• 제목/요약/키워드: Enantioconvergent hydrolysis

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에폭사이드 가수분해효소에 의한 광학수렴반응을 이용한 광학활성 에폭사이드 및 Vicinal Diol 제조 (Enantioconvergent Hydrolysis of Racemic Epoxides for Production of Enantiopure Epoxides and Vicinal Diols using Epoxide Hydrolases)

  • 이은열
    • 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.

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재조합 epoxide hydrolase를 단일 생촉매로 사용한 광학수렴 가수분해반응을 통한 광학활성 (R)-phenyl-1,2-ethanediol 생합성 (Biosynthesis of (R)-phenyl-1,2-ethanediol by using Single Recombinant Epoxide Hydrolase from Caulobacter Crescentus)

  • 이옥경;이은열
    • 공업화학
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    • 제18권3호
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    • pp.279-283
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    • 2007

  • 한 종류의 epoxide hydrolase (EH) 효소 자체가 광학수렴 가수분해(enantioconvergent hydrolysis) 활성을 가지는 Caulobacter crescentus의 epoxide hydrolase (CcEH) 유전자를 PCR로 클로닝하여 재조합시킨 Escherichia coli 생촉매를 개발하였다. 재조합 E. coli 세포 10 mg을 10 mM styrene oxide와 반응시킨 다음 기질과 반응생성물을 chiral GC와 HPLC로 각각 분석 한 결과, (S)-styrene oxide 기질에 대해서는 위치 선택적으로 에폭사이드 링의 ${\alpha}$-탄소를 공격하여 (R)-diol로 전환시켰다. 반면에 (R)-styrene oxide에 대하여는 ${\beta}$-탄소를 공격하여 (R)-diol로 전환시키는 위치선택성을 가지고 있었다. 재조합 CcEH를 단일 생촉매로 사용한 광학수렴 가수분해반응을 통해 20 mM racemic styrene oxide에 대하여 광학순도 85%의 (R)-phenyl-1,2-ethanediol을 수율 69%로 생합성 할 수 있었다

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재조합 Caulobacter crescentus 에폭사이드 가수분해효소를 이용한 광학활성 Diol 제조 조건의 최적화 (Optimization of the Reaction Conditions for (R)-Phenyl-1,2-ethanediol Preparation by Recombinant Epoxide Hydrolase from Caulobacter crescentus)

  • 이옥경;김희숙
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.285-291
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    • 2007

  • 대장균 BL21(DE3)에 Caulobacter crescentus epoxide hydrolase (CcEH)를 발현시킨 제조합균주를 이용하여 광학수렴 가수분해(enantioconvergent hydrolysis) 반응을 수행하였으며 라세믹 에폭사이드 기질로부터 광학활성 diol을 생합성하는 조건을 최적화하였다. 반응최적화를 위하여, 계면활성제의 첨가와 반응온도가 생성물인 diol의 광학순도 및 수율에 미치는 영향을 분석하였으며 또한 생성물인 diol에 의한 EH의 가수분해활성 저해효과를 측정하였다. 재조합 CcEH를 생촉매로 사용한 광학수렴 반응에서 Tween 80을 2%(w/v)첨가하여 $10^{\circ}C$로 반응시켰을 때 20 mM 라세믹 styrene oxide로부터 광학순도 92%의 (R)-phenyl-1,2-ethanediot을 수율 56%로 얻을 수 있었다. 기질인 라세믹 styrene oxide를 50 mM 농도로 사용한 경우, 광학순도 87% (R)-phenyl-1,2-ethanediol을 77% 얻을 수 있었다. 생성물인 diol의 저해효과를 실험한 경우, 라세믹 phenyl-1,2-ethanediol, (R)-phenyl-1,2-ethanediol 및 (S)-phenyl-1,2-ethanediol은 10 mM 농도에서부터 재조합 CcEH의 가수분해활성을 현저하게 저해하는 것으로 나타났다. 위의 결과들로 볼 때 CcEH를 사용하여 높은 광학순도의 (R)-phenyl-1,2-ethanediol을 생성하기 위해서는 (R)-styrene oxide의 린치를 선택적으로 공격하는 동시에 생성물에 의해 저해를 받지 않는 partner EH를 개발하는 것이 중요할 것이다.

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