• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권1호
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• pp.66-70
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• 1990

부피질호르몬의 제조의 중요한 전구체인 11alpha-hydroxyprogesterone을 Rhizopus nigricans를 이용하여 고농도의 progesterone으로부터 고수율로 생산하기 위한 연구를 수행하였다. 생물전환수율을 최대로 하는 배지조성은 포도당과 casamino acid의 비율이 2:1인 것으로 관찰되었다. Progesterone은 Tween 80 용액에 분산시켜서 종균배양 후 12 시간 정도 지나서 첨가하였을 때 전환수율이 높았다. Progesterone의 농도가 증가함에 따라 생산성이 증가하였고 Progesterone이 20g/$\ell$일 경우 전환수율은 약 70정도 였다.

• 미생물학회지
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• 제27권1호
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• pp.70-76
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• 1989

Progestrone bioconversion by immobilized Aspergillus phoenicis was studied. Progesterone was converted into 11$\alpha$-hydroxyprogesterone and 3-minor byproducts. Whole cells of A. phoenicis were immobillized by enreappment with calcium-alginate, K-carrageenan, or polyacrylamide. Of these materials tested, cell immobilized in $Ca^{2+}$ -alginate gels showed the highest activity for 11$\alpha$-hydroxylation of progesterone. In the case of mycelia immobilized in $Ca^{2+}$-alginate, futher progressing hydroxylation of 11$\alpha$-hydroxyprogesterone was greatly reduced. Spores of A. phoenicis which were immobillized with $Ca^{2+}$-alginate and germinatedin situ for 25 hours showed higher 11$\alpha$-hydroxylase activity than those of entrapped whole mycelia and maintained initial enzyme activity for all 8 times of repeated use. After 16 times of reuse, the activity was declined 30% or more. When culture media and $Zn^{2+}$ were introduced into the reaction media, the activity of the immobilized mycelia which had been lowered due to many times of reuse was effectively reactivated.

• 한국균학회지
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• 제11권3호
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• pp.115-119
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• 1983

Aspergillus phoenicis에 의한 progesterone의 전환반응에 대하여 고찰하였다. 본 실험조건에서의 물질대사 결과 $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$이 주생성물로 생성 되었다. $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$의 농도는 반응시간에 따라 서서히 증가하였으나 40시간 이후부터는 점근값에 도달하였다. 반응액에의 glucose 첨가는 progesterone의 전환반응 속도를 증가시켜 점근값의 농도에 도달하는 시간이 괄목할 만큼 앞당겨졌다. Progesterone의 초기 농도를 증가시키는 것은 전환율이나 반응완결에 소요되는 시간에 큰 변화를 주지 않았으나 전환반응은 progesterone 농도에 대하여 1차반응 형태로 요약될 수는 없었다. 유기용매에 의한 효소 활성의 저하정도는 유기용매의 종류 및 그 농도에 의존하였으며, 낮은 유기용매의 농도에서는 acetone이 가장 높은 전환율을 나타내었다.

• 한국균학회지
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• 제21권1호
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• pp.23-27
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• 1993

Rhizopus nigricans에 의한 progesterone의 $11{\alpha}-hydroxylation$과 ${5\alpha}-reduction$반응에 미치는 이온의 효과를 조사하였다. $Cu^{2+},\;Cd^{2+},\;Co^{2+},\;Mn^{2+},\;Zn^{2+},\;Fe^{2+},\;Mg^{2+},\;Fe^{3+}$ 및 $Na^+$은 $11{\alpha}-hydroxylation$ 반응의 활성을 저하시켰으나 $K^+$은 이 반응을 촉진시켰다. $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$을 $5{\alpha}-reduction$시키는 효소는 $Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Mg^{2+},\;Co^{2+},\;Zn^{2+},\;Fe^{2+},\;K^+,\;Na^+$에 의하여 그 활성이 증가되었고 $Cd^{2+}$과 $Cu^{2+}$은 이 반응을 억제하였다. $11{\alpha}-hydroxylation$ 반응을 촉진하는데는 $10^{-3}\;M$의 $K^+$이 효과적이었으며 $5{\alpha}-reduction$반응을 엑제하기 위하여는 $10^{-4}\;M$의 $Cd^{2+}$이 적합하였다. R. nigricans는 세포내의 다효소체계에 의하여 progesterone이 $11\{alpha}-hydroxyprogesterone$으로 전환된 후 $11{\alpha}-hydroxy-allopregnane-3, 20-dione으로 $5{\alpha}-reduction$되므로 $10^{-3}\;M$의 $K^+$을 먼저 첨가하여 2시간 동안 progesterone 전환 반응을 실시한 후에 $10^{-4}\;M$의 $Cd^{2+}$을 첨가하였을 때 가장 높은 $11\{alpha}-hydroxyprogesterone$의 수득률을 얻을 수 있었다.

• 한국균학회지
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• 제13권2호
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• pp.83-87
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• 1985

A. phoenicis는 고온에서도 높은 lactose hydrolysis에 대한 효소 반응 활성을 가지고 있으나, 이 균주에 의한 progesterone의 전환 반응은 반응 온도에 매우 민감한 것으로 나타났다. 균체 내외부의 반응액 조성을 sonication 방법을 이용하여 조사함 결과 반응 초기에 균체의 내부에는 외부에 비하여 $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$이 더 높은 농도로 존재하였으나 반응이 진행됨에 따라 균체 내부의 $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$이 다른 생성물로 전환되어 오히려 더 낮은 농도의 $11{\alpha}-hydroxyprogesterone$이 존재하였다. A. phoenicis mycelium은 유기용매가 존재하는 반응액내에서도 새로운 액체 배지가 연속적으로 공급될 경우 물질대사를 계속 진행시킬 수 있으며, mycelium의 성장을 저해하지 않는 방법으로 고정된 cell을 이용하여 고정층 반응기에서 연속적으로 A. phoenicis-hydroxyprogesterone을 생산할 수 있다고 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.387-397
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• 2023

Cytochrome P450 (CYP) is a heme-containing enzyme that catalyzes hydroxylation reactions with various substrate molecules. Steroid hydroxylases are particularly useful for effectively introducing hydroxyl groups into a wide range of steroids in the pharmaceutical industry. This study reports a newly identified CYP steroid hydroxylase (BaCYP106A6) from the bacterium Bacillus sp. and characterizes it using an in vitro enzyme assay and structural investigation. Bioconversion assays indicated that BaCYP106A1 catalyzes the hydroxylation of progesterone and androstenedione, whereas no or low conversion was observed with 11β-hydroxysteroids such as cortisol, corticosterone, dexamethasone, and prednisolone. In addition, the crystal structure of BaCYP106A6 was determined at a resolution of 2.8 Å to investigate the configuration of the substrate-binding site and understand substrate preference. This structural characterization and comparison with other bacterial steroid hydroxylase CYPs allowed us to identify a unique Arg295 residue that may serve as the key residue for substrate specificity and regioselectivity in BaCYP106A6. This observation provides valuable background for further protein engineering to design commercially useful CYP steroid hydroxylases with different substrate specificities.