지구온난화 주범 메탄을 메탄올로 바꾸는 미생물...바이오연료 등 생산 가능

지구를 뜨겁게 만드는 온실가스의 대부분은 이산화탄소이지만 지구온난화를 유발시키는 강력한 물질은 다름 아닌 메탄가스이다. 이산화탄소보다 공기 중 분포는 적지만 지구온난화 유발효과는 33배나 더 크다. 그렇지만 메탄가스는 메탄올 같은 유용한 화학물질로 바꿀 수 있기 때문에 많은 연구자들이 이에 관한 연구를 진행 중이다. 특히 화학적 물리적 변화보다 오염이 적은 생물학적 변화에 주목하고 있다. 한국인 연구자들이 메탄의 메탄올 전환에 있어서 환경오염을 최소화할 수 있는 생물학적 변환 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다.

미국 미시건 앤아버대 생화학과, 전북대 화학과 공동연구팀은 지구온난화 주범인 메탄가스를 유용한 화학물질인 메탄올로 변환시키는 미생물인 ‘메탄자화균’의 작동원리를 규명했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다.

메탄자화균은 다른 미생물들과 달리 산소 유무에 상관없이 메탄가스만 먹고 자란다. 메탄자화균이 가진 메탄모노옥시게나제라는 물질이 메탄을 메탄올로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 정확한 구조가 알려져 있지 않고 다양한 화학물질이 관여하고 있기 때문에 전체적인 메커니즘에 대해 정확히 알지 못했다.

연구팀은 메탄자화균에서 산화효소와 산화효소-저해효소가 결합된 복합체를 분리해 결정구조를 얻는데 성공했다. 이 결정구조를 바탕으로 X선 분석결과 메탄을 메탄올로 전환하는 대사 경로를 확인하는데 성공했다.

연구팀은 이번에 밝혀낸 메커니즘을 바탕으로 대사공학을 활용하면 메탄자화균을 이용해 바이오연료는 물론 다양한 종류의 고부가가치 화학소재를 만들어 낼 수 있을 것으로 전망했다.

이승재 전북대 화학과 교수는 “추가적으로 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 전환과정을 더 밝혀낼 계획”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr