ATP 재생계를 이용한 glutathione 의 연속생산

국문 초록 (Abstract)

Glutathione(GSH) 생합성 반응은 γ-glutamylcysteine synthetase (γ-GCS)와 glutathione synthetase (GSHS)에 의해 연속적으로 이루어지는데 이 두 효소반응은 모두 생체에너지(ATP) 요구 반응이다.
고분자화된 ATP와 acetyl phosphate 및 acetate kinase에 의한 ATP 재생계를 glutathione합성에 도입함으로서 ATP에 의한 γ-GCS의 저해 작용을 회피하고 또한 연속적인 GSH의 효율적 생산방법을 연구하였다.
ATP를 수용성 고분자인 dextran에 고정화하여 고분자화한 후 이보다 pore size가 작은 ultrafiltration membrane을 사용하여 reactor내에 보유시킨 후 연속적인 ATP재생을 도모하였다.
γ-GCS, GSHS 및 acetate kinase는 E. coli로부터 부분정제하여 사용하였으며, γ-GCS와 GSHS반응을 분리함으로서 GSH에 의한 γ-GCS의 저해를 방지함과 동시에 acetate kinase와의 공역반응 효율을 높였다.
GSH전환반응의 최적조건은 각각 30mM cysteine, 60mM glutamate, 45mM acetyl phosphate와 30mM glycine, 40mM acetyl phosphate였으며 최적 pH와 온도는 두 반응 모두 pH 7.4 (25mM potassium phosphate), 37℃였다. 최적조건에서 ultrafiltration membrane reactor로 4일간 연속생산한 결과 30mM의 cysteine이 22.5mM의 GSH로 전환되어 75%의 전환을 나타내었다.