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天津工業(yè)生物所在胺脫氫酶合成手性胺醇化合物方面取得新進展

來源:天津工業(yè)生物所      2020-09-23
導讀:天津工業(yè)生物所在胺脫氫酶合成手性胺醇化合物方面取得新進展,相關成果在線發(fā)表于國際期刊Catalysis Science & Technology。

胺脫氫酶不對稱合成手性胺醇化合物

手性胺醇化合物是合成許多重要藥物(如:抗結核桿菌藥物乙胺丁醇,抗艾滋病藥物度魯特韋,抗菌藥物帕蘇沙星)的前體。目前制備該類化合物主要通過傳統(tǒng)化學法和生物酶拆分法,前者依賴重金屬而后者轉化率僅有50%。經氨基酸脫氫酶(AADHs)定向進化而來的胺脫氫酶(AmDHs)能夠以廉價的氨作為氨基供體,不對稱還原胺化潛手性羥酮生成手性胺醇化合物,理論轉化率可達100%,且副產物只有水,是理想的綠色合成途徑。國內外相關報道屈指可數,如何快速挖掘獲得高性能AmDHs是綠色生物合成手性胺醇領域面臨的重要難題。 

  中科院天津工業(yè)生物所研究員孫周通帶領的酶分子工程與工業(yè)生物催化研究團隊,通過基因挖掘技術,從AADHs同源序列出發(fā),基于進化樹分析,從不同進化分枝選取目標序列,然后經定點突變獲得一系列新穎AmDHs。酶學性能表征及底物譜評估表明,新發(fā)現的酶可高效催化1-羥基-2-丁酮為(S)-2-氨基-1-丁醇(ee值 >99%;轉化率19~99%),同時可實現一系列α-羥基酮化合物的不對稱還原胺化,生成對應的(S)-胺醇產物(ee值 >99%)。更重要的是,該研究所發(fā)現的新穎AmDH還可實現對β-羥基酮化合物的不對稱還原胺化生成(R)-胺醇產物(ee值 >99%)。本研究開發(fā)的高效生物催化劑生物合成技術為工業(yè)化生產手性胺醇化合物提供了重要技術支撐。 

  該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等項目資助,相關成果在線發(fā)表于國際期刊Catalysis Science & Technology。天津工業(yè)生物所碩士研究生王紅月、副研究員曲戈、天津工業(yè)生物所/天津大學客座博士研究生李軍寬為論文共同第一作者,天津工業(yè)生物所研究員孫周通為論文通訊作者。 

https://doi.org/10.1039/D0CY01373K

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