• 생명과학회지
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• 제12권5호
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• pp.584-588
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• 2002

Apergillus niger LK의 epoxide hydrolase 활성을 이용하여 chiral styrene oxide를 제조할 수 있는 hollow-fiber 반응기 기반의 비대칭 분할 시스템을 개발하였다. 라세믹 styrene oxide 기질을 dodecane 유기용매에 용해시켜 hollow-fiber 반응기의 lumen 부위로 공급하였으며, 생촉매인 A. niger LK 미세분말은 shell 부위로 공급함으로써 막 표면에서 비대칭 분할 반응을 수행하였다. 반응 산물로 생성되는 phenyl-1,2-ethandiol에 의한 epoxide hydrolase 활성 저해효과를 감소시키기 위하여 2번째 hollow-fiber 반응기에서 완충용액을 이용하여 diol을 추출하여 제거시켰다. 2성분 용매를 사용한 cascade형 hollow-fiber 반응기 시스템을 이용하여 광학적으로 순수한 (ee > 99%) (5)-styrene oxide를 19.5% (이론 수율 대비 39%)의 수율로 얻을 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제17권4호
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• pp.321-325
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• 2002

광학활성 에폭사이드는 다양한 반응성으로 인하여 고부가 가치 광학활성 의약품 및 농약 합성용 중간체로 널리 이용되고 있다. 광학활성 에폭사이드는 에폭사이드 가수분해효소 (epoxide hydrolase, EH)를 이용하여 저가의 라세믹 기질에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 통해 제조할 수 있으며, EH는 유도과정 없이 발현되고 보조인자가 필요 없으며 비교적 효소 안정성도 높아 상업적으로 유용한 효소이다 EH에 대한생화학 및 분자생물학 관련 최근 연구 결과를 바탕으로 촉매활성 증대 및 기질 선택성을 변경시킨 tailer-made형 EH 생촉매 개발이 가능할 것이며, 실규모의 비대칭 광학분할 생물공정 시스템 개발을 통해 EH에 의한 동력학적 가수분해반응을 이용한 광학활성 에폭사이드 생산기술의 상업화가 가능할 것으로 기대된다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권3호
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• pp.167-179
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• 2005

Chiral epoxides are highly valuable intermediates, used for the synthesis of pharmaceutical drugs and agrochemicals. They have broad scope of market demand because of their applications. A major challenge in modern organic chemistry is to generate such compounds in high yields, with high stereo- and regio-selectivities. Epoxide hydrolases (EH) are promising biocatalysts for the preparation of chiral epoxides and vicinal diols. They exhibit high enantioselectivity for their substrates, and can be effectively used in the resolution of racemic epoxides through enantioselective hydrolysis. The selective hydrolysis of a racemic epoxide can produce both the corresponding diols and the unreacted epoxides with high enantiomeric excess (ee) value. The potential of microbial EH to produce chiral epoxides and vicinal diol has prompted researchers to explore their use in the synthesis of epoxides and diols with high ee values.

• 생명과학회지
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• 제15권5호
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• pp.772-778
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• 2005

광학활성 에폭사이드는 광학활성 의약품, 기능성 식품 제조용 광학활성 중간체로 사용될 수 있다. 바이오촉매를 이용하여 광학활성 에폭사이드를 제조하는 방법으로는, mono-oxygenase나 peroxidase 등을 이용하여 알켄 기질의 이중결합을 비대칭 에폭시화반응을 통해 제조하는 방법이 있다. Kinetic resolution을 이용하는 방법으로는 epoxide hydrolase를 이용하여 특정 이성질체만을 diol로 가수분해하여 제거시켜 광학활성 에폭사이드를 얻는 방법 등이 있다. 다양한 생물전환 기술, directed evolution 및 site-specific muta-genesis 등을 이용한 광학활성 에폭사이드 제조용 바이오촉매개량 기술 등 효율적인 광학활성 에폭사이드 제조 시스템에 대한 연구 개발도 활발히 진행되고 있어 향후에 상업화가 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제13권1호
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• pp.105-109
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• 2003

Aspergillus niger #33로부터 RT-PCR 및 PCR방법을 이용하여 epoxide hydrolase (EH)유전자를 클로닝 하고 염기서 열을 분석한 결과 A. niger LCP521 유래의 EB와 85%수준의 유사성을 가지고 있었다. 클로닝된 EH 유전자를 Sacrharomyces cerevisiae에 형질전환 시킨 후 galactose를 inducer로 사용하여 발현시켰다. 유전자 재조합 S. cerevisiae는 라세믹 phenyl oxirane 기질에 대하여 입체선택적 가수분해능이 있음을 확인할 수 있었으며, 이러한 유전자 재조합 EH는 광학활성 에폭사이드 제조를 위한 생촉매로 응용될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.769-776
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• 2008

