대장균 베타-갈락토시데이즈를 이용하여 합성된 1, 2-Hexanediol Galactoside의 NMR Spectroscopy 및 Mass spectrometry (NMR Spectroscopy and Mass Spectrometry of 1, 2-Hexanediol Galactoside synthesized using Escherichia coli β-Galactosidase)

서지정보

· 발행기관 : 한국응용과학기술학회
· 수록지 정보 : 한국응용과학기술학회지 / 33권 / 2호 / 286 ~ 292페이지
· 저자명 : 김이옥, 이향렬, 정경환

초록

화장품용 방부제로 사용하고 있는 1, 2-hexanediol (HD)에 높은 농도의 lactose (300 g/l)를넣고, 재조합 대장균 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 galactose 한 분자를 결합시키는transgalactosylation 반응을 시켜서, 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)을 합성하였다. 그리고, 합성된 HD-gal 분자를 확인하기 위하여, HD-gal에 대한 NMR (1H- and 13C-) 스펙트럼 분석과 mass 스펙트럼 분석을 실시하였다. HD-gal의 1H NMR 스펙트럼에서 HD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는다양한 피크를 확인하였다. 1H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δH 4.44 ppm과 δH 3.96~3.58 ppm에서나타나는 다양한 피크들은 HD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 1H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δH 1.60~1.35 ppm과 0.92 ppm의 피크는 HD의 CH2와 CH3 작용기로부터 나타나는 피크로써 HD가 본 물질에 존재한다는 것을 나타내고 있다. 13C NMR 스펙트럼에서는HD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 21의 카본피크가 나타났고, 각 아노머마다 12개의 카본이 존재하는데 이중 δC 68.6, 60.9 and 13.2 ppm에 보이는 3개의 카본은 겹쳐서 나타나 총 24개의 피크 중 21개가 나타났다. 또한, 질량스펙트럼 분석에서는 protonated HD-gal인281.1601 (m/z)의 peak를 확인할 수 있었다. 이를 종합하면, NMR (1H- and 13C-) 스펙트럼 분석 결과와 질량분석 결과들은 우리가 기대했던 HD-gal의 구조와 매우 잘 일치하고 있다는 것을 알 수 있었다. 앞으로 추가적으로, 세균에 대한 minimum inhibitory concentrations (MICs) 조사와 human skincell에 대한 독성연구를 추가적으로 진행할 예정이며, 이러한 결과를 근거로 항균력을 유지하면서 피부세포에 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 β-galactosidase (β-gal) at thehigh 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 NMRspectrum of HD-gal showed multiple peaks corresponding to the galactocyl group, which is anevidence of galactocylation on HD. Downfield proton peaks at dH 4.44 ppm and multiple peaksfrom dH 3.96~3.58 ppm were indicative of galactocylation on HD. Up field proton peaks at dH1.60~1.35 ppm and 0.92 ppm showed the presence of CH2 and CH3 protons of HD. 13C NMRspectrum revealed the presence of 21 carbons suggestive of α- and β-anomers of HD-gal.
Among 12 carbon peaks from each anomers, the 3 peaks at dC 68.6, 60.9 and 13.2 ppm wereassigned 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 and13C NMR spectral data were in well agreement with the expecting structure of HD-gal. Forfurther study, the minimum inhibitory concentrations (MICs) of HD-gal against bacteria will beinvestigated, and, in addition, cytotoxicity to human skin cells of HD-gal will be examined. It isexpected that it will eventually be able to develop a new cosmetic preservative, which have lowcytotoxicity against human skin cell and maintains antimicrobial effect.

참고자료

· 없음