KR101077622B1 - Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes - Google Patents

Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes Download PDF

Info

Publication number
KR101077622B1
KR101077622B1 KR1020090012028A KR20090012028A KR101077622B1 KR 101077622 B1 KR101077622 B1 KR 101077622B1 KR 1020090012028 A KR1020090012028 A KR 1020090012028A KR 20090012028 A KR20090012028 A KR 20090012028A KR 101077622 B1 KR101077622 B1 KR 101077622B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
eosin
oxidoreductase
cofactor
oxidoreductase cofactor
regeneration
Prior art date
Application number
KR1020090012028A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100092749A (en
Inventor
박찬범
이상하
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090012028A priority Critical patent/KR101077622B1/en
Publication of KR20100092749A publication Critical patent/KR20100092749A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101077622B1 publication Critical patent/KR101077622B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • C09B11/28Pyronines ; Xanthon, thioxanthon, selenoxanthan, telluroxanthon dyes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 크산텐 염료를 이용한 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 크산텐 염료 및 (iii) 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor using xanthene dye, and more particularly, to (i) an oxidative oxidoreductase cofactor, (ii) xanthene dye and (iii) sacrificial electron donor. The present invention relates to an optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor comprising irradiating light to a regeneration solution containing an oxidoreductase cofactor.

본 발명에 따라 크산텐 염료를 이용하여 옥시도리덕타제 보조인자를 재생하면, 빠른 속도로 옥시도리덕타제 보조인자를 재생시킬 수 있어, 옥시도리덕타제 효소를 이용하는 다양한 생촉매반응의 효율을 높이는데 유용하게 사용될 수 있다.When the oxidoreductase cofactor is regenerated using xanthene dyes according to the present invention, the oxidoreductase cofactor can be regenerated at a high speed, thereby increasing the efficiency of various biocatalytic reactions using the oxidoreductase enzyme. This can be useful.

크산텐, 옥시도리덕타제 보조인자, NADH, FADH, 에오신 Y Xanthene, oxidoreductase cofactor, NADH, FADH, eosin Y

Description

크산텐 염료를 이용한 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법{Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes}Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes}

본 발명은 크산텐 염료를 이용한 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 크산텐 염료 및 (iii) 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor using xanthene dye, and more particularly, to (i) an oxidative oxidoreductase cofactor, (ii) xanthene dye and (iii) sacrificial electron donor. The present invention relates to an optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor comprising irradiating light to a regeneration solution containing an oxidoreductase cofactor.

효소는 단백질로 이루어진 주효소(apoenzyme)와 조효소(coenzyme)로 이루어지며, 상기 조효소는 금속이온 여부에 따라 보조인자(cofactor) 또는 보결족(prosthetic group)으로 구분된다. 우리가 통상적으로 말하는 조효소는 엄밀하게는 보조인자(cofactor)를 말하는 것으로서, 상기 보조인자는 기질로부터 이탈된 원자나 원자단을 일시적으로 수용하여 다른 물질에 전달하는 역할을 하며 대표적으로 니코틴아미드 보조인자인 NAD, NADP와 플라빈 보조인자인 FAD, FMN 등이 있다. 상 기 니코틴아미드 보조인자와 플라빈 보조인자 또는 그들의 산화된 형태는 많은 종류의 옥시도리덕타제가 수행하는 산화환원 생촉매반응에 있어서 필수적인 보조인자로 이용된다 (E. Siu et al., Biotechnol. Prog., 23: 293, 2007; W. A. van der Donk and H. Zhao, Curr. Opin. Biotechnol. 14:421, 2003). The enzyme consists of a main enzyme (apoenzyme) and coenzyme (coenzyme) consisting of proteins, the coenzyme is divided into cofactors or prosthetic groups depending on whether the metal ion. Coenzyme, which we usually refer to, refers strictly to a cofactor, which temporarily accepts atoms or groups of atoms released from a substrate and delivers them to other substances. Typically, nicotinamide cofactor NAD, NADP and flavin cofactors FAD and FMN. The nicotinamide cofactors and flavin cofactors or their oxidized forms are used as co-factors essential for the redox biocatalysis carried out by many types of oxidoreductases (E. Siu et al ., Biotechnol. Prog. , 23: 293, 2007; WA van der Donk and H. Zhao, Curr. Opin. Biotechnol. 14: 421, 2003).

상기 생촉매반응은 실험실 내 유기합성 및 다양한 공업 분야에서 있어서 점점 더 중요해지고 있다. 생촉매 반응의 효율을 높이기 위해서는, 효소의 지속적 반응 수행을 위한 보조인자가 지속적으로 재생되어야 할 필요가 있지만, 다양한 방식으로 널리 이용되고 있는 가수분해 효소와는 달리, 산화환원 효소의 사용에 있어서 만족할만한 보조인자 재생방법이 확립되지 않아 그다지 널리 상용화되고 있지 않은 현실이다. 이에 전기화학적 재생(electrochemical regeneration)은 기존의 제2효소/기질 재생방법을 대체할 수 있는 하나의 매력적인 방법으로 여겨져 왔다 (F. Hollmann and A. Schmid, Biocatal. Biotransform., 22:63, 2004). 하지만 전기화학적 재생방법에서도 NAD(P)+의 NAD(P)H로의 환원이 열역학적으로 선호되는 전압조건에서도 전극과 NAD(P)+사이의 느린 전자전달 속도로 인하여 재생 효율이 떨어지는 단점이 있었다. Such biocatalytic reactions are becoming increasingly important in laboratory organic synthesis and various industrial fields. In order to increase the efficiency of the biocatalyst reaction, cofactors for the continuous reaction of the enzymes need to be continuously regenerated, but unlike hydrolytic enzymes which are widely used in various ways, they are satisfactory in the use of redox enzymes. Cofactor recovery method has not been established, so it is not widely commercialized. Electrochemical regeneration has thus been considered an attractive alternative to the existing second enzyme / substrate regeneration (F. Hollmann and A. Schmid, Biocatal. Biotransform., 22:63, 2004). . However, electrochemical regeneration method had in NAD (P) + NAD (P ) reduced the disadvantage in the voltage condition is thermodynamically favored due to slow the electron transfer rate between the electrode and the NAD (P) + poor reproduction efficiency to H in.

이를 해결하기 위하여 균등질의 산화환원 매개체(mediator)를 사용하여 전극과 NAD(P)+사이에 전자를 전달하는 방법이 개발된 바 있다(H. Jaegfeldt et al., Anal. Chem., 53: 1979, 1981; J. Wang and J. Liu Anal. Chim. Acta, 284:385, 1993; J. Wang et al., Anal. Chim. Acta, 360:171, 1998). To solve this problem, a method of transferring electrons between an electrode and NAD (P) + using a homogeneous redox mediator has been developed (H. Jaegfeldt et al ., Anal. Chem., 53: 1979). , 1981; J. Wang and J. Liu Anal. Chim. Acta , 284: 385, 1993; J. Wang et al. , Anal. Chim. Acta , 360: 171, 1998).

