DGIST, 체내 산화반응으로 합성된 중간물질 규명 성공

DGIST는 신물질과학전공 조재흥 교수팀이 생체모방 망간 효소와 인공산화제를 이용한 고효율 산화반응에서 새로운 활성중간체종 발견했다고 24일 밝혔다.

DGIST 신물질과학전공 조재흥 교수는 "이번 연구는 이제껏 발견된 적이 없던 3가의 망간-요오드실벤젠종을 발견하고 그 형성과정을 규명했다"고 말했다. 그는 "실용화까지는 아직까지 넘어야 할 산이 많지만 연구를 지속적으로 진행한다면 앞으로 효소 반응연구 분야 발전에 많은 기여를 할 수 있을 것"이라고 전망했다.

생물의 체내 반응들은 대부분 인간의 몸속에 있는 여러 효소들이 작용하며 일어난다. 효소들 중에서도 특정 금속원자를 구성성분으로 갖는 '금속효소'는 체내 산화반응을 일으키기 위해서 산소와 결합해 '금속-활성산소종'을 형성해야 한다.

이 때, 관련분야에서는 보다 효율적인 산화반응을 위해 산소와 효소의 결합을 도와줄 인공산화제인 '요오드실벤젠'을 사용한다.

하지만 산소가 금속효소에 전달되기도 전에 인공산화제가 금속효소의 금속원자와 먼저 결합해 금속-요오드실벤젠종을 형성해버리는 현상이 지속적으로 관찰됐다. 따라서 학자들 사이에선 금속-요오드실벤젠종이 효소와 산소의 산화반응에 미치는 영향이 어디까지인가를 놓고 많은 논의가 있었다.

조재흥 교수팀은 이를 규명해보고자 체내 금속효소 중 망간 중심을 모방한 생체모사 망간착물과 인공산화제인 요오드실벤젠의 합성연구를 시작했다.

연구과정에서 조재흥 교수팀은 3가의 망간-요오드실벤젠종’이 결합된 중간체를 발견하게 되는데, 이는 해당 분야에서 발견된 전례가 없었다. 또 단결정을 분석해 그 구조를 밝혔고 산화반응이 일어나는 메커니즘도 함께 증명했다.

연구 결과는 화학 분야 최고학술지 '미국화학회지(JACS)'에 지난해 11월 28일자 게재됐으며, DGIST 신물질과학전공 정동현 석박통합과정 학생이 제1저자로 참여했다.

[e-mail] 김만기 기자