이화여대 남원우 교수팀, 금속이온 결합 구조 밝혀

국내 연구진이 산소발생 효소의 화학반응에서 금속이온이 전자전달 속도를 높이는 메커니즘을 규명하고, 금속이온이 결합된 산소화 효소의 중간체 구조를 밝혀냈다.

이화여대 바이오융합과학과 남원우 석좌교수(사진)와 일본 오사카대 슈니치 후쿠주미 교수, 이화여대 이용민 특임교수가 함께 진행한 이 연구는 교육과학기술부의 세계수준 연구중심대학 육성(WCU) 사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구결과는 화학 분야 권위지인 네이처 케미스트리(Nature Chemistry) 11일자로 온라인에 게재됐다.

연구팀은 물로부터 산소를 발생시키는 효소의 화학반응 중에 순간적으로 생기는 중간체의 존재와 구조를 규명하기 위해 생체 내의 효소 대신 실험실에서 합성한 인공효소를 사용했다. 극저온에서 다른 금속이온이 결합한 중간체의 단결정을 얻은 후 X선 회절법을 이용해 구조를 분석했다.

또 가시광선을 이용해 물질의 특성을 분석하는 가시광선 분광광도계를 이용, 칼슘 같은 금속이온이 있을 때와 없을 때의 전자전달 반응이 달라진다는 사실을 발견했다. 이는 효소 반응에 금속이온이 중요한 영향을 미친다는 사실을 보여주는 것으로, 물로부터 산소를 발생시키는 인공효소 개발에 활용 가능할 전망이다.

남원우 교수는 "이번 연구결과를 보다 발전시켜 물을 산화시킨 후 물로부터 산소와 다양한 산화제로 사용할 수 있는 과산화수소를 만들 수 있다면 오염이 없는 친환경 대체에너지와 촉매를 얻을 수 있을 것"이라고 이번 연구의 의의를 설명했다.

안경애기자 naturean@

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안경애

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