구체적으로, 메틸비올로겐(methyl viologen)이 NAD(P)H에 대한 전자전달 매개체로써 플라보효소(Ferredoxin reductase(FDR) 혹은 Lipoamide Dehydrogenase(LipDH))과 함께 간접적인 전기화학적 재생에 사용된 바 있으며(Dicosimo et al. J Org Chem, 46:4622, 1981), 루테늄(II) 복합체인 (헥사메틸벤젠-2,2′-비피리딘클로로)루테늄(II)을 케톤류의 알콜로의 환원에 전자전달을 위한 매개체로 사용된 바 있고(Ogo S, Abura T, Watanabe Y, Organometallics 21:2964, 2002; Yaw Kai Yan et al. J Biol Inorg Chem, 11:483, 2006), 로듐 (III) 복합체인 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III):[Cp*Rh(bpy)H2O]2+(이하 Mox)를 NAD(P)+에의 전자전달을 위한 매개체로 사용한 바 있으며(R. Ruppert et al.,, Tetrahedron Lett., 28:6583, 1987; F. Hollmann et al., Angew. Chem., 113:190, 2001; Angew. Chem. Int. Ed., 40:169, 2001; K. Vuorilehto et al., Bioelectrochemistry, 65:1, 2004), 상기 로듐 III 복합체를 FADH2의 재생에 사용한 바 있다(F. Hollmann et al. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 19-20:167, 2003).Specifically, methyl viologen has been used for indirect electrochemical regeneration with flavoase (Ferredoxin reductase (FDR) or Lipoamide Dehydrogenase (LipDH)) as an electron transfer medium for NAD (P) H. (Dicosimo et al. J Org Chem , 46: 4622, 1981), electron transfer of ruthenium (II) complex (hexamethylbenzene-2,2′-bipyridinechloro) ruthenium (II) to reduction of ketones with alcohols (Ogo S, Abura T, Watanabe Y, Organometallics 21: 2964, 2002; Yaw Kai Yan et al. J Biol Inorg Chem, 11: 483, 2006), a rhodium (III) complex Pentamethylcyclopentadienyl-2,2'-bipyridinechloro) rhodium (III): [Cp * Rh (bpy) H 2 O] 2+ (hereinafter M ox ) for electron transfer to NAD (P) + (R. Ruppert et al ., Tetrahedron Lett ., 28: 6583, 1987; F. Hollmann et al ., Angew. Chem ., 113: 190, 2001; Angew. Chem. Int. Ed. , 40: 169, 2001; K. Vuorilehto et al ., Bioelectroc hemistry, 65: 1, 2004), the rhodium III complex has been used for the regeneration of FADH 2 (F. Hollmann et al. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 19-20: 167, 2003).

그러나 전기화학적인 재생방법은 본질적으로 전극의 표면적에 절대적으로 의존적인 수득률을 보여 생산력에 한계를 보이는 단점이 있다. 넓은 표면적의 전극을 사용하면 그만큼 높은 반응 속도와 생산력을 얻을 수 있으나 그에 따르는 기반설비 비용이 증가하게 된다.However, the electrochemical regeneration method has a disadvantage in that the productivity is limited because the yield is essentially dependent on the surface area of the electrode. The use of a large surface area electrode allows for higher reaction rates and higher productivity, but increases the cost of infrastructure.

한편, 빛을 이용한 광화학적 보조인자 재생은 자연계에서 광합성이라는 이름 으로 이미 사용되고 있는 방법이다. 자연광합성은 광계(Photosystem)에서 빛을 흡수해 높은 에너지의 전자를 얻어 ATP(Adenosine Triphosphate) 보조인자와 NAD(Nicotinamide Adenosine Dinucleotide) 보조인자를 환원적으로 재생한 후 이를 포도당 합성의 원료로 사용한다. On the other hand, photochemical cofactor regeneration using light is already used in the name of photosynthesis in nature. Natural photosynthesis absorbs light from the photosystem to obtain high energy electrons, reductively regenerates ATP (Adenosine Triphosphate) cofactors and NAD (Nicotinamide Adenosine Dinucleotide) cofactors and uses them as raw materials for glucose synthesis.

한편, 크산텐 염료의 일종인 Eosin Y는 태양에너지 변환의 연구 분야에서, 염료감응 태양전지(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)의 감응제로 사용되어왔다(T. Yoshida et al., Adv. Mater., 12:1214, 2000; S. -S. Kim et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 79:495, 2003). 특히 가시광 영역에서, Eosin Y는 하이브리드 DSSC 장치에 있어서 높은 양자효율(Quantum Yield)을 보이는 우수한 물질이다. On the other hand, Eosin Y, a kind of xanthene dye, has been used as a sensitizer for dye-sensitized solar cells (DSSC) in the field of solar energy conversion research (T. Yoshida et al. , Adv. Mater. , 12: 1214, 2000; S.-S. Kim et al. , Sol.Energy Mater.Sol. Cells , 79: 495, 2003). Particularly in the visible region, Eosin Y is an excellent material with high quantum yield in hybrid DSSC devices.

또한, Eosin Y는 전도성 기판에 백금 촉매와 함께 고정화되어 광화학적 수소생산에도 사용되어왔는데(R. Abe et al., J. Photochem. Photobiol. A:Chem, 137:63, 2000; Q. Li et al., J. Phys. Chem. C, 111: 11494, 2007). Eosin Y의 가시광을 통한 수소생산에 대한 양자효율은 메로시아닌(merocyanine)이나 쿠마린(coumarin)과 같은 기타 다른 유기물 염료들보다 훨씬 높은 것으로 발표되었다. Eosin Y가 비교적 높은 양자효율을 나타내기는 하지만 앞서 발표 된 바 다른 유기물 염료들을 통한 수소 생산이 같은 원리를 통해 가능하므로, Eosin Y가 소속되어있는 크산텐 염료군, 메로시아닌, 쿠마린, N719 등 기존에 염료감응 태양전지와 수소생산에 이용된 바가 있는 염료들은 Eosin Y와 비슷한 기능을 할 수 있을 것으로 기대된다. Eosin Y has also been used in photochemical hydrogen production by immobilization with platinum catalysts on conductive substrates (R. Abe et al ., J. Photochem. Photobiol. A: Chem, 137: 63, 2000; Q. Li et al ., J. Phys. Chem. C , 111: 11494, 2007). Eosin Y's quantum efficiency for hydrogen production through visible light has been reported to be much higher than for other organic dyes such as merocyanine and coumarin. Although Eosin Y shows relatively high quantum efficiency, hydrogen production through other organic dyes is possible through the same principle as previously announced, and thus, existing xanthene dye groups such as Eosin Y, merocyanine, coumarin, N719, etc. The dyes used in dye-sensitized solar cells and hydrogen production are expected to function similar to Eosin Y.

하지만, 지금까지 크산텐 염료를 옥시도리덕타제 보조인자의 재생에 사용한 적은 전혀 없었으며, 종래 알려진 매개체와 혼합하여 사용하는 경우의 효과 역시 전혀 보고된 바 없다. 또한 종래까지 알려진 광화학적 보조인자 재생 기술은 가시광 영역에서 그 반응 속도가 매우 낮은 실정이다(I. Willner et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2:559, 1990; Q. Shi et al., J. Mol. Catal. B-Enzym 43:44, 2006).However, no xanthene dye has ever been used to regenerate oxidoreductase cofactors, and no effects have been reported when used in combination with known media. In addition, conventionally known photochemical cofactor regeneration technology has a very low reaction rate in the visible region (I. Willner et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2: 559, 1990; Q. Shi et al. , J. Mol. Catal. B-Enzym 43:44, 2006).

이에, 본 발명자는 자연광합성의 광계를 통해 일어나는 보조인자 재생을 모방하여 고효율의 광화학적 옥시도리덕타제 보조인자 재생방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 환원형 옥시도리덕타제 보조인자 및 희생전자주개를 함유하는 재생용액에 크산텐 염료를 추가하는 경우, 크산텐 염료가 광촉매로 작용하여 빛에 의한 보조인자 재생이 빠른 속도로 이루어진다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a high-efficiency photochemical oxidoreductase cofactor regeneration method by mimicking the cofactor regeneration that occurs through the photosynthesis of natural photosynthesis. When the xanthene dye was added to the regeneration solution to be contained, it was confirmed that the xanthene dye acts as a photocatalyst, so that the cofactor regeneration by light is achieved at a high speed, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 자연광합성의 광계를 통해 일어나는 보조인자 재생을 모방한, 고효율의 광화학적 옥시도리덕타제 보조인자 재생방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a high-efficiency photochemical oxidoreductase cofactor regeneration method that mimics the cofactor regeneration that occurs through the photosynthetic photosystem.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 크산텐 염료 및 (iii) 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to irradiate the oxidoreductase cofactor regeneration solution containing (i) oxidized oxidoreductase cofactor, (ii) xanthene dye and (iii) sacrificial electron donor An optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor is provided.

또한, 본 발명은 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 크산텐 염료, (iii) 희생전자 주개 및 (iv) 산화환원 매개체를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법을 제공한다.The present invention is also directed to a oxidoreductase cofactor regeneration solution containing (i) an oxidative oxidoreductase cofactor, (ii) xanthene dye, (iii) sacrificial electron donor and (iv) a redox mediator. It provides an optical regeneration method of the oxidoreductase cofactor, characterized in that to irradiate.

