시뮬레이션 전략은 일차 아민뿐만 아니라 다른 화학물질들을 생산하는 데도 유용하게 쓰일 것"이라고 말했다.