석유화학 공정 없어 친환경…글루타르산 농도도 1.17배 높아

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.

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.

/연합뉴스