KAIST 이상엽 교수 "미생물로 폴리에스터 등 원료 생산"

석유화학 공정 없어 친환경…글루타르산 농도도 1.17배 높아

고농도 글루타르산 생산 능력을 가진 코리네박테리움 글루타미쿰의 제작을 위한 시스템 대사공학 전략 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

고농도 글루타르산 생산 능력을 가진 코리네박테리움 글루타미쿰의 제작을 위한 시스템 대사공학 전략 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 김소연 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 폴리에스터 등 원료인 글루타르산을 고농도로 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발했다고 19일 밝혔다.

지금까지는 글루타르산을 석유화학적 방법으로 생산해왔는데, 재생 불가능하고 친환경적이지 않다는 단점이 있었다.

따라서 포도당 같은 재생 가능한 자원에서 글루타르산을 생산하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

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연구팀은 앞서 토양 세균 일종인 '수도모나스 푸티다' 균주 유전자를 대장균에 도입, 글루타르산을 생산하는 연구 결과를 발표한 바 있다.

다만 생산된 글루타르산 농도가 매우 낮다는 문제가 있었다.

연구팀은 농도를 높이기 위해 아미노산 생산에 주로 쓰는 세균 '코리네박테리움 글루타미쿰'을 사용했다.

이 균주는 글루타르산 전 단계 물질인 라이신을 1ℓ당 130g 이상 생산한다.

연구팀은 라이신을 과량 생산하는 이 균주에 '수도모나스 푸티다' 균에서 유래한 외래 유전자와 '글리코박테리움 글루타미쿰' 유전자로 이뤄진 새로운 합성 경로를 구축, 포도당에서 글루타르산을 생산했다.

또 라이신을 과량 생산하는 균주에 대한 다중 오믹스 분석을 통해 균주 대사 흐름도 파악했다.

연구팀은 효율적인 글루타르산 생산을 위한 새로운 글루타르산 수송체 유전자도 발견했고, 기존 연구보다 1.17배 농도가 높은 글루타르산을 생산하는 데 성공했다.

이상엽 특훈교수는 "시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원에서 폴리에스터와 나일론 등 원료인 글루타르산을 친환경적으로, 세계 최고 농도로 생산하는 균주를 개발했다는 데 의의가 있다"고 말했다.

연구 성과를 담은 논문은 지난 16일 국제 학술지 '미국 국립과학원 회보'(PNAS)에 실렸다.

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