메탄 먹어 치우는 미생물 원리 규명

온실가스 저감·바이오에너지 확보 관련 '메탄자화균' 작용 밝혀

저해제와 촉진제의 산화효소 조절 기작 규명

[아시아경제 김철현 기자] 한국연구재단(이사장 노정혜)은 이승재 전북대 교수, 조운수 미시건주립대 교수 연구팀이 메탄가스를 메탄올로 변환시키는 미생물인 '메탄자화균'의 생화학적 기작을 밝혀 온실가스 저감 및 바이오에너지 확보를 위한 기초이론을 제공했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 메탄자화균으로부터 순도 높은 산화효소를 정제하고 산화효소와 저해효소가 결합한 복합체의 결정구조를 얻는 데 성공했다. 이 결정구조에 대한 X선 분석 결과, 저해효소가 산화효소를 방해해 메탄의 산화를 저해하는 기작을 설명해냈다. 메탄가스가 메탄올이 되려면 산화효소의 활성부위에 메탄이 자리잡을 수 있도록 철이 산소분자와 결합해 구조가 바뀌어야 한다. 연구진은 이 과정에서 저해효소가 촉진효소와 같은 자리를 두고 다투며 철의 결합을 억제함으로써 활성부위의 구조변화를 유도, 메탄이 활성부위에 접근하지 못하도록 방해하는 것을 알아냈다.

밝혀진 메탄자화균의 메탄 대사경로를 기반으로 대사공학을 활용하면 메탄으로부터의 바이오 연료 또는 화학 소재 등 다양한 종류의 고부가가치 산물을 생산하는 것을 앞당길 수 있을 것으로 전망된다. 연구팀 관계자는 "앞으로도 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 대사 과정에 대한 촉매회로도 완성을 목표로 연구를 지속할 계획"이라고 했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 사이언스 어드밴시즈에 최근 게재됐다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr