Enantioselective Kinetic Resolution of Racemic Styrene Oxide using Recombinant Marine Fish Epoxide Hydrolase of Mugil cephalus

해양 어류 Mugil cephalus 유래의 에폭사이드 가수분해효소를 이용한 라세믹 styrene oxide의 입체선택적 분할 반응

The microsomal epoxide hydrolase gene (referred to as mMCEH) of Mugil cephalus was cloned by PCR, and then inserted to pColdI and pET-21b(+) vector, respectively. The recombinant E. coli possessing the recombinant plasmids exhibited the enantioperference toward (R)-styrene oxide. When enantioselective kinetic resolutions were conducted with 20 mM racemic styrene oxide, enantiopure (S)-styrene oxide was obtained with high enantiopurity more than 99% enantiomeric excess (ee) and 24.50% yield by using the recombinant E. coli harboring pET-21b(+)/mMCEH.

해양 어류인 Mugil cephalus로부터 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase, EH) 유전자를 PCR을 이용하여 클로닝하고, pColdI 및 pET-21b(+) 발현벡터에 삽입시켜 재조합 Escherichia coli 생촉매를 개발하여 각각에 대하여 가수분해 활성을 비교하였다. 재조합 E. coli 생촉매 $10mg\;dcw\;mL^{-1}$을 사용하여 20 mM 라세믹 styrene oxide를 입체선택적 가수분해를 한 결과, (R)-styrene oxide 기질에 대해서 입체선택성을 보였다. pET-21b(+)를 발현벡터로 사용하여 M. cephalus의 EH 유전자를 저온 발현시킨 재조합 E. coli 생촉매를 사용하여, 약 40 min 반응을 통해 광학순도 99% ee (enantiomeric excess) 이상인 (S)-styrene oxide를 최종 수율 24.5% (이론수율 50%)로 제조할 수 있었다.