이정국

아미노레불린산(ALA)의 기존 생산 방식은 고가의 조효소(ATP, 코엔자임 A) 사용으로 인해 생산 단가가 높은 문제가 있습니다. 본 발명은 광합성 세균 유래의 광합성 세포막 소낭과 숙시닐 코엔자임 에이 합성효소, 아미노레불린산 합성효소를 결합한 혁신적인 생산 방법을 제안합니다. 이는 값비싼 반응물들을 반응액 내에서 지속적으로 재사용함으로써, 저렴한 숙신산 및 글리신으로부터 아미노레불린산을 낮은 생산 단가로 생산할 수 있게 합니다. 이 기술은 환경 친화적 제초제, 의약품, 화장품 원료 등 광범위하게 활용되는 아미노레불린산의 경제적이고 지속 가능한 대량 생산을 가능하게 합니다.

기존 글루타치온 생산 방식은 값비싼 아데노신 삼인산(ATP) 지속 공급 문제로 높은 생산 단가라는 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 광합성 세포막 소낭과 글루타치온 합성 효소를 조합하여 빛 에너지를 통해 ATP를 지속적으로 재생산하며 글루타치온을 효율적으로 생산하는 방법을 제시합니다. 이 기술은 추가 ATP 투입 없이 글루타치온을 안정적으로 대량 생산하여 생산 단가를 획기적으로 절감할 수 있는 혁신적인 방안입니다. 본 기술을 통해 고품질 글루타치온의 경제적인 공급이 가능해질 것으로 기대됩니다.

기존 이산화탄소 고정 기술의 낮은 효율성을 개선한 신규 탄소고정회로가 개발되었습니다. 본 기술은 4종의 효소를 활용, 이산화탄소 1분자 고정당 3개의 ATP만 소모하여 루비스코 효소 대비 2.5배 높은 에너지 전환 효율을 제공합니다. 또한, 생체 외부에서도 작동 가능하여 에너지 손실 없이 글리옥실산 등 탄수화물을 지속적으로 생산할 수 있어, 친환경적인 탄소 에너지원 생산에 기여합니다.

기존 트랜스-레스베라트롤 생산 방식은 낮은 수율, 복잡한 정제, 높은 비용 등의 한계를 가졌습니다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 자성 광합성 세포막 소낭과 고정화된 효소를 활용한 혁신적인 생체 외(in vitro) 생산 방법을 제시합니다. 이 기술은 고단가 조효소의 반복 재사용을 통해 경제성을 높이고, 효소의 효율적인 회수 및 재사용으로 생산 비용을 절감합니다. 또한, 최종 산물인 트랜스-레스베라트롤을 고순도 침전물 형태로 손쉽게 분리하여 정제 과정을 간소화하고, 입체-특이적인 생산으로 고품질의 레스베라트롤을 제공합니다. 이는 고부가 가치 레스베라트롤의 산업적 대량 생산 가능성을 크게 향상시킵니다.

니코틴아마이드 모노뉴클레오타이드(NMN)는 항노화 물질로 주목받지만, 기존 생산 방식은 높은 비용과 효율성 문제로 대량 생산에 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 어려움을 해결하기 위해 '자성 광합성 세포막 소낭'을 개발하였습니다. 이 소낭은 자성 입자를 포함하여 빛 에너지를 활용해 ATP를 재생하고, 자석으로 쉽게 분리 및 재사용이 가능합니다. 또한, NMN 생합성 효소들을 고정화하여 각 반응 단계를 독립적이고 순차적으로 진행함으로써, 중간산물에 의한 저해를 최소화하고 조효소(ATP)의 지속적인 공급 없이도 반응이 유지되도록 합니다. 이를 통해 NMN 생산 비용을 획기적으로 절감하고 생산 효율을 극대화하여, 항노화 산업 발전에 크게 기여할 수 있습니다.

기존 광기구 세포막 소낭(CMV) 품질 평가는 구조적 특성을 반영하지 못하는 한계가 있었습니다. 본 발명은 CMV 막 단백질에 포스파테이즈를 융합하여 CMV 막의 손상도와 방향성을 정량적으로 분석하는 새로운 방법을 제시합니다. 이 기술은 CMV의 기능적 유효성을 정확히 평가하여 품질 관리의 새로운 기준을 제공하며, 효소 산업 등 CMV 활용 분야의 효율과 신뢰성을 극대화하는 데 기여합니다.