December 07,2019

온실가스 먹는 미생물의 움직임 규명

바이오에너지 확보 위한 메탄자화균 확인

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저해 효소와 촉진 효소의 산화 효소 조절 기작 개요도 ⓒ 한국연구재단

저해 효소와 촉진 효소의 산화 효소 조절 기작 개요도 ⓒ 한국연구재단

한미 연구진이 온실가스를 먹어치우는 미생물의 움직임을 규명했다.

4일 한국연구재단에 따르면 전북대 이승재 교수와 미국 미시간주립대 조운수 교수 연구팀은 메탄가스를 메탄올로 바꾸는 ‘메탄자화균’ 생화학적 원리를 밝혔다.

메탄자화균은 메탄가스를 유일한 에너지원으로 쓰는 미생물이다. 산소가 없는 곳에서도 성장한다.

메탄자화균의 ‘메탄 모노옥시게나제’ 효소 복합체 연구는 이미 30여년 전부터 진행됐다.

다만, 이 복합체가 메탄을 메탄올로 변환할 때 복잡한 모습을 나타내 전체적으로 이해하기는 어려웠다.

엑스선 회절분석에 의한 산화·저해 효소 중합체 구조 ⓒ 한국연구재단

엑스선 회절분석에 의한 산화·저해 효소 중합체 구조 ⓒ 한국연구재단

연구팀은 메탄자화균으로부터 순도 높은 산화효소를 정제한 뒤 산화효소·저해 효소 결합 복합체 구조를 얻는 데 성공했다.

결정구조 엑스선 분석 결과 저해 효소가 산화효소를 방해해 메탄 산화를 어렵게 했다고 연구팀은 설명했다.

저해 효소가 촉진 효소와 다투며 철의 결합을 억제하는 것인데, 이는 메탄이 활성 부위에 접근하지 못하도록 방해하는 원인으로 작용했다.

연구팀은 “온실가스 줄이기와 바이오에너지 확보를 위한 기초이론을 제공한 것”이라며 “메탄으로부터 바이오 연료나 화학 소재 등 다양한 종류의 고부가가치 산물을 얻는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 C1가스리파이너리 사업 등 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 지난달 2일 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances)에 실렸다.

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