일반기술

O-폴리사카라이드를 이용한 중금속의 제거방법

O-폴리사카리이드를 지지체에 고정시켜 중금속 용액을 흘려주거나 O-폴리사카라이드를 세포 표면에 발현하는 균주를 이용하여 산업 폐기물에 포함되어 있는 중금속을 제거하는 방법으로서 O-폴리사카라이드가 중금속과 결합하는 성질을 이용하여 중금속을 제거하는 방법이다. 박테리아는 그 표면에 여러 가지 복잡한 물질을 생산하고 세포표면이 음전하를 갖도록 많은 전하를 띠는 포스포릴, 카복실, 아미노 등의 화학 그룹을 포함하므로 여러 양이온과 상호작용을 한다. 금속 양이온은 정전기적으로 끌여당겨지고 세포에 결합한다. 브래디리조비움 자포니쿰(Bradyrhizobium japonicum)은 그람-음성 토양 박테리아로서 LPS(lipopolysaccharide)와 같은 세포표면물질을 가지며, LPS는 여러 그람-음성 병원균의 발병에 중요한 역할을 하며, 탄수화물 부위의 음이온 그룹이 2가 양이온과 특이적으로 상호작용을 한다. 최근 독성 화합물을 처리하기 위한 생물정화방법(bioremediation)에 관심이 증대하고 있고 중금속을 포함하는 산업폐기물을 제거하는 데 용이하게 사용될 수 있는 생물자원들이 발견되고 있다. 즉 산업 유출물에서 금속 이온의 처리를 위한 박테리아 생물자원의 이용에 대한 관심이 증가하고 있고 금속과 박테리아의 상호작용에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 LPS는 여러 음이온 그룹을 가지고 있어 여러 양이온 그룹 및 금속이온과 상호작용을 하는 것으로 알려져 있지만 미생물 세포와 금속 사이의 상호작용에 대한 정확한 메카니즘은 아직 밝혀지지 않은 실정이다. 이에 박테리아의 LPS가 양이온 금속이온과 상호작용하는 메카니즘에 대해 연구하여 LPS의 O-폴리사카라이드 부분이 금속이온의 결합에 중요한 역할을 한다는 것을 밝히고, O-폴리사카라이드를 산업 폐기물에 포함되어 있는 중금속의 제거에 유용하게 사용할 수 있음을 규명하게 되었다.본 기술의 O-폴리사카라이드는 미생물의 세포 표면에 발현하는 LPS의 일부분으로 브래디리조비움 자포니쿰(Bradyrhizobium japonicum)의 O-폴리사카라이드이다. O-폴리사카리이드를 레진(지지체)에 고정시키고 여기에 중금속이 포함된 산업폐기물을 크로마토그래피를 통해 흘려서 산업폐기물에 있는 중금속이 지지체에 결합된 O-폴리사카리이드에 결합하여 중금속을 제거한다. 또한 O-폴리사카라이드를 세포 표면에 발현하는 미생물 균주를 중금속이 포함된 산업 폐기물과 함께 배양하고 중금속이 결합된 미생물을 제거하여 중금속을 제거하는 방법이다. 즉 유해물질을 분해하는 균주 특히 O-폴리사카라이드를 가지고 있는 균주를 산업폐기물과 함께 배양하면 중금속 제거가 가능하다.O-폴리사카라이드를 이용하여 중금속을 제거하는 방법은 환경친화적인 방법으로 효율적으로 중금속을 제거하는데 매우 유용한 방법을 확보하였다. 또한 더 이상의 오염을 예방할 수도 있다.토양 오염 복원(정화)사업은 시장이 형성되어 있지 않으나, 2002년 개정된 토양환경보전법으로 인해 토양오염 관련규정이 강화되었고, 토양오염 정화시장은 연평균 30% 정도 급성장할 것으로 기대되며 2007년에는 국내시장의 규모가 115억원 정도 될 것으로 예상되고 있다.