극지연구소, 남극 미생물서 저온·고염에 강한 효소 발굴…작동 원리 규명

바닷물보다 4~5배 짠 환경서 최고 활성…4.0M 염도에서도 활성 90% 유지

[서울=뉴시스] 남극 해양 미생물 유래 당 가수분해효소 R41843G의 구조.

[서울=뉴시스] 박성환 기자 = 남극 해양 미생물에서 낮은 온도와 높은 염도에서도 활성을 유지하는 효소가 발견됐다. 식품 발효와 해양바이오 소재 가공 등 산업 현장에서 활용될 가능성이 제기된다.

극지연구소는 남극 해양 미생물에서 당 가수분해효소 'R41843G'를 발굴하고, 극한 환경에서도 기능을 유지하는 구조적 원리를 규명했다고 3일 밝혔다.

이준혁·한세종 박사 연구팀은 남극 바닷물에서 분리한 미생물 '할로모나스속 KS41843'의 효소를 분석했다. 그 결과 R41843G는 바닷물보다 4~5배 짠 2.5M 소금물에서 가장 높은 활성을 보였다. 염도가 4.0M인 환경에서도 소금이 없는 조건에서의 약 90% 활성을 유지했다.

온도는 25도에서 가장 잘 작동했고, 10~30도에서도 최고 활성의 절반 이상을 나타냈다. 특히 5~15도의 저온에 장시간 노출된 뒤에도 초기 활성을 거의 유지했다.

연구팀은 효소 표면에 아스파트산과 글루탐산 등 산성 아미노산이 풍부하게 분포한 점에 주목했다. 이들 아미노산이 고염 환경에서 효소 주변의 수분층을 안정적으로 유지해 단백질 구조가 무너지는 것을 막는 것으로 분석됐다.

당 가수분해효소는 탄수화물을 작은 당으로 분해하는 역할을 한다. 이번에 발굴한 효소는 낮은 온도에서도 작동해 공정 에너지를 줄이고, 고염 조건에서도 활성을 유지해 간장·된장 등 발효식품이나 수산물 가공 분야에 활용될 수 있을 것으로 연구소는 기대했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '응용미생물학과 생명공학(Applied Microbiology and Biotechnology)' 9월호에 게재됐다.

신형철 극지연구소장은 "극지 미생물이 지닌 가능성을 산업과 우리 삶에 도움이 되는 성과로 이어가겠다"고 말했다.


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