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새로운 비수용매 이온액 중에서 효소반응

전문가 제언: ○ 물도 유기용매도 아닌 새로운 종류의 용매인 이온액체가 요즘 몇 년간에 걸쳐 주목을 끌고 있다. 이온액체는 물이 아니기 때문에 비수용매(非水溶媒)인 부류에 속한다. 그러나 종래의 분자성인 유기용매 하고는 크게 다른 특성을 나타내는 용매인 것이다. 최근, 이 이온액체를 새로운 효소반응의 자리로서 이용되는 시도가 활발히 이루어지고 있다.

○ 본 리뷰에 의하면 Lipase는 원래 유지를 분해하는 효소로써 지금까지 유기용매 중 효소반응에서 중심적인 역할을 수행하여 온 효소의 하나로서, 2000년에 와서야 이온액체를 사용한 효소반응에 관한 것이 처음으로 연구가 3건이 보고되었다. 그중 2건은 물과 이온액체인 2상계나 수포화 이온액체를 효소반응에 사용한 것의 보고이며 이온액체만으로 반응매체로 한 보고는 Sheldon 등의 그룹이 처음인 것이다.

○ 이온액체의 극성과 효소활성의 상관성에서 유기용매에서는 극성이 높아지게 되면 활성은 저하하게 되나 이온액체에서는 용매의 극성이 높을수록 효소활성도 높아지는 경향을 보이며, 이것은 극성이 높은 이온액체일수록 소수성(疏水性)의 기질이 용매화되지 않기 때문에 효소에 의해서 반응하기가 쉽게 되기 때문이다.

○ 화석연료 대신에 차세대형 연료로서 Bio-ethanol이 주목을 끌고 있다. Bio-ethanol은 설탕수수나 옥수수를 당화, 발효함으로써 생산하게 되나 이들의 식물성 자원은 식량하고 경합되기 때문에 새로운 Bio-ethanol로 Cellulose계 Biomass가 주목되고 있다. Cellulose는 단단한 결정체 때문에 거의 용매에 용해되지 않아서 이에 불용성이 실용화에 큰 장애가 되고 있다.

○ 이온액체의 최대의 매력은 용해가 가능하도록 설계 하는 것이다. 이온액체는 이용하려는 생각에 따라서 여러 가지로 변화시킬 수 있는 용액으로 무한적인 가능성을 지니고 있다. 앞으로 이온액체와 생체촉매를 융합한 연구가 보다 더 진전되어 이온액체가 생물공정 분야에서 매력적이며 실용적인 반응매체로서 광범위하게 활용되기를 기대하며 이에 대한 관심을 촉구한다.

저자: Kazunori Nakashima, Noriho Kamiya, Masahiro Goto
자료유형: 학술정보