포스텍, 누에고치서 이산화탄소 자원화 해법 찾았다
  • 이상호기자
포스텍, 누에고치서 이산화탄소 자원화 해법 찾았다
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  • 승인 2017.07.13
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차형준 교수팀, 영남대와 실크단백질 기반 새 생물촉매 개발

[경북도민일보 = 이상호기자]  포스텍이 이산화탄소를 자원화하는 연구에 성공했다고 12일 밝혔다.
 차형준<사진> 포스텍 화학공학과 교수 연구팀이 김창섭 영남대 화학생화학부 교수와 함께 탄산무수화효소와 누에고치의 실크단백질을 기반으로 이산화탄소 전환 기능은 물론 높은 강성과 탄성을 지닌 견고한 단백질 하이드로젤 형태의 새로운 생물촉매를 개발했다.
 탄산무수화효소는 중탄산염이라는 물질로 자연적인 반응보다 천만 배 빠르게 만드는 효소로 여기서 만들어진 중탄산염으로 새로운 탄산화합물을 만들어낼 수 있다. 
 이렇게 만들어진 화합물은 인공뼈, 칼슘보조제, 시멘트, 플라스틱, 종이와 같은 공업용 재료로도 활용돼 이산화탄소 저감은 물론 높은 경제성으로 주목을 끌기도 했다.
 하지만 탄산무수화효소는 연구실이 아닌 산업환경에서는 안정성이 낮아 실제로 상용화하거나 활용하는 데 한계가 있었다.
 이에 연구팀은 누에를 외부환경에서 보호하는 누에고치의 실크단백질에 관심을 가졌다.

 누에 실크섬유는 실크단백질의 타이로신-타이로신 교차결합과 베타시트형성을 통해 만들어져 다른 단백질에 비해 튼튼한 물리적 특성을 가지고 있다.
 타이로신-타이로신 교차결합은 공유결합이 일어나는 현상이고 베타시트는 단백질의 이차구조 중 하나로 가정 안정한 구조다.
 연구팀은 탄산무수화효소가 활성에 영향을 미치지 않는 타이로신 잔기를 포함하고 있는 점에 착안, 누에고치의 실크섬유 형성 메커니즘을 모방했다.
 빛을 이용해 탄산무수화효소와 실크단백질 사이에 타이로신-타이로신 교차결합을 형성하고 탈수반응을 통해 실크단백질에 베타시트를 만들어 탄산무수화효소가 캡슐화된 단백질 하이드로젤을 개발하는데 성공했다.
 이 새로운 단백질 하이드로젤 촉매는 이산화탄소 전환능력이 우수할 뿐 아니라 강성과 탄성이 높아 우수한 물리적 특성을 가지고 있다.
 또한 열적·구조적 안정성을 가지고 있어 재사용 가능성도 높고 산업현장에서도 활용할 수 있다.
 이번 연구결과는 네이처 자매지인 ‘엔피지 아시아 머터리얼즈’ 에 최근 게재됐다.



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