변신로봇처럼 합체하면 플라스틱 분해 속도 '쑥'

2020.09.29 16:39
英연구팀 플라스틱 분해 효소 합성 분해 속도 6배 끌어올려
연구팀이 밝힌 페테이스와 메테이스를 결합한 융합 단백질의 3차원 구조. 사진 제공 Rosie Graham.
연구팀이 밝힌 페테이스와 메테이스를 결합한 융합 단백질의 3차원 구조. 사진 제공 Rosie Graham.

영국 과학자들이 플라스틱 분해 능력이 있는 두 종류의 단백질을 붙여 분해 속도를 끌어올리는 방법을 알아냈다.    

 

존 맥기헌 영국 포츠머스대 생명과학과 교수 연구팀은 두 종류의 플라스틱 분해 효소를 결합해 분해 속도를 종전보다 6배 빠르게 하는 방법을 알아냈다고 국제학술지 미국립과학원회보(PNAS)'가 28일 소개했다. 

 

플라스틱을 분해하는 효소가 발견된 것은 처음은 아니다. 일본 연구진은 지난 2016년  플라스틱을 먹는 박테리아 ‘이데오넬라 사카이엔시스’를 발견했고 과학자들이 이 박테리아에서 플라스틱을 분해하는 두 가지 효소인 페테이스(PETase)와 메테이스(MHETase)를 분리하는데 성공했다.

 

존 맥기헌 교수는 앞서 2018년 메테이스의 분해 속도를 20% 높이는 방법을 알아냈다. 연구팀은 입자가속기의 일종인 싱크로트론을 이용해 태양 빛보다 100억 배 밝은 X선을 발생시켜 페테이스와 메테이스의 원자 구조를 분석했다. 

 

연구팀은 이를 토대로 두 효소를 이어 붙여 융합 단백질을 만들었다. 이 단백질의 분해 속도를 측정한 결과 페테이스로만 분해할 때보다 속도가 약 2배 빠른 것으로 나타났다. 여기에 효소를 연결한 길이를 다르게 하고 전체 구조를 바꾸자 속도가 3배 더 빨라졌다. 페테이스만으로 분해했을 때에 비해 총 6배 빨라진 셈이다.

 

존 맥기헌 교수는 “새로운 플라스틱 분해 효소는 1, 2년 안에 상용화할 수 있다”며 “플라스틱 분해 효소를 천연 섬유를 분해하는 효소와 결합하면 면과 폴리에스테르를 섞어 만든 합성 섬유를 분해하는 효소도 만들 수 있다”고 밝혔다.

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