이화여대 남원우 교수 ‘산소화 효소’ 연구로 사이언스지에 논문 게재

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2005-10-28 04:00

서울--(뉴스와이어)--'시토크롬 P450 산소화 효소'. 공기 중의 산소를 활성화해 생명 유지에 필요한 화학 물질을 생성하며, 생체에서 생성된 노폐물은 체외로 방출하고, ‘남성’ 호르몬을 ‘여성’ 호르몬으로 변환시키는 효소다. 이화여대 남원우 석좌교수(나노과학)가 2003년 이 효소의 역할을 세계 최초로 밝힌 지 2년 만에 이 효소의 화학 반응에서 순간적으로 존재하는 중간체 구조를 생체 모방 연구를 통해 규명해냈다.

이번 연구는 ‘생체 메타볼리즘에 관여하는 산소화 효소의 작용기전에 관한 연구(A Thiolate-Ligated Nonheme Oxoiron(IV) Complex Relevant to Cytochrome P450)’라는 논문으로 10월 28일 세계적 과학전문지 ‘사이언스’ 인터넷판(Science Express)에 게재된다(정규 출판본은 11월 11일자 발행).

이화여대의 남원우(南元祐·나노과학부/화학 전공) 석좌교수, 미국 미네소타대학의 로렌스 퀘이(Lawrence Que·생체무기화학전공) 교수, 카네기멜론 대학의 엑카드 멍크(Eckard Munck·생체물리화학전공) 교수, 위스콘신 대학의 제이슨 할펜(Jason Halfen·생체무기화학전공) 교수가 공동으로 수행한 본 연구에 대해 사이언스 지는 “지난 30년간 산소화 효소의 화학 반응에 존재할 것으로 상상해왔던 중간체의 구조를 생체 모방 연구를 통해서 밝혀낸 매우 고무적인 결과”라고 평가했다.

지난 20여 년간 ‘산소화 효소’ 연구에 전념해온 남 교수는 “'시토크롬 P450 산소화 효소'의 화학 반응에서 순간적으로 존재하는 ‘중간체’는 눈 깜박할 사이에 만들어졌다 사라져, 그 존재와 모양을 알아내는 것이 매우 어려웠다”면서 “이를 위해 생체 모방 연구(생체 내의 효소 대신 실험실에서 합성한 인공 효소를 사용한 연구)로 극저온에서 진행한 화학 반응을 통해 중간체 존재를 확인한 후, 그 모양을 방사광가속기를 통해 규명했다”고 설명했다.

남 교수에 따르면 수십만 종에 달하는 효소 중 ‘산소화 효소’는 노화를 일으키는 활성 산소를 제거하며, 또한 ‘남성 호르몬’을 ‘여성 호르몬’으로 전환하는데, 이는 남성이 노화됨에 따라 여성화되는 현상이나, 상대적으로 여성성이 두드러진 남성들을 이해할 수 있는 근거가 될 수 있다.

이 같은 ‘산소화 효소’의 중간체 구조가 밝혀짐으로써 기초 과학인 생명체 연구가 한 걸음 전진한 것은 물론, 효소 기능을 모방하는 인공 효소 시스템을 개발하는데 있어 초석이 되는 자료들도 확보한 것으로 보인다. 남 교수는 “본 연구를 통해 산업체가 필요로 하는 효율성 및 선택성이 뛰어난 ‘무공해 생산 공정’ 개발이나 의·약학계의 생명 현상 연구와 신약 개발에 필요한 기초 자료들을 제공할 수 있을 것”이라고 강조했다.

본 연구를 주도한 남원우 교수는 국내 화학계에서는 최초로 2003년에 이어 두 번째로 사이언스지에 논문을 게재하게 되었다. 남 교수는 지난 2000년 한국과학기술한림원에서 주관하는 ‘젊은과학자상’ 대통령상(화학분야)과 2005년 과학기술부 장관이 수여하는 ‘이달의 기술과학자상’ 및 이화여대 제1회 ‘이화학술상’을 수상한 바 있으며, 현재 과학기술부/한국과학재단이 주관하는 ‘창의적 연구진흥 사업단’ 단장으로 바이오-나노 기술을 접목한 생체모방 시스템의 개발에 활발한 연구 활동을 수행하고 있다. 또한 2005년 9월에는 이화여대 교내 석좌교수 1호로 임명되었다.

웹사이트: http://www.ewha.ac.kr