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연구성과 카드뉴스

C1 바이오 전환관련 원천 효소 및 균주 개발
작성자 관리자
등록일 2020.01.11
조회수 1,414
첨부파일
연구성과 카드뉴스
연구자
김용환
주요지원내역
기후변화대응기술개발사업
성과창출연도
2017
성과내용

본 연구는 폐가스 중에 포함된 저가의 일산화탄소를 원료로 이용하여 고부가가치 화합물을 생산할 수 있는 바이오촉매(미생물 및 효소)를 개발하는 것을 목표로 하였으며, 이를 위하여 3가지 핵심과제 해결을 목표로 하였다.

 

첫째로는 일산화탄소를 수화 반응시켜 개미산으로 전환하는 효소 및 유전자를 개발하고, 두 번째로는 세포에서 생산된 개미산을 이용하여 바이오폴리머를 생산할 수 있는 신규 생합성경로 개발하며, 마지막으로는 이를 최적화하여 일산화탄소를 직접적으로 개미산 및 생분해성 바이오폴리머로 생합성 경로를 가지는 미생물 균주 개발하여 생분해성 고분자를 대량 생산하는 것이다.

 

이를 위하여 본 연구에서는 자연계에 존재하지 않는 일산화탄소 수화효소(CO hydratase)라는 현재까지 보고되지 않은 일산화탄소 전환 생촉매의 개념을 최초로 제안하였다.

 

본 연구개발과제에서 제안하는 일산화탄소 수화효소는 일산화탄소에 물 분자 하나를 부가하여 이론 중량수율이 166%에 달하는 반응을 촉매하는 획기적인 효소 및 미생물 생촉매라 할 수 있다.

 

이 생촉매를 성공적으로 개발할 경우 일산화탄소의 수화반응을 통하여 개미산을 경제적이면서 효과적으로 생산할 수 있는 신공정을 창출할 수 있다. 개념단계에서 시작하여 기초원천기술의 개발을 통하여 CO hydratase 개념에 대하여 특허사무소에서 FTO분석을 통하여 원천성을 입증 받았으며, 한국, 미국, 유럽, PCT등에 특허를 출원하고 이미 등록을 완료한 상태이다.

 

또한, 일산화탄소로부터 생산된 개미산을 새로운 중간체 또는 탄소원으로 이용하여 다양한 고부가가치 화합물을 대사경로를 통하여 생산할 수 있다. 특히 최근 관심을 불러일으키는 생분해성 고분자(PHA)와 더불어 본 과제에서 파급하여 개미산으로부터 반도체용 고부가가치 락톤화합물을 생합성할 수 있는 신규 생합성 경로에 대하여 특허를 출원, 등록하였으며, 기술이전하였다.

 

본 과제를 통하여 SCI 논문 9편, 국내특허 출원 4건, 해외특허 출원 3건, 국내특허등록 1건 등의 실적을 달성하였으며, 이를 통하여, 현재 국내 기술이전 2건(이전금액: 2.47억원, C1Chem) 달성하였으며, 해외기업 LanzaTech에 기술설명회를 개최하여 향후 공동연구 및 공동사업화를 진행하고 있다.

 

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