눈건강 특효약 ‘루테인’ 미생물로 값싸게 만든다

- KAIST, 미생물 활용 고효율 루테인 생산기술 최초 개발

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 눈 건강에 효능이 좋은 ‘루테인’을 값싸게 대량생산할 수 있는 길이 열린다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 세계 최초로 루테인을 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

루테인(lutein)은 눈을 산화 손상과 자외선으로부터 보호하며, 주로 계란의 난황과 과일 등에 함유된 영양물질이다. 루테인은 노안, 백내장 등의 예방 및 치료 효과가 있어 눈 영양제로 많이 판매되며, 이외에도 화장품과 동물사료에도 사용되고 있다. 노령화와 전자기기 사용 시간 증가에 따라 루테인 수요와 시장 규모는 빠르게 증가하는 추세다.

현재 시장에 공급되고 있는 루테인은 주로 금잔화 꽃에서 추출해 생산된다. 하지만 금잔화 꽃의 재배에는 대지와 시간, 노동이 많이 요구된다는 점에서 대량으로 공급하기가 어렵다. 그 대안으로 화학적 합성 방법도 제시돼왔지만, 비대칭적인 화학 구조와 다양한 이성질체의 존재로 인해 이 또한 비효율적이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 루테인을 친환경적이며 고효율로 생산하는 미생물 세포 공장을 개발하려는 노력이 이뤄지고 있다. 시스템 대사공학은 효과적인 미생물 균주 개발을 위해 필요한 핵심 전략으로, KAIST 이상엽 특훈교수가 창시한 연구 분야다.

연구팀은 미생물의 대사회로를 조작하는 기술인 대사공학을 이용해 대장균 내 루테인 생산 대사회로를 구축, 이로써 값싼 바이오매스의 주원료인 글리세롤을 탄소원으로 사용해 고부가가치의 루테인을 생산하는 대장균 균주를 개발했다.

또한 대장균에서 자몽의 향기 성분인 누카톤과 항노화 천연화합물인 아피게닌 등을 생산하는 데 성공했다.

왼쪽부터 박선영 박사, 은현민 박사과정생.[KAIST 제공]

연구에 참여한 박선영 박사는 “천연자원으로부터의 비효율적인 추출법을 대체할 수 있는 미생물 기반의 고효율 루테인 생산 기술을 개발했다는 점에 의의가 있다”며 “이번 기술을 활용해 미생물 기반의 의약품, 영양 보조제 등의 제품을 만드는 데 한 단계 앞으로 나아갈 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 카탈리시스’ 8월 4일자로 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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