키랄성 말단기의 에폭사이드는 키랄중간체나 여러 출발물질로서 다양하게 이용되기 때문에 그 선택적인 합성법은 매우 유용하다. 본 연구에서는 염화코발트(II), 염화철(III) 및 질산아연(II)을 각각 함유한 키랄 코발트 살렌 촉매를 새로이 합성하고 그 특성을 평가하였다. 질량분석과 EXAF분석을 통하여 형성된 촉매 착체의 구조를 평가하였다. 합성한 촉매는 방향족 에폭사이드인 스타이렌 옥사이드와 페닐글리시딜 에테르의 속도차에 의한 비대칭 가수분해적 고리열림반응과 글리시틸부틸레이트의 합성반응에 적용하여 그 활성과 선택성을 조사하였다. 합성이 용이한 전이금속염함유 살렌착체 촉매는 물을 친핵체로 하는 라세믹 에폭사이드의 고리 열림을 통하여 99%ee 이상을 나타낼 정도의 매우 높은 광학선택성을 보였으며, 적은 양의 첨가로도 높은 활성을 보였다. 본 연구에서 적용한 촉매씨스템은 키랄 에폭사이드 및 1,2-디올 중간체의 제조에 매우 효과적이었다.

• KSBB Journal
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• 제20권4호
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• pp.311-316
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• 2005

EH의 catalytic nucleophile residue, His-Asp로 구성된 charge relay system, oxyanion hole 등의 EH 관련 conserved domain의 아미노산 공통 서열을 참고로 하여 G. westfalica megaplasmid로부터 putative EH를 선별할 수 있었다. Bioinformatics를 기반으로 스크리닝한 G. westfalica에 의한 라세믹 styrene oxide 기질에 대한 입체선택성 가수분해 반응에 있어 중요 반응 parameter들인, pH 및 온도 등이 초기 가수분해반응속도에 미치는 영향을 분석하고, 최적 회분식 반응조건을 결정하였다. 최적 반응조건인 pH 7, 반응 온도 $30^{\circ}C$, 생촉매량 40 mg의 조건에서 약 5시간 20분간 반응을 통해 20 mM 라세믹 기질로부터 광학순도 $100\%$ ee인 (S)-styrene oxide를 $36.5\%$의 수율로 얻을 수 있었다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2001년도 제34회 학술심포지움
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• pp.21-28
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• 2001

A newly isolated Aspergillus niger possessing the novel epoxide hydrolase(EHase) activity was investigated for the enantioselective hydrolysis of racemic aromatic epoxides. The gene encoding EHase was cloned by RT-PCR, and molecular characteristics of the EHase gene were compared with other microbial EHases. The cloned gene encodes 398 amino acids with a deduced molecular mass of 44.5 kDa and pI of 4.83, and sequence homology with other microbial EHase was low. Functional recombinant EHase could be obtained by heterologous expressions in E. coli. Enantioselectivity of recombinant EHase was tested for valuable aromatic epoxide intermediates. Reaction conditions of EHase-catalyzed asymmetric resolution were optimized for the production of chiral styrene oxide.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권1호
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• pp.62-64
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• 2004

The use of enantioselective hydrolysis for preparing chiral epichlorohydrins was investigated using recombinant Pichia pastoris with the enantioselective epoxide hydrolase of Rhodotorula glutinis. The rate of the recombinant epoxide hydrolase-catalyzed enantioselective hydrolysis of racemic epichlorohydrins was enhanced by the addition of 5%(v/v) Tween 20. Enantiopure (R)-epichlorohydrins with an enantiopurity of 100% ee and a yield of 26% were obtained within 5min from 50mM racemates.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권7호
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• pp.2213-2218
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• 2012

Efficient synthetic routes were developed to prepare a sizable amount (4-15 grams) of the chiral epoxides 4-6 as versatile intermediates for the synthesis of aspartyl protease inhibitors of therapeutic interest such as HIV protease and ${\beta}$-secretase. Oxidative cleavage of the C(2)-C(3) double bond of L-ascorbic acid followed by functional group manipulation led to the preparation of the epoxide 10, which was opened with an azide to yield a common aziridine intermediate 12. Through opening of the aziridine ring of 12 with either a carbon or a sulfur nucleophile, chiral epoxide precursors 4-6 could be prepared for various HIV protease inhibitors. Except for the final low melting epoxides 5 and 6, all intermediates were obtained as crystalline solids, thus the synthetic pathway can be easily applied to a large-scale synthesis of the chiral epoxides.