생명연, 'D-트레오닌' 대량생산..고순도 항생제·의약품 활용 전망

국내 연구진이 고순도 의약용 'D-트레오닌'을 대량 생산하는 인공 효소, 반응공정 신기술을 개발했다. 항생제 의약품 원료 등에 사용될 전망이다.

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 이승구 합성생물학전문연구단장과 염수진 전남대 생명과학기술학부 박사, 김경진 경북대 생명과학부 교수팀이 D-트레오닌을 고순도로 대량 생산하는데 성공했다고 22일 밝혔다.

이 연구는 고순도 항생제 원료를 경제적으로 생산하기 위해, 신규 D-트레오닌 합성효소를 개발할 목적으로 시작됐다.

기존 화학적 방법으로는 분자식과 성질은 같으나 배열이 다른 '이성질체' 없이 특이적으로 합성하는 '입체특이적 합성'이 어렵다. 자연에도 D-트레오닌 합성효소들이 발견되지만 역시 이성질체 부산물을 생성하는 문제가 있었다. 생명연-경북대-전남대 공동연구팀은 자연 효소 핵심 활성부위 구조를 규명하고 단백질공학 연구를 통해 99.9% 고순도로 D-트레오닌을 합성하는 신규 인공효소를 개발했다.

생명연 연구팀은 또 개량된 효소를 적용한 유가식 반응기를 개발하고 불안정한 기질을 연속 주입해 6시간 내에 리터당 50g 이상의 D-트레오닌을 고순도로 생산하는데 성공했다. 이 효소는 유사 구조 다양한 의약품 원료의 입체특이적 생산에 적용될 수 있다.

이승구 단장은 “인공 효소를 이용한 의약품원료의 친환경 고순도 합성은 지속 가능한 정밀화학 및 제약산업을 위한 핵심 이슈”라며 “이번 연구는 구조기반 인공 효소개발 및 반응공정 연구가 의약 및 화학산업의 고도화에 기여할 수 있음을 보여주는 사례로, 향후 합성생물학 발전에 따라 효소를 이용한 고부가가치 물질 합성이 더욱 가속화될 것으로 기대된다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com