생명연, 의약용 D-트레오닌 생산 기술 개발..바이오촉매 활용

향후 효소를 이용한 고부가가치 물질 합성 기대

개량 효소를 이용한 고순도 D-트레오닌 생산 A)는 D-트레오닌 생산을 위한 반응기 모식도이다. B)는 A와 같이 설치된 반응기에서 기질인 글리신과 아세트알데히드로부터 D-트레오닌이 생산되는 것을 시간별로 측정한 결과이다.(그림제공:생명연)© 뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 한국생명공학연구원은 합성생물학전문연구단 이승구·염수진 박사팀과 경북대 생명과학부 김경진 교수팀이 공동연구를 통해 고순도 의약용 D-트레오닌을 대량 생산하는 인공 효소 및 반응공정 신기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

이번 연구는 고순도 항생제 원료의 경제적 생산을 위한 신규 D-트레오닌 합성효소를 개발할 목적으로 시작됐다.

기존 화학적 방법으로는 입체 특이적 합성이 어려운 데다 자연에서 D-트레오닌 합성 효소들이 발견되지만 이 역시 이성질체 부산물을 생성하는 문제가 있었다.

이에 공동연구팀은 자연 효소의 핵심 활성부위 구조를 규명하고 단백질공학 연구를 통해 99.9%의 고순도로 D-트레오닌을 합성하는 신규 인공 효소를 개발했다.

연구팀은 또 개량된 효소를 적용한 유가식 반응기를 개발하고 불안정한 기질을 연속 주입해 6시간 내에 50g/L 이상의 D-트레오닌을 고순도로 생산하는 데 성공했다.

이 효소는 유사 구조의 다양한 의약품 원료의 입체특이적 생산에 적용될 수 있을 것으로 전망된다.

생명연 합성생물학전문연구단 이승구 단장은 “이번 연구는 구조기반의 인공 효소개발 및 반응공정 연구가 의약 및 화학산업의 고도화에 기여할 수 있음을 보여주는 사례”라며 “향후 합성생물학 발전에 따라 효소를 이용한 고부가가치 물질 합성이 더욱 가속화될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

생명연은 D-트레오닌의 입체특이적 생산방법에 대한 기술윽 ㈜엠에이치투바이오케미칼에 기술 이전해 연내 시제품 개발을 추진하고 있다.

한편, 이번 연구성과는 촉매분야의 저명 저널인 ‘미국화학회 전문학술지’ 5월28일자 온라인판에 게재됐다.

km5030@news1.kr