또한, 본 발명은 인공광원과 석영반응기를 포함하는 옥시도리덕타제 반응기에 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 에오신 Y, (iii) 트리에탄올아민(Triethanolamine, TEOA) 및 (iv) 루테늄 II 복합체를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액을 첨가하고, 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법을 제공한다.The present invention also relates to an oxidoreductase reactor comprising an artificial light source and a quartz reactor (i) an oxidative oxidoreductase cofactor, (ii) Eosin Y, (iii) Triethanolamine (TEOA) and (iv) Provided is an oxidoreductase cofactor regeneration solution containing ruthenium II complex, and irradiated with light to provide an optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor.

본 발명에 따라 크산텐 염료를 이용하여 옥시도리덕타제 보조인자를 재생하면, 빠른 속도로 옥시도리덕타제 보조인자를 재생시킬 수 있어, 옥시도리덕타제 효소를 이용하는 다양한 생촉매반응의 효율을 높이는데 유용하게 사용될 수 있다.When the oxidoreductase cofactor is regenerated using xanthene dyes according to the present invention, the oxidoreductase cofactor can be regenerated at a high speed, thereby increasing the efficiency of various biocatalytic reactions using the oxidoreductase enzyme. This can be useful.

본 발명은 (i) 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, (ii) 크산텐 염료 및 (iii) 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oxydori which is irradiated with a oxidoreductase cofactor regeneration solution containing (i) an oxidative oxidoreductase cofactor, (ii) xanthene dye and (iii) a sacrificial electron donor. A method for optical regeneration of ductase cofactors.

본 발명의 광화학적 환원의 대상이 되는 산화형의 옥시도리덕타제 보조인자는 니코틴아미드 보조인자인 NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide), NADP+(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) 또는 플라빈 보조인자인 FAD+(flavin adenine dinucleotide), FMN+(flavin mononucleotide)일 수 있으며, 바람직하게는 NAD+일 수 있다. Oxidative oxidoreductase cofactors of the oxidative type that are subject to photochemical reduction of the present invention are nicotinamide cofactors NAD + (nicotinamide adenine dinucleotide), NADP + (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) or flavin cofactor FAD + (flavin adenine dinucleotide) ), FMN + (flavin mononucleotide), and preferably NAD + .

본 발명에서 상기 희생 전자 주개(sacrificial electron donor)는 염료에서 여기된 전자가 산화환원 매개체에 전달되어 생기는 전자공극을 채우기 위한 전자를 제공해주는 물질으로서, 당업자의 관점에서 트리에탄올아민(Triethanolamine, TEOA), 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA), 시 트르산(Citric acid), 개미산(Formic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 옥살산(Oxalic acid) 또는 물 등을 이용할 수 있으나 바람직하게는 TEOA 또는 EDTA일 수 있다.In the present invention, the sacrificial electron donor is a material that provides electrons to fill the electron pores generated by the transfer of electrons excited from the dye to the redox mediator, and from the viewpoint of those skilled in the art, triethanolamine (TEOA), Ethylenediaminetetraacetic acid (Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid, formic acid, ascorbic acid, ascorbic acid, oxalic acid or water, etc. may be used, but preferably TEOA or EDTA). Can be.

본 발명에서 사용하는 크산텐 염료는 상기 산화환원 매개체와 희생 전자 주개가 존재하는 시스템에서 1) 산화환원 매개체에 대해 높은 에너지 상태의 전자를 전달하기(donor) 위한 매개체와 2) 상기 산화환원 매개체에 전달하기위한 전자를 희생 전자 주개으로부터 얻기(accpetor) 위한 매개체로서의 기능을 수행함으로써 2중적인 매개체 역할을 한다. The xanthene dye used in the present invention may be used in the system in which the redox mediator and the sacrificial electron donor are present, 1) a mediator for delivering electrons of high energy state to the redox mediator, and 2) the redox mediator. It acts as a double mediator by acting as a mediator to obtain electrons for delivery from the sacrificial electron donor.

당업자의 관점에서 상기 크산텐 염료는 빛을 통해 전자를 여기시켜 전류를 발생 시킬 수 있는 염료면 어느 것이나 가능하나, 바람직하게는 풀루오레신(Fluorescein)을 포함하여, 이를 기본 구조로 일부 수소 원소가 할로겐 원소로 치환된 에오신Y(Eosin Y), 에오신 B(Eosin B), 에리쓰로신 B(Erythrosine B), 플로신 B(Phloxine B), 로즈벵갈(Rose Bengal), 멀브로민(Merbromin), 에틸에오신(Ethyl Eosin), 로다민 B(Rhodamine B), 로다민 6G(Rhodamine 6G) 및 설포로다민 B(Sulforhodamine B)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 Eosin Y를 사용할 수 있다 (도 1). From the viewpoint of those skilled in the art, the xanthene dye may be any dye capable of generating an electric current by excitation of electrons through light, but preferably includes fluorescein, and some hydrogen elements are used as a basic structure. Eosin Y, Eosin B, Erythrosine B, Phloxine B, Rose Bengal, Mulbromin Ethyl Eosin, Rhodamine B, Rhodamine 6G, and one or more selected from the group consisting of sulforhodamine B may be used, more preferably. May use Eosin Y (FIG. 1).

상기 염료의 첨가량은 크게 제한되지는 않으나, 바람직하게는 0.1μM~100μM의 농도로 첨가하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1μM~100μM의 농도로 첨가하는 것이 좋다.Although the addition amount of the said dye is not restrict | limited, Preferably, it is preferable to add in the density | concentration of 0.1 micrometer-100 micrometers, More preferably, it is good to add in the concentration of 1 micrometer-100 micrometers.

본 발명의 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법에 있어서, 옥시도리 덕타제 보조인자 재생용액은 산화환원 매개체를 추가로 함유할 수 있다. 상기 산화환원 매개체는 산화환원 매개체는 메틸비올로겐, 루테늄 II 복합체 및 로듐 III 복합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 산화환원 매개체는 산화형의 옥시도리덕타제 보조인자에 전자 전달(electron transfer)을 위한 1차 매개체의 용도로 사용된다. In the optical regeneration method of the oxidoreductase cofactor of the present invention, the oxidoreductase cofactor regeneration solution may further contain a redox mediator. The redox mediator may be any one or more selected from the group consisting of methyl viologen, ruthenium II complex, and rhodium III complex, and the redox mediator may be an oxidative derivative of oxidation type. It is used as a primary mediator for electron transfer to other cofactors.

상기 산화환원 매개체 중 메틸비올로겐(methyl viologen)은 NAD(P)H에 대한 전자전달 매개체로써 Flavoenzyme(Ferredoxin reductase (FDR) 혹은 Lipoamide Dehydrogenase(LipDH))과 함께 간접적인 전기화학적 재생에 사용된 바 있으며(Dicosimo et al. J Org Chem, 46:4622, 1981), 루테늄(II) 복합체인 (헥사메틸벤젠-2,2′-비피리딘클로로)루테늄(II)은 케톤류의 알콜로의 환원에 전자전달을 위한 매개체로 사용된 바 있고(Ogo S et al., Organometallics, 21:2964, 2002; Yaw Kai Yan et al. J Biol Inorg Chem, 11:483, 2006), 로듐 (III) 복합체인 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III):[Cp*Rh(bpy)H2O]2+(이하 Mox)은 NAD(P)+에의 전자전달을 위한 매개체(R. Ruppert, S. et al., Tetrahedron Lett.m 28:6583, 1987; F. Hollmann et al., Angew. Chem.,113:190, 2001; Angew. Chem. Int. Ed. 40:169, 2001; K. Vuorilehto et al., Bioelectrochemistry, 65: 1, 2004) 및 FAD+에의 전자전달을 위한 매개체(F. Hollmann et al. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 19-20:167, 2003)로 사용된 바 있다. 따라서, 상기 산화환원 매개체는 전자와 양성자를 전달함으로써 옥시도리덕타제 보조인자의 재생 동역학(kinetics)을 개량하는데 사용된다. Among the redox mediators, methyl viologen was used for indirect electrochemical regeneration with Flavoenzyme (Ferredoxin reductase (FDR) or Lipoamide Dehydrogenase (LipDH)) as an electron transfer mediator for NAD (P) H. (Dicosimo et al. J Org Chem , 46: 4622, 1981), a ruthenium (II) complex (hexamethylbenzene-2,2′-bipyridinechloro) ruthenium (II) is used for the reduction of ketones to alcohols. Ogo S et al., Organometallics, 21: 2964, 2002; Yaw Kai Yan et al. J Biol Inorg Chem, 11: 483, 2006), the rhodium (III) complex (Penta) Methylcyclopentadienyl-2,2'-bipyridinechloro) rhodium (III): [Cp * Rh (bpy) H 2 O] 2+ (hereinafter M ox ) is a medium for electron transfer to NAD (P) + (R. Ruppert, S. et al., Tetrahedron Lett. M 28: 6583, 1987; F. Hollmann et al. , Angew. Chem ., 113: 190, 2001; Angew. Chem. Int. Ed. 40: 169 , 2001; K. Vuorilehto et al. , Bioelectrochemistry , 65: 1, 2004) and It has been used as a medium for electron transfer to FAD + (F. Hollmann et al. Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic 19-20: 167, 2003). Thus, the redox mediator is used to improve the regeneration kinetics of oxidoreductase cofactors by delivering electrons and protons.

