[發明專利]纖維化纖維單胞菌、水解酶及其在紫杉烷轉化方面的用途

無效

• 申請號: 200710012698.9
• 申請日: 2007-09-04
• 公開（公告）號: CN101381708A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 楊凌;欒宏偉;劉興寶
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12N9/14
• 分類號: C12N9/14;C12N1/20;C12P17/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張 晨

技術領域

本發明屬生物化學技術領域，具體涉及一種水解紫杉烷木糖苷的微生物并用其制備紫杉醇及其類似物的方法。

背景技術

紫杉烷是一類二萜化合物，其中紫杉醇(Paclitaxel，式II)和多烯紫杉醇(Docetaxel)，作為臨床一線用藥而廣泛應用于多種腫瘤的治療。目前，生產紫杉醇的途徑主要有：(1)從紅豆杉植物中直接提取紫杉醇；(2)半合成法——從紅豆杉屬植物中提取分離到具有紫杉醇母核結構的化合物，再用化學方法半合成紫杉醇、多烯紫杉醇等。這類具有紫杉醇母核結構的化合物主要包括巴卡亭III以及10-去乙酰巴卡亭III(簡寫10-DABIII)。

?(式II)

其中Ph是苯基，Ac是乙酰基，Bz是苯甲酰基。

除了上面提到的巴卡亭III以及10DAB，在紅豆杉屬植物中，還廣泛存在另一類具有紫杉醇母核結構的化合物，即C-7木糖基的紫杉烷，如7-木糖紫杉醇(XT)，10-去乙酰-7-木糖紫杉醇(10-DAXT)，10-去乙酰-7-木糖三尖杉寧堿(10-DAXC)，10-去乙酰-7-木糖紫杉醇C(10-DAXTC)，這類化合物可以通過生物或/和化學手段去除木糖基，產生紫杉醇或C-7羥基的紫杉烷化合物，而后者可以作為制備具有抗癌活性紫杉烷的重要中間體，從而達到對紅豆杉資源的有效利用。因此，C-7木糖基的去除已成為有效利用這類化合物的關鍵因素。

目前針對C-7紫杉烷木糖苷糖基的去除方法主要有化學法和生物法。化學法是首先利用高碘酸鹽將木糖氧化為半縮醛，然后在酸性條件下將其水解獲得C-7羥基的紫杉烷(US5412116，US6028206，US5856532，US6437154)。該方法需要兩步反應才能去除C-7位木糖基，導致收率普遍很低(<50％)。此外，由于化學法用到水合肼等劇毒物質，如產業化，會對環境造成嚴重污染。

而生物法因其對環境友好，越來越引起人們的廣泛關注。歐洲專利95300135.1公開了使用Moraxella?sp.(莫氏桿菌)、Bacillus?macerans(浸麻芽孢桿菌)、Bacillus?circulans(環狀芽孢桿菌)和Micrococcus?sp.(微球菌)水解紫杉烷木糖苷糖基的方法。其中莫氏桿菌的轉化能力較強，62.5mg莫氏桿菌(來自于20ml發酵液)可在7小時內將0.5mg7-木糖-10-去乙酰紫杉醇完全轉化為10-去乙酰紫杉醇(Biotechnol?Appl?Biochem?1997，26，153-158)。除此之外，未見其它相關報道

現存技術中的微生物的產酶量普遍偏低，且均為胞內酶，導致水解效率降低，同時菌體容易對底物和產物產生吸附，因此不適合工業生產。

發明內容

本發明的目的是提供了能有效轉化紫杉烷木糖苷為紫杉醇或其類似物的纖維化纖維單胞菌及其水解酶，并提供了一種新的通過生物轉化反應制備紫杉醇及其類似物的有效方法。

本發明提供了一種水解酶，系由纖維化纖維單胞菌(Cellulosimicrobiumcellulans)代謝產生的。

本發明提供的水解酶用于轉化C-7紫杉烷木糖苷為紫杉醇或其類似物。

本發明還提供了一種紫杉醇及其類似物的生物轉化制備方法：以C-7位紫杉烷木糖苷為原料，用纖維化纖維單胞菌(Cellulosimicrobiumcellulans)釋放產生的水解酶，進行水解，去除C-7位木糖基，得到紫杉醇或其類似物。

本發明提供的上述紫杉醇及其類似物的生物轉化制備方法中，水解的反應條件為：將原料按0.1-2g/L加入所述的水解酶中，溫度為20-40度，pH6.0-8.0，反應時間3-48h。

本發明提供了原料C-7紫杉烷木糖苷類化合物具有式I所示結構通式：

????????????????(式I)

其中R₁為H或乙酰基；R₂和R₃相同或者不同，為—T或—OT；其中T為H，芳基，芳烷基，C1至C20的直鏈、支鏈或環型烴基，及上述三種烴基的取代物，取代基包括羥基、C1至C8的烷氧基、縮醛、縮酮、鹵素、硝基或氨基。

本發明提供了紫杉烷木糖苷類化合物的原料，是天然產物來源的在C-7位含有木糖基的紫杉烷類化合物的單體或其混合物，或者經由生物合成，化學半合成或全合成手段獲得的在上述位置含有木糖基的紫杉烷。