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연료와 화학약품의 합성을 위한 B-산화 사이클의 공학적 반전

전문가 제언: ○ 티올라아제 초군 효소를 포함하는 경로는 최근에 가장 관심을 끄는 지방산 생합성(β-케토아실-ACP 합성)으로 연료와 화학약품 생산을 위하여 탐구되었다. 지방산의 β-산화에서 티올라아제 초군과 천연적 기능의 부분인 분해성 티올라아제는 합성방향으로 작동될 수도 있고 따라서 탄소-사슬연장 할 수 있었다. β-산화 사이클의 기능성 반전은 다양한 사슬길이와 기능성으로 알코올과 카복실산의 합성에 사용될 수 있었다.

○ 이 기능성 반전경로는 보조효소A(CoA) 티오에스터로 작용되고 아실-사슬연장과 최대 탄소와 에너지효율에서 생성물 합성을 할 수 있는 특성들을 위하여 아세틸-CoA를 직접 사용한다. β-산화의 반전은 대장균에서 진행되었고 n-알코올, 지방산, 3-히드록시산, 3-케토산 및 ?2-카복실산을 합성하기 위하여 내인성 탈수소효소와 티오에스테라아제가 배합되어 사용되었다.

○ 진행경로의 우수한 성질은 이전에 보고된 것보다 더욱 높은 효율에서 더욱 긴-사슬 선형 n-알코올과 세포 밖 긴-사슬지방산의 생성을 실례를 들어 설명되었다. β-산화의 도처에 흔한 성질, 알데히드/알코올 탈수소효소 및 티오에스테라아제 효소는 다른 공업적 유기체에서 이들 제품들의 효과적인 합성을 가능하게 했다.

○ β-산화 사이클은 긴 탄소사슬의 n-알코올 또는 지방산들의 C-C결합을 절단하는 사이클이라면 그것의 역전 사이클은 짧은 C-C결합을 연장하여 아주 더 긴 탄소사슬의 알코올들과 지방산들을 합성하는 과정들에 해당된다. 대장균에서 진행되었던 β-산화의 반전 사이클을 응용하여 공학적 β-산화 사이클의 기능적 반전은 고급연료와 화학약품의 합성을 위하여 기발하고 효과적인 과정을 수행할 수 있다.

○ 오늘날 화석연료의 한정된 예상 소모기간과 바이오연료의 대체 석유연료화가 필요불가결한 기점에서 β-산화 사이클의 공학적/기능적 반전의 최적 메커니즘을 디자인 활용하여 고급연료와 화학약품의 합성공법의 연구개발은 에너지문제 해결에 도움은 물론 화학공학산업의 지대한 발전을 촉진할 것으로 전망된다.

저자: C. Dellomonaco et al.
자료유형: 학술정보