지스트,지속적으로 약물을 제조하는 올인원 친환경 나노반응기 개발
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지스트,지속적으로 약물을 제조하는 올인원 친환경 나노반응기 개발
  • 나현 기자
  • 승인 2021.05.13 22:12
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값비싼 효소와 보조인자의 추가 공급 없이도 오래 사용가능한 나노반응기 개발
지스트,지속적으로 약물을 제조하는 올인원 친환경 나노반응기 개발(사진-지스트)
그림-2
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왼쪽부터 권인찬 교수,김승균 박사과정생.태기융교수,권기윤 박사과정생(사진-지스트)
왼쪽부터 권인찬 교수,김승균 박사과정생.태기융교수,권기윤 박사과정생(사진-지스트)

[시사매거진/광주전남] 지스트(광주과학기술원) 신소재공학부 권인찬 교수와 태기융 교수 연구팀은 친환경 생촉매 및 보조인자의 추가 공급 없이도 반복적으로 유용한 약물을 생산할 수 있는 친환경 나노반응기를 개발했다.

연구팀은 생촉매인 두 종류의 산화환원 효소와 보조인자가 결합된 알긴산(alginate)을 나노입자에 동시 포집하여 원하는 화합물을 만들면서 동시에 보조인자를 재사용할 수 있음을 확인했다.

* 나노반응기: 세포나 생체에 나노입자를 넣고 생체 내에서는 일어나지 않는 인공적인 화학반응을 유도하는 것
** 보조인자: 산화환원 효소의 활성에 필요한 전자전달을 도와주는 유기 화합물 또는 금속 이온

최근 들어 친환경적인 제조 공정 개발에 관심이 늘면서 자연에서 얻을 수 있는 안전한 생촉매인 효소를 이용한 제조 공정이 각광을 받고 있다. 특히 산화환원 반응을 촉진하는 산화환원 효소는 부가 가치가 높은 화합물을 친환경적으로 제조하는 데 중심적인 역할을 하고 있다.

하지만 효소의 값이 비싸 특정 담체에 포집하여 오랫동안 사용하려는 연구들이 많이 진행되어 왔으며, 많은 종류의 산화환원 효소는 보조인자라고 불리는 전자전달체를 소모하게 되는데, 이 보조인자도 값이 비싸기 때문에 산화환원 효소를 이용한 화합물 생산 공정 개발에 큰 걸림돌이 되고 있다. 뿐만 아니라 보조인자는 크기가 작아서 기존의 담체로는 포집하기 어려워 장기간 사용에 또 다른 제약이 되고 있다.

본 연구팀은 보조인자의 재활용성을 향상시키기 위해 보조인자 재순환이 가능한 산화환원 효소 2종과 보조인자를 천연에서 얻어진 고분자인 알긴산에 결합하여 크기를 증대한 후, 온도 조절과 같은 간단한 방법으로 고분자 나노입자에 포집하여 효소 및 보조인자를 재사용할 수 있는 나노반응기를 설계하였다.

연구팀이 개발한 나노반응기는 효소 및 보조인자의 추가 공급 없이도 반복적으로 유용한 약물인 D-만니톨(D-mannitol; 안압 및 뇌압 감소 약물)을 생산하는 것을 확인했으며, 이외에도 다양한 약물을 만드는데 사용 가능하다.

권인찬 교수는 “효소 및 보조인자가 동시에 포집되어 있는 나노반응기는 약물을 포함하여 다양한 화합물을 제조하는 데 사용될 수 있는 플랫폼 기술이다”면서, “이러한 나노반응기는 전형적인 친환경 기술로써 보조인자의 재활용을 통해 부생가스나 온실가스 등을 유용한 화합물로 전환하는 새로운 탄소자원화/탄소중립적인 공정 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

본 연구는 C1 가스 리파이너리 사업단과 지스트 연구원(GRI) 기후변화과제의 지원으로 수행되었으며, 화학 공학의 국제 저명 학술지인 ‘ACS 서스테이너블 케미스트리 앤드 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)’에 2021년 5월 4일 온라인 게재되었다.

나현 기자 skgusskgussk@hanmail.net

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