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효소enzyme 인공효소
2013-08-22 16:07:54
이엠생명과학연구원

1. 효소 단백질의 인공 합성

  ◇ 효소의 촉매활성: 특정한 입체구조 필요, 입체구조는 아미노산 배열 순서에 따라 결정 ◇ 단백질 합성 방법: 효소적 방법, 화학적 방법
- Ribonuclease A 화학 합성: 1980년 일본의 야지마 등, 124 aas, 110% 활성, 분자적 특성도 천연효소와 동일
◇ 효소의 유전자를 인공 합성한 DNA 단편으로 변이를 일으킨 개조 유전자를 대장균 등에 도입하여 새 단백질 합성(단백질 공학 참조)
* 수퍼인공효소 개발 (sciencenews.co.kr) : 서울대 서정헌교수 (Accounts of Chemical Research(미국화학회)’ 2003.7.)
- 효소의 촉매원리를 이용해 표적 단백질만 골라 절단하는 인공프로테아제를 개발하고 이 효소의 분자량을 신약개발 활용에 적합한 수준인 800㎍으로 낮추는데 성공
- 특정단백질을 표적으로 인식해 선택적으로 공격해 표적단백질은 사멸시킨후 자신은 다시 살아나 또 다른 표적단백질을 공격
- 2002년 20만개 마이오글로빈을 조합한 결과 분자량 3천의 촉매효소 1개를 찾아냈으며 최근엔 1만개 마이오글로빈을 조합해 분자량 800의 촉매효소 2개를 찾아내는데 성공
  2. 비 단백질 재료에 의한 인공효소   ◇ 인공효소: 천연효소를 모방한 것.
- 효소기능에 중요한 부분만 화학합성
- 분자를 인식하는 구조를 유기 화학적으로 합성
- 비교적 분자이 크고 분자내 구멍을 갖는 큰 고리형 화합물을 많이 사용
→ Host-Guest 화학
* 분자 인식하는 호스트분자: cyclodextrin, cyclophane, crown cyclop, 분자구, micelle, 인지질 이중막

◇ Cyclodextrin
- glucose 6∼8개가 고리형으로 결합한 amylose.
ㆍglucose 6개가 연결된 것 α
ㆍglucose 7개가 연결된 것 β
ㆍglucose 8개가 연결된 것 γ
- caffeine, cholesterol 제거 및 약제의 전달

 


- cyclodextrin은 인체에서는 합성 안 된다.
(∵ cyclodextrin glycosyl transferase(CGT)가 없기 때문)

* Cyclodextrin의 기술 동향   ◇ Cyclodextrin에 이미다졸기 부가 → 인산에스테르 가수분해 : 리보핵산가수분해효소(RNAase)로 작용 ◇ Capped cyclodextrin : cyclodextrin에 사슬 길이가 여러가지인 캡시약(disulfonyl chloride 타입)을 사용아여 제조, 특정물질을 인식·식별하는 능력 즉 특이성을 갖는다.
- 캡드 시클로덱스트린에 히스티딘기 반응시켜 Zn 착제로 → 탈수소효소
- 캡드 시클로덱스트린에 피리독사민(pyridoxamine)을 도입 → transaminase(아미노기 전달효소)
◇ 수용성 시클로판 → 에스테르결합 가수분해

◇ 크라운 에테르(광학활성 비나프틸기 보유)에 SH기 도입 → 아미노산 p-nitrophenylester의 acyl기 전달반응 촉매




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