Development of Recombinant Escherichia coli Expressing Rhodotorula glutinis Epoxide Hydrolase

The epoxide hydrolase (EH) of Rhodotorula glutinis which has a high enantioselectivity against aromatic epoxide substrates was expressed to high levels in Escherichia coli based on codon usage. We analysed the Preference of codon usage between the yeast, R. glutinis, and bacteria, E. coli. E. coli, Rosetta(DE3)pLysS, harbors pRARE plasmid with tRNA genes for rare-codons was employed as a host strain. The recombinant E. coli expressing R. glutinis EH showed an enhanced enantioselective hydrolysis activity toward racemic styrene oxide. Enantiopure (S)-styrene oxide with a high enantiopurity of 99% ee (enantiomeric excess) was obtained from racemic substrates.

Rhodotorula glutinis의 epoxide hydrolase 고효율 발현 유전자 재조합 Escherichia coli 생촉매 개발

방향족 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수한 Rhodotorula glutinis의 epoxide hydrolase (EH)를 codon usage를 고려한 Escherichia coli 균주에서 고효율로 발현할 수 있었다. 효모인 R. glutinis와 박테리아인 E. coli에서의 codon usage 선호도를 분석하고 그 차이를 고려하여 E. coli 에서 잘 사용되지 않는 rare codon에 대한 tRNA유전자정보가 들어 있는 pRARE plasmid를 함유한 E. coli 균주인 Rosetta(DE3)pLysS를 숙주세포로 사용하였다. R. glutinis EH를 발현시킨 재조합 E. coli를 생촉매로 사용하여 라세믹 styrene oxide 혼합물과 반응시켰을 때, (R)-styrene oxide에 대한 입체선택적 가수분해활성이 wild type R. glutinis 대비 매우 향상됨을 관찰할 수 있었다. 또한 라세믹 기질로부터 입체적으로 고순도인 99% ee 값을 갖는 광학적으로 순수한 (S)-styrene oxide를 얻을 수 있었다.