한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 바이오매스(화학적에너지로 사용 가능한 생물체)인 미생물로부터 화학제품을 생산하는 경로를 종합 정리한 ‘바이오 기반 화학물질 합성 지도’를 개발했다고 15일 밝혔다. 이는 화학물질을 생산하는 데 필요한 바이오 및 화학 반응들에 대한 정보를 총 망라해 생명공학자들이 쉽게 활용할 수 있도록 지도 형태로 정리한 것이다. 미생물과 같은 바이오매스 원료에 생물공학적·화학적 기술을 적용해 화학원료·연료 등 화학제품을 생산하는 공정을 ‘바이오 리파이너리(Bio-Refinery)’라 한다.

바이오 리파이너리의 생물공학적 방법 중 미생물의 복잡한 대사회로를 효과적으로 조작해 화학물질을 대량생산할 수 있는 기술인 ‘시스템 대사공학’만을 100% 적용, 화학물질을 생산하는 사례가 점차 늘고 있다. 하지만 생물공학적 방법과 화학반응의 통합공정이나 화학공정만을 활용하는 것이 더욱 효율적인 경우도 많다.

이번에 완성한 '바이오 기반 화학물질 합성 지도'는 화학물질 생산을 위한 생물공학적·화학적 반응 전체에 대해 최적의 합성 경로를 알려준다. 이상엽 특훈교수는 “이번에 개발한 지도는 앞으로 시스템 대사공학이 나아가야 할 방향과 아이디어의 청사진을 제시해 준다는 점에서 의미가 있다”며 “이는 향후 친환경 화학은 물론 의료·식품·화장품 분야 등 다양한 산업에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지인 ‘네이처 카탈리시스’ 15일자 표지논문으로 게재됐다. 네이처 카탈리시스는 바이오 기반 화학물질 합성 지도를 포스터로 제작, 관련 산업계, 연구계에 배포할 계획이다.

씨스켐닷컴(2019-01-16)