생체모사 촉매 개발, ‘금속-수퍼옥소’연구로 박차 가해

[산업일보]
금속효소가 생체반응을 수행할 때 금속과 활성산소가 결합한 반응 중간체가 만들어진다. 이 때 만들어지는 첫 번째 반응 중간체가 금속-수퍼옥소 종이다. 금속-수퍼옥소 종에 대한 연구는 생체모사 촉매를 개발하는 데에도 핵심적인 기여를 한다.

이에, 조재흥 교수(DGIST) 연구팀이 생체 내 금속효소의 반응 중간체로 알려진 금속-수퍼옥소에 대한 연구결과를 총망라한 리뷰를 발표했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.

생체 내 효소의 40% 이상이 금속이온을 필수로 포함하는 금속효소이다. 이들은 산소를 이용해 외부 물질의 독성을 제거하거나 필요한 생체분자를 합성한다. 금속효소에 의한 생체반응은 호흡을 통한 생명활동을 이해하는 데 중요한 열쇠이다.

연구팀은 지금까지 발표된 금속-수퍼옥소 종에 대한 연구 결과들을 모두 모아서 금속별로 분류하고, 산소가 결합될 때의 형태에 따라 2가지로 형태를 구분해 체계적으로 정리했다.

이번 연구에서는 1주기 전이금속 중 구리, 철, 니켈, 망간을 이용한 금속-수퍼옥소 종에 대한 연구들이 집대성됐다. 합성방법, 특성, 다양한 반응 기작이 분석됐고, 특히 연구가 가장 많이 진척된 구리-수퍼옥소에 대해서는 배위자가 미치는 효과들도 논의됐다.

조재흥 교수는 “지금까지 밝혀진 금속-수퍼옥소 종의 합성방법, 특성, 다양한 반응성 연구를 통한 반응 기작 규명에 이르기까지 연구의 흐름을 파악할 수 있다”라며, “생체모사 촉매 개발 등 후속 연구 방향을 제시하는 데 기여할 것이다”라고 연구의 의의를 설명했다.

조 교수는 금속-수퍼옥소 종은 다양한 금속 효소의 반응 중간체로 알려져 오랜시간동안 단백질을 비롯해 모방 화합물을 이용한 연구가 진행돼 왔다. 따라서 리뷰지를 통해 광범위한 연구 주제에 해당하는 수많은 화합물에 대한 연구를 체계적으로 분류해 정리했다.

1주기 전이 금속을 이용한 금속-수퍼옥소 종에 대한 리뷰지를 참고로 해 현재까지의 연구 흐름을 파악하고 후속 연구를 진행하는데 큰 도움을 주며 다양한 금속-수퍼옥소 종에 대한 심도 깊은 연구가 기대된다.