"식물 광합성 단백질 모사해 인공 안테나 단백질 합성"

[뉴스토마토 이한승기자] 미래창조과학부는 광주과학기술원 서지원 교수(사진) 연구팀이 식물이 광합성을 위해 빛을 모으는 데 사용하는 안테나 단백질을 모방한 인공 안테나 단백질을 합성한 연구결과를 발표했다고 22일 밝혔다.

 

인공 단백질은 용도에 맞게 구조를 설계할 수 있어 안정적이고 제어가 용이해 식물보다 더 높은 효율의 인공 광합성 안테나 개발이나 광전자 소재개발 등에 응용될 것으로 기대된다.

 

이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 유기화학 분야 권위지 Organic Letters 3월8일자 온라인판에 게재됐다.

 

광합성은 클로로필 염료들로 구성된 안테나 단백질이 빛을 모아 그 빛에너지를 화학결합의 형태로 저장하는 과정으로 요약되는데, 이같은 식물의 광합성 시스템을 인공적으로 구현해 더 높은 광수확 효율을 얻기 위해서는 염료간의 최적거리 등에 대한 정보를 알아내는 것이 관건이었다.

 

연구팀은 나선구조로 되어 인공단백질 설계에 많이 활용되는 펩토이드를 사용해 5가지 형태의 인공 안테나 단백질을 설계하고 염료간 에너지 전달이 원활히 일어날 수 있는 최적화된 구조를 찾아냈다.

 

생체 단백질의 기능을 인공적으로 모사하기 위해 개발된 신물질인 펩토이드는 기존 가지구조의 고분자나 DNA의 나선구조를 이용하는 인공단백질에 비해 합성이 용이하고 구조를 정밀하게 제어할 수 있다는 것이 장점이다.

 

특히 합성된 안테나 단백질은 자기조립(self-assembly)도 가능해 거대분자인 식물 안테나 단백질 모사에 적합하다는 설명이다.

 

서지원 교수는 "35억년간 식물이 발전시켜 온 광합성 시스템의 효율을 이기는 것은 쉬운 도전이 아니지만, 이번 연구결과는 인공 광합성 안테나의 대량생산을 위한 연구의 토대를 마련한 것"이라고 밝혔다.