[학위논문]ATP 재생 시스템과 결합된 γ-글루타밀메틸아미드 합성효소를 이용한 L-테아닌의 단일 합성 One-pot Enzymatic Synthesis of L-Theanine Employing Novel γ-Glutamylmethylamide Synthetases Coupled with an ATP Regeneration System원문보기
. L-테아닌은 식품첨가물로 맛을 개선하고 면역력 증진 과 근이완작용 등의 효과를 보이고 있으며 이로 인해 테아닌에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 따라서 L-테아닌 생성을 위한 다양한 효소의 사용한 많은 연구가 수행되었습니다. 글루타밀 메틸아미드 합성효소(, GMAS)는 에틸아민과 조효소 ATP를 사용하여 감마-글루타밀의 기질로서 ...
. L-테아닌은 식품첨가물로 맛을 개선하고 면역력 증진 과 근이완작용 등의 효과를 보이고 있으며 이로 인해 테아닌에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 따라서 L-테아닌 생성을 위한 다양한 효소의 사용한 많은 연구가 수행되었습니다. 글루타밀 메틸아미드 합성효소(, GMAS)는 에틸아민과 조효소 ATP를 사용하여 감마-글루타밀의 기질로서 글루타민과 감마-글루타밀 그룹 화합물을 합성하는 효소입니다. 현재 사용되고 있는 글루타밀메틸아미드 합성효소는 오래 전에 Methylovus May라고 불리는 종의 GMAS입니다. 이 효소는 생산성이 높고 안정적이어서 이후 다른 GMAS 효소는 발견되지 않았습니다. 본 연구에서는 Genebank 데이터베이스를 기반으로 한 시퀀스 기반 방법을 사용하여 기존에 알려진 M.may 유래의 GMAS보다 1.5배 더 효과적인 새로운 효소를 발견했습니다. 또한 테아닌 합성반응에 사용되는 ATP를 재생산 하기위한 방법으로 수년간 사용되어 온 효모의 단점인 고농도의 ATP와 포도당의 사용을 경제적으로 적은 양의 ATP 농도만으로 고농도의 테아닌을 생성하는 폴리 포스페이트 카이네이즈를 이용하였습니다. 이번 연구에서는 32 g/L의 L-테아닌을 생산해내는 PPK12를 사용하여 수행되었으며 소량의 ATP를 사용하여 생산 되었습니다. 따라서 이 연구로부터 새로 발견한 GMAS와 PPK를 함께 사용하여 L-테아닌 생산을 크게 향상시킴으로써 원팟 반응을 확립했으며 산업적으로 적용될 가능성이 크다고 생각됩니다.
. L-테아닌은 식품첨가물로 맛을 개선하고 면역력 증진 과 근이완작용 등의 효과를 보이고 있으며 이로 인해 테아닌에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 따라서 L-테아닌 생성을 위한 다양한 효소의 사용한 많은 연구가 수행되었습니다. 글루타밀 메틸아미드 합성효소(, GMAS)는 에틸아민과 조효소 ATP를 사용하여 감마-글루타밀의 기질로서 글루타민과 감마-글루타밀 그룹 화합물을 합성하는 효소입니다. 현재 사용되고 있는 글루타밀메틸아미드 합성효소는 오래 전에 Methylovus May라고 불리는 종의 GMAS입니다. 이 효소는 생산성이 높고 안정적이어서 이후 다른 GMAS 효소는 발견되지 않았습니다. 본 연구에서는 Genebank 데이터베이스를 기반으로 한 시퀀스 기반 방법을 사용하여 기존에 알려진 M.may 유래의 GMAS보다 1.5배 더 효과적인 새로운 효소를 발견했습니다. 또한 테아닌 합성반응에 사용되는 ATP를 재생산 하기위한 방법으로 수년간 사용되어 온 효모의 단점인 고농도의 ATP와 포도당의 사용을 경제적으로 적은 양의 ATP 농도만으로 고농도의 테아닌을 생성하는 폴리 포스페이트 카이네이즈를 이용하였습니다. 이번 연구에서는 32 g/L의 L-테아닌을 생산해내는 PPK12를 사용하여 수행되었으며 소량의 ATP를 사용하여 생산 되었습니다. 따라서 이 연구로부터 새로 발견한 GMAS와 PPK를 함께 사용하여 L-테아닌 생산을 크게 향상시킴으로써 원팟 반응을 확립했으며 산업적으로 적용될 가능성이 크다고 생각됩니다.
