한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단 이승구·염수진 박사팀과 경북대 생명과학부 김경진 교수팀은 해당 효소의 발굴, 반응공정 구축 등을 공동 진행해 D-트레오닌을 99.9% 의 고순도로 대량 생산했다고 22일 밝혔다.

연구진은 저온 생육이 가능한 해양 유래 미생물에서 저온에서도 높은 활성을 나타내는 D-트레오닌 합성효소를 발굴하고, 저가의 원료물질인 글리신(glycine)과 아세트알데히드(acetaldehyde)로 고순도 D-트레오닌(threonine)을 제조했다. 본 기술은 항생제 의약품 원료 등에도 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이 연구는 고순도 항생제 원료의 경제적 생산을 위해 시작됐다. 기존 방법으로는 입체특이적 합성이 어렵고, 자연에서 D-트레오닌 합성효소들이 발견되지만 역시 이성질체 부산물을 생성하는 문제가 있었다.

이에 연구진은 공동 연구를 통해 개량된 효소를 적용한 유가식 반응기를 개발하고 불안정한 기질을 연속 주입해 6시간 내에 50g/L 이상의 D-트레오닌을 고순도로 생산하는 데 성공했다.

이승구 생명연 합성생물학전문연구단장은 "친환경 고순도 합성은 지속 가능한 정밀화학과 제약산업을 위한 핵심 이슈"라며 "해당 연구는 구조기반의 인공 효소개발 및 반응공정 연구가 의약·화학산업 고도화에 기여할 수 있음을 보여주는 사례로, 향후 합성생물학 발전에 따라서 효소를 이용한 고부가가치 물질 합성이 더욱 가속화될 것으로 기대된다"고 밝혔다.

생명연은 D-트레오닌의 생산 방법에 대한 특허를 ㈜엠에이치투바이오케미칼에 기술 이전하는 한편 연내 시제품 개발을 추진하고 있다.

연구 성과는 촉매분야의 저명 저널인 미국화학회 전문학술지 ACS catalysis 지난달 28일자 온라인 판에 실렸다. 정인선 기자

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