카이스트, 친환경 나일론 원료 '글루타르산' 고농도 생산 길 열어

고농도의 글루타르산 생성능을 가지는 코리네박테리움 글루타미쿰의 제작을 위한 시스템 대사공학 전략[사진 = 카이스트]

나일론 등의 원료인 글루타르산을 세계 최고 농도로 생산하는 균주가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 기존 석유화학에 기반해 생산하는 게 아닌, 미생물 균주를 활용하기 때문에 친환경적이다.

카이스트(KAIST)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 세계 최고 농도의 글루타르산 생산이 가능한 미생물 균주를 개발했다고 19일 밝혔다.

글루타르산은 무색의 고체로 사탕무나 양모의 추출물 속에 들어있다. 폴리에스터, 나일론 등의 제조에 쓰인다. 주로 석유화학에 기반한 다양한 화학적 방법으로 생산된다. 이들은 대개 재생 불가능하고 독성이 강한 시작 물질에 의존해 친환경적이지 않다는 단점이 있다.

이에 친환경 생산을 위한 연구가 진행돼 왔지만, 높은 생산농도를 달성하는 데 어려움이 있었다.

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연구팀은 그간 아미노산 생산에 주로 사용되는 세균의 일종인 ‘코리네박테리움 글루타미쿰’을 이용한 글루타르산 생산공정에 관한 연구에 주목하고, 포도당으로부터 글루타르산을 효율적으로 생산하는 데 성공했다.

또한 효율적인 글루타르산 생산을 위해 새로운 글루타르산 수송체 유전자를 발견했고, 해당 유전자의 발현 수준 조작과 발효 조건 최적화를 통해 포도당으로부터 세계 최고 농도를 지닌 글루타르산을 생산할 수 있었다.

이상엽 특훈교수는 “향후 화학·환경·의료 분야 등 다양한 산업적 응용이 가능할 것”이라고 강조했다.

연구 결과는 국제학술지인 ‘미국 국립과학원 회보(PNAS)’ 11월 16일 자에 게재됐다.