- 바이오메스 기반 HMF 이용해 고효율의 생물 전환 기술 개발해

- 국제 저명 학술지 'Nature Communications' 게재 

△왼쪽부터 주저자 프리탐 기리 박사과정생, 허용석 교수, 윤형돈 교수

건국대학교 KU융합과학기술원 윤형돈 교수(시스템생명공학과)와 이과대학 허용석 교수(화학과) 공동연구팀이 바이오매스에서 쉽게 얻을 수 있는 'HMF(5-Hydroxymethylfurfural)'를 활용해 다양한 퓨란계 바이오플라스틱의 단량체 및 정밀화학제품의 전구체들의 생산이 가능한 고효율 생물전환 기술을 개발했다.  

최근 화학산업의 친환경화와 지속 가능한 경제로의 전환을 위해, 셀룰로오스나 목질계 바이오매스에서 쉽게 얻을 수 있는 퓨란계 화합물인 HMF가 주목받고 있다. 즉, HMF는 화석 기반 경제에서 지속 가능한 경제로의 전환을 연결하는 중요한 요소로 과학계에서 인정받고 있다.

이러한 상황에서 HMF의 아민화 반응을 통해 고부가가치 화합물과 바이오플라스틱을 합성하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 지금까지 경제적이고 스케일업이 가능한 생물공정 개발에는 어려움이 있었다.

이번 연구는 HMF의 고효율 아민화가 가능한 신규 효소를 발굴하고, 반응 메커니즘을 규명하며, 반응 최적화를 통해 경제적이고 효과적인 생물전환 기술을 개발했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.

윤형돈 교수팀은 고활성 신규 효소의 발굴과 생물반응 공정 개발에 주력하고, 허용석 교수팀은 효소의 3차 구조 결정과 메커니즘 분야를 담당하며 긴밀히 협력으로 연구를 수행했다.

특히 이번 연구는 바이오매스에서 얻을 수 있는 HMF를 활용해 환경 친화적인 화합물을 생산하는 혁신적인 방법을 제시하며, 해당 생물공학적 방법론은 지속 가능한 플라스틱 및 제약 산업의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

해당 연구 내용은 'Nature Communications(IF=14.7)'에 출판됐으며, 한국연구재단의 기초과학연구지원사업, 바이오·의료기술개발사업, 석유대체 친환경 화학기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다. 해당 논문 주저자는 프리탐 기리 박사과정생(시스템생명공학과)이며, 교신저자는 허용석 교수와 윤형돈 교수다.

※논문명:  Biocatalysis enables the scalable conversion of biobased furans into various furfurylamines

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