상기 루테늄 II 복합체는 바람직하게는 (헥사메틸벤젠-2,2′-비피리딘클로로)루테늄(II)일 수 있고, 상기 로듐 III 복합체는 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III)을 사용하는 것이 바람직하다. The ruthenium II complex may preferably be (hexamethylbenzene-2,2′-bipyridinechloro) ruthenium (II), and the rhodium III complex may be (pentamethylcyclopentadienyl-2,2′-bipyridine Preference is given to using chloro) rhodium (III).

그러나 본 발명에 있어서, 상기 산화환원 매개체의 존재는 보조인자를 효소반응에 활성을 갖는 형태로 재생시키는 것과 보조인재 재생의 속도를 빠르게 하는 것에 있어서 효과를 갖는 것으로, 산화환원 매개체가 존재하지 않아도, 염료 감응을 통한 직접적인 보조인자의 광화학적 재생이 가능하므로 산화환원 매개체의 존재가 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.However, in the present invention, the presence of the redox mediator is effective in regenerating the cofactor in the form having activity in the enzymatic reaction and speeding up the regeneration of the cofactor, even if the redox mediator does not exist, The presence of redox mediators does not limit the scope of the present invention because photochemical regeneration of cofactors is possible directly through dye sensitization.

본 발명의 옥시도리덕타제 보조인자의 광화학적 재생방법은 옥시도리덕타제 반응기(bioreactor)에서 수행될 수 있다. 상기 반응기는 광감응 염료(photosensitization dye), 산화환원 매개체 및 희생 전자 주개(sacrificial electron donor)를 포함한 반응용액을 함유하는 석영반응기와 빛을 조사하기 위한 광원으로 이루어지는 시스템을 구비하는 것이 바람직하다. Photochemical regeneration of the oxidoreductase cofactor of the present invention can be carried out in an oxidoreductase bioreactor. The reactor preferably comprises a system comprising a quartz reactor containing a reaction solution comprising a photosensitization dye, a redox mediator and a sacrificial electron donor, and a light source for irradiating light.

상기 시스템에서 사용되는 광원은 바람직하게는 자연적인 햇빛일 수 있고, 인공적인 텅스텐-할로겐 램프, 제논 램프 혹은 단파장 레이저 장치 일 수 있다.The light source used in the system may preferably be natural sunlight and may be an artificial tungsten-halogen lamp, xenon lamp or short wavelength laser device.

본 발명의 방법에서는 산화형 옥시도리덕타제 보조인자, 크산텐 염료 및 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 광원으로 빛을 조사하고 교반하여 환원형의 옥시도리덕타제 보조인자를 생성시킨다. 상기 광원의 출력 은 5W ~ 2000W인 것이 바람직하다. 상기 출력 범위보다 낮은 경우 빛의 세기가 약해 촉매기능이 나타나지 않을 수 있으며, 너무 높은 출력에서는 빛과 열에 의한 효소 및 기타 물질의 변성으로 인해 생체촉매 반응이 일어나지 않거나 원치 않는 반응이 일어날 수 있다. In the method of the present invention, the oxidoreductase cofactor containing oxidized oxidoreductase cofactor, xanthene dye, and sacrificial electron donor is irradiated with light and stirred with a light source, followed by stirring. Creates. The output of the light source is preferably 5W ~ 2000W. If it is lower than the output range, the light intensity may be weak, so that the catalytic function may not appear. At too high output, the biocatalytic reaction may not occur or unwanted reaction may occur due to the degeneration of enzymes and other substances by light and heat.

본 발명의 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법은, 도 2에 나타난 바와 같이, 염료와 산화환원 매개체가 자기조립 복합체를 형성하는 단계 (단계 a); 상기 단계 a의 염료-산화환원 매개체 복합체에서 염료가 빛을 흡수하여 여기시킨 전자를 산화환원 매개체에 전자를 전달하는 단계 (단계 b); 상기 단계 a의 염료-산화환원 매개체 복합체가 상기 희생전자주개로부터 전자를 보충받아 단계 b가 반복되는 단계(단계 c); 및 전자와 양성자를 받은 산화환원 매개체가 산화형 옥시도리덕타제 보조인자에게 전자와 양성자를 전달하여 환원형 옥시도리덕타제 보조인자를 형성하는 (단계 d)를 거치게 된다. 즉, 본 발명에서 사용한 크산텐 염료는 산화환원 매개체의 존재 하에 빛에 대해 활성을 갖는 촉매로 작용하여 전자의 전달에 관여하게 된다.Optical regeneration method of the oxidoreductase cofactor of the present invention, as shown in Figure 2, the dye and the redox mediator to form a self-assembled complex (step a); Transferring electrons to the redox mediator by the dye absorbing light in the dye-redox mediator complex of step a to the redox mediator (step b); Repeating step b, in which the dye-redox mediator complex of step a is supplemented with electrons from the sacrificial electron donor (step c); And the redox mediator receiving the electrons and protons passes the electrons and protons to the oxidative oxidoreductase cofactor to form a reduced oxidoreductase cofactor (step d). In other words, the xanthene dye used in the present invention acts as a catalyst having activity against light in the presence of a redox mediator to participate in the transfer of electrons.

본 발명의 일양태에서 산화환원 매개체로 로듐 복합체(III) M을 사용하고, 크산텐 염료로 Eosin Y를 사용한 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, Eosin Y와 산화환원 매개체 M이 자기조립 복합체 Eosin Y - M를 형성하는 단계(단계 a) 상기 단계 a의 Eosin Y - M 복합체에서 Eosin Y가 빛을 흡수하여 여기시킨 전자를 M에 전자를 전달하는 단계(단계 b); 상기 단계 a의 Eosin Y - M 복합체가 상기 희생 전자 주개로부터 전자를 보충받아 단계 b가 반복되는 단계(단계 c); 전자를 받아 환원된 M 이(Mred1) 수용액에서 양성자를 받아 Mred2가 된 후 산화형 옥시도리덕타제 보조인자에게 전자와 양성자를 전달하여 환원형 옥시도리덕타제 보조인자를 형성하게 된다(단계 d).In one embodiment of the present invention, when rhodium complex (III) M is used as the redox mediator and Eosin Y is used as the xanthene dye, as shown in FIG. 3, Eosin Y and the redox mediator M are self-assembled complexes Eosin Y Forming M (step a) transferring electrons to the M electrons excited by Eosin Y by absorbing light in the Eosin Y-M complex of step a (step b); Repeating step b in which the Eosin Y-M complex of step a is supplemented with electrons from the sacrificial electron donor (step c); After receiving electrons and reducing M ( 1 ), M red1 receives protons and becomes M red2 , and then transfers electrons and protons to oxidized oxidoreductase cofactors to form reduced oxidoreductase cofactors (step d).

본 발명의 효과를 확인하기 위하여, Eosin Y의 비존재 또는 존재시 NAD+에서 NADH로의 변환 속도(conversion rate)를 살펴본 결과, Eosin Y의 비존재시에는 NADH가 전혀 생성되지 않았으나 Eosin Y가 존재할때에는 빠른 속도로 NADH가 생성됨을 확인하였다. 또한, Eosin Y의 양이 증가할수록 NADH의 생성양이 많아지며, 생성속도가 증가함을 확인할 수 있었다 (실험예 3 참조).In order to confirm the effect of the present invention, the conversion rate from NAD + to NADH in the absence or presence of Eosin Y, NADH was not generated at all in the absence of Eosin Y, but when Eosin Y is present It was confirmed that NADH is generated at a high speed. In addition, as the amount of Eosin Y increases, the amount of NADH produced increases, it was confirmed that the production rate increases (see Experimental Example 3).

