미생물 이용해 포도향 생산...카이스트 이상엽교수팀

석유 자원의 고갈과 기후 변화 및 환경 문제 우려가 커지면서 여러 유용한 화학물질 생산을 위한 친환경적이고 지속 가능 공정의 중요성이 날로 커지고 있다. 전세계적으로 식물 유래의 천연화합물 생산을 위한 미생물 개발이 도전해야 할 분야로 남아있는 이유다.

메틸안트라닐산은 콩코드 포도 특유의 향과 맛을 내는 주요 천연화합물로 여러 과일 및 식물에 함유돼 있다. 화장품이나 의약품 등에 향미 증진제로 광범위하게 사용되는 물질로 다방면으로 활용할 수 있다.

그러나 식물에서 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 낮아 지난 100여 년간 유기용매를 사용하는 석유 화학적 방법으로 제조돼 인공착향료로 분류됐다.

카이스트(KAIST) 생명화학공학과 이상엽(사진) 특훈교수 연구팀이 대사공학 기법을 이용해 재조합 미생물 기반의 포도향 생산 공정을 개발하는데 성공했다고 20일 밝혔다.

재생 가능한 탄소 순환형 바이오매스를 통해 화학적 촉매 반응 없이 순수한 생물학적 공정만으로 제조하는 기술로, 공정이 단순하고 친환경적이어서 고부가가치 물질인 메틸안트라닐산을 효율적으로 생산하는 기반을 마련한 것으로 평가되고있다.

대사공학 기법으로 미생물의 대사 회로를 설계해 포도당과 같이 재생 가능한 바이오매스로부터 100% 천연 메틸안트라닐산을 화학 촉매 없이 효율적으로 생산하는 공정은 세계적으로 최초다. 연구팀은 이상(二相) 추출 발효 과정을 이용해 생산되는 메틸안트라닐산 메틸을 정제하는 방법도 개발했다.

이 교수는 “지난 100년 동안 석유화학 기반으로만 생산된 메틸안트라닐산을 100% 바이오 기반의 친환경 방식으로 생산할 수 있게 된 기술”이라며 “천연 메틸안트라닐산은 향후 식품, 의약품 및 화장품 산업에 다방면으로 이용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

루오 쯔 웨(Zi Wei Luo) 박사후연구원, 조재성 박사과정이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘미국 국립과학원회보(PNAS)’ 5월 13일 자 온라인판에 게재됐다.

대전=임정재 기자 [e-mail]