KAIST, 미생물 이용한 친환경 나일론 유사 플라스틱 개발

"석유화학 산업 기반 의존 않고 플라스틱 재생 가능성 제시"

폴리에스터 아마이드 생산을 위한 신규 대사회로. ⓒ한국과학기술원

한국과학기술원(KAIST)은 미생물을 이용한 친환경 나일론 유사 플라스틱 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.

이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수 연구팀은 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주를 개발하고 여러 가지 신규 유형의 친환경 바이오 플라스틱인 폴리에스터 아마이드를 생산했다. 한국화학연구원 연구진과 공동 분석을 통해 생산된 이 플라스틱의 물성 확인까지 성공했다.

이상엽 특훈교수 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 새로운 미생물 대사회로를 설계해 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-3-아미노프로피오네이트), 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-4-아미노뷰티레이트) 등을 포함한 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. 또한 연구팀은 해단 균주의 유가 배양식 발효 공정을 이용해 고효율 생산 (54.57 g/L)을 보임으로써 추후 산업화될 가능성도 확인했다.

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

연구팀은 이번 연구에서 개발된 균주 및 전략들이 여러 가지 폴리에스터 아마이드 뿐만 아니라 다른 그룹의 여러가지 고분자들을 생산하는 대사회로 구축하는데 유용하게 쓰일 것으로 예상하고 있다.

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