E. coli에서 carboxylic acid reductase(CAR)를 활용한 dodecanoic acid로부터 dodecanol로의 전세포 반응
Whole cell biotransformation of dodecanoic acid into dodecanol by carboxylic acid reductase(CAR) in E. coli
- 주제(키워드) dodecanoic acid , dodecyl aldehyde , dodecanol , Carboxylic acid reductase , whole cell biotransformation , Aldehyde reductase.
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 최권영
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경안전공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000029918
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Fatty alcohol은 매우 유용한 bio-feedstock중 하나로 식품, 세제, 계면 활성제 등 여러 산업에서 널리 이용되는 물질이다. 특히 dodecanol은 윤활유, 의약품, 향미강화 식품첨가제 등으로 쓰인다. 보통 dodecanol은 ziegler process를 통해 합성되어지는데, 본 연구에서는 carboxylic acid reducatse(이하 ‘CAR’)을 이용한 bio-기술을 토대로 생산하고자 하였다. CAR은 fatty acid를 기질로 하여, 선택적으로 그에 상응하는 aldehyde를 만들어 내지만, aldehyde는 유기체 내에서 매우 불안정한 물질이기 때문에, E. coli에서는 aldehyde reductase(ALR)에 의해, 더 안정적인 alcohol 형태로 변환한다. 본 연구에서는, 이를 이용하여 여러 strain을 통해 CAR을 E. coli에서 cloning하였고, 이 재 조합된 E. coli로 dodecanol을 만들었다. 하지만 위에서 언급했듯이, 불안정한 aldehyde는 alcohol로 변환한다. 마찬가지로 dodecanoic acid를 기질로 하여 재 조합된 E. coli로 그 활성을 확인하였을 때, 반응 동안 ALR에 의해 dodecyl aldehyde가 더 안정적인 dodecanol로 변환하였다. 총 13개의 CAR이 스크리닝 되었고, 그 중 Mycobacterium abscessus(MAB4714)의 CAR에서 약 40~50%의 전환율을 보였다.
more목차
요약
본문 차례
그림차례, 표 차례
제1장 서론
제1절 PA12의 생합성 경로
제2절 Carboxylic acid reductase
제2장 실험 재료 및 방법
제1절 시약
제2절 Carboxylic acid reductases Co-expression
제3절 전 세포 반응
제4절 GC-FID analysis
제3장 결과
제1절 CAR screening
제2절 dodecyl aldehyde의 dodecanol로의 전환
제3절 pH에 따른 전환율 비교
제4절 OD와 IPTG에 따른 전환율 비교
제5절 incubation temperature와 cation에 따른 전환율
제6절 12-hydroxy dodecanoic acid를 기질로 사용했을 때 전환율
제4장 future work
제5장 결론 및 토의
참고문헌
Abstract
그림차례, 표 차례
그림 1. CARBOXYLIC ACID REDUCTASE와 ALDEHYDE REDUCTASE의 반응.
그림 2. 본 연구에서 제시된 전체적인 PA12 생합성 PATHWAY.
그림 3. CARBOXYLIC ACID REDUCTASE 반응.
그림 4. CAR MECHANISM.
그림 5. 기질 감소만 보인 CAR들(기질 변화량 GRAPH)
그림 6. WHOLE CELL TRANSFORMATION 결과 DODECANOL이 검출된 CAR들.
그림 7. PHYLOGENETIC TREE OF CARS.
그림 8. DODECYL ALDEHYDE를 기질로 했을 때 GC-FID 결과(5MM DODECYL ALDEHYDE, PH7.5 0.1M POTASSIUM PHOSPHATE BUFFER, 1% GLUCOSE, 10MM MGCL2)
그림 9. PH에 따른 전환율 비교 (10MM DODECANOIC ACID, PH 7.5 0.1M POTASSIUM PHOSPHATE BUFFER, 10MM MGCL2).
그림 10. OD600과 IPTG농도를 다르게 하였을 때 전환율 비교. (10MM DODECANOIC ACID, PH 7.5 0.1M POTASSIUM PHOSPHATE BUFFER, 10MM MGCL2)
그림 11. MGCL2를 안 넣었을 때와 MGCL2를 농도별로 넣었을 때 전환율 비교
그림 12. 온도와 CATION 종류에 따른 전환율 비교.
그림 13. 12-HYDROXYDODECANOIC ACID를 기질로 했을 때, 전환율 비교 (10MM DODECANOIC ACID, PH 7.5 POTASSIUM PHOSPHATE BUFFER, 10MM MGCL2)
그림 14. MAB4714(3번 CAR)과 다른 종류의 CAR의 ADENYLATION DOMAIN SEQUENCE ALIGNMENT.
표 1. CAR과 COENZYME 정보 (A) CLONING한 CAR들(이하 번호로 명명). (B) CO-ENZYME인 PHOSPHOPANTETHENYL TRANSFERASE(이하 PPTASE)를 갖고 있는 STRAIN.
