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메탄가스는 지구 온난화의 주범으로 알려져 있는 이산화탄소보다 열용량이 높아 매우 심각한 온실가스로 분류된다. 이러한 메탄을 메탄올로 변환시키는 메탄자화균(Methanotroph)에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 메탄자화균은 메탄을 산화시켜 지구 생태계를 유지하고 있으나, 8개 이상의 폴리펩타이드 결합으로 이루어진 단백질인 메탄 모노옥시게나제(methane monooxygenase)의 생화학적 메커니즘은 현재까지 많은 의문점을 지니고 있다.
이러한 의문점들을 전북대 화학과 이승재 교수(유전공학연구소·사진)가 스프링거 네이처(Springer Nature)가 출간한 학술도서 『Methanotroph』에 집필진으로 참여해 소개하며 주목을 받고 있다. 이 교수는 이 책에서 메탄 모노옥시게나제의 생화학적 메커니즘을 소개했다.
이 교수는 단백질 활성부위에 존재하는 금속 이온이 산소분자 활성화 및 반응 중간체를 형성하는 과정 등을 규명하여 세계적인 학술지인 네이처(Nature)를 비롯한 다수의 논문을 출간했다. 이 교수의 생화학 실험실에서는 구조적 접근을 이용한 다중합체 구조기반 메커니즘 연구를 수행하고 있다.
이 교수는 수용성 메탄자화균(sMMO)의 생화학적 기작을 소개했고, 공동 집필한 Sunney Chan 교수(캘리포니아 공과대학)는 막단백질 MMO (pMMO)의 생화학적 기작에 대해 설명했다.
이 교수는 “메탄자화균의 연구는 우리나라와 같은 논농사지역은 메탄가스의 발생을 피할 수 없는 현실”이라며 “이에 대응하기 위한 유엔 기후변화에 관한 정부간패널(IPCC)의 탄소규제에 대응하기 위해 그 필요성이 더욱 부각된다”고 소개하고 있다.
한편, 이번 연구는 연구재단의 C1 가스 리파이너리 사업의 ‘구조기반 MMO 재설계 기술의 개발’ 연구과제(세부책임자 화학과 이동헌 교수)의 지원으로 5년차 연구가 진행 중이다.
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