Baeyer-Villiger monooxygenase (BVMO) 효소에 의한 재생 가능한 오일 자원으로부터의 long chain diacid의 생산

Abstract

Baeyer-Villiger 반응은 자체가 갖는 chemistry인 ketone to ester 전환은 상업적으로 상당히 중요한 위치에 있다. 화학적 산화제를 비롯한 다양한 화학 프로세스는 대량 생산, 공정의 안전성 등의 장점을 가지고 있지만 현 산업에서 요구하는 생산 수율 및 순도로 표현되는 기질 특이성, 위치 특이성, 광학적 특이성 등에 대한 조절이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이를 극복할 수 있는 하나의 방법은 생물학적 촉매인 BVMO 효소를 이용하여 높은 순도 및 특이성을 조절하는 방법에 있다. 이번 연구에서는 기존의 올레산과 리시놀레산에 활성이 있다고 보고된 Pseudomonas putida KT2240 유래의 BVMO 효소를 템플릿으로 P-BLAST 후 단백질 유사도가 높은 BVMO 그룹 중에서 특정적인 BVMO 후보군을 대상으로 대장균에 발현 후 올레산에 대해 Diacid 생산성에 대한 활성 평가를 진행하였다. IPTG 농도를 변화시켜 단백질 발현의 최적 농도인 0.3mM을 설정하고, 2-decanone과 5-decanone을 활성 확인에 대한 기질로 설정하여 각 6개의 BVMO 활성을 확인하였다. 그 후 올레산에서의 활성 또한 평가하였는데, 5-decanone에서 활성을 보인 BVMO가 동일하게 올레산에서 활성을 갖는 것을 확인하였다. 결과적으로 비교군인 KT2440에 비해 낮은 수율을 갖는 문제를 알고 이를 해결하고자 샤페론을 도입하였고, 샤페론의 도입으로 인해 5-decanone의 활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 올레산 생물전환에 사용되는 hydratase 와 ADH가 포함된 벡터의 오리진이 샤페론의 오리진과 동일하기 때문에 이번 연구에서는 샤페론이 올레산에 대한 BVMO의 활성에 어떠한 영향을 주는지 확인할 수 없었다. 추후 연구에서 BVMO 벡터에 hydratase와 ADH 유전자 삽입을 통해 샤페론을 도입하고, 올레산에 대한 활성을 평가할 필요가 있다. 또한 올레산의 생물전환 실험의 조건을 다양하게 변화시켜 확인해보지 않았기 때문에 이에 대한 실험 또한 필요할 것으로 보인다.