[충청신문=대전] 이정화 기자 = KAIST는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 붉은색 식용 천연색소인 '카르민산'을 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다고 9일 밝혔다.

카르민산은 딸기우유, 사탕 등 여러 식품과 매니큐어, 립스틱 등 화장품 분야에서 널리 활용되지만 한정 지역에 분포한 연지벌레에게서 복잡하고 비효율적인 다단계 반응을 거쳐 추출해내야 한다.

때문에 연지벌레에서 기인한 단백질 오염물질을 포함해 알레르기 반응을 유발할 수 있으며 곤충 재료 섭취를 꺼리는 사람도 많아 몇몇 프랜차이즈 업체는 사용을 중단하고 대체 식용색소를 활용하고 있다.

카르민산은 생합성 경로 일부가 밝혀지지 않았고 곰팡이를 제외한 다른 미생물 생산도 보고된 바가 없는 상태였다.

연구팀은 대체 연구에 착수했고 포도당을 단일 탄소원으로 사용해 카르민산을 생산하는 대장균 균주를 최초로 개발했다.

생화학 반응 분석과 가상 시뮬레이션 기반 효소 개량을 통해 카르민산 생합성 경로를 규명했다.

시뮬레이션 기반 효소 개량 전략은 생산경로가 규명되지 않은 다른 천연물의 생산에도 유용하게 쓰일 것으로 기대된다.

이번 연구에서 개발된 C-글리코실전이효소를 이용해 알로에로부터 생산 가능했던 미백제 알로에신 생산도 세계 최초로 성공했다.

이 교수는 "천연물 생산의 고질적인 문제인 효소 발굴과 개량에 대한 효과적인 해결책을 제시했다는 점에 의의가 있다"며 "의학적 또는 영양학적으로 중요한 다양한 천연물을 고효율로 생산할 수 있을 것"이라고 말했다.