본 발명은 일 양태에서, 본 발명의 방법에 의하여 재생된 NADH의 기능을 확인하기 위하여 α-케토글루탐산의 글루탐산으로의 전환율을 살펴본 결과, 본 발명의 재생된 NADH에 의하여 글루탐산이 생성됨을 확인할 수 있었고, 또한, 생성되는 글루탐산의 생성 속도가 첨가한 염료의 농도에 비례함을 알 수 있었다 (실험예 4 참조). In one aspect of the present invention, as a result of examining the conversion rate of α-ketoglutamic acid to glutamic acid in order to confirm the function of the regenerated NADH by the method of the present invention, it was confirmed that glutamic acid was produced by the regenerated NADH of the present invention. In addition, it was found that the production rate of the resulting glutamic acid was proportional to the concentration of the added dye (see Experimental Example 4).

이로부터, 본 발명에서 사용한 크산텐 염료는 희생 전자 주개의 존재하에 빛에 의해 활성을 갖는 촉매로 작용하여 양성자와 전자의 전달에 관여함으로써, 옥시도리덕타제 보조인자의 재생속도를 상승시키는데 기여하는 것으로 나타났다(실험예 5 참조). 따라서 본 발명의 방법은 옥시도리덕타제 효소를 이용하는 다양한 산화환원 촉매반응의 효율을 높일 수 있으며, 특히 높은 pH 환경과 같이 열악한 환경 하에서도 효율적일 것으로 판단된다. 또한, 본 발명의 방법은 옥시도리덕타제 보조인 자의 재생뿐만 아니라 다른 물질의 화학반응에서도 확대적용 할 수 있을 것으로 추측된다. From this, the xanthene dye used in the present invention acts as a catalyst that is activated by light in the presence of a sacrificial electron donor and is involved in the transfer of protons and electrons, thereby contributing to increasing the regeneration rate of the oxidoreductase cofactor. (See Experimental Example 5) . Therefore, the method of the present invention can increase the efficiency of various redox catalysis reactions using oxidoreductase enzymes, and is particularly effective under poor environments such as a high pH environment. It is also contemplated that the method of the present invention can be extended not only for the regeneration of oxidoreductase cofactors but also for chemical reactions of other substances.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

하기 실시예에서는 산화환원 매개체를 첨가하여, 옥시도리덕타아제 보조인자를 재생하였으나, 상기 산화환원 매개체는 보조인자를 효소반응에 활성을 갖는 형태로 재생시키고, 보조인자 재생의 속도를 증가시키는 역할을 하는 것으로, 산화환원 매개체가 존재하지 않아도, 염료 감응을 통한 직접적인 보조인자의 광화학적 재생이 가능하다는 것은 당업자에 있어서 자명할 것이다.In the following examples, redox mediators were added to regenerate oxidoreductase cofactors, but the redox mediators played a role in regenerating the cofactors in a form active for enzymatic reactions and increasing the rate of cofactor regeneration. It will be apparent to those skilled in the art that photochemical regeneration of direct cofactors via dye sensitization is possible even without the presence of redox mediators.

실시예: 로듐 III 복합체 및 크산텐 염료를 이용한 광화학적 방법에 의한 NADH의 재생Example: Regeneration of NADH by Photochemical Method Using Rhodium III Complex and Xanthene Dye

NAD+와 전극간의 전자를 전달하기 위한 유기금속 매개체로 로듐 III 복합체인 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III) (이하 M이라 함; M=[Cp*Rh(bpy)Cl]+; Cp*=C5Me5, bpy=2,2'-비피리딘)을 사용하였다. 상기 로듐 III 복 합체 M은 Kㆆlle와 Grㅴtzel의 방법(F. Hollmann, B. Witholt, A. Schmid, J. Mol. Catal. B 19-20, 167, 2002)으로 합성하였다.Rhodium III complex (pentamethylcyclopentadienyl-2,2'-bipyridinechloro) rhodium (III) (hereinafter referred to as M; M = [Cp * ) as an organometallic medium for transferring electrons between NAD + and the electrode Rh (bpy) Cl] + ; Cp * = C 5 Me 5 , bpy = 2,2′-bipyridine). The rhodium III complex M was synthesized by K ㆆ lle and Gr ㅴ tzel's methods (F. Hollmann, B. Witholt, A. Schmid, J. Mol. Catal . B 19-20 , 167, 2002).

간략히 기재하면, 로듐 전구체 (RhCl3ㅇ H2O)를 1당량의 헥사메틸 디워벤젠 (Hexamethyl Dewarbenzene)과 함께 메탄올에 녹여 24시간동안 리플럭스(reflux) 하고, 얻어진 붉은 침전물을 걸러내어 메탄올에 다시 녹인 후 2당량의 2,2'-바이피리딘(bipyridine)을 추가하여, 황색의 용액을 얻었다. 여기에 다이에틸 에테르(diethyl ether)를 활용하여 최종 로듐III복합체 M의 침전체를 수득하였다.In brief, the rhodium precursor (RhCl 3 ㅇ H 2 O) was dissolved in methanol with 1 equivalent of hexamethyl dewarbenzene and refluxed for 24 hours, and the resulting red precipitate was filtered and filtered back into methanol. After melting, 2 equivalents of 2,2'-bipyridine was added to give a yellow solution. A precipitate of the final rhodium III complex M was obtained by using diethyl ether.

광화학적 방법으로 NADH를 재생하기 위하여, 인공광원 및 상기 인공관원으로부터 빛을 조사받을 수 있는 석영반응기를 제작하였다. 인공광원으로는 400W의 출력을 갖는 텅스텐-할로겐 램프를 사용하였고, 특히 가시광 영역의 빛을 조사하기 위해 420nm 이하의 파장을 갖는 빛을 걸러내는 필터를 장착하였다. 또한 광원의 열로부터 얻어질 수 있는 결과를 배제하기위하여 열 및 적외선 영역의 파장을 갖는 빛을 걸러낼 수 있는 필터를 냉각수를 사용해 구성하였다. 광원으로부터 나오는 빛은 석영반응기에 담긴 반응용액에 조사되었다.In order to regenerate NADH by the photochemical method, an artificial light source and a quartz reactor capable of irradiating light from the artificial tube source were manufactured. As an artificial light source, a tungsten-halogen lamp having a power of 400 W was used, and in particular, a filter for filtering light having a wavelength of 420 nm or less was used to irradiate light in the visible region. In addition, a filter capable of filtering light having wavelengths in the heat and infrared regions was constructed using cooling water to exclude possible results obtained from the heat of the light source. Light from the light source was irradiated onto the reaction solution contained in the quartz reactor.

NADH 생성의 산화환원 매개체(mediator)인 로듐 III 복합체 M은 0.25 mM의 농도로 사용하였고, 빛을 흡수해 산화환원반응에 활성을 갖는 촉매로 사용하는 크산텐 염료는 5μM, 10μM 또는 50μM의 농도로 사용하였으며, NAD+는 1 mM 또는 0.2 mM의 농도로 사용하였다. Rhodium III complex M, a redox mediator for NADH production, was used at a concentration of 0.25 mM, and xanthene dyes used as catalysts that absorbed light and were active in redox reactions were used at concentrations of 5 μM, 10 μM or 50 μM. NAD + was used at a concentration of 1 mM or 0.2 mM.

전해질로는 인산염버퍼(100 mM, pH 7.0)를 사용하였고, 상기 버퍼에 희생전 자주개인 TEOA를 첨가한 다음, M, 크산텐 염료 및 NAD+를 첨가하고 교반하여 용해시킨 후, 빛을 조사하여, NADH를 재생시켰다. Phosphate buffer (100 mM, pH 7.0) was used as an electrolyte. After the addition of TEOA, which is a sacrificial solution, to the buffer, M, xanthene dye and NAD + were added, stirred and dissolved, and then irradiated with light. , NADH was regenerated.

