• 공업화학
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• 제23권6호
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• pp.599-603
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• 2012

위치특이적 돌연변이 기술을 이용하여 활성을 향상시킨 Mugil cephalus 유래 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase, McEH)를 발현하는 재조합 대장균 균주를 생촉매로 이용하여 유기용매상에서 라세믹 스틸렌 옥사이드(styrene oxide)에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 수행하였다. 재조합 균주의 세포 성장 시간대별로 McEH 단백질의 발현유도 특성을 분석하였으며, 대수성장기에 IPTG를 첨가했을 때 생촉매 활성이 2.2배 향상되었다. 유기용매의 Log P 값이 증가할수록 생촉매의 입체선택적 가수분해 활성이 증가하였으며, 이소옥탄(isooctane)을 반응용매로 사용하였을 때 생촉매의 입체선택적 가수분해 활성이 가장 우수하였다. 동결건조과정에서 skim milk 또는 sucrose와 같은 lyoprotectant를 사용하여 활성 안정화를 시킨 재조합 대장균 생촉매를 사용하여 이소옥탄에서 20 mM 라세믹 스틸렌 옥사이드에 대하여 광학순도 98%의 (S)-스틸렌 옥사이드를 이론수율 대비 53.6%로 제조할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.257-262
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• 2008

본 연구에서는 lipase를 이용한 라세믹-naproxen 2,2,2-trifluoroethyl thioester의 광학분할 반응을 향상시키기 위하여 반응 용매, 반응 온도, 기질 및 lipase 농도 그리고 교반속도의 변수들을 최적화 하였고, isooctane과 물의 계변을 증가시키기 위한 계면 활성제의 영향을 조사하였다. 조사된 유기용매 중 isooctane이 가장 높은 전환율 (92.19%), $V_s\;(2.340{\times}10^{-2}mM/h)$, E값 (36.12) 그리고 $V_s/(E_t)$ ($7.80{\times}10^{-4}mmol/h{\cdot}g$)를 나타내어 lipase 를 이용한 라세믹-naproxen2,2,2-trifluoroethyl thioester의 광학 분할 반응을 위한 가장 효과적인 유기용매로 판단하였다. 반응 표면 분석법을 이용한 반응조건 최적화에서는 반응 온도 $48.2^{\circ}C$, 기질 농도 3.51 mM, lipase 농도 30.11 mg/ml 그리고 교반속도 180 rpm을 최적 반응 조건으로 도출하였고, 이 최적화된 반응 조건으로 광학분할 반응을 수행한 결과, $V_s$, $V_s/(E_t)$ 그리고 전환 율이 각각 19.54%, 19.12%, 4.05% 증가하였다. 계면활성제로써 첨가된 NP-10은 (S)-naproxen 2,2,2-trifluoroethyl thioester의 가장 높은 전환율 (89.43%)을 나타내었고, 반응속도의 감소를 둔화시켰으며, lipase의 광학선택성 (E=59.24)을 향상시켰다.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.503-509
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• 2014

탄소와 다공성 실리카로 구성된 복합막을 용이한 방법으로 제작하고 이들 막을 활용하여, 키랄 에폭사이드와 키랄디올 화합물의 친수성/소수성 특성차이를 기초로 한 동시 합성 및 분리과정에 응용하였다. 막반응기에 도입한 키랄 Co(III)-$BF_3$형 살렌촉매는 ECH, 1,2-EB와 SO 등의 에폭사이드 가수분해반응에 대하여 높은 활성을 나타내었고 여러 차례의 재사용이 가능하였다. 광학순도가 높은 키랄 에폭사이드 생성물은 가수분해반응이 진행된 후에 촉매와 함께 유기용액상에서 취득되었다. 물에 용해되는 친수성의 1,2-디올은 키랄 살렌의 촉매작용에 의하여 가수분해됨으로써 생성되는데, 이들은 반응이 진행되는 동안 SBA-16 또는 NaY/SBA-16 실리카층을 통해 물층으로 확산되었다. 물은 막반응계에서 반응물이면서 동시에 용매로서 거동하였다. 연속흐름형의 막반응기를 적용함으로써, 고순도, 고수율의 광학이성체를 생성물로서 얻을 수 있었으며, 촉매는 큰 활성저하를 나타내지 않아 여러 차례 재사용이 가능하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.145-150
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• 2003

