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미생물 공장에서 포도향 생산한다

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2019년 05월 20일 11:20 프린트하기

픽사베이 제공
픽사베이 제공

이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 포도향을 생산하는 미생물을 개발했다. 생산 공정이 단순하고 친환경적이기 때문에 식품이나 의약품, 화장품에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 

 

KAIST는 이상엽 특훈교수 연구팀이 재생 가능한 탄소 순환형 바이오매스를 통해 화학적 촉매 반응 없이 순수한 생물학적 공정만으로 포도 특유의 향과 맛을 내는 천연화합물 ‘메틸안트라닐산’을 제조하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구결과는 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 5월 13일자 온라인판에 게재됐다. 

 

친환경적으로 화학물질을 생산하는 공정의 중요성이 최근 커지고 있다. 석유 자원 고갈과 기후 변화 및 환경 문제 때문이다. ‘대사공학’은 재생 가능한 바이오매스로 다양한 천연 및 비천연 화합물을 생산할 수 있다는 점에서 이 문제를 해결할 수 있는 방법이다. 하지만 식물 유래 천연화합물 생산을 위한 미생물 개발은 아직 부족한 상황이다. 

 

천연화합물인 메틸안트라닐산은 여러 과일 및 식물에 함유돼 있다. 화장품이나 의약품 등에 향미 증진제로 광범위하게 활용된다. 식물에서 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 없어 지난 100여년간 유기용매를 사용하는 석유화학적 방법으로 제조돼 인공착향료로 분류됐다. 

 

이상엽 특훈교수 연구팀은 미생물의 대사 회로를 설계해 포도당과 같이 재생 가능한 바이오매스로부터 100% 천연 메틸안트라닐산을 화학 촉매 반응 없이 효율적으로 생산하는 공정을 개발했다. 

 

메틸 안트라닐산 생산 과정. KAIST 제공
메틸 안트라닐산 생산 과정. KAIST 제공

연구팀은 미생물 유전자 조작으로 포도당으로부터 메틸안트라닐산을 생산했다. 메틸안트라닐산의 전구체인 안트라닐산을 생산하는 경로에 관여하는 유전자들을 조작해 고효율로 안트라닐산을 생산한 것이다. 그런 뒤 독성을 없애고 고농도 메틸안트라닐산을 생산하는 데도 성공했다. 

 

이 특훈교수는 “지난 100년 동안 석유화학 기반으로만 생산된 메틸안트라닐산을 100% 바이오 기반 친환경 방식으로 생산할 수 있는 기술”이라며 “천연 메틸안트라닐산은 향후 식품, 의약품 및 화장품 산업에 다방면으로 이용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

 

이상훈 KAIST 특훈교수
이상훈 KAIST 특훈교수

 

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