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대장균을 이용한 범용화학제품의 생산 가능성 검토

전문가 제언: ○ 대장균(Escherichia coli)은 온혈동물의 대장과 소장에 생존하는 그람 음성세균이다. 이 대장균은 창자 내는 물론 생체 외에서도 생존이 가능하다. 이 세균은 번식이 빠르고 유전자를 다루기가 쉽기 때문에 유전자서열이 가장 먼저 밝혀진 원핵생물 중의 하나이다. 따라서 유전자를 조작한 재조합 대장균은 유전공학, 대사공학 등 바이오테크놀로지의 기초 및 응용연구와 산업용 균주로 가장 많이 이용되고 있다.

○ 최근 재조합 대장균을 사용하여 고가의 정밀화학제품은 물론 저가의 범용화학제품을 생산하는 연구가 활발하게 추진되고 있다. 특히 전 세계적으로 에너지와 환경문제가 심각하게 제기되면서 재생 가능한 바이오매스로부터 석유화학제품을 대체할 수 있는 바이오에탄올과 생분해성 고분자물질의 개발에 연구가 집중되고 있다. 최근 국내외적으로 범용화학제품의 생산 연구가 활발하게 추진되고 있다.

○ 재조합 E. coli에를 사용한 균주공정 개발은 지난 10년 동안 현저하게 발전하였다. 국내에서는 이미 재조합 E. coli를 사용하여 PHB, PHA, polylactic acid의 생산에 관한 연구가 보고된바 있다. 국제적으로는 사탕수수 당류를 비롯해서 수수 등의 전분질 원료, 목질 가수분해물 등 다양한 원료에서 PHB, PHA, PDO, butanediol, propanol을 생산하는 연구가 보고되었다. 재조합 생산균주는 E. coli 이외에 Z. mobilis나 Klebsiella pneumoniae도 보고되었다.

○ 특히 범용화학제품을 대량생산하기 위해서는 생산 공정을 최적화하여 수율을 극대화하고 가장 경제적이며 재생 가능한 원료의 공급문제를 해결하여야 한다. 따라서 선택된 생산균주의 대사회로분석과 동시에 생산비를 산출할 수 있는 기술경제성분석이 필요하다. 현재 범용화학제품의 생산원료로는 사탕수수설탕이 가장 경제성이 있다고 평가되고 있다. 그러나 목질 바이오매스는 재생 가능한 유일한 지구상의 섬유질탄소원이기 때문에 이 원료를 이용한 유용물질의 생산연구는 계속될 것이다.

저자: Claudia E. Vickers etal.
자료유형: 학술정보