생물고분자 생산 기술

이상엽

KAIST 화학공학과 및 생물공정연구센터, 대사 및 생물분자 국가지정연구실

Production of Biopolymers

Lee, Sang Yup

Metabolic and Biomolecular Engineering National Research Lab., Dept. Chemical Eng. & BioProcess Eng. Research Center, KAIST, Taejon, Korea

본 강의에서는 플라스틱과 고무의 생분해성 대체물질로 많은 관심을 끌고 있는 polyhydroxyalkanoates (PHA)와 수용성 생분해성고분자인 polygammaglutamic acid (PGA)의 생산 기술과 그 응용에 대하여 논한다. PHA는 많은 미생물이 만드는 폴리에스터물질로서 세포 내에 그래뉼 형태로 축적되는 고분자이다. 단량체의 구성에 따라 물성이 매우 달라지며, 현재까지 140여종의 단량체가 구성물질로 알려져 있다. 예로서 C3-C5로 구성된 short-chain-length (SCL)- PHA의 경우 폴리프로필렌에 가까운 물성을 보이지만 brittle하고 신장이 잘 안되는 반면, C6-C14로 구성된 medium-chain length (MCL)- PHA의 경우 고무와 같은 성질을 나타낸다. 이제까지는 미생물이 SCL이나 MCL 어느 한쪽의 PHA만을 합성 축적하는 것으로 알려져왔으나, 최근 들어 SCL과 MCL의 단량체를 모두 기질로 중합할 수 있는 미생물들도 발견되었다. 본 강의에서는 다양한 PHA의 특성, 미생물을 이용한 이들의 생산 공정 및 그 응용에 대하여 논한다.

주로 바실러스속 미생물들이 만드는 PGA의 경우 세포 외로 생산이되는 수용성 고분자로서 D 나 L 형태의 글루탐산이 gamma-linkage로 연결이 된 아주 특이한 폴리펩타이드이다. 따라서 완전 생분해성이 있으며 수용성이라는 장점을 살릴 수 있는 여러 분야에의 응용 가능성이 대두되고 있다. 본 강의에서는 PGA의 발효생산과 특성 및 응용에 대하여 논한다.