KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주를 개발했다.
또 여러가지 새로운 유형의 친환경 바이오플라스틱 ‘폴리에스터 아마이드’를 생산, 한국화학연구원(이하 화학연)과 공동 분석으로 물성 확인에 성공했다.
연구팀은 자연계에 존재하지 않는 새로운 미생물 대사회로를 설계해 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-3-아미노프로피오네이트), 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-4-아미노뷰티레이트) 등을 포함한 폴리에스터 아마이드 9종을 생산할 수 있는 플랫폼 미생물 균주를 개발했다.
폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스의 주원료인 포도당을 원료로 폴리에스터 아마이드를 친환경적으로 생산하는 방법을 제시했다.
아울러 균주의 유가 배양식 발효 공정을 이용한 고효율 생산성으로 추후 산업화 가능성도 확인했다.
연구팀이 화학연 정해민·신지훈 연구원과 바이오 기반 플라스틱의 물성을 분석한 결과 기존 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖는 것으로 나타났다.
이는 친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다는 것을 의미한다.
이번에 개발한 균주 및 전략은 여러 폴리에스터 아마이드뿐 아니라 다른 그룹의 고분자들을 생산하는 대사회로 구축에도 유용할 전망이다.
이 특훈교수는 “이번 연구는 석유화학산업에 의존하지 않고도 플라스틱 을 재생가능한 바이오기반 화학산업으로 만들 가능성을 세계 최초로 제시한 것”이라고 설명했다.
한편, 이번 연구결과는 국제학술지 `네이쳐 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 지난 17일자 온라인에 게재됐다.
(논문명: Biosynthesis of poly(ester amide)s in engineered Escherichia coli, DOI:10.1038/s41589-025-01842-2)
