석유화학 아닌 미생물로 플라스틱 만든다고?

[아이뉴스24 정종오 기자] 폴리에스터 아마이드는 일반적으로 많이 사용되는 플라스틱인 PET(폴리에스터)와 나일론(폴리아마이드)의 장점을 모두 갖춘 차세대 소재다. 지금까지는 석유화학 공정을 통해 생산할 수 있어 환경오염 문제를 피할 수 없었다.

한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 플라스틱을 대체할 미생물을 이용한 신규 바이오 기반 플라스틱을 개발하는데 성공했다.

KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주를 개발하고 여러 가지 신규 유형의 친환경 바이오 플라스틱인 폴리에스터 아마이드를 생산했다.

한국화학연구원(원장 이영국) 연구팀과 공동 분석을 통해 생산된 이 플라스틱의 물성 확인까지 성공했다고 20일 발표했다.

이상엽 특훈교수 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 새로운 미생물 대사회로를 설계해 9종의 다른 폴리에스터 아마이드를 생산할 수 있는 플랫폼 미생물 균주를 개발했다.

폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스의 주원료인 포도당을 원료로 사용해 폴리에스터 아마이드를 친환경적으로 생산할 수 있도록 했다. 연구팀은 해단 균주의 유가 배양식 발효 공정을 이용해 고효율 생산(54.57g/L)을 보임으로써 앞으로 산업화 가능성도 확인했다.

KAIST 연구팀은 한국화학연구원 정해민, 신지훈 연구원과 함께 바이오 기반 플라스틱의 물성을 분석한 결과 기존의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖고 있는 것으로 나타났다.

친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다는 것을 확인했다.

이번 연구에서 개발된 균주와 전략들은 여러 가지 폴리에스터 아마이드뿐 아니라 다른 그룹의 여러가지 고분자들을 생산하는 대사회로들을 구축하는데 유용하게 쓰일 것으로 예상된다.

이상엽 특훈교수는 “이번 연구는 석유화학 산업 기반에 의존하지 않고도 폴리에스터 아마이드(플라스틱)을 재생 가능한 바이오기반 화학산업을 통해 만들 수 있는 가능성을 세계 최초로 제시한 것”이라며 “앞으로 생산량과 생산성을 더욱 높이는 연구를 이어갈 계획”이라고 말했다.

해당 연구 결과(논문명 : Biosynthesis of poly(ester amide)s in engineered Escherichia coli)는 국제학술지 ‘네이쳐 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)’ 3월 17일 자 온라인으로 실렸다.