KAIST서 미생물 발효해 철분제 활용 '헴' 생산

KAIST서 미생물 발효해 철분제 활용 '헴' 생산
의약품·식품 첨가물 등 산업 적용 가능성 높여



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 대장균을 발효해 바이오매스로부터 헴(haem)을 생산하고 세포 밖으로 분비할 수 있는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
헴은 혈액에서 산소를 운반하는 헤모글로빈이나 세포 호흡에 필수적인 사이토크롬을 비롯한 여러 중요한 단백질 기능에 핵심적 역할을 한다.
인체 흡수율이 높아서 고급 철분제나 약물로 이용되기도 한다.
최근에는 헴이 고기 맛을 내는 핵심 요소로 밝혀지면서, 콩고기에 헴을 넣는 조리법이 주목받고 있다.
지금까지 헴은 유기 용매를 이용한 동물 혈액이나 일부 식물 조직으로부터 추출하는 방법으로 생산했다.
이는 비효율적일 뿐만 아니라 친환경과는 거리가 멀다는 지적을 받는다.
연구팀은 바이오매스를 이용한 고효율 헴 생산 미생물을 제작하기 위해 대장균 고유의 헴 생합성 회로를 구성했다.
아울러 기존에 사용되지 않던 'C5 대사회로'를 사용해 헴 생산 전구체인 '5-아미노레불린산'을 생합성했다.
이를 통해 세포 독성을 일으키는 물질인 글리신을 사용하지 않고도 헴 생산량을 대폭 높였다고 연구팀은 설명했다.
이 과정에서 연구팀은 헴 생산량이 향상되면서, 헴이 상당 비율로 세포 바깥으로 분비되는 것도 발견했다.


이 특훈교수는 "건강 보조제, 의약품, 식품 첨가물 등 다양한 활용이 가능한 헴을 미생물 발효를 통해 고효율로 생산했다"며 "생산된 헴의 3분의 2가량을 세포 바깥으로 분비하는 시스템도 만들어 헴 생산과 정제를 용이하게 했다"고 설명했다.
연구는 과학기술정보통신부 기후변화대응기술개발사업 지원을 받아 수행했다.
자오신루이·최경록 연구원이 참여한 논문은 '네이처 카탈리시스'(Nature Catalysis) 8월 28일 자 온라인판에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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