• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권6호
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• pp.826-832
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• 2013

We investigated the transgalactosylation reaction of chlorphenesin (CPN) using ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)-containing Escherichia coli (E. coli) cells, in which galactose from lactose was transferred to CPN. The optimal CPN concentration for CPN galactoside (CPN-G) synthesis was observed at 40 mM under the conditions that lactose and ${\beta}$-gal (as E. coli cells) were 400 g/l and 4.8 U/ml, respectively, and the pH and temperature were 7.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The time-course profile of CPN-G synthesis under these optimal conditions showed that CPN-G synthesis from 40 mM CPN reached a maximum of about 27 mM at 12 h. This value corresponded to an about 67% conversion of CPN to CPN-G, which was 4.47-5.36-fold higher than values in previous reports. In addition, we demonstrated by thin-layer chromatography to detect the sugar moiety that galactose was mainly transferred from lactose to CPN. Liquid chromatography-mass spectrometry revealed that CPN-G and CPN-GG (CPN galactoside, which accepted two galactose molecules) were definitively identified as the synthesized products using ${\beta}$-gal-containing E. coli cells. In particular, because we did not use purified ${\beta}$-gal, our ${\beta}$-gal-containing E. coli cells might be practical and cost-effective for enzymatically synthesizing CPN-G. It is expected that the use of ${\beta}$-gal-containing E. coli will be extended to galactose derivatization of other drugs to improve their functionality.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.954-961
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• 2017

재조합 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)을 이용하여 transgalactosylation 반응으로 합성된 2-phenoxyethanol galactoside (PE-gal)과 chlorphenesin galactoside (CPN-gal)의 정제를 실시하였다. 먼저 PE와 PE-gal이 포함된 반응물에 ethyl acetate (EA)를 넣고, EA/water 이상계 시스템에서 PE와 PE-gal을 분획하였다. 이 시스템에서 PE는 EA층으로 PE-gal은 water층으로 분획되었다. 그리고, 물층을 모아서 silica gel chromatography를 실시하였다. 최종적으로, silica gel chromatography만 실시하여 PE-gal을 정제한 경우와, EA 처리 후 silica gel chromatography를 실시하여 PE-gal을 정제한 경우의 정제 PE-gal에 대하여 HPLC (High performance liquid chromatography)와 TLC (thin-layer chromatography) 분석을 수행하였다. 그 결과 EA를 처리하여 분획한 후, silica gel chromatography를 수행한 시료에서 잔여 PE가 완전히 제거되는 것을 관찰하였고, silica gel chromatography만 실시하여 PE-gal을 정제한 경우에는 상당량의 잔여 PE가 관찰되었다. 이 때, mole 기준으로 약 21%의 정제 수율을 확인할 수 있었다. 마찬가지로 CPN-gal의 정제에서도 EA 분획 처리 후, silica gel chromatography를 수행하였더니, 잔여 CPN이 거의 없는 순수한 CPN-gal을 얻을 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1164-1168
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• 2015

화장품용 방부제인 CPN-Gal은 사람 피부세포에 대하여 보다 안전하다고 알려져있다. 장기간에 걸쳐서 CPN-Gal을 생산하는 공정을 확립하기 위하여, β-gal을 생산하는 재조합 대장균을 alginate bead에 고정화 시켜서, 반복 회분식 반응으로 CPN으로부터 CPN-Gal로의 전환반응(transgalactosylation)을 조사하여 보았다. 이 전환반응은 300 ml flask에서 수행하였으며, 반응액에는 고정화된 대장균, 33.8 mM CPN, 400 g/l lactose가 포함되어있으며, pH와 온도는 7.0과 40℃ 였다. 이 때, galactose 한 분자가 lactose로부터 CPN으로 전달된다. 반복 회분식 전환반응은 4회 연속적으로 192시간 동안 성공적으로 수행이 가능하였고, 이 때, 64%의 전환수율을 보였으며, 이 결과는 선행연구 결과에 비하여 보다 우수한 결과이다. 그런데, 반복 회분식 반응이 진행되면서, 192시간 이후부터는 점진적으로 전환수율의 감소가 관찰되었다. western blotting으로 β-gal의 양을 관찰하여본 결과, β-gal의 양의 감소가 관찰되었으며, alginate beads에서 깨어진 금이 또한 발견되었다. 이러한 bead의 깨어짐 현상과 아울러서 β-gal의 불활성화, 그리고 galactose에 의한 product inhibition 등이 192시간 이후의 전환수율 감소의 원인으로 생각된다. 본 연구의 전환공정은 β-gal의 정제가 필요 없이 진행할 수 있기 때문에, CPN-Gal 합성이 보다 실용적이고, 가격 경쟁력 있게 수행될 수 있을 것으로 생각된다. 그래서, 이러한 전환공정이 CPN-Gal을 상업화하기 위한 공정으로 발전하길 기대하고 있다.