《정보기술, 나노기술, 생물공학을 비롯한 핵심기초기술과 새 재료기술, 새 에네르기기술, 우주기술, 핵기술과 같은 중심적이고 견인력이 강한 과학기술분야를 주타격방향으로 정하고 힘을 집중하여야 합니다.》
우리 연구집단에서는 EUK-134를 주목하고 밀도범함수리론을 리용하여 그것의 쏘드 및 카탈라제활성을 밝혔다.
우리는 NWChem을 리용하였으며 프로그람에서는 Gaussian토대를 리용하였다. 전자들사이의 교환-상관호상작용으로서 GGA-PBE를 리용하였으며 모든 원자들에 대하여 6-31G토대를 리용하였다. 용매효과는 COSMO를 리용하여 고려되였으며 유전상수를 78.54 즉 물의 유전상수로 설정하였다.
과산소음이온의 비촉매불균등화반응은 과산소음이온과 수소양이온을 포함하며 이것은 매 반응물원자들을 생성물원자들과 대응시키는것을 어렵게 한다. 따라서 최소에네르기경로(MEP)를 찾을수 없게 한다. 이로부터 과산소음이온과 수소양이온대신에 이산화수소를 반응물로 리용하였다.
EUK-134가 참가하는 이산화수소의 불균등화반응은 두개의 련속적인 반응들로 구성되여있다. 첫 반응은 이산화수소의 수소원자 및 산소분자로의 분해와 EUK-134와 수소원자의 EUK-134(H)로의 결합으로 구성된다. 다음 반응은 EUK-134(H)의 EUK-134와 수소원자로의 분해와 이산화수소와 수소원자의 과산화수소로의 결합을 포함한다. EUK-134가 참가하는 이산화수소의 불균등화반응은 비촉매반응보다 낮은 활성화에네르기를 가지며 이것은 EUK-134가 과산소음이온의 불균등화반응을 촉매화한다는것을 의미한다.
과산화수소의 비촉매불균등화반응에 대하여 세가지 가능한 반응경로들이 있으며 이중에서 MEP3가 가장 낮은 활성화에네르기를 가진다. 따라서 MEP3은 제일 적합한 반응경로로 추측된다.
EUK-134가 참가하는 과산화수소의 불균등화반응은 두개의 련속적인 반응으로 구성된다. 첫 반응은 과산화수소의 물분자 및 산소원자로의 분해와 산소원자와 EUK-134의 EUK-134(O)로의 결합으로 되였으며 다음 반응은 과산화수소의 수소분자와 EUK-134(O)의 산소원자의 물분자로의 결합으로 되여있다. 두가지 가능한 반응경로들의 활성화에네르기를 비교해보면 두번째 반응이 첫 반응보다 낮은 활성화에네르기를 가지며 따라서 적합한 반응경로로 추측된다. EUK-134가 참가하는 과산화수소의 불균등화반응은 비촉매반응보다 낮은 활성화에네르기를 가지며 결과적으로 EUK-134는 과산화수소의 불균등화반응을 촉매화한다고 말할수 있다.
EUK-134의 HOMO 및 LUMO와 ESP전하해석으로부터 망간원자는 EUK-134가 참가하는 과산소음이온과 과산화수소의 불균등화반응에서 전자받개 및 주개로서의 역할을 수행한다는것을 알수 있다.
우리의 연구결과는 잡지 《Journal of Molecular Modeling》에 《Ab initio study of superoxide dismutase (SOD) and catalase activity of EUK-134》 (https://doi.org/10.1007/s00894-022-05129-4)의 제목으로 발표되였다.
