KAIST(총장 신성철)는 이상협 생명화학공학과 특훈교수 연구팀과 김경진 경북대학교 교수팀이 세계 최고의 효율을 지닌 숙신산 생산 균주를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다. 시스템 대사공학을 이용한 기술로 미생물 기반의 바이오 숙신산 대량 생산이 가능하다. 이번 연구 성과는 국제학술지‘네이쳐 커뮤니케이션 온라인 판에 게재됐다. 

현대 산업 전반은 화석연료를 바탕으로 하는 산업에 의존적이다. 숙신산 생산도 화학연료를 기반으로 이뤄진다. 연구팀이 개발한 숙신산 생산기술은 화학연료 대신 미생물을 사용한다. 연구진은 한우의 반추위(특수한 소화관)에서 분리한 미생물인 맨하이미아의 대사회로를 조작해 숙신산을 생산하는 연구를 오랫동안 진행 중이다.

연구팀은 이번 연구에서 숙신산 전환에 핵심역할을 하는 효소의 구조를 밝히는 한편 단백질 공학을 통해 효소성능을 개선했다. 이를 전체 대사회로 최적화에 연계시키는 시스템 대사공학을 수행했다. 

특히 연구진은 숙신산 생산을 위해 공정을 개발, 포도당, 글리세롤, 이산화탄소를 원료로 리터당 134g의 높은 농도로 숙신산을 생산했다. 해당 공정은 시간당·리터당 21g을 얻을 수 있다. 연구 관계자에 따르면 이는 세계 최고의 효율성을 지닌 숙신산 생산 공정이다. 지금까지는 일반적으로 시간당·리터당 1~3g이 최고 수준이다.

이상엽 교수는 "이번에 개발한 미생물 기반 바이오 숙신산 대량 생산 기술은 화학산업의 플랫폼 화학물질로 사용될 수 있는 숙신산을 보다 더 효율적으로 생산할 수 있기 때문에 환경친화적인 바이오화학 산업으로의 전환에 기여할 것"이라고 설명했다.