실험예 1: Eosin Y의 흡광/형광 스펙트럼에 대한 로듐 III 복합체 M의 영향Experimental Example 1 Effect of Rhodium III Complex M on the Absorption / Fluorescence Spectra of Eosin Y

로듐 III 복합체 M과 염료 Eosin Y의 분자간 상호작용을 분광학적으로 알아보기 위하여, Eosin Y를 5μM의 농도로 인산염버퍼(100 mM, pH 7.0)에 용해시킨 후 다양한 농도의 로듐 III 복합체 M이 존재할 때 나타나는 흡광 및 형광 스펙트럼을 측정하였다. To spectroscopically investigate the intermolecular interactions of rhodium III complex M with dye Eosin Y, various concentrations of rhodium III complex M were present after dissolving Eosin Y in a phosphate buffer (100 mM, pH 7.0) at a concentration of 5 μM. The resulting absorbance and fluorescence spectra were measured.

그 결과, 도 4의 a)에 나타난 바와 같이, Eosin Y의 흡광 스펙트럼은 M의 농도 증가에 따라 그 강도가 감소하고 피크(peak) 지점의 위치가 장파장 방향으로 이동하는 거동을 보였다. Eosin Y와 M이 한 용액속에 공존할 경우, Eosin Y가 갖는 음 전하의 카르복실 작용기가 양의 전하를 갖는 M의 금속체와(Rh2+) 서로 이끌리는 상호작용을 하여 결합하게 되어, 결과적으로 Eosin Y의 카르복실 작용기의 전하가 중화되어 흡광 스펙트럼의 변화를 야기하게 된다. 이 경우, M은 검사영역인 440nm와 560nm사이에서 흡광도를 갖지 않으므로, 이러한 결과는 두 물질의 흡광 스펙트럼이 단순히 중첩되어 나타나는 현상은 아닌 것으로 판단되었다.As a result, as shown in a) of FIG. 4, the absorption spectrum of Eosin Y decreased as the concentration of M increased and the position of the peak point moved in the long wavelength direction. When Eosin Y and M coexist in a solution, the negatively charged carboxyl functional groups of Eosin Y are bound to each other by a mutually attracting interaction with the metal of M having a positive charge (Rh 2+ ), As a result, the charge of the carboxyl functional groups of Eosin Y is neutralized, causing a change in the absorption spectrum. In this case, since M does not have an absorbance between the inspection regions 440nm and 560nm, it was determined that this result is not a phenomenon in which the absorption spectra of the two materials simply overlap.

또한, 상기와 같은 조건의 용액으로 Eosin Y의 형광 스펙트럼을 조사한 결과, 도 4의 b)에 나타난 바와 같이, 흡광 스펙트럼에서와 비슷하게 형광스펙트럼에서도 강도의 감소와 피크 지점의 장파장 방향으로의 이동이 관찰되었으며, 이는 Eosin Y-M의 복합체가 형성되었음을 뒷받침한다. Eosin Y 형광 스펙트럼은 TiO2와 같은 물질과 붙어 금속 이온의 전기 음성도와 극성의 영향을 받아 장파장 방향으로 이동이 일어난다. 또한, 스펙트럼의 강도가 감소하는 것은 빛을 흡수한 Eosin Y가 갖는 들뜬 전자의 방사성 감퇴가 M에 의해 방지되었음을 나타내는 것이다. Eosin Y의 들뜬 전자가 반도체 금속 산화물(ZrO2, TiO2, Al2O3) 나노입자의 표면으로 전달되어 형광이 줄어든다는 결과가 발표된 바 있다 (S. Pelet et al., J. Phys. Chem. B, 107:3215, 2003).In addition, as a result of investigating the fluorescence spectrum of Eosin Y with the solution under the above conditions, as shown in b) of FIG. 4, the decrease in intensity and the shift of the peak point in the long wavelength direction were observed in the fluorescence spectrum similarly to the absorption spectrum. This supports the formation of a complex of Eosin YM. The Eosin Y fluorescence spectrum is attached to a material such as TiO 2 and shifts in the long wavelength direction under the influence of the electronegativity and polarity of the metal ion. In addition, decreasing the intensity of the spectrum indicates that M prevented the radioactive decay of the excited electrons of the light absorbing Eosin Y. It has been reported that the excited electrons of Eosin Y are transferred to the surface of semiconductor metal oxide (ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 ) nanoparticles, resulting in reduced fluorescence (S. Pelet et al ., J. Phys. Chem. B , 107: 3215, 2003).

실험예 2: 로듐 III 복합체 M, NADExperimental Example 2: Rhodium III Complex M, NAD + + 및 Eosin Y 존재시의 순환 전압-전류도And cyclic voltage-current diagram in the presence of Eosin Y

산화환원 매개체인 로듐 III 복합체 M 외에 NAD+와 Eosin Y 존재시의 동역학(kinetics)을 알아보기 위하여, 복합체 M만 존재시, 복합체 M 외에 NAD+ 존재시 및 이들 각각에 Eosin Y를 첨가한 경우의 순환 전압-전류도(cyclic voltammogram)를 측정하였다. Eosiun Y는 50μM로, 복합체 M은 0.25mM로, 그리고 NAD+는 1mM로 인산염버퍼(100 mM, pH 7.0)에 용해하였고, 검사속도는 100mVs-1에서 측정하였다. To investigate the kinetics of the presence of NAD + and Eosin Y in addition to the redox mediator Rhodium III complex M, Eosin Y in the presence of complex M alone, NAD + in addition to complex M, and each of them Cyclic voltammograms were measured. Eosiun Y was dissolved in phosphate buffer (100 mM, pH 7.0) at 50 μM, complex M at 0.25 mM, and NAD + at 1 mM, and the test rate was measured at 100 mVs −1 .

그 결과, 도 5의 a에 나타난 바와 같이, M의 캐소딕 피크 전류(Epc)에서의 환원전압(reduction potential)은 NAD+의 유무와는 상관없이 약 -0.7V에서 측정되었다. As a result, as shown in Figure 5a, the reduction potential (reduction potential) at the cathodic peak current (E pc ) of M was measured at about -0.7V with or without NAD + .

반면, 이에 Eosin Y를 추가한 경우, 순환 전압-전류도에 변화가 관찰되었다(도 4의 b). 도 4의 b에 나타난 캐소딕 피크는 주로 M의 캐소딕 피크전류에서 음의 방향으로 0.05 V 이동한 -0.75V에서 측정되었다. M의 캐소딕 천이로 해석될 수 있는 이 현상은, Eosin Y가 안정제 역할을 하는 물질과 같은 용액 속에 공존할 때 함께 환원되는 현상을 나타내기 때문에, Eosin Y와 M이 복합체 형성을 통해 동시에 환원되었음을 의미한다. On the other hand, when Eosin Y was added thereto, a change in cyclic voltage-current diagram was observed (b of FIG. 4). The cathodic peak shown in b of FIG. 4 was mainly measured at -0.75 V shifted by 0.05 V in the negative direction at the M cathode current. This phenomenon, which can be interpreted as the M's cathodic transition, shows that when Eosin Y coexists in the same solution as the stabilizing agent, Eosin Y and M are simultaneously reduced through complex formation. it means.

Eosin Y-M 복합체가 GC 전극상에서 M의 순환 전압-전류도를 따르는 것으로부터, Eosin Y와 M 두 물질 중 M이 더 환원되기 쉬운 물질임을 알 수 있다. 따라서 전자는 Eosin Y에서 M의 방향으로 전달될 것이다.From the Eosin Y-M complex following the cyclic voltammogram of M on the GC electrode, it can be seen that M of Eosin Y and M is more susceptible to reduction. The electrons will thus be transferred in the direction of Eosin Y to M.

실험예 3: Eosin Y의 농도 및 pH에 따른 NADH 재생 속도 측정Experimental Example 3 Measurement of NADH Regeneration Rate According to Eosin Y Concentration and pH

Eosin Y의 촉매기능이 수행될 수 있는 pH 범위를 검사하기 위하여, 다양한 pH 조건에서 NADH 재생실험을 수행하였다. In order to examine the pH range in which the catalytic function of Eosin Y can be performed, NADH regeneration experiments were performed at various pH conditions.

