해양 규조류가 독성 화학물질을 생산한다?

미세조류 니츠치아가 화학적 방어로 할로겐화 아닐린, 2,4,6-트리블로아노아일린, 2,4,6-트리클로오닐린과 디브로모드로클로로와 브로모디클로로 유도체를 자연적으로 생산함을 발견함
할로겐화된 아닐린은 이전에 자연산물로 발견된 적이 없음
특이한 천연물을 분해하여 자연적인 생물학적 치료제로 작용할 수 있는 박테리아를 찾을 것

규조류에 의해 생성된 유기 탄소는 해양 먹이사슬의 근거지 역할을 한다. 할로겐화 아닐린을 생합성하는 조류를 찾는 것은 다른 유기체가 그것을 소비한다는 것을 의미한다.[이미지 출처=케미컬월드]

바닷속의 미세조류가 건축재로 쓰이는 첨가제, 코팅제로 알려진 합성난연제화합물을 생산한다는 연구를 발표한 사람들이 있다.

독일의 연구원들은 해양 규조류가 삼중 할로겐화 아닐린이라는 화합물을 생산하고 방출한다는 것을 발견했는데, 이 물질은 건축 재료에서 화염 지연제 역할을 하며 방출될 경우 지속적이고 독성이 있기 때문에 실질적인 환경 문제를 유발할 수 있다.

케미컬월드에 따르면 연구를 이끈 독일의 예나 대학 게오르그 포너트는 "지금까지 우리는 이 화합물들이 인간에 의해 환경에 도입되기 때문에 문제가 있다고 가정하고 무관용 정책으로 그 존재를 모니터링하고 있다. 이제 우리는 자연 유기체가 할로겐화 아닐린을 생산하고 있음을 알고 있으며, 문제가 있는 것으로 간주하기 위해 임계값을 정의하는 생각을 재고해야 한다. "고 했다.

미세 조류 니츠치아 펠루시다는 유럽 해변을 포함한 많은 곳에 살고 있지만, 지배적이지는 않다. 포너트 연구팀은 N.펠루시아가 화학적 방어로 할로겐화 아닐린, 2,4,6-트리블로아노아일린, 2,4,6-트리클로오닐린과 디브로모드로클로로와 브로모디클로로 유도체를 자연적으로 생산한다는 것을 발견했다.

니츠치아(Nitzschia) 는 흔한 해양 해양 규조류 입니다. 과학 문헌에서 Christian Ludwig Nitzsch의 이름을 따왔으며, 종은 모두 비슷한 형태를 가지고 있다.

Nitzschia [이미지 출처=diatoms.org]

할로겐화는 화합물 또는 물질 에 하나 이상의 할로겐 을 첨가 하는 화학 반응 이다 . 할로겐화 의 경로 및 화학량 론 은 유기 기판의 구조적 특징 및 작용기뿐만 아니라 특정 할로겐에 의존한다. 금속과 같은 무기 화합물도 할로겐화된다.

2,4,6- 트리클로로 아닐린 은 화학식 C ₆ H ₄ Cl ₃ N의 화합물이다. 화학 반응에서 중간체로서 유용하다.

2,4,6-트리클로로 아닐린

2,4,6- 트 리브로 모 아닐린 은 화학식 C ₆ H ₄ Br ₃ N 의 화학식을 갖는 화합물이다. 제약, 농약 및 소화제의 유기 합성에 사용된다.

2,4,6- 트리브로 모 아닐린

업계에서는 건축 재료, 페인트 직물 및 플라스틱의 가연성을 방지하기 위해 트리브로모 아닐린을 첨가제 또는 코팅제로 만들어 사용한다. 그리고 트리클로오닐린은 벤젠 유도체, 곰팡이균, 모노아조 염료 제조의 중간체로 중요하다.

자연환경에서 조류는 생물막(biofilm)이라고 불리는 균형 잡힌 미생물 군집에 있으며, 그것에 의해 만들어진 독성 화합물은 환경위협을 구성하지 않는다고 한다. 포너트는 "조류는 수천 년 동안 이러한 화합물을 생산해 왔기 때문에 환경은 그들의 생산에 적응했고, 조류가 기여하는 모든 것은 전혀 문제될 것이 없다"고 했다. 또한 "진화를 통해 오랜 세월 동안 주변에 존재했던 화합물이 있다면, 또 다른 대사 물질이 있다. 그렇지 않으면 축적될 것이다"라고 했다.

이전에 할로겐화 아일린은 배타적 합성 기원으로 간주되었다. [이미지 출처=케미컬월드]

포너트는 "이것은 전례없는 통로이다. 할로겐화된 아닐린은 이전에 자연산물로 발견된 적이 없으며, 그것들은 또한 일반적으로 방향족 화합물의 할로겐화에 사용될 수 있는 새로운 효소의 발견으로 이어질수도 있다"고 말한다. 그는 그의 연구팀이 이제 이러한 특이한 천연물을 분해하여 자연적인 생물학적 치료제로 작용할 수 있는 박테리아를 찾을 것이라고 덧붙였다.

게오르그 포너트 그룹의 연구는 우리가 거의 알지 못했던 조류의 집단으로부터 할로겐 신진대사의 매혹적인 새로운 측면을 설명한다. 영국의 애버딘 대학의 해양 생물 다양성 전문가인 프리쓰조프 쿠에퍼는 "이것은 조류에 의한 화학 방어의 새로운 측면일 뿐 아니라 자연에서 더할로겐화 화합물의 생물학적 분해 경로를 더 잘 이해할 수 있게 한다."고 했다.

브래들리 무어는 "이것은 미생물로부터 매혹적인 화학물질을 계속해서 발견하는 푸너트 연구소의 정말 멋진 연구이다."라고 했다. 2014년 미국 해양학 연구소의 무어와 그의 팀은 다른 할로겐화 방향족을 생산하는 해양 박테리아를 기록했다. 미세조류가 브로모포름, 시아 노겐브로마이드, 그리고 현재 트리오모아닐린과 같은 화합물에 대한 할로겐화 반응을 어떻게 촉매하는지는 알려지지 않았기 때문에 이 새로운 연구가 어떻게 이해되고 있지만 세계적으로 중요한 해양 미세 조류에서 생화학적 작업에 영감을 주는지 보는 것은 흥미로울 것이다."고 했다.

포인트경제 유민정 기자