국내 연구진이 미생물 발효를 통해 플라스틱을 만들고 분해하는 친환경 기술을 개발했다.
과학기술정보통신부는 이상엽 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 교수팀이 친환경 바이오매스(화학적 에너지로 사용 가능한 생물체)를 활용해 플라스틱을 생산하는 기술 및 강력한 PET 분해 활성 능력을 가진 효소개발에 성공했다고 30일 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 8일 자에 실렸다.
이 교수팀은 개량된 대장균을 발효해 비식용 바이오매스로부터 방향족 폴리에스테르를 생산할 수 있는 원천기술을 개발했다. 방향족 폴리에스테르는 병, 식료품 포장재 등에 사용되는 원료로, 대표적으로는 PET병의 원료인 PET가 있다.
연구진은 미생물 유래 고분자인 폴리하이드록시알카노에이트의 생합성 시스템을 바탕으로 코에이-전이효소(CoA-transferase)의 새로운 작용을 규명, 이를 토대로 다양한 방향족 폴리에스테르를 생산할 수 있게 됐다.
이 교수팀은 기존보다 월등한 PET 분해 능력을 가진 효소개발에도 성공했다.
합성플라스틱인 PET는 자연 분해가 어려워 소각·매립하기 때문에, 이 과정에서 여러 환경 문제가 발생했다. 또 종전 미생물 기반 PET 분해 기술은 시간 및 비용적으로 비효율적인 단점을 가지고 있었다.
연구진은 PET 분해 능력을 갖춘 신규효소(PETase)를 분석한 뒤 이를 바탕으로 PET 분해 능력이 대폭 증가된 PETase 변이 효소를 개발했다.
이상엽 교수는 "미생물로 합성 플라스틱을 대체하는 플라스틱을 생산하고, 화학적으로 생산된 플라스틱을 다시 미생물로 분해하는 기술이 개발했다"며 "친환경 화학산업으로의 재편이 가능해질 것"이라고 말했다.