[지방과기진흥사업 성과]합성용 효소 리파제 개발...기존가격 1/10 공급가능

국책연구소와 벤처기업이 힘을 합쳐, 지방가수분해효소 리파제의 한 종류인 'CALB'을 대량으로 생산할 수 있는 길을 열었다. 한국생명공학연구원, 한국화학연구원, 제노포커스, 툴젠은 첨단 화학·전자·의약소재 생산용 리파제(CALB)의 제품화에 대한 공동연구를 진행한 결과 '리파제(CALB)' 대량기술에 필요한 원천기술을 개발했다.

리파제(CALB)는 의약품 및 정밀 화학제품의 합성에 가장 많이 사용되는 바이오 촉매 중 하나로 전 세계적으로 덴마크의 노보지메스(Novozymes)사가 독점 공급하고 있다. 이 효소는 여러 분야에 두루 쓰지만, kg당 2백만원이 넘는 고가의 가격으로 인해 실제 연구현장에서 구입하기에는 부담이 됐다.

연구팀이 개발한 원천기술로는 성능이 10배 이상 발현된 변이 효소인 CALB 14를 개발한 '분자진화 기술', '효모 세포표면발현기술'과 함께 CALB 14의 생산성을 5배 이상 증가시키는 '분비융합인자 기술', CALB의 용도에 따른 유전자 재조합 기술인 '재조합 효모 발현 시스템' 등의 기술이 포함돼 있다.

이러한 기술을 바탕으로 대량생산이 가능해진 CALB는 현재 화학촉매를 사용해 생산되는 바이오디젤, 다이어트 식용유 개발, 첨단 화학, 전자 등의 다양한 분야에 활용되게 된다. 리파제가 활용된 하나의 예로 다이어트 식용유를 들 수 있다.

이 식용유는 기존 일반식용유에 리파제를 투입해 촉매반응을 통해 생성되는데 기존식용유와 성질과 맛이 동일하지만 체내에 축척이 되지 않고 전량 연소되는 특징을 가진다. 이런 장점으로 인해 다이어트 효과와 혈중 중성지방상승 억제효과를 가지게 된다.

또한 CALB 효소는 생물전환용 리파제의 60%가 넘는 반응에 활용되고 있으며, 기존 화학반응을 대체하거나 기존에 불가능했던 반응을 촉매 할 수 있는 고기능성 생물 촉매다.

특히 고정화 CALB 효소는 높은 열안정성을 보여 수천시간 동안의 고온 반응에서도 활성이 유지된다. 연구 주관책임자인 최의성 박사는 "기존 전량수입에 의존한 CALB 효소의 국산화 성공과 대량 생산기술의 개발로 인해 경제성 문제로 시도하지 못 했던 여러 반응에 적용이 가능해져 새로운 시장이 창출될 것"이라며 "원천기술을 다른 바이오 촉매 분야로도 적용해 대량생산이 가능하게 할 수 있다"고 말했다.

이번 성과의 사업화 주체인 제노포커스는 연간 수십톤에 이르는 CALB 제품을 생산할 수 있는 생산설비를 보유하고 있어, 수입 대체 효과 뿐만 아니라 해외로의 수출도 가능할 것으로 보인다. 또한 분자진화기술을 활용한 CALB 효소 개량체 스크리닝 키트를 제품화하여 각 산업적 용도에 최적화된 맞춤형 CALB를 빠르게 탐색, 제품화하여 이를 수요처에 독점 공급할 수 있는 발판도 마련했다.

한편, CALB 효소는 전세계 시장규모가 1억불에 이르고, 연간 국내로 50억원 이상이 수입되고 있다. CALB 효소의 산업적 이용이 최근 폭발적으로 늘어나면서 향후 3년내 국내에도 수백억원에 이르는 수요가 창출될 것으로 전망되고 있다.

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