바이오매스 전환에서 다당류 분해효소의 일종인 LPMO의 현황

전문가 제언

○ 바이오매스 분해에서 LPMO(Lytic Polysaccharide MonoOxygenase, 다당류 분해효소의 일종)의 역할은 생물학뿐만 아니라 산업적 응용에서도 그 중요성이 인식되어 관련 연구가 이루어지고 있다. 이제는 바이오매스의 산업적 전환에서 LPMO의 사용문제가 아니라 LPMO 효소와 그 반응생성물을 이용할 경우의 최대효과 등이 연구되고 있다.

 

○ LPMO 효소를 산업용으로 활용하기 위해서는 효소의 생화학적인 성질에 대한 이해가 매우 중요하다. 물 불용성 고체기질을 이용하는 효소에서 공통적인 문제는 기질의 가용성을 어떻게 해결하느냐이다. 대부분은 올리고머를 이용하여 효소분해 메커니즘을 추적한다. 그러나 올리고머 분해결과를 근거로 긴 폴리머분해 메커니즘을 유추하는 것은 매우 큰 위험이 따른다는 것을 알아야 한다. 왜냐하면 효소의 기질 결합영역이 효소 활성부위의 반응성에 영향을 주기 때문이다.

 

○ AA9은 효모에서의 발현이 실행될 수 있다. 그러나 박테리아에서의 발현이 아직까지 보고되지 않는 것은 발현되어도 봉입체(inclusion body)로 얻어져 활성에 문제가 있는 것으로 생각된다. 반면에 AA10은 대장균에서 발현시켜 이용하였다고 보고되고 있다. 그러나 대장균에 발현된 단백질의 활성이 효모발현에 비해 상당히 낮을 것으로 생각된다.

 

○ 세균을 이용한 LPMO의 과발현 생산이 비교적 간단한 단백질 분리공정 때문에 산업적으로 유리하다. 그러나 세균에서 활성이 높은 단백질을 대량생산하기 위해서는 분비시스템을 생산균주에 도입해 세포외 생산을 해야 하기 때문에 균주 개량에 많은 투자가 필요하다. 바이오리파이너리에서 LPMO의 성공은 효소의 생산비용 저감에 있다고 본다.

 

○ LPMO를 이용한 바이오연료 생산에서 산업적 최적화 조건을 찾아내는 것이 쉬운 일은 아니다. 특히 전처리과정에서 리그닌을 전부 제거할 필요는 없는 것으로 확인되고 있다. 왜냐하면 리그닌이 전자공여체로 작용하기 때문이다. 그러나 효소의 셀룰로오스 기질에의 접근성을 높이기 위해서는 리그닌을 제거해야 하며 리그닌을 어느 정도로 유지시키는 것이 최적 공정인지를 결정해야 한다.

 

 

저자

G.R. Hemsworth; E.M. Johnston; G.J. Davies; P.H. Watton

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

33(12)

잡지명

Trends in Biotechnology

과학기술
표준분류

에너지

페이지

747~761

분석자

윤*철

분석물

• 바이오매스 전환에서 다당류 분해효소의 일종인 LPMO의 현황.pdf [545,932 byte]

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