대장균 베타-갈락토시데이즈를 이용하여 합성된 1, 2-Hexanediol Galactoside의 NMR Spectroscopy 및 Mass spectrometry

서지정보

· 발행기관 : 한국유화학회
· 수록지 정보 : 韓國油化學會誌 / 33권 / 2호
· 저자명 : 김이옥, 이향렬, 정경환

초록

화장품용 방부제로 사용하고 있는 1, 2-hexanediol (HD)에 높은 농도의 lactose (300 g/l)를 넣고, 재조합 대장균 -galactosidase (-gal)를 이용하여 galactose 한 분자를 결합시키는 transgalactosylation 반응을 시켜서, 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)을 합성하였다. 그리고, 합성 된 HD-gal 분자를 확인하기 위하여, HD-gal에 대한 NMR (1H- and 13C-) 스펙트럼 분석과 mass 스 펙트럼 분석을 실시하였다. HD-gal의 1H NMR 스펙트럼에서 HD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. 1H NMR 스펙트럼의 다운필드인 H 4.44 ppm과 H 3.963.58 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 HD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 1H NMR 스 펙트럼의 업필드에서 나타나는 H 1.601.35 ppm과 0.92 ppm의 피크는 HD의 CH2와 CH3 작용기로 부터 나타나는 피크로써 HD가 본 물질에 존재한다는 것을 나타내고 있다. 13C NMR 스펙트럼에서는 HD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 21의 카본피크가 나타났고, 각 아노머 마다 12개의 카본이 존재하는데 이중 δC 68.6, 60.9 and 13.2 ppm에 보이는 3개의 카본은 겹쳐서 나 타나 총 24개의 피크 중 21개가 나타났다. 또한, 질량스펙트럼 분석에서는 protonated HD-gal인 281.1601 (m/z)의 peak를 확인할 수 있었다. 이를 종합하면, NMR (1H- and 13C-) 스펙트럼 분석 결 과와 질량분석 결과들은 우리가 기대했던 HD-gal의 구조와 매우 잘 일치하고 있다는 것을 알 수 있었 다. 앞으로 추가적으로, 세균에 대한 minimum inhibitory concentrations (MICs) 조사와 human skin cell에 대한 독성연구를 추가적으로 진행할 예정이며, 이러한 결과를 근거로 항균력을 유지하면서 피부세 포에 대한 독성이 감소된 화장품용 방부제의 연구/개발이 계속되기를 기대하고 있다.

영어초록

1, 2-Hexanediol galactoside (HD-gal) has been synthesized from 1, 2-hexanediol (HD), a cosmetic preservative, using recombinant Escherichia coli -galactosidase (-gal) at the high lactose concentration (300 g/l). To confirm the molecular structure of synthesized HD-gal, NMR (1H- and 13C-) spectroscopy and mass spectrometry of HD-gal were conducted. 1H NMR spectrum of HD-gal showed multiple peaks corresponding to the galactocyl group, which is an evidence of galactocylation on HD. Downfield proton peaks at dH 4.44 ppm and multiple peaks from dH 3.963.58 ppm were indicative of galactocylation on HD. Up field proton peaks at dH 1.601.35 ppm and 0.92 ppm showed the presence of CH2 and CH3 protons of HD. 13C NMR spectrum revealed the presence of 21 carbons suggestive of - and -anomers of HD-gal. Among 12 carbon peaks from each anomers, the 3 peaks at dC 68.6, 60.9 and 13.2 ppm were assigned to be overlapped showing only 21 peaks out of total 24 peaks. The mass value (protonated HD-gal, m/z = 281.1601) from mass spectrometry analysis of HD-gal, and 1H and 13C NMR spectral data were in well agreement with the expecting structure of HD-gal. For further study, the minimum inhibitory concentrations (MICs) of HD-gal against bacteria will be investigated, and, in addition, cytotoxicity to human skin cells of HD-gal will be examined. It is expected that it will eventually be able to develop a new cosmetic preservative, which have low cytotoxicity against human skin cell and maintains antimicrobial effect.

참고자료

· 없음