효소 연구의 역사에서 활용까지

먼저 제1장에서는 효소의 기본적인 작용에 관해 설명하고, 효소 연구의 역사와 효소의 이름에 관하여 흥미로운 이야기를 들려줍니다. 그리고 제2장에서는 효소의 기능과 활용에 관해 구체적으로 설명합니다. 효소가 반응을 촉진하는 능력은 자연상태에 비해 1020배까지 달하는 것으로 파악됩니다. 과산화수소를 분해하는 효소는 효소 하나가 1초에 9만 개 정도의 분자를 처리할 정도로 빠르지요. 또한 우리 몸의 항상성이 유지되는 이유가 대사작용에 참여하는 효소들의 긴밀한 연계작용이라는 사실에 감탄이 나옵니다. 대표적인 효소의 종류와 활용처도 언급하였는데, 의약품에서부터 산업용까지 다양한 분야를 다루고 있습니다.

극지 생명체를 이해하는 독특한 메커니즘, 극한 효소

제3장은 극한 효소에 대한 이야기입니다. 100도가 넘는 고온, 영하 20도의 저온, 500기압이 넘는 압력, ph4 이하의 강산이나 ph8 이상의 강알칼리, 강한 염분 농도 같은 열악한 환경에서도 서식하는 생물들이 있습니다. 그들은 세포의 안정성을 높이기 위한 독특한 메커니즘에 의존해 대사작용을 하는데, 그 핵심에는 극한 효소가 있습니다.
이렇게 극한 생물에서 발견되는 극한 효소는 현재 많은 연구가 이루어지고 있는 분야입니다. 산업적으로 화학공정을 친환경 생물학적 공정으로 전환하기 위해서는 고온, 극저온, 고압, 고산성 혹은 고알칼리성 등의 열악한 환경에서 작동할 수 있는 극한 효소가 꼭 필요하기 때문입니다. 다양한 극한 효소 중에서 이 책에서는 호열성, 호냉성, 호압성, 호산성, 호알칼리성 및 호염성 효소에 관하여 소개하였습니다. 이미 일부는 개발되어 산업화된 것도 있고 기초 연구에 머물러 있는 경우도 있습니다. 극한 효소의 활용 사례는 앞으로 더 증가할 것으로 예측됩니다.

효소 연구의 현재와 미래

제4장에서는 극지 유래의 효소 중에서 실제로 이용되고 있는 사례를 소개하였습니다. 남극 효모에서 유래한 지질분해 효소, 빵 반죽에 이용되는 탄수화물 관련 효소, 찬물 세탁이 가능하도록 도와주는 단백질 분해 효소와 생명공학 연구에 필수적인 저온 활성 탈인산화 효소를 언급하였습니다. 또한, 극지연구소에서 발표한 효소 연구결과도 간략하게 소개하였습니다. 극지 유래 효소는 대체로 저온 활성이 뛰어나서 에너지를 소모하여 반응 온도를 높일 필요가 없으며 효소를 사용한 후에도 열안정이 낮아 불활성화가 쉽습니다.

마지막으로 제5장에서는 효소 연구의 현재에 관해 서술하고 미래를 예측해 보았습니다. 현대의 생명 공학 및 정보 공학의 발전은 넓은 범위의 효소 촉매 반응에 적합한 개선된 효소뿐만 아니라 다양한 신규 효소를 설계함으로써 효소 공학 분야에 혁명을 일으키고 있습니다. 미래에는 대부분의 산업 및 제약 공정에서 인공 효소를 사용할 것으로 기대됩니다.

극지과학 시리즈의 열네 번째 책

극지과학 시리즈는 남극과 북극의 육지와 바다, 대기는 물론 생태계와 관련된 모든 현상과 원리를 알기 쉽고 깊이 있게 전달합니다.
극지과학 시리즈는 다음과 같은 생각을 담고 있습니다.
첫째, 시각 자료를 충분히 활용합니다. 과학의 특징 중 하나는 ‘데이터가 말을 한다.’는 데 있습니다. 관측과 실험 결과를 알기 쉽게 시각화하여 독자가 직접 자료를 확인할 수 있도록 하였습니다. 또한 외국의 최신 자료를 신속하게 소개하면서, 동시에 국내 과학자들이 직접 관찰하고 실험한 결과를 적극 반영하여 설득력을 높였습니다. 책에 사용된 그림에는 충분한 설명을 기초부터 자세하게 곁들였습니다. 일반인은 물론 고등학생들도 과학 개념을 시각화하여 받아들이는 데 좋은 자료로 활용할 수 있을 것입니다.
두 번째는 사람을 통해서 알려줍니다. 과학은 객관적인 학문이라 주관성이 배제된 학문이라 생각하기 쉽지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 누가, 언제, 어떤 계기로 연구를 하게 되었는가가 생각보다 큰 역할을 하곤 합니다. 이번 시리즈에서는 과학자들의 실제 연구 과정을 통해 과학의 발전 과정을 알아봅니다. 또한 과학자들이 관찰과 실험을 하고 이론을 만들어가는 과정 그 자체가 하나의 드라마이기도 합니다. 바로 과학자를 통해 과학으로 들어가는 이유입니다.
세 번째, 과학은 그 자체가 독립적이라기보다는, 역사적, 사회적, 정치적, 경제적 요인들이 함께 녹아 만들어진 하나의 과정입니다. 과학적 발전의 방향을 결정하고, 속도를 조정하고, 결과를 실용화하는 데에도 과학 이외의 수많은 요소들이 관여하고 있습니다. 이번 시리즈에서는 과학에 대한 이야기 못지 않게 과학과 관련된 다른 관점들을 함께 보여줄 것입니다.
이 시리즈를 기획한 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI)는 우리나라 유일의 극지 연구 전문기관으로, 극지의 기후와 해양, 지질 환경을 연구하고, 극지의 생태계와 생물 자원을 조사하고 있습니다. 또한 남극의 '세종과학기지', ‘장보고과학기지' 북극의 '다산과학기지', 쇄빙연구선 '아라온'을 운영하고 있으며, 극지 관련 국제기구에서 우리나라를 대표하여 활동하고 있습니다.