식용 천연 붉은색소를 미생물로 만들었다.

 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈 교수팀이 세계 최초로 미생물을 이용해 식용 붉은색 천연 색소인 카르민산을 만드는 데 성공했다. 이로써 그동안 연지벌레에서만 얻을 수 있었던 천연 색소를 미생물을 이용해 만들 수 있게 됐다.

연구진은 폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스의 주원료인 포도당을 단일 탄소원으로 사용해 카르민산을 생산하는 대장균 균주를 개발했다.

카르민산은 보통 연지벌레에서 추출해 얻는데, 연구진은 포도당으로부터 카르민산을 생산할 수 있는 대장균 균주 개발 연구를 진행했다.

연구진은 우선 타입 II 폴리케타이드 생합성 효소를 최적화해 카르민산의 전 단계의 물질을 생산하는 대장균 균주를 구축했다. 이어서 연구진은 생화학 반응 분석을 통해 카르민산 생산을 위한 효소 후보군을 선정했다. 그 후 세포 배양 실험을 통해 성공적으로 작동하는 효소들을 선정했다.

이렇게 선정된 효소 두 종에 대해 컴퓨터 기반 상동 모형 및 도킹 시뮬레이션을 수행 후 활성이 증대된 돌연변이 효소를 예측했다. 그 후 이에 기반을 둔 효소 개량을 수행함으로써 증대된 활성을 지니는 효소를 개발하는 데 성공했다.

이 연구 결과는 국제 학술지 《Journal of the American Chemical Society(미국 화학회지)》에 실렸다.

출처: 뉴턴 2021.05