Acinetobacter sp. SY-01가 생산하는 lipase는 소염진통제로 쓰이는 azolerP 의약품 중간체인 두 enantiomer를 가진 rcemate에 대해 enantioselectivity를 가지는 효소로써 chiral drug를 생산하는데 있어 중요한 역할을 수행한다. Acinetobacter sp. SY-01 lipase 효소의 다량 생산을 위한 여러 가지 최적 조건을 조사하였다. 탄소원으로는 여러 가지 천연 오일을 이용하여 실험한 결과 0.2% olive oil이 가장 좋았으며, 최적 온도와 pH는 30도와 pH 7이였다. EH한 금속이온과 유기용매 안정성에 있어서는 $Fe^{2＋}$ 과 $Ca^{2＋}$ DMSO가 좋은 효과를 나타냇었다. 특히 DMSO는 유기용매가 첨가되지 않았을 때보다 약 2.5배 높은 효소 활성을 나타내었다. 계면활성제 이용에 있어서는 tritom X-100을 이용했을 때 좋은 효과를 나타냈다. Acinetobacter sp. SY-01가 생산하는 lipase 효소의 최적 배지 조성은 0.8% yeast extract, 0.2% olive oil 0.4% triton X-100, 40% DMSO, 0.1 % $NH_4$Cl% 0.4%$K_2HPO_4$ 3.9% $NaH_2PO_4$ 0.03% $CaCl_22H_2O$ 0.01% $FeSO_4$$7H_2O$(pH 7.0)이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.647-661
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• 2005

키랄성 말단기의 에폭사이드는 키랄중간체나 여러 출발물질로서 다양하게 이용되기 때문에 입체선택적인 합성방법은 학술적으로나 산업적인 관점에서 대단히 흥미롭다. 본 총설에서는 키랄성 코발트 살렌을 이용한 비대칭 고리열림 반응에 대한 연구개발동향을 고찰하였다. 여러 가지 가능한 합성방법 중에서 가수분해의 속도차에 의한 분리반응기술은 높은 광학순도의 터미널 에폭사이드를 합성할 수 있는 탁월한 방법이다. 본 저자들은 균일계 및 불균일계의 키랄성이핵성 살렌 착체를 합성하여, 에폭사이드의 고리를 여러 종류의 친핵체로 광학선택적으로 열고 다시 선택적으로 고리화시키는 한 단계의 반응에 대하여 그들의 활성을 조사하였다. 촉매와 염기 존재하에서 고리 열림과 닫음 반응을 조합시킴으로써 고수율로 높은 광학순도의 에폭사이드를 제조할 수 있었다. 이들 촉매는 공업적인 규모로 키랄 중간체를 생산하는데 이용되고 있다. 본 논문에서는 가수분해 속도차이에 따른 분리반응 기술을 적용하여 여러 종류의 키랄성 화합물을 제조한 연구실험 결과를 서술하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.118-124
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• 2009

에스터라제 EM2L8 유전자를 E. coli 균에서 발현하고 에스터라제 활성을 분석한 결과, $40-45^{\circ}C$에서 최적의 효소활성을 보였다. $15^{\circ}C$에서 최대활성의 45% 활성을 보였고 $15-45^{\circ}C$ 사이의 활성화에너지는 4.9 kcal/mol로 계산됨으로써 전형적인 저온 적응효소인 것으로 밝혀졌다. 또한, $4^{\circ}C$에서 장기보관해도 효소활성이 전혀 줄어들지 않음을 통해서 저온에서 안정한 효소임을 알게 되었다. 반응액에 에탄올, 메탄올, 아세톤을 15% 농도까지 첨가해도 효소활성이 줄어들지 않았으며 DMSO의 경우, 40% 농도까지 첨가해도 효소활성이 유지되는 것으로 나타났다. 이 효소 40 U을 Tris-HCl 용액(1.2 mL, pH 9.0)에 넣고 $30^{\circ}C$에서 (R,S)-ECHB(0.5%, 38 mM)의 분해반응을 수행한 결과, 기질이 가수분해되어 CHBacid가 생성되며 기질의 분해속도는 $6.8\;{\mu}mole/h$로 계산되었다. (R)-ECHB 보다 (S)-ECHB 기질을 빠르게 분해하였으며 전환수율이 80%일 때, e.e.s 값이 40%로 측정되었다. 반응액에 DMSO를 10% (v/v) 농도로 각각 첨가한 결과, 기질의 분해 속도는 $10.4\;{\mu}mole/h$로 증가되었다. 하지만 DMSO의 유무와 상관없이 전환수율에 따른 e.e.s 값은 유사하게 나타났다. 결론적으로 이 효소는 저온과 각종 유기용매 하에서도 높은 안정성과 활성을 갖고 있기 때문에 각종 의약품의 유기합성공정에서 효소촉매로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.