광합성 조절에 대한 새로운 기전 제시 ‘기대’
[베리타스알파=김민철 기자] DGIST는 남홍길 뉴바이올로지전공 Fellow연구팀이 마이크로 크기의 물방울에서 1000배나 가속되는 엽록소의 탈금속반응을 발견했다고 8일 밝혔다. 연구는 미국 스탠포드대 리처드 제어 교수연구팀과 공동으로 수행돼 생물물리 분야 국제학술지인 ‘쿼터리 리뷰스 오브 바이오피직스’에 1일 게재됐다.
광합성은 식물이 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 과정이다. 지구상 모든 생명체의 에너지 근원으로 ‘광합성 공장’인 엽록체에서 이뤄진다. 엽록체 내의 녹색 색소 분자인 ‘엽록소’는 흡수한 빛 에너지로 물을 분해해 산소를 만들고 화학 에너지인 ATP를 생산해낸다. 때문에 엽록로가 녹색지구를 만들고 우리가 산소로 호흡할 수 있는 원천인 것이다.
연구팀은 엽록소의 화학반응에 주목했다. 엽록소는 산성 조건에서 엽록소 분자 중심에 있는 마그네슘 이온이 수소 이온으로 교체되는 탈금속반응이 일어난다. 그간 일반 용액에서 탈금속반응을 실험할 경우 반응 속도가 빛 에너지의 흡수와 전달 속도에 비해 매우 느려 중요성이 간과돼 왔다.
연구팀은 2015년 개발한 마이크로 크기의 물방울에서 측정할 경우 반응 속도가 약 1000배 가까이 빨라진다는 사실을 발견했다. 향후 엽록소 반응의 중요성을 재발견해 광합성 조절에 대한 새로운 기전을 밝힐 것으로 기대된다.
남 Fellow는 “엽록소는 산화되면 광합성 기능을 잃지만, 탈금속반응은 엽록소의 산화를 방지하는 역할을 수행해 엽록소를 보호할 수 있다”며, “향후 광합성 기구를 보호하거나 광합성 효율을 조절할 수 있는 새로운 메커니즘일 수 있다”고 말했다.
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