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초호열균 단백질의 내열화의 분자전략

전문가 제언: ○ 1969년 Thoma D. Brock에 의해 고온균인 Thermus aquaticus가 처음 동정된 이래 드디어 1973년에는 85℃ 이상에서 생육하는 초호열균인 Sulfolobus acidocaldarius가 발견되기에 이르렀으며 C. Woese에 의해 이들 초호열균이 여러 생물체의 16S와 18S rRNA 염기서열의 비교분석으로 비록 핵막을 가지고 있지는 않지만 기존의 원핵생물(Procaryote)와는 구별되는 새로운 생명체군이라는 것이 발견되었다. 60년대까지만 해도 이들 극한미생물에 대해 누구도 예상하지 못했던 일이 불과 30년도 채 되지 않아 그동안 원핵생물과 진핵생물(Eucaryote)로 크게 두 가지로만 분류하던 것을 이들과는 또 다른 새로운 분류체계로 고세균(Archaea)을 제안하였는데 현재 많은 학자들이 이에 동의하고 있다.

○ 일반적으로 생명체의 서식이 전혀 불가능하다고 생각되는 즉 지구형성 초기의 높은 온도와 산소대신 CO₂와 NH₃등으로 이루어진 대기와 같은 유사한 극한환경에서 적응할 수 있는 현재의 극한미생물 중에서도 가장 많이 연구되고 있는 것이 초고온성 미생물이다. 이러한 초호열균에서 유래한 초고온성 효소는 내열성뿐만 아니라 계면활성제 및 유기용매 등에 대한 안정성이 매우 우수하며 이들 효소의 분자구조에 대한 전체 염기서열의 분석이 완성되고 있으므로 앞으로 열안정화에 기여하는 분자 내 서브유닛의 구조와 이들의 메커니즘에 대한 연구가 진전되면 이들을 산업적으로 유용하게 쓸 수 있는 효소의 유전자를 클로닝할 수 있게 될 것이다.

○ 더욱이 산업적으로 응용할 수 있는 이들 초고온성 효소의 개발을 위해서는 새로운 대사공학적인 방법을 활용하여 상온성 효소와 함께 원하는 표현형질을 분자수준에서 선택적으로 발현시켜 생물산업에 보다 유용하게 쓸 수 있도록 해야 할 것이다. 특히 오늘날 산업의 발달로 인한 환경오염의 심각한 문제는 앞으로 인류 전체의 생존자체를 위협하게 될 것으로 보이며 여기에 난분해성 오염물질들의 생물학적인 분해의 문제는 풀어야 할 중요한 과제이다. 이러한 문제를 적극적으로 해결하기 위하여 국립환경과학원과 학계에서 다각적인 연구를 수행하고 있으나 국책적인 견지에서 이들 극한환경미생물의 환경에의 응용연구를 위해 보다 세부적이고 체계적인 연구관리가 필요하리라 생각된다.

저자: Haruhiko SAKURABA, Shuichiro GODA, Ryushi KAWAKAMI, Toshihisa OHSHIMA, Hideaki TSUGE, Nobuhiko KATUNUMA
자료유형: 학술정보