생물촉매를 향한 박막 접근법 :: 산업뉴스

이탈리아의 과학자들이 생물촉매(biocatalysis)를 향한 비전통적인 접근법을 취해서 용매가 없는 반응 혼합물을 가지고 효소 재활용도를 향상시킬 수 있었다. 그리고 과정과 생물촉매, 반응기들을 별도로 하지 않고 함께 고안할 필요성을 강조함으로써, 그들은 자연의 촉매의 산업적 응용을 넓히기를 바라고 있다.

그림 1. 이 리파아제(lipase)는 산업에서 가장 많이 채용되는 효소들이다.

이탈리아에 있는 트리에스테대(University of Trieste)의 Lucia Gardossi는 용매가 없는 반응 혼합물을 조사해왔는데, 이것은 비교적 작은 생산 부피와 버릴 유기 용매가 없다는 것 때문에 산업계의 관심을 끌고 있다. 비록 그것들의 효율성과 선택성은 매력적이지만, 산업적 반응들의 생물촉매된 버전들은 거의 경제적으로 실현가능하지 않다. 전형적으로 점도가 높은 반응 혼합물들은 격렬하게 섞어줄 필요가 있는데, 이것은 그 효소들을 손상시키고, 그것들의 재활용도를 제한한다.

Gardossi의 팀의 해법은 리파아제-주도의 폴리에스테르화(polyesterification)에 대해서 그들이 시험한 수지 운반체 위에 공유결합적으로 고정시킨 효소를 가진 박막과 관련된다. 이 시스템은 그 반응 혼합물을 저을 필요가 없어서, 그 효소의 온전함을 보존해서 재활용도를 향상시켰다.

그 연구는 효소들을 보통의 촉매로서 사용하려고 시도하는 것을 멈출 필요를 강조했다. 표준적인 조건 아래에서 일반적인 반응기를 사용하는 대신에, 생물촉매에 적합하게 특이적으로 과정들을 디자인할 필요가 있다. "많은 경우에, 과정 공정, 효소학, 그리고 유기 화학이 병행해서 다루어지고 개발된다. 미래에, 우리가 매우 효율적인 과정들을 고안하기를 원한다면, 우리는 이것을 시작부터 다학제적인 접근법을 통해서 통합해야 할 것"이라고 Gardossi는 설명했다.

그림 2. 박막들은 이 무용매 효소 중축합 반응(polycondensation)을 가능하게 해주었고 다른 생물변환을 위해서 복제될 수 있을 것이다.

슬로베이아에 있는 류블랴나대(University of Ljubljana)에서 미세반응기 기술을 생명공학에 통합하는 방법들을 연구하고 있는 Polona Znidarsic은 이 연구자들의 성과를 칭찬했다: "몇 가지 주요 인자들을 고심함으로써, 이 연구는 지속가능하고 경제적인 산업적 폴리에스터 생산을 향한 중요한 단계를 보여준다."

이 그룹은 이제 현재의 석유를 기반으로 하는 수송체 수지들을 생물량(biomass)으로부터 만들어지는 것들로 대체함으로써, 그들의 시스템의 지속가능성을 향상시키는 것을 고려하고 있다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』