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바이오매스를 단일원료로 한 공중합 폴리에스테르의 미생물 합성

전문가 제언: ○ 미생물이 생합성하는 Polyhydroxyalkan산은 생분해성 바이오매스-플라스틱으로서의 이용이 기대되고 있으나 그의 실용화를 위해서는 물성이 뛰어난 공중합체(共重合体)를 싼값의 원료로부터 효율성 있게 생산하여야 한다. 그러기 위해서 유전자 재조합 미생물을 제작하여 이로 인해서 당질을 단일원료로 하는 바이오폴리에스테르의 생합성에 관한 것이다.

○ 본 리뷰에 의하면 토양에서 분리한 Aeromonas caviae는 유지(油脂)나 지방산(脂肪酸)을 탄소원(炭素源)으로 하여 3HB와 탄소수(炭素數) 6의 (R)-3-Hydroxyhexane산(3HHx)로부터 일어나는 무작위 공중합체 Poly(3-Hydroxybutane산-co-3-Hydroxy- hexane산) [P(3HB-co- 3HHx)]를 생성하게 된다. 이 3HHx단위가 도입된 폴리에스테르는 P(3HB) homo-polymer보다도 연한 소재인 것으로 알려져 있다.

○ Aeromonas caviae에서 탄소수 4~6의 3-Hydroxyacyl-coA를 기질로 되는 PHA synthase의 유전자 phaCAc나 지방산 β-산화계를 경유한 단량체(單量体)를 공급하는 신규효소(R)-특이적 enoyl-CoA hydratase의 유전자 phaJAc를 cloning하여 R. eutropha의 PHA synthase 결손주인 PHB-4주에 phaCAc 유전자를 도입함으로써 팜유나 올리브유에서 3·4㏖%의 3HHx단위를 포함한 P(3HB-co- 3HHx)를 효율 좋게 합성하는 재조합주를 만들게 되었다.

○ 그 결과 제작된 재조합주는 Fructose를 단일 탄소원으로 하여 1.2~1.6 ㏖%의 3HHx단위를 포함한 P(3HB-co-3HHx)를 생합성하였다. 즉 식물유나 지방산에서만 아니라 당질을 단일 탄소원으로 한 P(3HB-co- 3HHx) 공중합체의 생합성이 가능하다는 것을 알게 되었다.

○ R. eutropha를 대표로 한 PHA 생산균의 이해와 개량으로 인해서 우수한 공중합체를 다양한 원료로부터 효율성 있는 미생물이 합성하는 기술이 개선됨을 비롯하여 바이오매스에서 발효 생산된 단량체의 중합에 의한 바이오매스-플라스틱에 목표를 둔 연구를 추진함으로써 앞으로 미생물 폴리에스테르의 생산과 이용이 산업에서 크게 발전하여 순환형사회로의 전환에 공헌하기를 바란다.

저자: Toshiaki Fukui
자료유형: 학술정보