[자치저널]전남대학교 생명과학기술학부 염수진 교수, 박춘구 교수, 고분자융합소재공학부 지원석교수 공동 연구팀이 광주광역시 광역위생매립장 토양으로부터 폴리카보네이트(PC)를 유일 탄소원으로 활용할 수 있는 신규 미생물을 분리했다.

연구팀은 전사체 분석을 통해 이 미생물에서 발현되는 신규 효소 MPPE를 발굴하고, 해당 효소가 폴리카보네이트의 탄산에스터 결합을 효율적으로 절단하여 단량체인 비스페놀 A를 생성함을 규명했다. 또한, 다양한 물리·화학적 분석을 통해 PC의 구조 변화와 기계적 특성 저하를 확인함으로써, 효소에 의한 분해 메커니즘을 정량적으로 입증했다.

매년 전 세계에서 약 4억 톤 이상의 플라스틱이 생산되며, 이 중 상당 부분이 제대로 처리되지 못한 채 해양과 토양에 축적되고 있다. 특히 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 사용되는 고성능 플라스틱으로, 분해가 어려운 대표적인 고분자 물질 중 하나다. 이번 연구는 폴리카보네이트 분해 기작에 대한 이해를 기반으로, 환경 친화적 생분해 기술 개발의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다.

연구 결과는 환경 유해물질 및 폐기물 관리 분야의 세계적 권위 학술지인 Journal of Hazardous Materials (IF=12.2, JCR 상위 3.35%) 2025년 4월 17일자 온라인판에 게재됐다.

이번 연구는 전남대 생물과학·생명기술학과 석 박사통합과정 김현우 학생, 김성민 학생, 고분자공학과 석사과정 이지은 학생이 공동으로 참여하여, 폴리카보네이트를 분해할 수 있는 신규 미생물의 분리와 이로부터 유래된 효소 MPPE의 발굴 및 기능 검증을 통해 효소 기반 분해 메커니즘을 규명했다. 해당 연구는 한국연구재단의 중견연계 신진후속, 차세대 바이오리파이너리 원천기술 개발, 합성생물학 핵심기술개발 그리고 바이오의료기술개발사업 (첨단GW바이오) 과제의 지원을 받아 수행됐다.

염수진 교수는 “본 연구는 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 밝혔다.