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지구온난화 주범 메탄가스를 메탄올로 변환시키는 효소 개발

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2019년 04월 02일 17:04 프린트하기

 
메탄산화세균 유래의 메탄산화효소의 핵심 활성 부위가 표면에 표출된 새로운 효소 나노입자를 개발했다.이를 통해 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있다. 한국연구재단 제공
메탄산화세균 유래의 메탄산화효소의 핵심 활성 부위가 표면에 표출된 새로운 효소 나노입자를 개발했다.이를 통해 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있다. 한국연구재단 제공

지구 온난화 주범인 메탄가스를 메탄올로 변환시키는 바이오 소재가 개발됐다. 메탄올은 다양한 생활용품과 산업용 소재로 쓰이는 탄화수소물의 원료로 주목받고 있다.


이지원 고려대 화공생명공학과 교수 연구팀은 메탄가스로부터 메탄올을 생산할 수 있는 새로운 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다.


탄화수소물은 다양한 생활용품과 산업용 소재로 원유를 원료로 사용해 생산된다. 최근 고갈 가능성이 있는 원유를 대신해 탄화수소물 생산 원료로 메탄올이 주목받고 있다. 메탄올의 생산 원료로 지구상에서 가장 풍부한 가스 자원이자 지구온난화 주범인 메탄가스가 사용되는데 메탄가스를 메탄올로 산화시키는 화학적 공정은 환경오염 유발, 높은 에너지 소비, 낮은 반응 전환율과 같은 단점이 있다.


과학자들은 이런 화학적 공정의 대안으로 메탄산화세균를 활용한 바이오 메탄올 생산공정에 주목했다. 하지만 바이오 메탄올 생산공정에 쓰이는 메탄산화세균을 고농도로 배양하거나 메탄산화효소를 대량으로 생산해야하는 어려움이 존재했다. 


연구팀은 유전공학 기술로 메탄산화효소의 핵심 활성 부위만을 활용해 자연 상태의 메탄산화효소와 거의 같은 수준의 활성을 갖는 효소 나노입자를 개발하는데 성공했다. 메탄산화효소의 핵심활성부위를 표출시킨 형태의 새로운 효소 나노입자를 만들었다. 이 효소 나노입자는 빠른 시간에 대장균 세포내에서 간편하게 대량으로 생산이 가능하다. 또 연구팀은 효소 나노입자를 다공성 하드로겔에 고정했다. 이를 통해 안정적으로 활성을 유지하며 장시간 반복적으로 재사용할 수 있는 메탄올 생산시스템을 개발했다. 


이 교수는 “이번 연구를 통해 문제점이 많은 기존의 화학적 메탄 산화 공정을 고효율의 바이오공정으로 대체하는 시스템을 개발했다”며 “이 기술을 확장 적용하면 산업적 활용 가치가 있는 다양한 효소 및 이를 이용한 고효율의 바이오 공정 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 카탈리시스’ 2일자에 발표됐다.

 

이지원 고려대 화공생명공학과 교수 연구팀은 메탄가스로부터 메탄올을 생산할 수 있는 새로운 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 한국연구재단 제공

이지원 고려대 화공생명공학과 교수 연구팀은 메탄가스로부터 메탄올을 생산할 수 있는 새로운 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 한국연구재단 제공
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