KAIST는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 루테인을 대량 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

연구에선 루테인 생산 경로에서 주요 병목으로 작용하는 대사반응을 개선하기 위해 전자 채널링 전략을 도입했다.

루테인을 만드는 데 필요한 효소들을 최적화된 단백질 구조 시스템에 가깝게 배열해 효소 주변 재료와 전자의 농도를 높여 루테인 합성 대사 흐름을 효과적으로 증대시켰다.

또한 연구팀은 설탕처럼 흔한 포도당을 활용해 고효율로 루테인을 생산할 수 있는 미생물 플랫폼을 구축했으며, 바이오매스의 주원료인 포도당으로부터 친환경적인 바이오 기반 루테인 생산 가능성을 제시하는 중요한 성과로 평가된다.

연구에선 산업적 활용도가 높고 안전균주로 분류되는 코리네박테리움 글루타미쿰을 새로운 생산 호스트로 활용했다.

이 균주를 기반으로 루테인 생합성 경로를 최적화하고 전자전달 병목을 해결하기 위해 막결합형 P450 효소의 개량, 전자 채널링 스캐폴드 시스템을 도입해 생산성을 향상했다.

은현민 박사과정생은 "루테인 생산 연구는 미생물 기반 루테인 생산의 병목을 해소하고 산업적으로 경쟁력 있는 친환경 공정을 확립한 사례"라며 "향후 루테인과 다양한 천연물 생산 기술의 실용화를 앞당기길 기대한다"고 말했다.

이상엽 특훈교수는 "미생물을 활용한 대사공학 기술은 기존의 식물 기반과 화학합성 방식을 뛰어넘는 차세대 전략으로 부상하고 있다"며 "고부가가치 천연물의 효율적 생산을 위한 연구를 지속하겠다"고 말했다.