석유화학제품은 원유의 고갈, 국제유가 상승, 지구온난화등 문제점을 야기시키며, 석유화학물질 유래물질인 벤젠은 유해한 방향족화합물로써 대표적 발암물질이다. 벤젠으로부터 합성되는 화학원료중 바이오매스로부터 재생가능한 미생물 및 효소등을 이용한 화학원료제품을 중심으로 방향족화합물 생산 미생물을 개발하고, 문제점 개선을 위한 방안을 제시한다.
<h1>서 론</h1><p>석유자원에서 생산되는 산업의 쌀로서 중요한 역할을 하는 석유화학제품은 원유의 고갈, 국제유가의 지속적인 상승, 화석원료의 사용에 의한 지구 온난화, 국제 환경규제의 강화 등의 위협요인에 직면해있다. 최근 미국·유럽 등 주요 선진국가들은 이러한 어려움에 대응하여 지속 가능한 산업기반 구축과 21세기 지식기반 바이오경제(knowledge-based bioeconomy)의 초석을 다지기 위해 화학제품 원료인 석유 대신 바이오매스(biomass)를 이용하여 화학원료(chemical feedstock)제품, 연료, 플라스틱 등을 생산하는 석유화학산업과 산업바이오(industrial or white biotechnology)가 융합된 바이오화학산업을 육성하기 위한 정책을 수립하고 정부의 적극적인 지원하에 이에 필요한 기술개발이 매우 활발히 진행되고 있는 상황이다.</p><p>석유화학물질 유래의 방향족화합물(aromatic compounds)은 전세계적으로 연간 약 3,500만톤 이상 생산되는 거대시장을 이루는 화합물로서 납사분해과정에서 생기는 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene)으로부터 대부분 만들어진다. 특히, 벤젠은 각종 화학원료제품의 합성에 이용되는 매우 중요한 물질로 에틸벤젠(ethylbenzene), 큐멘(cumene), 페놀(phenol), 사이클로헥산(cyclohexane), 아닐린(aniline), 아디프산(adipic acid), 카프로락탐(caprolactam), 클로로벤젠(chlorobenzene) 등의 합성에 사용된다. 그러나, 벤젠은 위에서 언급한 거시적인 문제점에 덧붙여 급성골수성 백혈병(acute myeloid leukemia), 비호지킨림프종(non-Hodgkin's lymphoma)과 연관된 건강학적인 문제를 야기시키는 대표적인 발암성 유해물질이다. 따라서, 벤젠 등의 유해한 방향족화합물 대신에 재생가능한(renewable) 바이오매스를 원료로 생물공학적 기술을 이용해 화학원료들을 생산하는 기술개발이 필요하다.</p><p>방향족화합물 생합성 대사는 트립토판, 페닐알라닌, 티로신, 엽산(folic acid), ubiquinone, menaquinone, bacteriocin과 같은 방향족 아미노산(aromatic amino acid, AAA), 비타민, siderophores 등을 생산하는 중요한 대사경로이며, 또한 중간대사체인 3-deydroquinic acid, 3-dehydroshikimic acid, shikimic acid, chorismic acid, 인돌 및 그 유도체들은 벤젠유래 화학원료물질, 의약품, 화장품, 식품, 염료, 농약, 폴리머, 기타 특수소재 등에 직, 간접적으로 광범위하게 응용될 수 있는 매우 유용한 대사산물이다.</p><p>본 고는 방향족화합물 생합성 대사산물 중에서 벤젠 등으로부터 화학적으로 합성되는 화학원료들 중에서 재생가능한 바이오매스로부터 미생물 및 효소들을 이용한 생물공학적 방법으로 대체할 수 있는 화학원료제품들을 중심으로 최근의 방향족화합물 생산 미생물을 어떻게 개발하고 있는지를 소개하고, 그 문제점을 극복하기 위한 방안 등을 살펴보고자 한다.</p>