| 초록 |
효소를 촉매로 하는 반응은 화학적 반응에 비해 온화한 조건에서 특정 반응만을 유도할 수 있는 잇점이 있다1. 전통적으로 효소 반응은 주로 생체내의 환경과 비슷한 수용액에서 이루어졌으나, 최근 물이 거의 없는 유기용매내에서도 효소의 활성(catalytic activity)이 있는 것이 발견되면서 다양한 응용가능성을 제공해 주고 있다2. 유기용매 내에서의 효소 반응은 수용액에서 얻을 수 없는 많은 장점들을 가지고 있어 최근 활발히 연구되고 있는 분야이다. 유기용매 내에서 효소 반응을 수행할 경우 반응 속도에 영향을 미치는 인자로는 반응혼합물에 포함된 수분의 양, 반응의 매질로 쓰이는 유기용매4, 그리고 담체 및 첨가제의 영향5 등을 들 수 있다. 특히 수분의 양은 중요한 인자로서 효소활성을 위해서는 수분이 필수적이다. 그러나 필수적인 미량의 수분이 유기용매내에 현탁된 효소 입자들을 서로 엉겨붙게 만드는 효소응집(enzyme aggregation)을 유도한다는 사실이 여러 논문에서 보고되고 있다6,7. 효소응집은 유기용매 내에서의 효소 반응에서 소량의 수분에 의해 쉽게 일어날 수 있으며, 효소 입자의 표면적을 감소시켜 반응 속도를 떨어뜨리게 된다. 본 연구 그룹에서는 효소 고정화를 시키지 않고, 단순히 고정화에 쓰이는 담체를 반응매질에 첨가함으로써 이를 어느 정도 막을 수 있다는 것을 발견하였다8. 고체 담체인 실리카겔을 첨가한 경우 유기용매 내에서의 효소반응속도가 현저히 개선되었는데, 그 이유는 첨가된 담체가 효소가 유기용매내에서 수분에 의해 응집되는 응집체(aggregates)의 크기를 감소시켜 효소입자들을 효과적으로 분산시켰기 때문이다. 유기용매내에서 반응속도를 감소시키는 효소응집을 막는 방법으로 담체를 첨가하는 것 외에 효소를 반응매질에 용해되는 형태로 modification하는 방법이 있다. 표면에 긴 사슬의 지방산이 포함된 지질을 코팅시킨 효소를 사용하거 나9-11 역마이셀 시스템에 적용된 효소를 사용하면12, 유기용매내에 용해가능한 효소를 반응에 사용할 수 있게 된다. 이와 같이 효소가 유기용매내에 용해된 상태로 효소 활성을 나타내는 경우에는 수분의 양이 증가함에 따라 효소의 응집에 의한 반응속도가 감소되는 효과를 제거할 수 있게 된다. 본 연구에서는 이로부터 유기용매 내에서의 효소의 응집에 의한 세부적인 연구를 진행하게 되며, 실험으로부터 얻은 결과를 토대로 유기용매내 효소반응의 시스템 해석을 하고자 한다.
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