일반기술

광학선택적 에폭사이드 가수분해효소 및 이를 이용한 광학순도 에폭사이드의 제조방법

<기술의 개요>본 기술은 라세믹 에폭사이드 기질에 대하여 광학선택적(enantioselective) 가수분해 활성을 갖는 선별된 해양미생물, 특히 Erythrobacter, Novosphingobium, Sphingopyxis, Rhodobacterales 균주로부터 광학특이적 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase), 및 상기 에폭사이드 가수분해효소를 사용하여 라세믹 에폭사이드 기질로부터 에폭사이드 에난시오머(enantiomer)를 제조하는 방법에 대한 것이다.본 기술은 선별된 광학선택적 에폭사이드 하이드라제들의 클로닝(cloning), 재조합 단백질 생산 방법, 정제된 광학선택적 에폭사이드 하이드라제들의 생화학적 특성분석을 기술하고 있다. 이 기술을 활용하여 대량생산된 미생물 혹은 재조합단백질은 스타이렌 옥사이드(styrene oxide)등의 다양한 옥사이드 물질을 생산하는 새로운 생촉매 (biocatalyst)로써 유용하게 사용되어질 것이고, 의약품 산업에 크게 기여할 것이다.<기술의 특징>- 시장에 출시된 많은 종류의 의약품에는 광학이성질체 화합물로 만들어진 의약품이 매우 많음.- 이미 미국 식품의약국 ( Food and Drug Administration, FDA)의 신약허가 규정이 더욱 엄격해져 의약품내 포함되어 있는 모든 화합물의 독성 및 안정성의 자료가 제시되어야함. 따라서 특히 광학특이적 물질을 기반으로한 의약품의 경우 두 가지의 광학이성질체 중 약리작용이 있는 화합물만 의약품으로 구성해야함.- 이와 같은 의약품을 생산하기 위해서는 광학이성질체 화합물 중 약리작용이 있는 한 이성질체만 선택적으로 분리, 합성할 수 있는 기술이 필요함. 그러나 광학이성질체 화합물의 분리 및 화학합성은 용이하지 않고 그 단가가 매우 높아, 광학이성질체 중 약리작용이 있는 화합물만 생산하는 효율적인 방법이 필요한 상황임.- 에폭사이드(epoxide) 물질들은 여러 경로의 화학합성이 가능한 대표적 중간체물질로서 의약품 생산에 중간물질로 활용정도가 매우 뛰어나므로 신약개발의 필요성으로 인한 광학선택적 에폭사이드(epoxide) 합성의 중요성이 부각되고 있음.<기술 및 시장동향>- 국내외에서 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase)를 개발하고, 에폭사이드(epoxide) 합성에 적용하는 일련의 노력들이 그동안에는 유전자원의 유래면에서 토양미생물과 육상생물에 국한되어 진행되고 있었음.- 최근들어 원천소재 및 자원의 중요성으로 해양환경과 해양생물에 대한 관심이 증대되고 있고, 해양생물의 다양성에 기초한 유전자원에 대한 연구의 중요성이 강조되고 있음. 따라서 본 기술에서는 해양생물자원을 활용한 광학선택적 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase)를 개발하였음.- 특히 국내에서는 광학선택적 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase)의 경우 외국에서 개발된 Rhodobacteria glutinis, Aspergillus niger, Agrobacterium radiobacter AD1등을 이용하여 새로운 에폭사이드(epoxide) 물질에 대한 적용연구나, 프로세스(process)를 개발하는 응용연구와 토양미생물을 이용한 신규 생촉매 스크리닝(screening) 정도에 국한되어 있음.본 기술에서는 그동안 진행된 연구에서 발견한 해양 미생물들로부터 유래한 단백질을 이용한 스타이렌 옥사이드의 분해에 관한 최초의 보고로 국내.외에 전무한 상황. 본 기술은 다수의 해양미생물로부터 기능이 알려지지 않은 유전자가 광학선택적 에폭사이드 하이드라제로서 기능을 보이는 것을 추가로 신규 발견하였으며, 원천 효소를 대량생산할 수 있는 방법을 개발하여 다양한 공정개발에 응용가능하여 의약품 산업에 크게 기여할 것임.