에스터라제 EM2L8 효소를 촉매로 이용하기 위한 최적의 온도와 pH 조건은 \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \)와 pH 8-10인바, 해당 조건에서 반응을 진행해야 한다. 해당 효소의 여러 가지 유기용매 농도에 따른 안정성을 조사한 결과, 유기용매에 대해 상당히 높은 농도까지 안정한 것으로 확인되어 유기합성반응에서 효소촉매로 사용할 수 있을 것으로 생각되며, 금속 이온들이 pNPB 가수분해 반응에서 저해제로 작용하지 못한다는 것도 확인하였다.
<p>온도 안정성 실험의 결과, \( 40 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 온도에서는 1시간 내에 효소활성이 완전히 줄어들었으나, \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서는 6시간까지 효소활성이 전혀 줄어들지 않았다(Fig. 1C). 효소를 장기간 보관하는 실험에서도 효소의 높은 안정성을 확인할 수 있었다(Fig. 1D). 실온( \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \))에서 보관하는 경우에는 4주 후에 70% 정도의 활성을 유지하는 것으로 밝혀졌고 4oC에서 보관하는 경우에는 4주 후에도 효소활성이 전혀 줄어들지 않았다. 따라서 이 효소는 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \)이하의 저온에서 매우 안정하며 높은 활성을 보이는 것으로 밝혀졌다.</p> <p>이 효소의 반응 최적 pH는 9-9.5인 것으로 나타났으며(Fig. 1E), pH 8-10인 조건에서 6시간까지 안정한 것으로 확인되었다(Fig. 1F). 따라서 유용물질을 생산하는 반응에 이 효소를 촉매로 이용하려면 \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \)와 pH 8-10의 조건에서 반응을 수행해야 될 것으로 보인다.</p> <h2>에스터라제 EM2L8의 유기용매 및 금속이온 특성</h2> <p>대부분의 저온성 효소는 유기용매에 대한 안정성이 높은 것으로 보고되었다. 여러 가지 유기용매의 농도에 따른 에스터라제 EM2L8의 안정성을 조사하였다(Fig.2A). 아세토니트릴 용매의 경우, \( 5 \%( \mathrm { v } / \mathrm { v } ) \) 이상의 농도에서 효소활성이 감소하였으나, 아세톤, 에탄올, 메탄올 용매의 경우, 0%에서부터 10-15%의 농도범위에서는 효소활성이 오히려 증가되고 그 이상의 농도에서 효소활성이 감소하였다. DMSO 용매의 경우, 0-40% 의 넓은 농도범위에서 효소활성이 증가되고 그 이상의 농도에서 효소활성이 감소하는 것으로 밝혀젔다. 효소활성이 증가되는 현상은 유기용매 첨가에 의한 pNPB 기질의 용해도 증가 또는 효소의 분자구조변환 때문이라고 예상된다. 에스터라제 EM2L8이 여러 유기용매에 대해 상당히 높은 농도까지 안정한 것으로 밝혀짐에 따라서 이 효소를 유기합성반응에서 효소촉매로 사용할 수 있을 것으로 보인다.</p> <p>각종 금속이온의 농도에 따른 에스터라제 EM2L8의 안정성 및 활성을 조사하였다(Fig. 2B). 실험에 사용한 \( \mathrm { Mg } ^ { 2 + } \), \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } , \mathrm { K } ^ { + } , \mathrm { Li } ^ { + } , \mathrm { Cu } ^ { 2 + } \) 에 대해서 \( 0-100 \mathrm { mM } \) 의 농도범위에서 효소의 활성이 동일하게 나타났다. 이것은 이들 금속이온들이 효소의 pNPB 가수분해 반응에서 저해제로 작용하지 않음을 보여준다.</p>