Cephaloglycin (CEG) was synthesized directly from D-α-phenylglycine methyl ester (PGM) and 7-amino cephalospolanic acid (7-ACA) by whole cell enzyme of the $\mbox{\underline{Xanthomonas}}$ $\mbox{\underline{citri}}$ IFO 3835. To data, cephaloglycin has been manufactured by chemical process involving fairly large number of steps to protect other function group. However, the enzymatic process involves only a single step.
The production of CEG with X. citri was identified by the bioassay, the paper chromatography, and the HPLC. The reaction model of CEG synthesis and the inhibition of the product of PG were studied through HPLC.
The kinetic constants of PGM hydrolysis, CEG synthesis, and CEG hydrolysis were determined. The $K_m$ values of PGM 7-ACA, and CEG were 16 mM, 30 mM, and 167 mM, and $K_i$ value of PG was 20-22 mM.
The optimum condition to synthesize CEG was studied, and the method (enzyme loading and solvent effect) to increase the CEG synthesis was researched.
Xanthomonas citri IFO 3835 의 균체 효소를 이용하여 cephaloglycin 합성에 관한 제반 인자들이 연구 되었다. Cephaloglycin 합성에 대한 연구가 발표 되지 않았으므로, cephaloglycine이 합성되는지 여부를 bioassay 와 paper chromatography 그리고 HPLC를 이용하여 검정하였다.
Cephaloglycin 합성의 반응 기작은 HPLC 를 사용 하여 확인했는데, 많은 ester hydrolase나 chimotrypsin 과 같은 단백질 분해효소와 같이 먼저 ester 인 PGM 과 반응 하며 다음에 7-ACA 에 acy1 transfer가 일어나며, 이 반응에서 PG 가 생성되는 가수분해 반응은 비가역 반응이었다. 뿐만아니라 생성물인 PG 는 가수분해 반응이나 합성 반응에 uncompetitive inhibitor 로 작용함을 보였다.
Cephaloglycin 합성 반응에 관여하는 반응 상수들은 다음과 같다. PGM 에 대한 $K_m$ 값은 16 mM 이며, 7-ACA 에 대해서는 30 mM, CEG에 대해서는 167 mM 이었고, PG 의 $K_i$ 값은 20 -22 mM 이었다. PG 의 inhibition 정도 가 무시할수 없음을 나타냈다. 이들 반응상수로 부터 기질에 대한 효소의 친학도를 상대적으로 표시하면, PGM 가수분해와 cephaloglycine합성 그리고 cephaloglycine 분해가 104:55:10 이었고, 이 값은 cephalexin 에 경우의 100:50:20 인 값과 유사하다.
Cephaloglycin 합성에 적절한 조건은 pH 6.4 근처이며, 온도는 36℃ 근처이다. 균체효소를 많이 반응에 참여시키면 단위 시간당 생성물도 많으며 최대 생성치는 증가함을 보였다. 비가역 반응에 영향을 주기 위해 여러 solvents 가 사용되었으며 별다른 효과는 없었다.
