Cloning and Molecular Characterization of Epoxide Hydrolase from Aspergillus niger LK

Apergillus niger LK 유래의 Epoxide Hydrolase 클로닝 및 특성 분석

Aspergillus niger LK harboring the enantioselective epoxide hydrolase (EHase) activity was isolated, and enantioselectivity of EHase was tested for various racemic aromatic epoxides. The gene encoding epoxide hydrolase was cloned from cDNA library generated by reverse transcriptase-polymerase chain reaction of the isolated total mRNA. Sequence analysis showed that the cloned gene encodes 398 amino acids with a deduced molecular mass of 44.5 kDa. Database comparison of the amino acid sequence reveals that it is similar to fungal EHase, whereas the sequence identity with bacterial EHase is very low. Recombinant expression of the cloned EHase in Escherichia coli BL21 yielded an active EHases, which can offer a potential biocatalyst for the production of chiral epoxides.

Styrene oxide 계열의 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수한 Aspergillus nigerr계열의 생촉매를 선발하였고, A.niger LK 유래의 EHase의 기질 특이성을 분석하였다. A. niger LK의 EHase는 benzene ring에 oxirane ring이 직접 연결되어 있는 styrene oxide, p-nitrostyrene oxide 기질에 대해서는 (R)-이성질체, benzene ring과 oxirane ring사이에 ether 등의 연결 chain이 있는 기질에 대해서는 (S)-이 성질체에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수하였다. A niger LK의 EHase 유전자를 RT-PCR 방법으로 클로닝하였고, sequencing을 통해 다른 미생물 유래의 EHase와의 sequence identity 분석 등을 통해 특성을 분석하였다. Yeast 유래의 EHase와는 32% 수준의 sequence identity를 보였으며, Agrobacterisum, Corynebacterium 등의 박테리아 유래 EHase와는 identity가 매우 낮은 특성을 보였다. E. coli 숙주에서 발현된 재조합 EHase의 활성은 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 통해 확인할 수 있었다. 클러닝된 EHase의 보다 효율적인 발현 연구가 필요하며, 이러한 재조합 EHase는 고부가가치 광학활성 에폭사이드 제조를 위한 생물전환공정 시스템의 생촉매로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.