전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 화학

속보

더보기

메탄 먹어치우는 미생물의 기작 규명…온실가스 저감 기초이론

기사입력 : 2019년11월04일 12:00

최종수정 : 2019년11월04일 12:00

온실가스 저감·바이오에너지 확보
관련 메탄자화균 작용 밝혀

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 메탄이 온실가스로 환경오염의 원인이기도 하지만 셰일가스의 주성분으로 에너지원으로도 주목받으면서 최근 환경과 에너지 분야에서 그 관심이 증대되고 있다.

4일 한국연구재단은 이승재 교수(전북대)·조운수 교수(미시건주립대) 연구팀이 메탄가스를 메탄올로 변환시키는 미생물 '메탄자화균'의 생화학적 기작을 규명, 온실가스 저감 및 바이오에너지 확보를 위한 기초이론을 제공했다고 밝혔다. 메탄자화균(methanotrophs)은 메탄가스를 유일한 에너지원으로 대사하는 미생물로 산소의 유무에 관계없이 자란다.

연구결과(논문명 "MMOD-induced structural changes of hydroxylase in soluble methane monooyxgenase(Science Advances)")는 국제학술지 '사이언스 어드밴시즈(Science Advances)'에 지난달 2일 실렸다.

[사진=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 저해제 (MMOD)와 촉진제 (MMOB)의 산화효소 (MMOH) 조절 기작을 규명했다. 조효소들의 구조분석을 통해 기질의 산화와 관련한 메커니즘을 이해할 수 있다. 본 연구에서는 저해효소(상)는 촉진효소(하)와 상이하게 4개 헬릭스 다발의 구조적 변화를 유도함을 증명했다. 저해제의 경우 헬릭스 B와 C의 위치 변화를 유도(상, 붉은색 화살표)하나, 촉진제의 경우 헬릭스 E와 F의 구조적 유지 및 변화를 유도(하, 붉은색 화살표)한다. 최종적으로 철 이온이 함유된 활성부위(Fe-Fe)의 배위결합을 변화시켜 산소분자의 활성 및 비활성화 상태를 이뤄낸다. [사진=한국연구재단] 2019.11.04. kimys@newspim.com

메탄을 먹고 자라는 메탄자화균이 가진 '메탄 모노옥시게나제' 효소복합체에 대한 연구는 30년 전부터 이뤄졌다. 메탄 모노옥시게나제(methane monooxygenase)는 메탄자화균에서 만들어지는 수용성 효소로 산화효소를 비롯한 다양한 조효소들이 존재하여 메탄을 산화시킨다.

하지만 이 복합체가 메탄을 메탄올로 변환시킬 때 산화효소(MMOH), 저해효소(MMOD) 및 촉진효소(MMOB) 등이 복잡하게 관여, 전체적인 기작에 대한 이해가 더뎠다.

연구팀은 메탄자화균(Methylosinus sporium 5)으로부터 순도 높은 산화효소(MMOH)를 정제하고 산화효소와 저해효소(MMOD)가 결합한 복합체(MMOH-MMOD)의 결정구조를 얻는 데 성공했다.

나아가 이 결정구조에 대한 X선 분석 결과, 저해효소가 산화효소를 방해해 메탄의 산화를 저해하는 기작도 설명해냈다.

메탄가스가 메탄올이 되려면 산화효소(MMOH)의 활성부위에 메탄이 자리잡을 수 있도록 철(Fe)이 산소분자와 결합해 구조가 바뀌어야 한다.

이 과정에서 저해효소(MMOD)가 촉진효소(MMOB)와 같은 자리를 두고 다투며 철(Fe)의 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 산물의 생산을 앞당길 수 있을 전망이다.

연구팀은 향후도 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 대사 과정에 대한 촉매회로도 완성을 목표로 연구를 지속할 계획이다.

