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지속적으로 약물을 제조하는 
올인원 친환경 나노반응기 개발 
값비싼 효소와 보조인자의 추가 공급 없이도 오래 사용가능한 
나노반응기 개발 
□ 지스트(광주과학기술원) 신소재공학부 권인찬 교수와 태기융 교수 연구
팀은 친환경 생촉매 및 보조인자의 추가 공급 없이도 반복적으로 유용
한 약물을 생산할 수 있는 친환경 나노반응기*를 개발했다.  
 ∘ 연구팀은 생촉매인 두 종류의 산화환원 효소와 보조인자**가 결합된 
알긴산(alginate)을 나노입자에 동시 포집하여 원하는 화합물을 만들면
서 동시에 보조인자를 재사용할 수 있음을 확인했다.  
  나노반응기: 세포나 생체에 나노입자를 넣고 생체 내에서는 일어나지 않는 인공적
인 화학반응을 유도하는 것
  ** 보조인자: 산화환원 효소의 활성에 필요한 전자전달을 도와주는 유기 화합물 또
는 금속 이온
□ 최근 들어 친환경적인 제조 공정 개발에 관심이 늘면서 자연에서 얻을 
수 있는 안전한 생촉매인 효소를 이용한 제조 공정이 각광을 받고 있
다. 특히 산화환원 반응을 촉진하는 산화환원 효소는 부가 가치가 높
은 화합물을 친환경적으로 제조하는 데 중심적인 역할을 하고 있다. 
지스트(광주과학기술원) 보도자료
http://www.gist.ac.kr 
보도시점
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배포일
2021.05.13.(목)
보도자료
담당
홍보팀 조동선 팀장
062-715-2061
홍보팀 이나영 선임행정원 
062-715-2062
자료 문의
신소재공학부 권인찬 교수
062-715-2312
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 ∘ 하지만 효소의 값이 비싸 특정 담체에 포집하여 오랫동안 사용하려는 
연구들이 많이 진행되어 왔으며, 많은 종류의 산화환원 효소는 보조인
자라고 불리는 전자전달체를 소모하게 되는데, 이 보조인자도 값이 비
싸기 때문에 산화환원 효소를 이용한 화합물 생산 공정 개발에 큰 걸
림돌이 되고 있다. 뿐만 아니라 보조인자는 크기가 작아서 기존의 담
체로는 포집하기 어려워 장기간 사용에 또 다른 제약이 되고 있다. 
□ 본 연구팀은 보조인자의 재활용성을 향상시키기 위해 보조인자 재순환
이 가능한 산화환원 효소 2종과 보조인자를 천연에서 얻어진 고분자인 
알긴산에 결합하여 크기를 증대한 후, 온도 조절과 같은 간단한 방법
으로 고분자 나노입자에 포집하여 효소 및 보조인자를 재사용할 수 있
는 나노반응기를 설계하였다.
 ∘ 연구팀이 개발한 나노반응기는 효소 및 보조인자의 추가 공급 없이도 
반복적으로 유용한 약물인 D-만니톨(D-mannitol; 안압 및 뇌압 감소 
약물)을 생산하는 것을 확인했으며, 이외에도 다양한 약물을 만드는데 
사용 가능하다.  
□ 권인찬 교수는 “효소 및 보조인자가 동시에 포집되어 있는 나노반응
기는 약물을 포함하여 다양한 화합물을 제조하는 데 사용될 수 있는 
플랫폼 기술이다”면서, “이러한 나노반응기는 전형적인 친환경 기술
로써 보조인자의 재활용을 통해 부생가스나 온실가스 등을 유용한 화
합물로 전환하는 새로운 탄소자원화/탄소중립적인 공정 개발에 기여할 
것으로 기대한다”고 말했다.
□ 본 연구는 C1 가스 리파이너리 사업단과 지스트 연구원(GRI) 기후변화
과제의 지원으로 수행되었으며, 화학 공학의 국제 저명 학술지인 
‘ACS 서스테이너블 케미스트리 앤드 엔지니어링(ACS Sustainable 
Chemistry & Engineering)’에  2021년 5월 4일 온라인 게재되었다.   
<끝>
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논문의 주요 내용
1. 논문명, 저자정보 
 - 저널명 : ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF 7.632, 2020년 기준)
 - 논문명 : Nano-Entrapping Multiple Oxidoreductases and Cofactor for 
All-in-One Nanoreactors
 - 저자 정보 : 김승균 박사과정생 (제1저자, 지스트), 권기윤 박사과정생 (제1저자, 
지스트), 태기융 교수 (교신저자, 지스트), 권인찬 교수 (교신저자, 
지스트)
그 림 설 명
 그림 1. 고분자 나노플랫폼에 2종 효소와 보조인자가 결합된 알긴산을 동시에 
포집함에 따라 나노 반응기를 설계
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그림 2. 나노반응기의 (가)시간에 따른 만니톨 생산량과 (나) 추가적인 효소와 
보조인자없이 반복 공정에서의 만니톨 생산량