지금까지 이산화탄소의 탄산화합물로의 효율적인 전환을 위한 탄산무수화효소의 활용은, 활성속도가 빠른 장점이 있지만 효소를 만들어내는데 비용과 시간이 많이 소요되어 실제로 공정에 활용하기에는 한계가 있었다.
연구팀은 탄산무수화효소의 유전자를 재설계해 이를 살아있는 박테리아가 촉매 역할을 할 수 있도록 했다. 그 결과 박테리아 하나 당 활성이 1.9nU로, 지금까지의 연구결과에 비해 적게는 7배, 많게는 27배까지 높은 활성을 나타냈다.
또 촉매 없이 1톤의 이산화탄소를 탄산칼슘으로 전환시킬 경우 현재 약 30만원($300)의 비용이 소요될 것으로 추산되지만, 이번에 개발된 촉매를 사용할 경우 14% 이상의 비용감소 효과를 낼 수 있으며, 공정 개발과 효율적인 칼슘원 활용에 따라 더욱 큰 비용감소를 기대할 수 있다.
이렇게 만들어진 탄산화합물은 시멘트, 콘크리트, 플라스틱, 고무 등 다양한 산업용 소재 뿐 아니라 인공뼈, 칼슘보조제 등의 의료 및 건강용 소재로 폭넓게 활용될 수 있다.
차 교수는 "이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환하는데 응용할 수 있는 가장 효율적인 성과"라며 "산업화에 성공할 경우 보다 경제적인 이산화탄소 전환 공정 개발도 가능할 것"이라고 말했다.
한편, 연구결과는 응용생명공학 분야 학술지인 '응용환경미생물학회지'의 주목받는 연구결과로 소개되고 미국 미생물학회의 우수논문에도 선정됐다.