<h2>BVMO 효소의 반응 메커니즘</h2><p>BVMO는 ketone 또는 cyclic ketone의 carbonyl 작용기 다음에 산소 원자를 삽입하여 ester 또는 lactone으로 전환하는 Baeyer-Villiger (BV) oxidation 반응을 촉매하는 flavoenzymes으로 알려져 있다. 이 효소는 보결분자단으로써 flavin adenine dinucleotide (FAD)와 결합되어 있으며 환원제 역할을 하는NAD(P)H를 보조인자로 필요로 한다(Fig. \(2\)). 이 두 조효소는 BVMO 에 의한 기질(케톤 그룹을 가진 alkane 또는 PE)의 산화반응에서 친핵성 공격을 위한 nucleophile의 형성에 매우 중요한 역할을 한다.</p><p>단계별 반응 메커니즘 측면에서, 첫번째와 두번째 반응은 BVMO 효소의 활성화 과정으로 이야기할 수 있다. 첫번째 단계에서는 NAD(P)H가 BVMO와 반응하여 효소와 공유 결합하고 있는 보결분자단 flavin을 환원시켜 flavin semiquinone을 생성하는 것으로 알려져 있다(Fig. 2). 다음 단계 반응에서 산소 한 분자가 참여하게 되는데, 이 산소 분자는 반응의 첫번째 단계에서 만들어진 flavin semiquinone에 의해서 활성화되는 것으로 알려져 있다(Fig. \(2\)). 이 두번째 반응의 산물로써 기질을 친핵 공격하기 위한 nucleophile인 flavin C\(4 \alpha \)-peroxide 중간체가 생성된다(Fig. 2). 이와 같은 nucleophile인 flavin C\(4 \alpha- \)peroxide 중간체 형성 과정에서는 BVMO 효소의 active site에 있는 arginine 잔기가 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져있다. BVMO 반응의 세 번째 단계에서는 nucleophile인 flavin C\(4 \alpha \)-peroxide 중간체가 기질의 케톤 그룹 탄소원자를 친핵 공격하는 것으로 알려 있다(Fig. 3). 따라서, 이 반응의 결과물로써 효소의 active site의 flavin C\(4 \alpha \)-peroxide와 기질이 결합된 사면체 Criegee 중간체가 형성된다(Fig. 2). 최종 단계인 네번째 반응에서 이 중간체는 재배열을 통하여 반응산물로써 ester로 전환된다. 이 모든 반응 단계에서 환원 및 hydroxyl화된 flavin은 탈수 반응을 통하여 복원되어 다음 반응에 참여하는 것으로 알려져 있다(Fig. \(2\)).</p><h2>BVMO 효소의 분류</h2><p>BVMO는 최근 PE 분해 과정의 주요 효소로 부각되어 많은 주목을 받고 있는 효소이기도 하지만, 그 이전에는 주로 나일론 원료인 caprolactone의 상온 생산을 위한 공정개발에 있어서 주목 받는 효소 중 하나였다. 이와 같은 산업적 중요성으로 많은 BVMO들이 원핵생물 뿐만 아니라 진핵생물에서도 연구되어 보고되어 있으며, 그 기질 다양성 또한 매우 폭 넓은 것으로 알려져 있다. 일반적인 BVMO의 분류는 효소에 공유결합 되어 있는 보결분자단의 종류, flavoprotein으로써의 subclass, 반응에 관여하는 보조인자의 종류 등에 따라 분류되고 있다. 이들의 특징에 따라 type I, II, O로 분류되고 있다(Table \(1\)).</p>
사용된 flavin이 재사용되기 위해서는 어떤 반응이 필요한가?
탈수 반응