대장균 내에서 carboxylic acid reductase 와 alcohol dehydrogenase를 이용한 연속 효소 반응에 의해 장쇄 지방산의 지방 알코올로의 생전환.

Abstract

본 연구는, 바이오 매스 로부터 바이오 화학 공정을 통하여 폴리아마이드1212(Polyamide1212, PA1212) 생성에 필요한 C12 지방족 알코올(fatty alcohol)을 C12 지방산(fatty acid)으로부터 전환하는 것이 목적이다. C12 fatty alcohol을 생성하기 위해서 Yarrowia lipolytica로부터 유래한 alcohol dehydrogenase(이하 ‘ADH’) 효소와 Mycobacterium abscessus로부터 유래한 carboxylic acid reductase(이하 ‘CAR’)를 co-expression하였다. Y. lipolytica는 oleaginous yeast이며 GRAS 균주 이다. 이것은 12가지의 Alk monooxygenase gene을 가지고 있어 ω-위치에 fatty alkane, fatty acid 및 식물유의 산화 대사 능력이 우수하다. 특히 ω-position에서 fatty alkane이나 식물유의 산화는 다양한 생성물을 형성하며 폴리아마이드, 폴리우레탄과 같은 바이오 폴리머의 단량체로 생 전환 시킬 수 있다. ADH는 nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+)에서 NADH로 환원하기 위해서 fatty alcohol과 fatty aldehyde사이에서 상호 전환이 가능하다. Mycobacterium abscessus로부터 유래한 CAR 효소는 long chain fatty acid에 대한 기질 특이성이 높은 것으로 보고되었고 이 전의 실험을 통해 확인이 되었다.[1-3] ADH와 CAR은 반응 할 때에 NADH, ATP 또는 NADPH를 co-factor로서 필요로 하기 때문에 cell 내에서 ATP와 NAD(P)H의 농도를 증가시키는 방법이 필요 하였다. Glucose를 첨가하여 glycolysis, Entner-Doudoroff pathway(EDP)와 Oxidative pentose-phosphate pathway(OPPP)를 통한 NADH, ATP 및 NAD(P)H의 생성을 증가시켜서 alcohol의 생성 량을 증가시켰다. Glucose를 첨가 한 E.coli 세포에서 fatty alcohol의 전환 율을 약 70%로 증가 했다.