[헤럴드경제=구본혁 기자] 과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 교수 연구팀이 친환경 바이오매스를 활용해 플라스틱 생산 및 폐플라스틱 재활용 기술을 각각 개발했다고 30일 밝혔다.
이번 연구성과는 미생물발효를 통해 방향족 폴리에스테르를 생산하는 기술을 세계 최초로 개발하고, 더 나아가 기존 플라스틱을 재활용해 친환경 플라스틱을 생산할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다.
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| 이상엽(오른쪽) KAIST 생명화학공학과 교수가 학생들과 실험결과에 대한 의견을 나누고 있다.[제공=KAIST] |
방향족 폴리에스테르는 강도 및 열안정성이 우수해 병, 식료품 포장재 등에 사용되는 중요한 원료로 PET가 대표적이다.
이상엽 교수 연구팀과 이화여대 박시재 교수 연구팀은 공동연구를 통해 개량된 대장균을 직접 발효해 비식용(非食用) 바이오매스로부터 방향족 폴리에스테르를 생산할 수 있는 친환경 원천기술을 세계 최초로 개발했다.
공동 연구팀은 컴퓨터 기반 가상세포를 이용한 대장균 균주의 대사흐름분석 기술을 적용한 시스템 대사공학기법을 활용, 고분자 생산에 핵심인 코에이-전이효소의 기존 밝혀지지 않은 반응을 규명하고, 이를 활용해 다양한 종류의 방향족 폴리에스테르를 생산했다.
시스템 대사공학과 합성생물학 기술을 접목한 전략을 사용해 비천연 고분자인 방향족 폴리에스테르를 친환경적이면서도 효율적으로 생산하는데 성공함으로써, 향후 바이오 플라스틱 산업 성장에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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| 대장균을 이용한 방향족 폴리에스테르 생산 전체 개념도.[제공=과기정통부] |
또 이상엽 교수 연구팀과 경북대학교 김경진 교수 연구팀은 공동 연구를 통해 기존 알려진 효소보다 월등한 PET 분해능력을 갖는 효소의 구조를 밝히고, 이 효소의 우수한 PET 분해 원인 규명 및 PET 분해 활성이 증가된 변이 효소 개발까지 성공했다.
PET는 합성 플라스틱으로 자연 분해가 어려워 소각, 매립하기 때문에, 이 과정에서 여러 환경문제를 야기한다. 따라서 친환경적인 PET 분해를 위해 미생물이 가진 효소를 이용하기 위한 연구개발이 활발하다.
이번 연구는 미생물을 활용한 친환경 플라스틱 재활용산업을 가속화할 수 있다는 점에서 지속가능한 플라스틱산업에 중요한 의미를 가진다는 것이 연구팀의 설명이다.
이상엽 교수는 “미생물로 합성 플라스틱을 대체하는 플라스틱을 생산하고, 화학적으로 생산된 플라스틱을 다시 미생물로 분해하는 기술이 개발됐으므로, 친환경 화학산업으로의 재편이 가능해질 것“이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 8일 및 1월 26일자 온라인판에 각각 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
