[충청뉴스 이성현 기자] 한국에너지기술연구원은 광주친환경에너지연구센터 민경선 박사 연구진이 이산화탄소로부터 수소저장물질인 개미산을 생산하는 새로운 효소를 발굴하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.
개미산은 개미에서 발견된 천연물질로 세균억제와 수소이온지수를 조절하는 효과를 가져 식품가공이나 보존제, 제설제 등 여러 산업에서 다양하게 사용되고 있다.
특히 최근에는 수소를 저장하는 물질로, 대형 특수용기가 아닌 제3의 물질과 결합해 저장·수송하는 LOHC(Liquid Organic Hydrogen Carrier)의 활용에도 주목받고 있다.
연구진은 유전자 데이터베이스 기반 유전체 마이닝(genome-mining)을 통해 이산화탄소를 개미산으로 저장하는 신규 이산화탄소 환원 효소를 발굴해 온실가스로부터 수소 저장 물질을 생산하는 원천 기술을 개발했다.
연구진은 기존 활성이 알려진 이산화탄소 환원 효소의 단백질 서열을 분석해 유전자 데이터베이스에서 서열과 유사도를 분석하고 활성 부위 구조를 예측 및 분석해 신규 이산화탄소 환원 효소를 발굴했다. 발굴된 효소로 이산화탄소 환원 활성 및 반응 특성을 분석해 이산화탄소로부터 수소 저장 물질인 개미산을 생산하는 효소 반응 시스템을 구축했다.
새롭게 발굴한 3종의 이산화탄소 환원 효소는 재조합 단백질 발현 시스템을 통해 대량 생산이 가능하고, 이산화탄소로부터 수소 저장 물질로 활용 가능한 개미산을 생산할 수 있어 이산화탄소 자원화를 통한 고부가물질 생산에 핵심이 되는 원천 기술이다.
또 생촉매인 효소는 이산화탄소로부터 개미산을 생산하는 기존 경쟁 기술인 전기화학적 전환, 화학촉매 전환 기술에 비해 반응온도와 에너지 요구량이 낮아 친환경 저에너지 공정 개발이 가능하다. 이뿐만 아니라 높은 기질특이성을 기반으로 일산화탄소 등의 부산물 없이 100% 선택성으로 개미산을 생산할 수 있는 장점이 있다.
민경선 박사는 “유전자와 구조 정보는 그동안 자연계에서 찾기 어려웠던 활성을 찾아내는데 아주 중요한 기술”이라며 “이산화탄소를 직접 활용해 에너지 저장 물질로 전환할 수 있는 효소기반 생물 공정 개발 연구는 이산화탄소 자원화를 통한 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 했다.
