* 보조인자(cofactor): 효소가 촉매로서 활성화될 수 있도록 촉매에 결합하는 유기 화합물
이나 금속 이온을 말한다. 산화환원 효소의 반응 시에는 보조인자로 NAD(P), FAD 등의
물질이 지속적으로 소모된다. 보조인자는 대부분 가격대가 매우 높아 재사용 기술이 요
구된다. 보조인자의 작동에는 산화환원 효소 사이를 이동하기 위한 유동성이 필수적이다.
* NAD: 1kg당 약 1,000만원, NADP: 1kg당 약 5,000만원
□ 지스트(광주과학기술원, 총장직무대행 박래길) 신소재공학부 권인찬 교
수 연구팀은 산화환원 반응에 다양하게 활용할 수 있는 플랫폼 기술로
서 보조인자를 재생하는 친환경 생촉매 반응 시스템을 개발했다.
□ 연구팀은 보조인자를 유연한 단백질인 엘라스틴 유사 폴리펩타이드
(ELP)*를 결합하여 세계 최초로 보조인자 단백질 스윙암*을 개발했다.
∘ 보조인자 스윙암은 고체 지지체에 두 개의 산화환원 효소(포도당 탈수
소효소 및 만니톨 탈수소효소)와 함께 머리카락보다 얇은 마이크로 사
이즈 다공성 비드(bead)에 고정화하여 마이크로 반응기를 제작했다.
* 엘라스틴 유사 폴리펩타이드(ELP): 엘라스틴이라는 단백질에서 유래된 인조 단
백질로, 유연하면서도 물리적 특성을 설계를 통해 쉽게 조절할 수 있다는 장점이
있어서 바이오의학의 다양한 분야에서 유용하게 활용되고 있다.
* 스윙암: 고체 지지체에 보조인자의 유동성을 확보한 상태로 고정화하기 위한
수~수십 나노미터 (nm) 길이를 갖는 지지체.
□ 마이크로 반응기에 ① 설탕을 구성하는 포도당과 과당을 원료로 공급
하면 ② 포도당 탈수소효소가 포도당(약 700원/kg)을 사용하여 보조인
자를 환원하고 ③ 환원된 보조인자는 만니톨 탈수소효소에 환원력을
공급하여 ④ 과당(약 1,300원/kg)을 월등히 비싼 약물인 D-만니톨*(약
10만 원/kg)로 전환하는 고부가가치 생산을 할 수 있다.
* D-만니톨(D-mannitol): 안압 및 뇌압 감소 약물
∘ 생성된 마이크로반응기 시스템은 값비싼 효소와 보조인자 공급 없이
도 반복적으로 1.6 mM 이상의 D-만니톨을 생산하는 것을 확인했으
며, 이외에도 다양한 약물을 만드는데 활용할 수 있다.