[로이슈 전여송 기자] 농촌진흥청은 효모와 담배를 이용한 실험에서 대마 유래 천연물인 칸플라빈 생산에 적합한 숙주 생물과 효소의 조합을 확인했다고 2일 밝혔다.

이번 연구는 식물과 미생물에서 유래한 후보 효소 6종을 효모와 실험용 담배에서 각각 발현시켜 칸플라빈 생성 여부와 효소 활성을 비교한 것이다.

칸플라빈은 대마에 존재하는 플라보노이드계 천연물로, 칸플라빈 A와 B가 대표적이다. 항염증 등 다양한 생리활성이 보고돼 기능성·의약 소재 후보로 연구되고 있지만, 대마 내 함량이 건조 중량 기준 0.02% 미만이어서 직접 추출을 통한 대량 확보에는 한계가 있다.

연구 결과, 효모에서는 대마 유래 프레닐 전달효소인 CsPT3가 칸플라빈 A와 B를 생성했다. 특히 효소 앞부분의 일부 서열을 제거한 변형 효소 cytCsPT3를 적용하자 동일한 시험 조건에서 기존 효소보다 칸플라빈 생성 피크가 크게 나타났다.

실험용 담배에서는 미생물 유래 효소 NphB와 식물 발현에 맞춰 조정한 NphB_Nb가 칸플라빈 A를 생성했다. 담뱃잎 추출물을 활용한 시험에서는 산도 pH 9.0에서 칸플라빈 A가 안정적으로 생성됐으며, NphB 단백질 발현량이 증가할수록 생성량도 늘어나는 경향을 보였다.

농촌진흥청은 이번 결과가 동일한 물질을 생산하더라도 숙주 생물의 특성에 따라 적합한 효소가 달라질 수 있음을 보여준다고 설명했다. 연구진은 효소 활성을 확인할 수 있는 시험법도 구축했다.

연구 결과는 국제학술지 바이오테크놀로지 포 바이오퓨얼스 앤드 바이오프로덕츠(Biotechnology for Biofuels and Bioproducts)에 게재됐다. 관련 기술은 '효모 또는 식물 기주 시스템 맞춤형 프레닐기 전달효소를 활용한 칸플라빈 A 생산방법'이라는 명칭으로 국내 특허 출원도 완료했다.

농촌진흥청 식물소재바이오공학과 신공식 과장 직무대리는 “이번 연구로 천연물을 생명공학 기술로 생산할 때 효소 자체의 성능뿐만 아니라 효소와 숙주 생물의 조합도 중요함을 확인했다.”라며 “앞으로 효소 성능을 높이고 칸플라빈 생성에 필요한 여러 과정을 하나의 생산 체계로 연결해 직접 확보하기 어려운 유용 천연물 생산 연구에 활용할 계획이다.”라고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr