피톤치드 주성분 ‘테르펜’ 생성의 비밀을 풀었다

산림과학원, 목재부후균으로 항염증 물질인 ‘테르펜’ 생합성 메커니즘 밝혀

나무에서의 테르펜 합성 모식도. 사진제공=국립산림과학원

산림청 국립산림과학원이 산에서 흔히 볼 수 있는 버섯인 목재부후균으로 항염증물질인 테르펜(terpene)을 생산하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

국립산림과학원 미생물화학팀은 목재내 추출물 성분인 테르펜의 생합성 생산에 필요한 목재부후균인 겨울우산버섯의 게놈(Genom)과 유전자 발현 메커니즘을 밝혀 테르펜 바이오엔지니어링(terpene bioengineering) 기술을 구축하는데 성공했다.

또한 목재부후균인 겨울우산버섯으로부터 테르펜 물질의 일종인 유데스몰(β-eudesmol·항염증물질)의 생산 수율을 일곱 배나 향상시키는 최적 조건도 확립했다.

테르펜은 식물 스스로 환경과 해충에 대해 방어 기능을 갖는 물질로 심신안정에 도움을 주고 항산화 효능을 가진 것으로 알려진 피톤치드의 주성분이다. 목재부후균은 주로 죽은 나무에 발생하여 목재를 썩혀 분해하는 버섯이다.

특히 이번 연구는 테르펜 전구물질(물질이 합성되기 전의 물질 상태)로부터 유용물질인 테르펜을 생합성하는 대사 과정(metabolic pathway)에 관여하는 유용유전자와 단백질의 데이터를 구축했다는 점에서 의미가 크다.



그동안 수목으로부터 테르펜 성분 물질의 탐색, 동정(同定)이나 물질 분리에 대한 연구가 집중적으로 수행돼 왔으나 목재부후균을 이용해 테르펜이 만들어지는 과정을 생화학적으로 밝혀낸 것은 이번이 처음이다.

국립산림과학원 연구진은 테르펜 생합성에 필요한 아홉 가지 대사과정의 유전자 발현과 단백질의 분비 양상을 조사했는데 특히 현재까지 잘 알려지지 않았던 9번째 대사 과정에서 크게 발현이 유도되는 테르펜 합성 효소(terpene synthase)에 대한 유전자와 단백질 정보를 확보했다.

국립산림과학원은 테르펜 바이오엔지니어링 프로젝트를 통해 얻어진 목재부후균의 유전자 및 단백질 정보를 국내외 다른 연구진에게 제공하는 웹브라우저를 구축, 빅데이터를 공유하는 공간을 제공할 계획이다.

국립산림과학원 화학미생물과 김명길 박사는 “목재부후균의 유용유전자 및 단백질 분석 등 생물학적 변환 메커니즘 확립을 통한 고부가가치 유용 천연물질의 생산 기반 기술 마련을 위해 최선을 다하겠다”고 말했다.

/대전=박희윤기자 [e-mail]