• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.168-174
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• 2006

광학활성 에폭사이드는 다양한 반응성으로 인하여 고부가가치 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 대한 생화학 및 분자생물학 관련 최근 연구 결과를 바탕으로 촉매 활성 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.

• KSBB Journal
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• 제22권3호
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• pp.123-128
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• 2007

에폭사이드 가수분해 효소를 이용하여 라세믹 에폭사이드 기질로부터 광학활성 에폭사이드 또는 vic-diol을 제조하는 동력학적 분할법은 이론 수율이 50%로 제한된다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이론 수율 100%를 얻을 수 있는 다양한 생물전환 방법들이 최근에 개발되고 있다. 서로 상보적인 입체 및 위치특이성을 가진 에폭사이드 가수분해효소에 의한 광학수렴반응을 이용한 광학활성 vic-diol 제조법, 에폭사이드 가수분해효소가 촉발하는 cascade 반응을 통해 라세믹 haloalkyl 에폭사이드로부터 광학활성 epoxy alcohol 또는 THF를 제조하는 방법, ADH를 이용하여 haloketone을 환원시킨 다음 자발적인 cyclization 반응을 통해 광학활성 에폭사이드를 제조하는 방법들이 개발되었다. 이러한 방법들은 높은 광학순도를 가진 광학활성 물질들을 이론수율 100%로 제조할 수 있으므로 향후에 상업화 사례가 많아질 것으로 기대된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.145-148
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• 2000

Large-scale resolution of epoxides by the yeast Rhodotorula glutinis was demonstrated in an aqueous/organic two-phase cascade membrane bioreactor. Due to the chemical instability and low solubility of epoxides in aqueous phases, an organic solvent was introduced into the reaction mixture in order to enhance resolution of epoxide. A cascade hollow-fiber membrane bioreactor was used (i) to minimize the toxicity of organic solvents towards the epoxide hydrolase of Rhodotorula glutinis, and (ii) to remove inhibitory amounts of formed diol from the yeast cell containing aqueous phase. Dodecane was selected as a suitable solvent and 1,2-epoxyhexane as a model substrate. By use of this membrane bioreactor, highly concentrated (0.9 M in dodecane) enantiopure (>98% ee) (S)-1,2-epoxyhexane (6.5 g, 30% yield) was obtained from its racemic mixture.

• KSBB Journal
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• 제23권5호
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• pp.369-374
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• 2008

Rhdotorula glutinis epoxide hydrolase 유전자를 pColdI 벡터 와 pET-21b(+) 벡터에 재조합하여 제작한 E. coli를 생촉매로 사용하여 라세믹 styrene oxide에 대하여 회분식 가수분해 반응을 실시하였다. pET-21b(+)/RgEH 재조합 플라스미드 DNA를 가진 E. coli를 $15^{\circ}C$에서 저온 배양할 때 수용성 단백질 형태로 가장 많이 발현되었고, 입체선택적 가수분해 활성과 촉매 안정성이 가장 좋았다. 라세믹 styrene oxide 20 mM에 대하여 반응온도 $30^{\circ}C$에서는 반응시간 20분 동안에 수율 24.0%로 (S)-styrene oxide를 얻은 반면에, 반응온도를 $10^{\circ}C$로 낮추고 0.5% (w/v) Tween 20을 첨가하고 반응시키면 광학순도 99.0% ee 이상의 (S)-styrene oxide을 46.0%의 수율로 얻을 수 있었다. 최적조건에서 E 값은 6.68이었으며, 100 mM의 라세믹 styrene oxide에 대해서는 반응시간 50분에 이론 수율 50% 대비 40%의 높은 수율로 (S)-styrene oxide를 얻을 수 있었다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2007년도 제48회 학술심포지움 및 추계국제학술대회
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• pp.65.2-65.2
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• 2007

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• 생명과학회지
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• 제18권1호
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• pp.136-142
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• 2008

Rhodotorula glutinis epoxide hydrolase (EH) 유전자를 pPICZ vector에 이중발현 cassette로 재조합하여 발현시킨 재조합균주 Pichia pastoris를 제작하였으며 라세믹 styrene oxide 혼합물로부터 고순도 광학활성 (S)-styrene oxide를 제조하는데 사용하였다. 본 연구에서 사용된 R. glutinis EH 유전자는 전보에서 사용한 pPICZ B/RgEH plasmid DNA를 주형으로 하여 얻었으며 PCR 방법으로 BglII 제한자리를 돌연변이 시키고 AOX1 promoter $(P_{AOX1})$-RgEH 유전자-전사종결서열($TT_{AOX1}$)을 이중으로 가진 이중발현 cassette를 만들어 P. pastoris의 염색체 DNA에 삽입시켰다. 반응온도를 $30^{\circ}C$로 하였을 때, RgEH를 이중발현 cassette로 발현시킨 재조합균주 P. pastoris의 (R)-styrene oxide에 대한 $V_{max}$ 값은 $2.2{\mu}mol\;min^{-1} (mg\;dcw)^{-1}$으로 단일발현 cassette로 발현시킨 P. pastoris의 $0.4{\mu}mol\;min^{-1}(mg\;dcw)^{-1}$에 비하여 6배 향상되었다. 광학순도가 높은 (S)-styrene oxide를 제조하는 최적조건을 찾기 위하여 입체선택적 가수분해 속도 및 수율에 미치는 detergent 및 온도의 효과를 실험하였으며, Tween 20을 0.5% 첨가하고 $10^{\circ}C$로 반응시킨 경우 10분 반응을 통해 99.9% ee 이상의 고순도 (S)-styrene oxide를 43.4% 얻을 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.625-625
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• 2005

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.494-494
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• 2005

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권2호
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• pp.129-135
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• 2006

Zebrafish (Danio rerio)의 microsomal epoxide hydrolase(mEH)로 추정되는 유전자를 클로닝하고 그 특성을 연구하였다. D. rerio의 mEH 추정단백질은 포유동물의 mEH 및 세균의 EH들과 아미노산서열 상동성을 보였으므로 결정분자구조(1qo7 및 1ehy)를 template로 하여 homology modelling을 행하였다. 클로된 단백질은 $Asp^{233}$, $Glu^{413}$ 및 $His^{440}$으로 구성된 catalytic triad와 2개의 tyrosine 잔기 및 oxyanion hole이 보존되어 있었다. 생물정보학적인 분석 및 EH 활성시험은 추정단백질이 D. rerio의 mEH라는 것을 보여주었다. Racemic styrene oxide를 기질로 하여 활성시험을 행한 결과, 재조합 D. rerio mEH는 (R)-styrene oxide을 입체선택적으로 가수분해하였으며 45분 반응시간에 99%ee의 광학순도를 가진 (S)-styrene oxide를 33.5% 얻을 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.857-863
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• 2005

A yeast strain utilizing styrene epoxide as a sole carbon and energy source was isolated from soil samples for the production of enantiopure of styrene epoxide by kinetic resolution. The strain, identified as a Rhodosporidium toruloides SJ-4, expressed an epoxide hydrolase which preferentially converted (R)-styrene epoxide into the corresponding diol. A maximum activity of 135 U/L was observed when biomass (dry cell mass) reached 6.7 g/L at 21 h of batch culture. Under the partially optimized reaction conditions ($35^{\circ}C$ and pH 8.0), the optically pure (S)-styrene epoxide was obtained with the yield of 21% when the initial substrate concentration was 100 mM. The reaction was completed at 9 h.