신규 바이오플라스틱 생산 새 지평 연다

[산업일보]
미래창조과학부(장관 최양희)는 세계 최초로 미생물을 이용해 대표적 의료용 고분자인 폴리락테이트-co-글라이클레이트(poly(lactate-co-glycolate), PLGA)를 생산해냈다고 밝혔다.

바이오 플라스틱의 대표적인 의료용 고분자인 폴리락테이트-co-글라이클레이트(poly(lactate-co-glycolate), PLGA)은 약물전달체와 임플란트 등에 주로 사용되고 있다. 미래창조과학부 기술변화대응기술개발사업 지원을 통해 국내에서도 활발한 연구가 진행됐다. 최근 이상엽 교수팀(KAIST)이 미생물로부터 친환경 바이오 플라스틱을 생산할 수 있는 기술을 최초로 개발, 생명공학 분야의 최고 권위지인 Nature Bio-technology 온라인 판 8일자에 게재됐다.

미래창조과학부에 따르면 기존 폴리락테이트-co-글라이콜레이트의 화학적 생산 공정은 여러 단계의 화학적 전환, 정제 등 복잡한 공정이 필요해 비효율적이었을 뿐만 아니라 유독성 금속 촉매가 사용돼 친환경적이지 못한 단점을 가지고 있었다.

폐목재, 볏짚 등 재생가능한 자원인 바이오매스를 기반으로 폴리락테이트-co-글라이콜레이트를 생산하는 미생물(균주)을 개발해, 기존 화학공정 대비 친환경적이면서 단순화된 공정이 가능해졌다. 이번 연구에서 개발한 폴리락테이트-co-글라이콜레이트 생산 균주를 기반으로 한 응용 기술로 다양한 목적성 고분자 생산이 가능해져 신규 바이오플라스틱 생산에 새로운 지평을 열었다.

락테이트와 글라이콜레이트의 랜덤 공중합체로 대표적인 의료용 바이오 플라스틱으로 꼽히는 PLGA는 생분해성, 생체적합성, 구조적 안정성, 낮은 독성을 가지며, 몰 비에 따라 분해 속도가 1~6달 사이에서 조절이 가능해 약물 전달체, 임플란트 등으로 많이 사용되고 있다.

현재 폴리락테이트-co-글라이콜레이트는 주로 미생물 발효로 얻어지는 락테이트와 석유 기반 화학 합성을 통해 얻어지는 글라이콜레이트의 준비 및 정제, 금속 촉매 하에서 이루어지는 고리 개환 중합(ring-opening polymerization) 반응 등 여러 공정 과정을 통해 생산되고 있다.



이상엽 교수는 “이번 연구는 의료용 고분자의 대표적 물질인 폴리락테이트-co-글라이콜레이트를 만드는 미생물을 개발한 세계 최초의 연구“라며 “인공고분자를 생물학적 방법으로 생산할 수 있는 시스템을 구축했다는 점에서 큰 의미를 가진다”고 말했다.