초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

효소는 반응의 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 높여주는 촉매 역할을 하는 생체 물질로써 여러 유기 반응에 유용하게 사용되고 있다. 특히 효소는 기질 특이성을 가지는데, 기질 특이성을 결정 요인은 기하학적 상보성과 전자적 상보성이 관여한다. 효소 반응은 유기 용매 상에서와 수용액 상에서는 서로 다른 반응 양상을 나타내기도 한다는 사실이 알려져 있다. 이는 효소를 구성하고 있는 단백질이 유기 용매와 수용액 상에서 존재하는 ...

효소는 반응의 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 높여주는 촉매 역할을 하는 생체 물질로써 여러 유기 반응에 유용하게 사용되고 있다. 특히 효소는 기질 특이성을 가지는데, 기질 특이성을 결정 요인은 기하학적 상보성과 전자적 상보성이 관여한다. 효소 반응은 유기 용매 상에서와 수용액 상에서는 서로 다른 반응 양상을 나타내기도 한다는 사실이 알려져 있다. 이는 효소를 구성하고 있는 단백질이 유기 용매와 수용액 상에서 존재하는 입체구조에 변화가 발생하기 때문에 유기용매에서와 수용액 상에서의 효소의 반응성과 기질의 선택성에 차이를 나타내기 때문이다. 이러한 효소 자체가 가지는 특징을 이용해서 효소 반응 조건을 변화시켜 이성질체 혼합물에서 원하는 한 가지 구조의 이성질체만을 선택적으로 분리할 수 있는 조건을 살펴보고자 하였다. PPL은 돼지 췌장에서 분비되는 지방분해 효소의 일종으로 보통 합성 반응에서는 가수분해 반응이나 에스터 교환 반응에 널리 사용되는 효소이다. 이 효소를 이용하여 여러 종류의 반응 시스템-유기 용매, 유기용매/완충액 혼합용액, 완충액-에서 (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate와 (3-(((4-(trifluoromethyl)benzyl)-oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate를 기질로 하여 효소 반응을 진행하였다. 효소와의 결합에 영향을 미치는 두 가지 요소인 효소의 입체구조와 전자적 상보성의 영향성을 비교해보기 위해 반응물은 기하 이성질체 관계인 cis형과 trans형을 함께 혼합하여 반응하였고, 각각 기질에 전자 분포 차이를 주기 위해 서로 다른 성질을 띄는 전자를 끄는 기(electron withdrawing group, EWG)인 trifluoromethyl기와 전자를 주는 기(electron donating group, EDG)인 methoxy기를 작용기로 붙여 기질의 전자 밀도 차이에 따른 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 거울상 선택성은 완충용액과 완충용액과 hexane을 혼합한 혼합용액에 10% 상전이촉매를 추가한 조건에서 반응을 진행한 (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate의 trans-alcohol에서 관찰할 수 있었고, 기하학적 이성질체의 선택성은 또한 미약하긴 하지만 상대적으로 기하 이성질체에 대한 선택성은 (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate에서 우수한 것으로 나타났다. 두 물질 모두 반응 속도는 수용액이 혼합된 용액에서 훨씬 우세하였다. (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate의 경우, 전반적으로 cis-oxirane acetate가 우세하게 반응하였지만, (3-(((4-(trifluoromethyl)benzyl)-oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate의 경우, trans-oxirane acetate의 반응성이 다소 우세하게 나타났다. 반면 용매 시스템의 변화에 따른 기질 선택성의 변화는 거의 관찰하지 못하였다. 단지 (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate의 경우, 다른 조건에서는 cis-oxirane acetate가 우세하게 반응하였지만 tetrahydrofuran에서 반응하였을 경우, trans-(+)-oxirane acetate의 반응성이 우세하게 나타났다. 거울상 선택성과 기하이성질체의 선택성, 반응 조건의 변화에 따른 생성물의 변화 모두 EDG인 단지 (3-(((4-methoxybenzyl)oxy)methyl)oxiran-2-yl)methyl acetate 에서 크게 나타난 것으로 보아, methoxy기가 유도 효과와 공진 효과에 의해 기질에 전자를 많이 제공하여 효소의 활성 부위와 결합하는 반 데르 발스 힘이 강해져 결합이 상대적으로 강한 결합을 형성하여 결합 시간이 길어져 반응 속도와 선택성을 높여주었기 때문으로 예상된다. 즉, 기질의 전자 밀도를 높여 기질과 효소의 전자적 상보성을 강하게 해주는 등의 방법을 통해서 기질과 효소의 활성부위에서 비공유 결합의 세기가 강해질수록 기질에 대한 효소의 선택성이 높아지는 것을 알 수 있다.

Keyword