그 결과, 도 6의 a에 나타난 바와 같이, 한 시간 동안의 가시광 조사 반응 후에 얻어진 NADH의 총 산출량은 pH에 따라 다르게 나타났다. pH 8.0에 이를 때 까지 총 NADH 산출량은 증가세를 보였다. 이는 pH가 증가하며 Eosin Y의 카르복실기가 이온화되는 비율이 증가하여 M과의 복합체 형성이 용이해졌기 때문이다. Eosin Y의 pKa는 3.0과 5.0에서 나타나는데, 이는 각각 하이드록실기와 카르복실기의 양성자화가 일어나는 값이다. 따라서, pH 5.0 이하에서는 양성자화된 카르복실기가 M과 의 복합체 형성을 방해하여 전자전달을 방해함으로써 NADH 재생반응이 이루어지지 않게 된다. 반면, pH 9.0에서는 NADH 산출량이 감소하였는데, 이는 높은 pH에서 M의 촉매활성이 감소하기 때문인 것으로 판단된다.As a result, as shown in a of FIG. 6, the total yield of NADH obtained after the visible light irradiation reaction for one hour was different depending on pH. Total NADH output increased until pH 8.0 was reached. This is because the pH is increased and the ratio of ionization of the carboxyl group of Eosin Y is increased, thereby facilitating complex formation with M. The pK a of Eosin Y appears at 3.0 and 5.0, which is the protonation of hydroxyl and carboxyl groups, respectively. Therefore, below pH 5.0, the protonated carboxyl group interferes with the formation of the complex with M, thereby preventing electron transfer, thereby preventing NADH regeneration. On the other hand, NADH output decreased at pH 9.0, which is thought to be due to a decrease in catalytic activity of M at high pH.

또한, Eosin Y-M 복합체의 가시광 활성을 확인하기위하여, NADH 재생반응을 빛의 유무를 변수로 하여 수행하였다. 그 결과, 도 6의 b에 나타난 바와 같이, 한 시간 동안의 암실반응에서 NAD+의 NADH로의 환원반응은 검출되지 않았으나 가시광(λ ?? 420 nm) 조사 직후, 환원된 NADH가 검출되기 시작하였다. 광화학적 환원 반응의 속도는 Eosin Y의 농도에 비례하였으며 pH 7.0에서, 5 μM의 Eosin Y는 30분 안에 최대 산출량을 보였다 (도 6b).In addition, in order to confirm the visible light activity of the Eosin YM complex, NADH regeneration was performed with or without light as a variable. As a result, as shown in b of FIG. 6, the reduction reaction of NAD + to NADH was not detected in the dark reaction for one hour, but the reduced NADH began to be detected immediately after irradiation with visible light (λ ?? 420 nm). The rate of photochemical reduction was proportional to the concentration of Eosin Y and at pH 7.0, 5 μM of Eosin Y yielded maximum yield in 30 minutes (FIG. 6B).

실험예 4: 본 발명에 따라 재생된 NADH를 이용한 생촉매 반응 효율성 검증Experimental Example 4: Validation of biocatalytic reaction efficiency using regenerated NADH according to the present invention

본 발명의 효율성을 검토하기 위하여, 본 발명의 광화학적 재생방법에 의해 재생된 NADH를 알파-케토글루탐산의 글루탐산 탈수소효소(Glutamate Dehydrogenase)에 의한 L-글루탐산으로의 생촉매반응에 적용하였다. In order to examine the efficiency of the present invention, NADH regenerated by the photochemical regeneration method of the present invention was applied to the biocatalytic reaction of alpha-ketoglutamic acid to L-glutamic acid by glutamate dehydrogenase.

상기 생촉매반응을 위하여, 반응기에 0.1M의 인산완충용액(pH 8.0)을 넣고, 15중량%의 트리에탄올아민, 0.2mM의 NAD+, 0. mM의 복합체 M, 10mM의 알파-케토글루탐산, 100mM의 (NH4)2SO4, 40U의 글루탐산 탈수소효소를 첨가한 다음, 크산텐 염료인 Eosin Y를 10μM 및 50 μM로 농도를 달리하여 첨가하였다. 상기 용액에 빛을 조사하고 교반시켜 40분 동안 반응을 진행한 후 전환율(%)을 측정하였다. For the biocatalytic reaction, 0.1M phosphate buffer solution (pH 8.0) was added to the reactor, 15% by weight of triethanolamine, 0.2 mM NAD +, 0. mM complex M, 10 mM alpha-ketoglutamic acid, 100 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 40U glutamic acid dehydrogenase was added, and then, xanthene dye Eosin Y was added at different concentrations at 10 μM and 50 μM. The solution was irradiated with light and stirred to proceed the reaction for 40 minutes, and then the conversion rate (%) was measured.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 빛이 조사되지 않았거나 Eosin Y 혹은 M을 넣지 않고 실험한 경우의 전환률은 0%인 것에 반하여, 빛을 조사시키면서 Eosin Y와 M이 모두 존재한 반응기에서 얻어진 전환률은 10μM Eosin Y에 대해 57.9%, 50μM Eosin Y에 대해 81.4%로 전환율이 Eosin Y 첨가량에 따라 상승함을 알 수 있었다. 이는 Eosin Y에 의해 NADH 재생이 일어나고 Eosin Y의 농도에 따라 NADH 재생속도가 빨라지며, 이에 따라 NADH를 보조인자로 이용하는 생촉매반응 속도 역시 빨라지는 것으로서, 본 발명 적용시 NADH가 보조인자로 관여하는 다양한 생촉매반응의 효율을 상승시킬 수 있을 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 7, the conversion rate in the case of the experiment without the irradiation of light or without adding Eosin Y or M was 0%. The conversion rate was 57.9% for 10 μM Eosin Y and 81.4% for 50 μM Eosin Y, indicating that the conversion increased with the amount of Eosin Y added. This is because NADH regeneration occurs by Eosin Y and NADH regeneration rate is increased according to the concentration of Eosin Y. Accordingly, the rate of biocatalytic reaction using NADH as a cofactor is also increased. It was confirmed that the efficiency of the catalytic reaction could be increased.

실험예 5: 크산텐 염료의 종류에 따른 NADH 재생 효율 Experimental Example 5: NADH regeneration efficiency according to the type of xanthene dye

Eosin Y를 포함한 다른 크산텐 염료들의 NADH 재생에 대한 활성을 측정하기 위해 각각의 실험에서 pH 7.4, 0.1M 인산염 버퍼, 15중량%의 트리에탄올아민의 조건으로 5μM의 크산텐 염료 및 250μM의 M, 1mM의 NAD+를 이용한 반응을 수행하였다. 도 8에 나타난 바와 같이, Eosin Y를 비롯한 대부분의 크산텐 염료들이 NADH 형성에 효과가 있는 것으로 나타났다. NADH 형성에 대한 반응 속도는 Rose Bengal > Phloxine B > Erythrosine B > Eosin Y > Merbromin > Ethyl Eosin > Fluorescein의 순으로 나타나 염료마다 다른 특성을 보임을 알 수 있었다.To determine the activity of NADH regeneration of other xanthene dyes, including Eosin Y, in each experiment, 5 μM xanthene dyes and 250 μM M, 1 mM at pH 7.4, 0.1 M phosphate buffer, 15 wt% triethanolamine The reaction was carried out using NAD + . As shown in FIG. 8, most xanthene dyes, including Eosin Y, were shown to be effective in NADH formation. The reaction rate for NADH formation was Rose Bengal> Phloxine B> Erythrosine B> Eosin Y>Merbromin> Ethyl Eosin> Fluorescein.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통 상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail specific parts of the present invention, it is apparent to those skilled in the art that such specific descriptions are merely preferred embodiments, thereby not limiting the scope of the present invention. something to do. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

도 1은 11종의 크산텐 염료들의 화학구조를 나타낸 것이다.1 shows the chemical structure of 11 xanthene dyes.

도 2는 로듐 III 복합체 M의 전기화학적 변환을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the electrochemical conversion of rhodium III complex M.

도 3은 Eosin Y를 활용한 광화학적 보조인자 재생의 모식도를 나타낸 것이다.3 shows a schematic diagram of photochemical cofactor regeneration using Eosin Y.

도 4은 pH 7.0에서 얻은 Eosin Y의 흡광/형광 스펙트럼에 대한 복합체 M의 영향을 나타낸 것이다. 4 shows the effect of complex M on the absorption / fluorescence spectrum of Eosin Y obtained at pH 7.0.

도 5는 Glassy Carbon 상에서 복합체 M과 Eosin Y를 이용한 순환 전압-전류도를 나타낸 것이다.5 shows a cyclic voltage-current diagram using the composite M and Eosin Y on Glassy Carbon.

