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진화공학적 방법에 의한 효소의 개변

전문가 제언: ○ 진화공학은 근년에 가장 유효한 효소개량 방법으로 무작위한 유전자변이와 변이 라이브러리(library)의 기능 스크리닝(screening)으로 인하여 그의 단순한 순환이 되풀이 하게 됨으로써 수세대 후에는 큰 폭으로 기능 개량이 시행될 것으로 추축하게 된다. 본고에서는 효소의 안정성의 향상, 유기 용매내성의 향상, 입체선택성의 향상, 생산성의 향상을 예로서 그의 유효성을 발표하고 있다.

○ 안정성이 높은 효소는 공정과정 중 새로이 추가해서 신선한 효소를 계속해서 충족시키지 않고도 반응이 계속되게 된다. 이 같은 안정성이 높은 효소가 보존에 있어서 저온이 요구되면 물류나 보관이 간소화됨으로써 이에 따른 비용이 절감하게 된다. 또한 액상화효소(液狀化酵素)로 이용에 불편 없이 안정하다면 분말효소(粉末酵素)를 액상화로 용해하는 수고를 덜게 되며 이에 따른 불균형도 경감하게 된다.

○ 물에 잘 녹지 않는 난용기질을 효소하고 반응시킬 때 부득이 유기용매를 이용하여 녹이게 되나 그러면 일반효소는 혼합하자마자 변성될 것이며 이와 같은 반응은 소수성 화합물을 효소 변환으로 인하여 효소의 이용이 현저히 제한받게 된다. 역으로 말하면 유기용매 중에서도 반응을 하는 것과 같이 효소를 개변하게 되면 그의 용도가 훨씬 넓은 범위를 차지하게 될 것이다.

○ 이 리뷰에 의하면 Hydantoinase 공정은 각종 D- 혹은 L-amino acid의 합성에 유효한 공정이나 이미 알고 있는 Hydantoinase의 입체선택성은 거의 D-체에 대해서는 선택적이기 때문에 L-amino acid로 합성되는 것은 실제로는 곤란한 것이다. 이 때문에 May 등은 D-선택적인 Hydantoinase의 입체선택성을 L-선택적인 것으로 반전시킴으로써 목적으로 하는 amino acid를 L-methionine으로 공정화를 이루게 된 것이다.

○ 한 공정화의 예로서, 변이효소를 다른 구성요소(Hydantoinracemase, L-carbamoylase)와 함께 대장균 내에 유전자 조립으로 넣으면 90%의 기질변환 시점이 2시간에서 100mM의 DL-MTEH 원료로부터 91mM의 L-methionine 생산을 보게 됨은 진화공학에 의한 효소개량이다

저자: Kentaro Miyazaki
자료유형: 학술정보