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
日 태평양 연안에 쓰나미 경보·대피령 [서울=뉴스핌] 오영상 기자 = 일본이 러시아 캄차카 반도에서 발생한 지진으로 인해 태평양 연안 지역에 발령했던 쓰나미 주의보를 '쓰나미 경보'로 상향 조정했다. 주의보가 경보로 상향 조정됨에 따라 일본 정부는 태평양 연안 쓰나미 경보 지역에 대피령을 내렸다. 일본 기상청은 홋카이도에서 와카야마현에 걸친 태평양 연안 지역에 쓰나미 경보를 발령했다. 그 외 지역은 주의보가 내려진 상태다. 예상되는 쓰나미 높이는 최대 3미터이다. 지역은 홋카이도 태평양 연안(북부 제외), 아오모리현 태평양 연안, 이와테현, 미야기현, 후쿠시마현, 이바라키현, 지바현 구주쿠리·외해안, 지바현 내만 등이다. 쓰나미의 가장 빠른 도달 예상 시각은 홋카이도 태평양 연안으로, 오전 10시경으로 예상된다. 30일 오전 8시 25분쯤 러시아 캄차카 반도 근해에서 규모 8.7의 지진이 발생했다. 이 지진으로 홋카이도 구시로시 등에서도 진도 2의 흔들림이 관측됐다. 기상청은 경보나 주의보가 해제될 때까지 바다에 들어가거나 해안가에 접근하지 말 것을 당부하고 있다. 일본 태평양 연안부의 쓰나미 경보 지역(빨간색 부분). 노란색은 주의보 [출처=웨더뉴스] goldendog@newspim.com 2025-07-30 10:15
사진
[단독] 내달 12일 정부조직개편안 발표 [서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 국정기획위원회의 정부조직개편안 발표가 오는 8월 12일 이뤄질 전망이다. 해체가 유력해보였던 금융위원회는 존치 가능성이 높아졌다.  당초 금융위원회의 금융정책 기능을 기획재정부로 이관하고, 남은 기능은 금융감독원과 통합해 금융감독위원회를 신설하는 안이 거의 확실시됐다. 이재명 대통령도 대선 전 금융위의 정책과 감독기능을 분리할 뜻을 밝혔고, 이재명 정부의 인수위원회 격인 국정기획위도 이 같은 안을 확정해 대통령실에 보고했다. [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 29일 서울 용산 대통령실에서 열린 제33회 국무회의를 주재하고 있다. [사진=대통령실] 2025.07.29 photo@newspim.com 30일 뉴스핌의 취재를 종합하면 최근 국정기획위의 분위기는 다소 바뀌고 있다. 이재명 대통령이 금융위의 부동산 대출 규제와 중대재해 예방 제안에 대해 연이어 긍정 평가를 내놓은 것이 변화의 배경으로 작용하고 있다. 국정기획위도 정부조직개편안에 대한 재논의를 결정하고 다양한 의견을 수렴하고 있다.  금융위 해체 분위기 변화의 이유는 전문성과 업무 능력 때문이다. 이재명 정부가 출범한 지 두달이 되어가는 상황에서 금융위원회의 정책에 대한 대통령의 평가가 높아졌다. 이 대통령은 지난 15일 국무회의에서 "적절한 대출 규제로 부동산 안정 효과를 보고 있는 것 같다"고 금융위원장을 칭찬한 것에 이어, 지난 29일 국무회의에서는 김병환 금융위원장이 제안한 중대재해 예방 방안에 대해 "기준을 만들어서 대출과 투자에 불이익이 주는 것은 상장회사에 상당한 타격이 돼 효과가 있을 것 같다"고 말했다. 금융 관련 전문성과 현안 대응력, 정책의 일관성을 위해 금융위를 존치시켜야 한다는 목소리가 힘을 얻고 있으며, 현재 국정기획위가 채택한 금융정책과 감독의 완전 분리가 중복 규제, 책임 회피 가능성이 있다는 지적도 나온다. 여당 내에서는 금융위가 오히려 기획재정부가 맡고 있는 국제금융 기능까지 관할하는 법안까지 발의됐다. 윤준병 의원은 지난 7월 17일 발의한 정부조직개편안에는 이 같은 내용을 포함했다. 윤 의원은 "기획재정부는 거대 공룡과 같은 조직이니 분리하는 것이 효율적이지만 금융 부문은 국제금융과 국내금융을 하나로 묶어서 한 기관이 전문성을 갖고 하는 것이 의미가 있겠다고 판단했다"고 말했다. 물론 윤 의원이 경제와 금융정책을 담당하는 국회 기획재정위나 정무위원회 소속이 아닌 국회 농림해양수산식품위원회 소속인데다 국정기획위 내에서도 금융 파트를 담당하는 경제 1분과 위원이 아니라는 점에서 발의된 정부조직개편안의 영향력은 크지 않다는 분석도 있다. 금융정책을 담당하는 국회 정무위원회 의원들은 대부분 금융위의 분리안에 대한 입장을 유지하고 있다. 그러나 정부와 여당에서는 키를 대통령실이 쥐고 있다는 평가가 많다. 대통령실에 의해 정부조직안이 만들어지면 여당에서 이를 비토할 가능성은 거의 없다는 것이다. 한 금융위원회 관계자는 최근 정부조직개편안 추이에 대해서는 입장을 밝히지 않았지만, "금융위원회는 그동안 계엄이나 탄핵 상황에서도 부지런히 일해왔다. 최근에는 이 같은 노력들을 조금씩 인정받는 느낌도 든다"고 말했다. 국정기획위원회가 8월 14일 임기를 마치는 가운데, 임기 종료일 직전인 12일 경에 정부조직개편안을 발표할 것이라는 이야기가 여당에서 나온다. 금융정책을 담당하는 금융위원회가 존치될지, 아니면 기획재정부와 금융감독원으로 나눠질지 금융가의 관심이 집중되고 있다.   dedanhi@newspim.com 2025-07-30 14:46
안다쇼핑
Top으로 이동