최유성 교수

생체 적합성이 뛰어난 무정형 단백질(IDP)의 구조적 유연성을 활용하여 천연 소재가 가진 한계를 극복하고자 연구를 진행하고 있습니다. IDP가 나타내는 액체-액체 상분리(LLPS) 현상을 이용해 비막성 미세소낭 구조를 형성하는 원리를 규명하고, 이를 기반으로 자기 조립이 가능한 빌딩 블록을 설계하는 기술을 핵심 방법론으로 삼고 있습니다. 단백질의 서열과 전하 분포를 조절하여 상분리 거동을 제어함으로써 원하는 물성을 가진 코아세르베이트 구조체를 구현하는 데 주력하고 있습니다. 이렇게 개발된 재조합단백질 기반 바이오소재와 코아세르베이트는 골이식재, 창상 치료제, 3D 바이오프린팅용 바이오잉크로 적용되고 있습니다. 2023년 12월에는 비막성 미세소낭 구조체의 형성 기작을 규명한 연구 결과를 국제학술지 Advanced Science에 교신저자로 참여하여 발표했으며, 강력한 피부 접착제 관련 시제품에 대한 검증 연구도 진행하고 있습니다.

메탄, CO 등 C1 가스는 물에 대한 용해도가 낮아 미생물 발효공정에서 물질 전달 효율이 제한되는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해 나노유체를 활용한 물질 전달 향상 기술을 연구하고 있습니다. 유기물질 기반 나노유체를 발효 시스템에 도입하여 기체와 액체 사이의 계면적을 증대시키고, 이를 통해 미생물의 가스 이용 효율을 향상시키는 기술을 핵심으로 개발하고 있습니다. 이 기술은 미생물 발효공정의 물질전달 향상과 C1가스 생물전환 산업화 분야에 적용되고 있습니다. 확보한 특허 기술을 기반으로 사업화를 추진하고 있으며, C1 가스 리파이너리 사업단과 연계하여 협업을 이어가고 있습니다. 특허 기술을 적용한 결과 미생물의 가스 이용 효율이 1.5배 증대되었고, 고부가가치 화합물의 생산성은 2배 이상 향상되는 성과를 확인했습니다. 해당 기술은 실증 단계인 TRL 6-7 수준에 도달하여 사업화가 추진되고 있습니다.

산업적 활용 잠재력이 큰 티로시나아제는 안정성이 낮아 산업 공정에 적용하기 어려운 한계가 있어, 해양 극지 박테리아 유래 효소를 활용해 이 문제를 해결하고자 연구를 진행하고 있습니다. 저온 및 광범위한 염 조건에서도 활성을 유지하는 재조합 티로시나아제(tyrosinase-CNK)를 개발하고, 이를 산업 공정에 활용할 수 있도록 효소 고정화 기술을 함께 확립했습니다. 이렇게 개발된 효소는 바이오센서, 환경 정화, 기능성 의약품 및 생체 재료 생산 분야에 적용되고 있습니다. 반복적인 동결-해동 조건과 유기용매 환경에서도 높은 안정성을 유지함이 입증되었으며, 이를 기반으로 (주)네이처글루텍에 해양 유래 재조합 티로시나아제 원천 소재 및 관련 기술을 이전했습니다. 2019년 12월 충남대학교를 통해 해양유래 재조합 티로시나아제 관련 기술 3건이 추가로 이전되어 산업 현장에서의 활용이 확대되고 있습니다.