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내열성 아미노기 전달효소에 의한 L-아미노산의 합성

전문가 제언: ○ 천연계에는 존재하지 않는 비천연형 아미노산은, 펩타이드 의약품과 펩타이드 유사 의약품을 제조하는 원료로 사용된다. 최근에 합성 의약품 중에서 펩타이드계 화합물의 비율이 점차로 증가하고 있으며 그 시장은 앞으로 10년 내에 엄청나게 성장할 것으로 예측된다. 펩타이드계 의약품시장의 성장과 함께 비천연형 아미노산의 수요도 증가할 것으로 기대된다. 따라서 비천연형 L-α-아미노산의 새로운 비대칭 합성법이 개발되었다.

○ 초호열균 효소에서 유래한 아미노기 전달효소(MsAT)에 의한 아미노기 전이반응으로 비천연형 아미노산을 합성한다. 동량의 NPA와 Glu을 원료로 사용하여 비천연형 L-α-아미노산, NaI를 합성할 수 있다. 양자의 용해도 특성상 고농도의 NPA를 원료로 해서 Nal를 합성하면 생성되는 Nal는 침전으로 반응계로부터 제거된다. 반응의 평형은 Nal 생성으로 이동하므로 원료인 Glu를 과잉하게 사용하지 않고 Nal를 효율적으로 합성할 수 있다.

○ 이 합성법의 특성은 내열성이 매우 높은 초호열균에서 유래한 내열성 효소를 사용함으로써 반응온도를 높게 설정할 수 있다. 상온효소의 사용온도, 30~40℃에서 반응에 비해 3~5배의 NPA 농도를 사용하여 반응을 수행할 수다. 또 MsAT 효소는 상온균인 대장균에서 생산되므로 이 효소에 존재하는 대장균에서 유래한 오염 단백질은 기본적으로 내열성이 없다. 가열처리와 아세톤 추출만으로 MsAT 효소를 순수하게 정제할 수 있는 장점도 있다.

○ P. furiosus의 초호열성균에서 유래한 효소, Pfω-Ⅲ의 전이반응에 대한 최적온도는 100℃ 이상이다. 다이아민류를 아미노기 주개로 이용하기 위하여 Pfω-Ⅲ의 아미노산 배열을 변형해서 다이아민에 대한 촉매활성을 향상시켰다. 변형효소를 이용해서 α-KG을 원료로 해서 아미노기 주개로 1,5-다이아미노펜탄(DAP)/이염산염을 사용하여 반응하면 반응의 평형은 Glu 생성으로 이동하고 최종적으로 Glu을 합성할 수 있다.

저자: Satoshi Hanzawa
자료유형: 학술정보