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천연 유기 화합물의 다양성을 생성하는 방향족 피레닐기 전이효소

전문가 제언: ○ 미래화학에서 가장 중요하게 다루어질 연구과제 중의 하나가 효소이다. 효소는 활성자리에 여러 가지 촉매 작용기를 구비하고 있어서 기질과 착화합물을 형성하여 높은 선택성과 빠른 반응속도를 나타낸다. 현재 100여종의 효소가 분리 정제되어 그 구조가 규명되었다. 이러한 효소의 높은 효율성을 합성물질로 재현하는 것은 학문적으로 매우 중요한 과제이다. 효과적인 인공효소를 개발하면 환경, 식량, 소재 및 의약 등 다양한 분야에서 산업적으로 이용할 수 있다.

○ 방선균 Streptomyces sp. CL190주가 생산하는 항산화물질의 생합성 연구과정에서 이 생합성의 주 효소로 생각되는 방향족 피레닐기 전이효소를 분리하고 결정화하는데 성공하였다. 고해상도의 X-선 회절 데이터를 사용하여 이 효소의 구조를 결정하고 새로운 단백질의 접힘 구조임을 제안하였다.

○ 방향족 피레닐 전이효소(ORF2)는 기질 특이성을 가지고 있어서 각종 플라보노이드와 식물 폴리케타이드 등의 다양한 골격을 가진 화합물에 프레닐기를 첨가한다. 천연물에서 추출한 유기 화합물 중에는 방향족 피레닐 전이효소에 의해 생합성이 된 다수의 화합물이 존재한다. 이 생합성 화합물들은 모두 생체에서 중요한 기능을 담당하는 일차 대사산물들이다.

○ 미생물과 식물 추출물에 프레닐기 공여체 존재 하에서 방향족 기질 프레닐기 전이효소가 작용하면 추출물 중에 있는 방향족 화합물은 프레닐화가 될 것으로 예상된다. 프레닐화 화합물 중에는 원래의 화합물보다 활성이 증대된 새로운 생리활성을 가진 화합물을 함유할 가능성이 있다. 이 연구에서 얻은 방향족 기질 프레닐기 전이효소의 구조 정보로부터 다양한 프레닐화 전이효소를 설계할 수 있고, 미생물과 식물 추출물과의 조합에 의해 프레닐화 라이브러리(library)를 구축할 수 있다. 앞으로 이 라이브러리가 완성되면 새로운 의약품 및 신소재를 개발하는 데 이용할 수 있다.

저자: Tomohisa Kuzuyama, Takuto Kumano, Makoto Nishiyama
자료유형: 학술정보