생명연, 항생제 원료 고순도 대량생산 인공 효소 개발

국내 연구진이 항생제 원료의 고순도 대량생산을 가능케 하는 인공 효소를 개발했다.

한국생명공학연구원은 합성생물학전문연구단 이승구·염수진 박사팀이 경북대 연구팀과 바이오촉매 기술을 통한 의약용 D-트레오닌 생산 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

생명연에 따르면 이번 연구는 고순도 항생제 원료의 경제적 생산을 위한 신규 D-트레오닌 합성효소를 개발할 목적으로 시작됐다.

기존 화학적 방법으론 입체특이적 합성(이성질체 중 하나의 성분만을 특이적으로 합성하는 생물학적 방법)이 어려우며 자연에서 발견되는 D-트레오닌 합성요소도 이성질체 부산물을 생성하는 문제가 있었다.

이에 연구팀은 자연 효소의 핵심 활성 부위 구조를 규명하고 단백질 공학 연구를 통해 99.9%의 고순도 D-트레오닌을 합성하는 신규 인공효소를 개발했다.

연구팀은 개량된 효소를 적용한 유가식 반응기를 개발하고 불안정한 기질을 연속 주입해 6시간 내에 50g/L 이상의 D-트레오닌을 고순도로 생산하는 데 성공했다.

이 효소는 유사 구조의 다양한 의약품 원료의 입체특이적 생산에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

합성생물학전문연구단 이승구 단장은 “인공 효소를 이용한 의약품원료의 친환경 고순도 합성은 화이트 바이오텍(white biotechnology)으로 지칭되며 지속 가능한 정밀화학 및 제약산업을 위한 핵심 이슈”라며 “향후 합성생물학 발전에 따라서 효소를 이용한 고부가가치 물질 합성이 더욱 가속화될 것”이라고 기대했다.