인하대, 열 안정성·촉매 효율 높인 새로운 플라스틱 분해 효소 개발

- 식물벽 분해 곰팡이 착안 플라스틱 분해 효소 개발

- 상온서 PCL 필름 하루 안에 완전 분해

인하대학교(총장 조명우)는 최근 양윤정 생명공학과 교수 연구팀이 열 안정성과 촉매 효율을 높인 새로운 플라스틱 분해 효소를 개발했다고 15일 밝혔다.

(사진 왼쪽) 유전공학적으로 개량된 효소 단백질. 

(사진 오른쪽) 개량 효소의 플라스틱 분해 양상

식물 감염 병원균은 큐티나아제(cutinase)라는 효소를 이용해 식물벽의 주성분인 큐틴을 분해하는 방식으로 식물 조직 안에 침투한다.

연구팀은 이 같은 침투기작을 착안해 큐틴 분해 단백질(효소)을 플라스틱 분해에 적용시켰다.

식물벽을 분해하는 곰팡이(Thielavia terrestris)에서 추출한 큐티나아제의 유전서열을 변형해 열 안정성과 낮은 pH(수소 이온 농도 지수) 내성을 갖도록 개량했다.

개량한 효소는 70°C에서 80% 이상의 활성을 유지하고, 상온에서도 폴리카프로락톤(PCL) 필름을 2시간 안에 절반 이상 분해하고 24시간 안에는 완전 분해하는 효과를 보여줬다.

양윤정 인하대 생명공학과 교수 연구팀

(사진 왼쪽부터)전혜령 학생, 문서형 학생, 양윤정 교수

연구팀의 이번 성과가 담긴 논문은 국제 저명 학술지인 ‘ACS Sustainable Chemistry & Engineering’ 최신호에 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단(RS-2024-00435183, RS-2025-00515679), 국립생물자원관 녹색융합 지원 분석연구 전문인력양성사업의 지원을 받아 수행됐다.

양윤정 인하대 생명공학과 교수는 “이번 연구는 지속 가능한 플라스틱 처리를 위한 친환경적인 대안을 제시하는 데 기여할 것”이라며 “플라스틱 분해 효소 변이체에 대한 산업적 공정 적용 가능성을 확대하는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.