한겨레

지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 산업용으로 활용가능한 고부가가치 화합물로 전환할 수 있는 실제적인 길이 국내연구진에 의해 열렸다.

국토해양부는 포스텍(포항공대) 화학공학과·해양대학원 차형준(44·사진) 교수가 이끄는 연구진이 재조합 탄산무수화효소(carbon anhydrase)를 이용해 이산화탄소를 탄산화합물로 바꾸는 저비용·고효율 기술을 세계최초로 개발했다고 7일 밝혔다. 이 기술로 만든 탄산화합물은 제지, 플라스틱, 고무, 시멘트, 페인트, 치약 등 다양한 산업용 소재로 활용될 뿐 아니라 칼슘보조제, 인공뼈 등의 건강 및 의료용 소재로도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

지금까지는 과학계가 이산화탄소를 대기에서 회수해 격리하는 방법을 주로 연구해 왔지만 최근에는 이산화탄소를 고부가가치의 소재로 전환하는데 주목하고 있다.

차형준 교수팀은 대기 중 이산화탄소가 자연계에서 바이오미네랄화를 거쳐 탄산화합물로 전환돼 저장되는 원리에 분자생명공학 기술을 접목해 신기술을 개발했다. 바이오미네랄화는 생명체가 외부에서 단백질이나 탄수화물 등 유기물을 받아들여 생리활성을 통해 껍질이나 뼈 등 구조물을 만드는 과정을 일컫는 말이다.

차 교수팀은 이산화탄소를 물과 반응시켜 탄산화합물로 바꾸는 과정에서 이산화탄소가 물에 녹는 수화 작용을 자연 상태에 비해 약 1천만배 촉진하는 탄산무수화효소를 활용했다. 소의 혈청에서 추출한 기존의 탄산무수화 효소는 g당 300만원에 달하는 고비용 때문에 실제 활용이 불가능했다. 하지만 차 교수팀은 싼값에 대량생산이 가능한 재조합 탄산무수화 효소를 개발해 이 문제를 해결했다.

차 교수팀은 ‘나이세리아 고노레아’라는 미생물에 함유된 탄산무수화효소가 높은 활성을 지니고 있다는 사실에 주목해 유전자를 재설계해 대장균에서 대량 생산하는 기술을 구축했다. 이렇게 대량 생산된 재조합 탄산무수화효소는 소의 혈청에서 추출한 탄산무수화효소 못지 않은 높은 활성도를 보였고, 기체 상태의 이산화탄소를 수용액 상에서 탄산칼슘 결정 침전물로 전환시키는 데 성공적으로 적용됐다.

차형준 교수는 “이번 기술은 대량생산이 가능한 재조합 탄산무수화효소를 세계 최초로 적용해 온실가스인 이산화탄소를 부가가치가 큰 탄산화합물로 직접 전환하는데 성공했다는 의의가 있다”고 말했다.

국토부와 포항산업과학연구원이 지원한 이번 연구 결과는 지난 5일 환경 분야의 저명 학술지인 <케모스피어>(Chemosphere) 온라인판에 실렸고 특허로도 출원됐다.박영률 기자 ylpak@hani.co.kr