인하대, 열 안정성·촉매 효율 높인 플라스틱 분해 효소 개발

식물벽 분해 곰팡이 착안 플라스틱 분해 효소 개발
상온서 PCL 필름 하루 안에 완전 분해

양윤정 인하대 생명공학과 교수 연구팀(왼쪽부터)전혜령 학생, 문서형 학생, 양윤정 교수./제공=인하대

인하대학교는 최근 양윤정 생명공학과 교수 연구팀이 열 안정성과 촉매 효율을 높인 새로운 플라스틱 분해 효소를 개발했다고 15일 밝혔다.

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.

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. 인천=주관철 기자 orca2424002@