페트병 소재 대체하는 미생물 기반 플라스틱 개발한 카이스트

2024년 11월 카이스트 이상엽 연구진이 페트병 소재를 대체할 미생물에 기반한 플라스틱 개발에 성공했다. 생분해성이 높은 이 친환경 소재는 다양한 폴리에스터 생산 산업공정에 응용이 기대되며 유사방향족 폴리에스터 생산에 관한 연구에도 적극 활용될 수 있다. 

 

카이스트의 페트병 소재 대체하는 미생물 플라스틱 

화석연료인 석유를 원료로 만드는 페트병 플라스틱은 미세 플라스틱 문제를 일으킨다. 페트병의 소재를 친환경으로 개발하는 연구를 국내 연구진인 카이스트가 해냈다. 

 

https://www.dongascience.com/news.php?idx=68356

 

 카이스트는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 기존 페트병 소재를 대체할 친환경 소재 '유사 방향족 폴리에스터 단량체'를 고효율로 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다. 단량체는 고분자를 만드는 재료를 말한다. 

 

생분해성 높은 친환경 고분자 단량체

고분자인 유사 방향족 다이카복실산은 친환경적인 고분자 단량체로 주목받고 있다. 합성 시 기존 페트병에 사용되는 방향족 폴리에스터보다 물성이 더 좋고 생분해성도 높기 때문이다. 

 

 그러나 화학적인 방법으로 만들어지는 유사 방향족 다이카복실산 생산은 낮은 수율과 선택성과 복잡한 반응 조건과 유해 폐기물 생성되는 문제가 따른다. 

 

 이 문제들을 해결하고자 이상엽 연구팀은 대사공학을 활용했다. 아미노산 생산에 주로 사용되는 세균인 코리네박테리움에서 미생물 균주를 개발했다. 

 

카이스트 이상엽 연구팀. 전자신문

 

 대사공학 기법을 통해 여러 유사 방향족 다이카복실산의 전구체로 사용되는 프로토카테츄산의 대사 흐름을 강화하고 전구체 손실을 방지하는 플랫폼 미생물 균주를 구축했다. 이를 통해 총 5종의 유사 방향종 다이카복실산을 고효율로 생산하는 데 성공했다.

 

석유화학 산업을 대체할 미생물 기반 바이오 단량체 산업

연구팀은 이번 연구는 다양한 폴리에스터 생산 산업공정으로의 응용이 기대되며 유사방향족 폴리에스터 생산에 관한 연구에도 적극 활용될 수 있을 것이라고 말한다. 

 

 연구를 이끈 이상엽 교수는 미생물을 기반으로 유사 방향족 폴리에스터 단량체를 고효율로 생산하는 친환경 기술을 개발했다는 점에 매우 큰 의의가 있다고 말한다.

 

 즉, 이번 연구가 앞으로 미생물 기반의 바이오 단량체 산업이 석유화학 기반의 화학산업을 대체하는 데 일조할 것이다. 연구결과는 구제학술지 미국국립과학원회보 PNAS에 2024년 10월 30일 게재되었다. 

 

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맺음말

2024년 11월 카이스트 이상엽 연구진이 페트병 소재를 대체할 미생물 플라스틱 개발에 성공했다. 생분해성이 높은 이 친환경 소재는 다양한 폴리에스터 생산 산업공정에 응용이 기대되며 유사방향족 폴리에스터 생산에 관한 연구에도 적극 활용될 수 있다.