전남대학교는 염수진·박춘구 생명과학기술학부 교수, 지원석 고분자융합소재공학부 교수팀이 공동으로 광주시 광역위생매립장 토양으로부터 폴리카보네이트(PC)를 유일 탄소원으로 활용할 수 있는 신규 미생물을 분리했다고 24일 밝혔다.
연구팀은 전사체 분석을 통해 이 미생물에서 발현되는 신규 효소인 금속인산가수분해효소(MPPE)를 발굴하고, 이 효소가 폴리카보네이트의 탄산에스터 결합을 효율적으로 절단해 단량체인 비스페놀 A를 생성함을 규명했다. 다양한 물리·화학적 분석으로 PC의 구조 변화와 기계적 특성 저하를 확인함으로써, 효소에 의한 분해 메커니즘을 정량적으로 입증했다.
매년 전 세계에서 약 4억톤 이상의 플라스틱을 생산하며 이 가운데 상당 부분이 제대로 처리되지 못한 채 해양과 토양에 축적되고 있다. 분해되지 않는 플라스틱은 수십 년간 자연에 남아 미세플라스틱으로 전환되어 생태계와 인체 건강에 장기적인 위협을 가하고 있다.
폴리카보네이트는 광학기기, 전자제품, 의료기기 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용하는 고성능 플라스틱으로, 분해가 어려운 대표적인 고분자 물질 중 하나다. 이번 연구는 폴리카보네이트 분해 기작에 대한 이해를 기반으로, 환경 친화적 생분해 기술 개발의 가능성을 제시하였다는 점에서 의미가 크다.
이번 연구는 김현우·김성민 전남대 생물과학·생명기술학과 석·박사통합과정 학생, 이지은 고분자공학과 석사과정 학생이 공동으로 참여했다. 폴리카보네이트를 분해할 수 있는 신규 미생물의 분리와 이로부터 유래된 효소 MPPE의 발굴 및 기능 검증을 통해 효소 기반 분해 메커니즘을 규명했다.
염수진 교수는 “기존에 보고된 바 없는 폴리카보네이트 분해 미생물과 효소를 발굴하고, 해당 효소의 분해 활성을 다양한 분석 기법으로 입증한 것에 의의가 있다”면서, “이번 연구가 난분해성 플라스틱의 생물학적 처리와 자원화 기술 개발의 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
