일반기술

글루타릴 7-아미노세팔로스포란산 아실레이즈를 생산하는 균주

토양으로부터 분리한 글루타릴 7-아미노세팔로스포란산( GL 7-ACA) 아실레이즈를 생산하는 신균주 슈도모나스속 KAC-1, KAC-1 균주가 생산하는 신규한 GL 7-ACA 아실레이즈 효소 및 GL 7-ACA 아실레이즈를 이용하여 7-아미노세팔로스포란산( 7-ACA)을 효소적 방법으로 제조하는 기술이다. 신규의 GL 7-ACA 아실레이즈는 기존의 슈도모나스가 생산하는 GL 7-ACA 아실레이즈와는 다른 N-말단의 아미노산 잔기 배열을 보이며, 금속이온에 의한 효소활성 저해도가 낮다. 또한, SDS를 제외한 효소활성 저해제들에 의해서도 효소 활성이 크게 감소되지 않는다. 신규의 GL 7-ACA 효소는 GL 7-ACA에 대한 기질친화도와 7-ACA로의 전환효율이 기존에 보고된 GL 7-ACA 효소 만큼 우수하고, 특히 반응산물이 7-ACA에 의한 효소반응의 저해정도가 미미하여 GL 7-ACA를 7-ACA로 효율적으로 전환시키는 효소이다. 또한 글루타릴산(glutaric acid) 수용체 존재시 합성 및 전이반응 활성능이 크므로 7-ACA 유도체 합성공정에도 사용될 수 있는 효소를 제공한다세팔로스포린계 항생제는 페니실린계 항생제보다 항균활성이 우수하고 독성도 낮아 현재 가장 많이 사용되는 베타 락탐계항생제로서, 여러가지 유도체들의 개발이 진행되어 1세대에서 3세대 세팔로스포린계 항생제들이 이미 상품화 되었으며 최근에는 4세대 항생제도 활발히 개발되고 있는 실정이다. 세팔로스포린계 항생제는 중간원료물질에 따라 최종생산물질이 달라지는데, 세프라딘, 세파렉신, 세파드록실은 7-아미노디아세톡시세팔로스포란산( 7-ADCA)을 중간원료로 하고, 이들을 제외한 대부분의 세팔로스포린계 항생제는 7-아미노세팔로스포란산( 7-ACA)을 중간원료 물질로 하여 합성되고 있다. 중간원료 물질인 7-ADCA와 7-ACA은 모두 세팔로스포린 C(CPC)를 원료물질로 하여 제조된다. CPC를 원료로하여 7-ACA를 제조하는 방법은 화학공정에 의한 방법과 효소공정에 의한 방법으로 대별된다. 화학공정은 다단계의 초저온 반응을 필요로하며 반응중에 사용되는 유독성 용매가 최종제품에 잔존하거나 또는 환경을 오염시키는 등의 문제점이 있다. 효소공정에 의한 7-ACA를 제조하기 위해서는 CPC를 직접 가수분해 할수 있는 효소가 필요하지만 한 단계 효소 반응공정에 의해 CPC로부터 직접 7-ACA를 제조하는 방법을 산업에 적용하기는 부적합한 실정이다. 그러므로 D-아미노산옥시데이즈(D-AAO)와 글루타릴 7-아미노세팔로스포란산 아실레이즈(GL7-ACA ayclase)의 두 종류의 효소를 이용한 2단계 반응공정에 의해 7-ACA를 제조하는 방법이 실용화 단계에 있다. GL 7-ACA 아실레이즈는 CPC보다는 GL 7-ACA를 훨씬 효과적으로 가수분해시키므로 7-ACA의 합성 수율을 높이기 위해서는우선 D-AAO를 이용하여 CPC를 GL 7-ACA로 전환시킨 후 GL 7-ACA 아실레이즈로 처리하여 7-ACA를 합성하게 된다. 7-ACA 제조에 이용되어질 GL 7-ACA 아실레이즈에서 고려되어져야 할 중요한 성질은 기질에 대한 친화도, 효소의 안정성,반응물질에 의한 반응속도 저하여부 등이다. 본 기술은 신규의 균주 KAC-1이 생산하는 신규의 글루타릴 7-아미노세팔로스포란산 아실레이즈를 제공하며, 이 효소는 GL 7-ACA를 7-ACA로 가수분해시키는 효소로서, 반응산물인 글루타릴산과 7-ACA가 존재해도 효소활성이 90% 이상 유지되며 GL 7-ACA와 GL 7-ADCA에 강한 기질특이성을 나타내므로 7-ACA의 제조에 매우 유용한 효소이다