Many studies have been conducted to assess the use of various enzymes for L-theanine production. L-theanine shows effects such as improving flavor as a food additive helps lose weight, and the demand for theanine is increasing significantly due to immunity and relaxation. Glutamylmethylamidesyntheas...
Many studies have been conducted to assess the use of various enzymes for L-theanine production. L-theanine shows effects such as improving flavor as a food additive helps lose weight, and the demand for theanine is increasing significantly due to immunity and relaxation. Glutamylmethylamidesynthease (GMAS) is an enzyme that synthesizes glutamine and gamma-glutamyl group compounds as donors of gamma-glutamyl using ethylamine and coenzyme ATP. The currently used glutamylmethylamide synthase is a GMAS from a species called Methlylovus May long ago. This enzyme is highly productive and stable, so no other GMAS enzymes have been found since then. Numerous research has been done to evaluate the utilization of different enzymes in the synthesis of L-theanine. L-theanine has effects like enhancing flavor as a food ingredient that aids in weight loss, and its demand is rapidly rising due to immunity and relaxation. Glutamylmethylamidesynthease (GMAS) is an enzyme that uses ethylamine and coenzyme ATP to manufacture glutamine and gamma-glutamyl group compounds as donors of gamma-glutamyl. The currently used glutamylmethylamide synthase was discovered from the species Methlylovus May. Since then, no more GMAS enzymes have been discovered due to this enzyme's great productivity and stability.
In this work, using a sequence-based methodology based on the Genebank database, we discovered a new enzyme that is 1.5 times more effective than the previously known four enzymes. Moreover, the process of recycling ATP using yeast, which has been used for many years, possesses several problems which are economically inefficient because we have to use high concentrations of ATP and glucose. Herein, 32 g/L of L-theanine was performed using a polyphosphate kinase that was easy to handle and was reproduced using a small amount of ATP. We have also established a one-pot reaction by using GMAS and PPK together to give significantly enhanced L-theanine production and has great potential for industrial application.
Many studies have been conducted to assess the use of various enzymes for L-theanine production. L-theanine shows effects such as improving flavor as a food additive helps lose weight, and the demand for theanine is increasing significantly due to immunity and relaxation. Glutamylmethylamidesynthease (GMAS) is an enzyme that synthesizes glutamine and gamma-glutamyl group compounds as donors of gamma-glutamyl using ethylamine and coenzyme ATP. The currently used glutamylmethylamide synthase is a GMAS from a species called Methlylovus May long ago. This enzyme is highly productive and stable, so no other GMAS enzymes have been found since then. Numerous research has been done to evaluate the utilization of different enzymes in the synthesis of L-theanine. L-theanine has effects like enhancing flavor as a food ingredient that aids in weight loss, and its demand is rapidly rising due to immunity and relaxation. Glutamylmethylamidesynthease (GMAS) is an enzyme that uses ethylamine and coenzyme ATP to manufacture glutamine and gamma-glutamyl group compounds as donors of gamma-glutamyl. The currently used glutamylmethylamide synthase was discovered from the species Methlylovus May. Since then, no more GMAS enzymes have been discovered due to this enzyme's great productivity and stability.
In this work, using a sequence-based methodology based on the Genebank database, we discovered a new enzyme that is 1.5 times more effective than the previously known four enzymes. Moreover, the process of recycling ATP using yeast, which has been used for many years, possesses several problems which are economically inefficient because we have to use high concentrations of ATP and glucose. Herein, 32 g/L of L-theanine was performed using a polyphosphate kinase that was easy to handle and was reproduced using a small amount of ATP. We have also established a one-pot reaction by using GMAS and PPK together to give significantly enhanced L-theanine production and has great potential for industrial application.
주제어
#GlutamylMethylAmideSynthetase ATP regeneration system Biocatalyst L-theanine One-pot reaction
학위논문 정보
저자
임성아
학위수여기관
건국대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
생명과학과
지도교수
윤형돈
발행연도
2023
총페이지
32
키워드
GlutamylMethylAmideSynthetase ATP regeneration system Biocatalyst L-theanine One-pot reaction
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