2020년 1월 16일, 우리 학교 최권영 교수 연구팀이 특정 효소를 이용해 친환경 바이오 공정에 활용될 수 있는 바이오 생산 기술을 개발했다.

최권영 교수(환경안전공학과, 사진 왼쪽) 연구팀은 시토크롬 P450(CYP)이라는 특정 효소에 대한 친환경 바이오 및 염료 생산 기술을 개발했다고 밝혔다. 관련 연구는 ‘Cytochrome P450 수산화 효소를 이용한 지속 가능한 바이오 자원의 생촉매 전환 기술(Whole-cell biocatalysis using cytochrome P450 monooxygenases for biotransformation of sustainable bioresources(fatty acids, fatty alkanes, and aromatic amino acids))’이라는 논문으로 1월8일자 <바이오 테크놀로지 어드밴스드(Biotechnology Advances), 논문인용지수 (IF)=12.831>에 게재됐다.

논문의 제1저자로 우리 학교 박현아(환경공학과 박사과정, 사진 오른쪽) 학생이 참여했다. 이 논문은 생물학연구정보센터(BRIC)가 발표하는 ‘한국을 빛내는 사람들’ 논문으로 선정되기도 했다.

최권영 교수 연구팀은 산화 반응을 통해 독소배출(detoxification)에 관여하는 CYP 라는 효소를 이용해 지방산, 아미노산과 같은 바이오 매스로부터 폴리에스터나 폴리아마이드 같은 고분자 바이오를 생산하는 연구를 진행하고 있다. CYP(cytochrome P450 monooxygenases)는 산소와 NAD(P)H로 부터 전자를 공급받아 기질의 산화 반응을 매개하는 효소로 산업적 응용 가치가 높다.

이번 논문에서 연구팀은 CYP 효소를 이용, 다양한 바이오 매스 자원을 활용하여 현재 상용화된 고분자 단량체를 친환경 공정으로 개발할 수 있다는 점에 주목했다. 이 과정에서 CYP 효소를 생촉매로 활용할 경우 효소 공학 및 대사 공학을 이용한 다양한 공학적 엔지니어링을 통해 산업적으로 가격 경쟁력을 갖춘 친환경 공정에 적용할 수 있다는 점을 강조하였다.

CYP는 친환경 바이오 공정에서 최근 주목받고 있는 효소로 여러 가지 화학물질과의 합성을 통해 고분자 바이오 생산 기술에 활용될 수 있다. 하지만 산업적으로 경쟁력이 있는 바이오 화학 제품의 실용화 단계까지 이르기에는 ▲NAD(P)H 재활용 ▲전자 전달 단백질(redox protein)의 공급 ▲heme 전구체 투입의 경제성 문제 등이 한계로 지적되어 왔다.

연구팀은 이번 논문을 통해 현재 바이오 화학 산업에서의 CYP 효소 생촉매 전환 공정 수준을 분석하고, 앞으로 극복해야 하는 다양한 공학적 난제들에 대해 설명했다.

최권영 교수 연구팀은 CYP 효소를 이용해 생분해 고분자를 생산하는 방안을 연구, 환경 관련 현안으로 떠오른 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 관련된 복수의 연구 논문이 섬유 공학 분야 최상위 저널 에 게재되기도 했다.