건국대학교 윤형돈(시스템생명공학과)·허용석(화학과)·금영수(식량자원과학과) 교수 연구팀이 리그노셀룰로오스에서 얻은 바이오 기반 물질 ‘페룰산(Ferulic acid)’로 천연 캡사이시노이드를 효소만으로 합성하는 기술을 개발했다.

캡사이시노이드는 고추의 매운맛 성분으로, 항염·진통·항비만 효과를 지닌 고부가가치 천연물이다. 하지만 기존 화학 합성은 부반응이 많고 환경 부담이 커 상업화에 어려움이 있었다.

연구진은 합성생물학을 기반으로 효소 두 단계 모듈 시스템을 설계했다.  1단계에서는 페룰산을 ‘바닐릴아민’으로 바꾸는 효소 반응을 설계하고,  2단계에서는 이를 지방산과 결합시켜 캡사이시노이드를 생산했다.
또한 ATP 재생 시스템을 도입해 에너지 효율을 크게 향상시켰다.

이 과정에서 만들어지는 바닐린·바닐릴아민은 향료나 의약품 원료로도 활용 가능해 산업적 확장성이 높다.

이번 성과는 국제학술지 Angewandte Chemie International Edition(IF 17)에 10월 7일 온라인 게재됐다. 윤형돈 교수팀이 공정 개발을, 허용석 교수팀이 효소 구조 분석을, 금영수 교수팀이 생성물 분석을 담당했다.

이번 연구는 한국연구재단의 기초과학 및 친환경 화학기술개발사업 지원으로 수행되었으며, “화학공정의 친환경적 대안이 될 지속가능한 생물공정 기술”로 평가받고 있다.