도 6은 pH와 Eosin Y의 농도를 변수로 실험한 광화학적 NADH 재생의 결과를 나타낸 것이다 (-○-:0μM, .-△-:3μM, -□-:1μM, -◇-:5μM).Figure 6 shows the results of photochemical NADH regeneration experiments with pH and concentration of Eosin Y (-○-: 0μM, .-Δ-: 3μM,-□-: 1μM,-◇-: 5μM).

도 7은 광화학적으로 재생된 NADH 보조인자에 의한 알파-케토글루탐산의 L-글루탐산 전환율에 대한 빛의 존재 여부 및 Eosin Y의 농도의 영향을 나타낸 것이다.Figure 7 shows the effect of the presence of light and the concentration of Eosin Y on the L- glutamic acid conversion of alpha-ketoglutamic acid by photochemically regenerated NADH cofactor.

도 8은 11종의 크산텐 염료들을 이용한 광화학적 NADH 재생의 결과를 나타낸 것이다.8 shows the results of photochemical NADH regeneration using 11 xanthene dyes.

Claims (10)

(i) NAD+, NADP+, FAD+ 및 FMN+으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 산화형 옥시도리덕타제 보조인자; (ii) 크산텐 염료; 및 (iii) 희생전자 주개를 함유하는 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.(i) an oxidized oxidoreductase cofactor selected from the group consisting of NAD + , NADP + , FAD + and FMN + ; (ii) xanthene dyes; And (iii) irradiating the regeneration solution of the oxidoreductase cofactor containing the sacrificial electron donor with light. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 크산텐 염료는 풀루오레신(Fluorescein), 에오신Y(Eosin Y), 에오신 B(Eosin B), 에리쓰로신 B(Erythrosine B), 플로신 B(Phloxine B), 로즈벵갈(Rose Bengal), 멀브로민(Merbromin), 에틸에오신(Ethyl Eosin), 로다민 B(Rhodamine B), 로다민 6G(Rhodamine 6G) 및 설포로다민 B(Sulforhodamine B)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 염료인 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.According to claim 1, The xanthene dye is Fluorescein (Fluorescein), Eosin Y (Eosin Y), Eosin B (Eosin B), Erythrosine B (Phloxine B), From the group consisting of Rose Bengal, Merbromin, Ethyl Eosin, Rhodamine B, Rhodamine 6G, and Sulforhodamine B Optical regeneration method of oxidoreductase cofactor, characterized in that at least one dye selected. 제1항에 있어서, 상기 희생전자주개는 트리에탄올아민(Triethanolamine, TEOA), 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA), 시트르산(Citric acid), 개미산(Formic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 옥살산(Oxalic acid), 알코올류 및 물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial electron donor is triethanolamine (TEOA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid, formic acid, ascorbic acid, oxalic acid (Oxalic acid), an alcohol and an optical regeneration method of oxidoreductase cofactors selected from the group consisting of water. 제1항에 있어서, 빛은 텅스텐-할로겐 램프광, 제논 램프광, 단파장 레이저광 및 태양광으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.The optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor according to claim 1, wherein the light is selected from the group consisting of tungsten-halogen lamp light, xenon lamp light, short wavelength laser light and sunlight. 제1항에 있어서, 인공광원과 석영반응기를 포함하는 옥시도리덕타제 반응기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.The optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor according to claim 1, which is performed in an oxidoreductase reactor including an artificial light source and a quartz reactor. 제1항에 있어서, 크산텐 염료는 0.1~100μM의 농도로 첨가하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.The optical regeneration method of an oxidoreductase cofactor according to claim 1, wherein the xanthene dye is added at a concentration of 0.1 to 100 µM. 제1항에 있어서, 옥시도리덕타제 보조인자 재생용액은 메틸비올로겐, 루테늄 II 복합체 및 로듐 III 복합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상의 산화환원 매개체를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광화학적 재생방법.The method of claim 1, wherein the oxidoreductase cofactor regeneration solution further comprises any one or more redox mediators selected from the group consisting of methylviologen, ruthenium II complex and rhodium III complex. Method for photochemical regeneration of oxidoreductase cofactor. 제8항에 있어서, 루테늄 II 복합체는 (헥사메틸벤젠-2,2′-비피리딘클로로)루테늄(II)인 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.9. The method of claim 8 wherein the ruthenium II complex is (hexamethylbenzene-2,2'-bipyridinechloro) ruthenium (II). 제8항에 있어서, 로듐 III 복합체는 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III)인 것을 특징으로 하는 옥시도리덕타제 보조인자의 광학적 재생방법.9. The method of claim 8, wherein the rhodium III complex is (pentamethylcyclopentadienyl-2,2'-bipyridinechloro) rhodium (III).
KR1020090012028A 2009-02-13 2009-02-13 Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes KR101077622B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090012028A KR101077622B1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090012028A KR101077622B1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100092749A KR20100092749A (en) 2010-08-23
KR101077622B1 true KR101077622B1 (en) 2011-10-27

Family

ID=42757479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090012028A KR101077622B1 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101077622B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108789A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 Ewha University-Industry Collaboration Foundation Photocatalytic production method of oxidoreductasecofactors using pt nanoparticles

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Angew. Chem. Int. Ed. 2008, Vol. 47, pp. 1749-1752
Biotechnology Advances. 2007, Vol. 25, No. 4, pp. 369-384*
Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1998, Vol. 71, No. 7, pp. 1543-1548*
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2000, Vol. 137, pp. 63–69

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100092749A (en) 2010-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Coupling photocatalysis and redox biocatalysis toward biocatalyzed artificial photosynthesis
Sherman et al. A dye-sensitized photoelectrochemical tandem cell for light driven hydrogen production from water
Gust et al. Solar fuels via artificial photosynthesis
Maciá‐Agulló et al. Photobiocatalysis: the power of combining photocatalysis and enzymes
Wang et al. Artificial photosynthesis systems for solar energy conversion and storage: platforms and their realities
De La Garza et al. Enzyme-based photoelectrochemical biofuel cell
Oppelt et al. Photocatalytic reduction of artificial and natural nucleotide co-factors with a chlorophyll-like tin-dihydroporphyrin sensitizer
Lee et al. Eosin Y‐sensitized artificial photosynthesis by highly efficient visible‐light‐driven regeneration of nicotinamide cofactor
JP2007516577A (en) Use of photobiofuel cells in the production of hydrogen and other substances
Fukuzumi et al. Artificial photosynthesis for production of ATP, NAD (P) H, and hydrogen peroxide
Brown et al. Coupling biology to synthetic nanomaterials for semi-artificial photosynthesis
EP2862936B1 (en) Oxidoreductase reaction control using amino substituted bipyridinium compounds
Yang et al. Photocatalyst-enzyme hybrid systems for light-driven biotransformation
Zheng et al. Coupling natural systems with synthetic chemistry for light-driven enzymatic biocatalysis
Sharma et al. Redox Biocatalysis: Quantitative Comparisons of Nicotinamide Cofactor Regeneration Methods
KR101220427B1 (en) Novel visible light active graphene-porphyrin photocatalyst, method for regeneration of oxidoreductase cofactor and method for enzymatic production of formic acid from carbon dioxide using the same
Ishibashi et al. Photoelectrochemical CO2 reduction to formate with the sacrificial reagent free system of semiconductor photocatalysts and formate dehydrogenase
Yang et al. Photo/Bio‐Electrochemical Systems for Environmental Remediation and Energy Harvesting
RU2416644C1 (en) Photobiocatalyst for producing reduced forms of nicotinamide coenzymes nadh or nadph and photocatalytic method for producing nadh or nadph
Ottone et al. ZnO materials as effective anodes for the photoelectrochemical regeneration of enzymatically active NAD+
Bai et al. Advances in photo-enzymatic-coupling catalysis system
KR101077622B1 (en) Method for Photochemical Regenerating Oxidoreductase Cofactor Using Xanthene Dyes
KR20170096707A (en) Method for Regenerating Cofactors Using Photoelectrochemical Cells
KR20110128406A (en) Method for photochemical regenerating oxidoreductase cofactor using inorganic photosensitizer-metal oxide complex
KR101317426B1 (en) Biomimetic Light-Harvesting Synthetic Woods for Artificial Photosynthesis

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140930

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee