3’00’ 읽기 – 2016년 플라스틱 PET를 기본 구성 요소로 분해 가능한 플라스틱 먹는 박테리아 최초 발견 – 태국 연구팀, PET 분해 효소의 증거를 찾기 위해 미생물 게놈 데이터베이스 검색 – 유전자 배열 중 PET를 소단위로 분할할 수 있는 PET 가수분해 효소 ‘MG8’ 특징 발견 – 기존에 알려진 PET 가수분해 효소보다 PET 분해에 우수함
인간의 침 속 ‘플라스틱 먹는 박테리아’ 타액 미생물의 효소는 PET 플라스틱을 분해할 수 있다.
우리 침에는 PET 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물이 있다. 이는 인간의 타액 미생물 군집에서 PET 분해효소의 유전적 흔적에 의해 입증된다. 초기 테스트에서 이 새로 발견된 효소는 다른 천연 및 유전공학 PET 가수분해 효소보다 PET 플라스틱을 더 잘 분해할 수 있다고 화학자들이 보고했다. 효소는 실험실 박테리아에 의해 쉽게 생성되기도 한다. 하지만 우리 침에 있는 세균성 플라스틱을 먹는 게 누구인지는 아직 확실하지 않다.
▲ 인간의 침에서 발견된 MG8 효소는 플라스틱 PET를 기본 단위로 분해할 수 있다.©Wiley-VCH 전 세계 과학자들은 일반적인 플라스틱을 분해해 플라스틱 폐기물을 제거할 수 있는 박테리아와 효소를 찾고 있다. 실제 2016년에는 두 효소의 도움으로 플라스틱 PET를 기본 구성 요소로 분해할 수 있는 플라스틱을 먹는 박테리아가 처음 발견됐다. 이후 PET 분해를 보다 효율적으로 하기 위해 이러한 효소를 추가로 최적화하려는 시도가 있었고, 동시에 특히 폐수 및 매립지에서 플라스틱을 먹을 다른 미생물을 찾고 있다.
타액 미생물 군집의 효소
최근 연구자들은 예기치 못한 장소, 즉 우리 자신의 침에서 보석을 발견했다. 연구를 위해 태국 Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology(VISTEC)의 Bhumrapee Eiamthong과 그의 동료들은 PET 분해 효소의 증거를 찾기 위해 미생물 게놈 데이터베이스를 검색했다. 이 데이터베이스는 해수, 타액 및 기타 매체를 분석할 때 이전에 발견된 DNA 배열을 나열한다.
연구원들은 이런 유전자 배열 속에서 PET를 소단위로 분할할 수 있는 효소인 PET 가수분해효소의 특징을 발견했다. MG8이라고 불리는 이 효소는 분명히 인간의 침에서 발견되는 미생물에서 유래한다. 그러나 어떤 세균인지는 아직 밝혀지지 않았다. 또 침에 PET를 분해할 수 있는 미생물이 있는 이유도 불분명하다. 분명한 것은 이런 종류의 박테리아가 그램 음성이며 이전에 바다의 거대한 플라스틱 소용돌이 주변에서 발견된 해양 박테리아와 약간 비슷하다는 것이다.
이전에 알려진 PET 가수분해효소보다 PET 분해에 뛰어나다.
아직 밝혀지지 않은 이 타액 세균 효소가 PET를 분해하는 데 얼마나 효과적인지를 알아보기 위해 연구진은 MG8 유전자를 실험실 세균에 삽입했다. 이후 이 미생물은 더 많은 새로운 효소를 생산해 첫 번째 테스트를 위한 조건을 만들었다.
결과: MG8 효소는 PET 플라스틱을 비교적 효율적으로 분해해 이전에 박테리아로 알려진 PET 가수분해 효소보다 훨씬 활성이다.이암송과 그의 동료들은 “MG8은 PET 분해로 여러 자연 발생 및 생물공학 가수분해효소를 능가하는 강력한 활성을 가지고 있다”고 보고했다. 또 효소 활성은 다른 온도와 염분 함량에서도 발생한다. 따라서, 이 새로운 PET 가수분해효소는 PET 플라스틱의 분해 및 재활용을 촉진하기 위한 좋은 조건을 제공할 수 있다.
연구팀이 인정하듯 MG8은 이를 위해 추가로 최적화돼야 하기 때문에 많은 전처리 없이 식수병으로 고결정성 PET를 분해할 수도 있다. 그들은 이 효소를 대규모로 생산해 플라스틱 재활용에 적용할 좋은 기회를 보고 있다. 과학자들은 “인간 메타게놈에서 고활성 PET 가수분해효소의 발견(산업적으로 유용한 효소의 발견에 대해 알려지지 않은 출처)은 PET를 분해하고 재활용하려는 현재의 노력을 발전시킬 수 있다”고 말했다. (Angewandte Chemie, 2022, doi: 10.1002/anie. 202203061) 출처: 독일화학자협회 e.V.
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