생분해 가능 미생물 기반 플라스틱 생산 성공…"페트병 대체"

국내 연구진이 생분해 가능한 미생물 기반 플라스틱 생산에 성공했다.

카이스트(한국과학기술원) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀은 미생물의 복잡한 대사 회로를 조작해 다양한 화학물질과 연료·고분자 등을 생산하는 대사공학을 이용해 PET(페트병) 대체 유사 ‘방향족 폴리에스터’ 단량체(고분자 재료)를 고효율로 생산하는 ‘미생물 균주(다이카복실산)’ 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 방향족 폴리에스터는 음료수병이나 식품 포장재 등에 쓰이는 플라스틱의 일종이다. 

사진 왼쪽부터 신디 프리시리아 박사, 문천우 박사과정, 이상엽 특훈교수. 카이스트 제공

유사 방향족 다이카복실산은 고분자로 합성하면 방향족 폴리에스터보다 물성이 뛰어나고 생분해성도 높아 친환경적인 플라스틱 재료로 주목받고 있다.

다만 수율이 낮고 유해 폐기물을 생성하는 등 문제가 있다.

이 교수팀은 시아미노산 생산에 주로 사용되는 세균에서 5종의 유사 방향족 다이카복실산을 고효율로 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발했다. 이 교수팀은 2,4-, 2,5-, 2,6-피리딘 다이카복실산을 세계 최고 농도로 생산하는 데 성공했다. 특히 2,4-, 2,5-피리딘 다이카복실산은 기존에 극미량(㎎/L) 생산되던 것을 g/L 규모의 생산까지 달성했다. 

이상엽 교수는 “개발한 기술을 다양한 폴리에스터 생산 산업공정에 응용할 수 있다”며 “미생물 기반 바이오 단량체 산업이 석유 화학 기반의 화학산업을 대체하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 미국 국립과학원 회보에 지난달 30일 자로 실렸다.

대전=강은선 기자 [e-mail]