이달의 과학기술자상 7월 수상자 이화여자대학교 남원우 교수 선정
남원우 교수는 최근 공기 중의 산소를 활성화하는 산소화 효소 모델 시스템의 연구로 산소화 효소의 화학 반응을 규명하였다. 실험실에서 합성한 효소 모방체를 사용하여 생체에서의 산소화 효소 역할 및 화학 반응 메커니즘을 밝혀낸 것이다. 동 연구 결과는 생체 모방뿐만 아니라 산업체에서도 응용될 수 있는 지능성 촉매 시스템 개발의 전기를 마련하였다. 산소화 효소의 중간체 구조를 규명한 남원우 교수의 연구결과는 2003년도에 세계적 과학학술지인 ‘사이언스’에 발표되었다. 그 후 미국화학회지(C&E News), ‘사이언스’ 그리고 미국 한림원 학술지 등에서 남원우 교수의 연구결과에 대해 심층 소개하였다.
생명 현상의 이해 및 생체 반응을 모방하는 인공 생체 시스템의 개발과 이를 이용한 촉매 및 신약 개발은 21세기 과학 발전을 이끄는 중요한 분야로 각광받고 있다. 이중 생체 물질대사를 조절하는 효소에 대한 연구는 효소의 화학 반응을 이해하고 선택성 및 효율성이 뛰어난 효소 반응 시스템 개발로 산업계와 의약품 개발에 응용하고자 전 세계에서 활발히 진행되고 있다. 특히, 독특한 화학 반응으로 산소를 활성화하여 유기물질을 산화시키는 산소화 효소에 대해 생체무기화학 분야에서 지대한 관심을 갖고 활발한 연구를 진행하고 있다.
체내에서 생긴 노폐물을 땀이나 소변으로 체외로 배출하기 위해서는 지방 성분인 노폐물을 물에 녹는 형태로 전환하여야 한다. 따라서 지방 성분의 노폐물을 수용성으로 바꾸는 화학 반응이 체내에서 일어나야 하며, 이 화학 반응에 관여하는 효소가 바로 산소화 효소이다. 산소화 효소는 산소를 활성화시켜 에너지를 생성하고 노화의 원인이 되는 활성 산소를 제거하는 화학 반응에 관여하며, 남성 호르몬을 여성 호르몬으로 변형시키는 중요한 작용도 한다.
이러한 산소화 효소를 생명체가 아닌 실험실에서 인공적으로 만들기 위해서는 산소화 효소가 관여하는 화학 반응의 경로 및 중간체를 알아야 한다. 즉, 산소화 효소의 기능 및 중간체를 정확히 밝혀내면 그 효소가 관여하는 화학반응의 전체 틀을 이해할 수 있고, 이를 응용해 똑같은 작용을 하는 인공 효소를 체외에서도 만들 수 있다. 이렇게 인체에서 일어나는 반응을 모방한 인공 효소는 생체 내에서 필요로 하는 화학 물질의 대량 생산과 산업체의 신약 개발에 활용될 수 있다. 이것이 바로 ‘인공 효소 모방 시스템’ 개발의 목적이다.
남원우 교수 연구팀은 최근 인공 효소 모방체와 공기 중의 산소를 사용하여 산소화 효소의 중간체 구조를 밝혀냈으며 산소를 사용한 유기물질의 산화 반응을 발견하였다. 동 연구 결과는 생체 내에서 일어나는 화학 반응을 체외에서 모방한 것으로, 효소 모방 시스템에서도 생체에서 일어나는 반응과 같이 공기 중의 산소를 사용할 수 있다는 것을 단적으로 보여준 중요한 결과이다.
또한, 공기 중의 산소 분자를 사용해 개발한 촉매 시스템은 산업체에서 유용하게 사용될 수 있고 산소화 효소의 비밀을 밝히는데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대되고 있다.
남원우 교수는 현재 과학기술부/한국과학재단 지정 창의적연구진흥사업의 생체 모방 시스템 연구단을 이끌고 있으며, 생체무기화학 분야에서 탁월한 연구업적을 통해 세계적인 과학자로 평가를 받고 있다. 남원우 교수는 이제까지 젊은과학자상, 대한화학회 무기분과상, 이화학술상 등을 수상한 바 있다.
웹사이트: http://www.kosef.re.kr
연락처
홍보과 문기호 042-869-6111
