셀룰레이스

셀룰로스, 즉 섬유질을 분해하는 효소이다. 박테리아나 균류[1]가 주로 가지고 있는 효소. 흰개미나 대부분의 초식동물들은 셀룰레이스를 만들어내는 미생물과 공생하여 영양분을 얻는다.

사람은 셀룰레이스를 자체 생성할 수 없는 것은 물론 셀룰레이스를 활용하는 미생물도 없다. 이것이 사람이 섬유질을 소화할 수 없는 이유. 물론 다른 영양 공급원이 충분하여 굳이 큰 비용을 들여 섬유질에서 영양분을 뽑아낼 필요가 없기 때문에 문제되지는 않는다. 다만 시판되는 알약 형태의 소화제에 들어 있기는 한데, 이건 헤미셀룰로오스[2]를 대상으로 하는 헤미셀루레이즈.

에너지를 저장하는 목적이 아닌 구조를 구성하는 물질인 셀룰로오스는 매우 환경에 저항성이 강하기 때문에, 이를 공격하는 셀룰레이즈 역시 다양한 방법으로 그 효율을 높이기 위해 진화해왔다. 다양한 셀룰레이즈들은 다양한 단백질들과 시너지 효과를 일으켜 구조를 붕괴시키고 다른 셀룰레이즈와 함께 섬유질을 붕괴시켜 당 공급원으로 변환시킨다.

이렇게 보면 사람과 별 연관이 없어 보이지만 미래의 바이오 연료에 필수적인 효소이기도 하다. 특히 가소홀 같이 옥수수나 사탕수수를 재료로 에탄올을 만들어 연료로 사용하는 경우, 사탕수수즙이나 옥수수알은 귀중한 식량자원이라 식량으로 쓰이는 부분을 채취하고 남은 옥수수 자루나 옥수수 줄기, 사탕수수 줄기 같은 농업부산물 또는 스위치풀(switchgrass) 같은 속성잡초를 발효시켜 연료용 알콜을 생산하려면 이들의 주성분인 셀룰로스를 분해하는 효소 기술이 꼭 필요하다. 인류의 장래를 위해 지속 가능한 에너지 확보를 위한 바이오연료 생산이나 식량 안보에 핵심적 기술이다.