산에 의한 엽록소의 탈금속반응© News1

한미 연구진이 마이크로 물방울에서 엽록소 탈금속반응을 관찰하는 데 성공했다.

기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단·미국 스탠퍼드대 공동 연구팀은 지난 2015년 개발한 마이크로 크기 물방울에서의 반응 속도 측정법을 엽록소 탈금속반응에 적용, 효소의 도움 없이도 반응 속도가 약 천 배나 빨라지는 것을 확인했다고 8일 밝혔다.이는 엽록소 반응의 중요성을 재발견해 새로운 광합성 조절 기전의 가능성을 제시한 것.

연구팀은 식물의 실제 물리적 공간과 유사한 환경에서 엽록소의 반응을 살펴보기 위해 마이크로 크기의 물방울을 만들어 생화학 반응의 역학을 관찰했다.

연구팀은 염산을 포함한 물방울과 엽록소를 포함한 물방울을 빠른 속도로 충돌시켜 십 여 마이크로 크기의 융합 물방울을 만들고, 방울의 비행 거리 차를 두어 엽록소가 산에 의해 점차 탈금속화되는 과정을 마이크로 초의 빠른 속도로 측정했다.

그 결과 엽록소의 탈금속반응이 수십 마이크로초의 짧은 시간에 일어나는 것을 발견했다. 이는 일반 크기 용액의 상태에서 측정된 값과 비교하면 약 1000 배 정도 빠른 속도이다.

이는 마이크로 크기의 물방울이 갖는 물리적 공간의 제한 및 방울 자체의 표면 효과로 인한 것으로 추정된다.  엽록소는 산화되면 광합성 기능을 잃지만, 탈금속반응은 엽록소의 산화를 방지하는 역할을 수행해 엽록소를 보호할 수 있다.

연구진은 엽록소의 탈금속반응을 엽록체를 보호하거나 광합성 효율을 조절할 수 있는 새로운 기전의 열쇠로 보고 후속 연구를 통해 엽록소의 변화가 광합성에 미치는 영향을 조사할 예정이다.

이를 통해 광합성에 대한 이해를 높이고, 식물이 더욱 효율적으로 광합성할 수 있는 요소를 찾을 수 있을 것으로 예상된다.

이번 연구 결과는 생물물리분야 학술지인 쿼틀리 리뷰스 오브 바이오피직스(Quarterly Reviews of Biophysics, IF = 7.222) 2월1일자(미국 동부시간) 온라인 판에 게재됐다.


memory444444@