햇빛이 내리쬐면 푸른 잎을 가진 식물은 저마다 먹거리를 장만하느라 분주해 진다. 빛을 이용해 포도당을 생산하는 이 과정은 ‘광합성’이다. 교과서에서도 나오는 아주 친숙한 용어이지만, 사실 광합성의 자세한 과정 중에는 과학자들이 아직 풀지 못한 부분이 많이 남아 있다.
남원우 이화여대 교수 - 미래창조과학부 제공
특히 광합성 반응을 일으키는 광합성 효소 속에는 칼슘이 있는데, 이 칼슘이 정확히 무슨 일을 하는지 그동안은 잘 알지 못했다.
최근 남원우 이화여대 화학-나노과학과 교수는 광합성 효소의 칼슘 이온이 물을 산화시켜 산소를 만드는 역할을 한다는 사실을 밝혀내 ‘네이처 케미스트리’ 15일자 온라인판에 발표했다 .
연구팀은 금속화합물 등을 이용해 광합성 효소의 일부를 모방한 인공효소를 합성했다. 여기에 칼슘이온을 넣자 산소가 나오기 시작했다. 칼슘이온이 물을 산화시켜 산소 원자가 나오고, 이들끼리 결합해 산소 분자가 되는 것이다. 반면 칼슘이온 대신 아연이나 루테튬, 이트륨 등의 이온이 있을 때는 산소가 방출되지 않았다.
남 교수는 “앞으로 이 효소의 기능을 흉내 내면 물을 이용해 산소나 과산화수소를 발생시키는 시스템을 개발할 수 있을 것”이라며 “이런 시스템은 친환경 대체에너지나 촉매를 개발하는 데 이용할 수 있다”고 말했다.