[發(fā)明專利]一株芽孢桿菌以及用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910054358.1
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN101613666A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許建和;常磊;潘江;徐毅
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12P7/22;C12P7/42;C12R1/07
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 鄔震中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，涉及一株芽孢桿菌及其用于轉(zhuǎn)化苯乙二醇環(huán)碳酸酯、乙酰扁桃酸等化合物獲取光學(xué)純手性化合物的方法。

技術(shù)背景

手性化合物是目前生物催化的重要產(chǎn)品，主要應(yīng)用于制藥等領(lǐng)域。光學(xué)純手性二醇及其環(huán)碳酸酯作為重要的手性中間體，有著廣泛的應(yīng)用，其合成制備越來越受到重視。例如，(S)-苯乙二醇可以作為液晶材料的手性添加劑，用于縮短液晶面板的響應(yīng)時(shí)間；(R)-對硝基苯乙二醇和(S)-3-氯-1，2-丙二醇是心血管藥物β-阻滯劑的手性中間體；(R)-碳酸丙烯酯和(1S，2R)-茚滿二醇分別是逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑合成的手性中間體。近年來不少企業(yè)與研究小組都投入極大的熱情研究這些手性化合物的合成新技術(shù)。

已知的手性二醇合成方法有化學(xué)法和生物法。化學(xué)法包括：利用有機(jī)金屬催化劑催化烯烴的不對稱雙羥基化、環(huán)氧化物的選擇性水解或手性羥基酸的選擇性還原等；生物法則包括雙加氧酶催化的烯烴不對稱雙羥基化、環(huán)氧水解酶催化的環(huán)氧化物對映選擇性水解、酯水解酶催化的二醇羧酸酯的選擇性水解以及氧化還原酶催化的二醇選擇性氧化或相應(yīng)酮的選擇性還原等。手性環(huán)碳酸酯的化學(xué)合成報(bào)道較多的是采用間接的方法：先合成手性二醇或環(huán)氧化物，然后進(jìn)一步合成手性環(huán)碳酸酯；近年來也有利用環(huán)氧化物的不對稱羰基化反應(yīng)直接合成手性環(huán)碳酸酯的報(bào)道，但產(chǎn)物的光學(xué)純度較低(最高為70％)。

從原料特點(diǎn)和來源看，化學(xué)法合成環(huán)碳酸酯可由二氧化碳與相應(yīng)的環(huán)氧化物制得，目前國內(nèi)碳酸丙烯酯等已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了大噸位合成，原料來源非常豐富；與其它羧酸酯相比，環(huán)碳酸酯水解產(chǎn)生的二氧化碳避免了有機(jī)酸對設(shè)備的腐蝕和對環(huán)境的污染。結(jié)合生物催化反應(yīng)溫和、選擇性高的特點(diǎn)，環(huán)碳酸酯水解酶催化的環(huán)碳酸酯立體選擇性水解將是手性環(huán)碳酸酯和手性二醇合成的綠色新方法。

目前，環(huán)碳酸酯水解酶催化環(huán)碳酸酯的立體選擇性水解在國際上屬于一個(gè)較新的研究領(lǐng)域，在很多方面的工作都處于剛剛起步的階段。從酶的來源看，種類較少，多為動(dòng)物來源，研究內(nèi)容涉及酶的純化、表征和二級(jí)結(jié)構(gòu)，利用其催化環(huán)碳酸酯對映選擇性拆分的研究很少，結(jié)果也不是很理想(Yang?Y.L.，Ramaswamy?S.，and?Jakoby?W.B.Enzymatic?hydrolysis?of?organic?cyclic?carbonates.J.Biol.Chem.1998，273：7814-7817)，微生物來源的環(huán)碳酸酯水解酶僅限于日本學(xué)者的個(gè)別報(bào)道，其研究對象局限在一端為甲基的雙取代的環(huán)碳酸酯(Matsumoto?K，Sato?Y，Shimojo?M?and?Hatanaka?M.Highly?enantioselective?preparation?of?C₂-symmetricaldiols：microbial?hydrolysis?of?cyclic?carbonates.Tetrahedron：Asymmetry.2000，11：1965-1973)，在微生物的篩選方面還有很大的可開發(fā)空間。在底物譜的研究方面，多集中在長鏈脂肪族環(huán)碳酸酯和一端為甲基的雙取代環(huán)碳酸酯，對短鏈脂肪族和芳香族類環(huán)碳酸酯的研究較少，所以篩選新的環(huán)碳酸酯水解酶，制備光學(xué)純苯乙二醇具有重要的意義。

本發(fā)明中涉及到另一類手性分子手性扁桃酸及其衍生物同樣具備廣闊的開發(fā)前景。光學(xué)純扁桃酸主要應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)，可用于合成環(huán)扁桃酯、扁桃酸烏洛托品、鹽酸奧西布寧等醫(yī)藥的手性中間體。

制備光學(xué)純扁桃酸及其衍生物的主要方法包括高壓結(jié)晶法、色譜法、酶法拆分。酶法拆分包括使用腈水解酶或腈水合酶與酰胺酶的組合進(jìn)行外消旋扁桃腈的立體選擇性水解；或使用脂肪酶催化扁桃酸酯的水解拆分。到目前為止，使用酶法催化乙酰扁桃酸水解拆分的報(bào)道非常少。本發(fā)明篩選得到的菌株可以對映選擇性水解乙酰扁桃酸及其衍生物，獲取光學(xué)純扁桃酸及其衍生物，從而拓展了底物譜、擴(kuò)大了生物催化劑的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一株新分離的芽孢桿菌及其用于制備光學(xué)活性二醇、扁桃酸以及鄰氯扁桃酸的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。

本發(fā)明的芽孢桿菌(Bacillus?sp.ECU0015)是屬于芽孢桿菌屬，是發(fā)明人從土壤樣品中，經(jīng)過初篩、復(fù)篩及分離純化得到的高選擇性環(huán)碳酸酯水解酶產(chǎn)生菌，該菌株已于2009年02月06日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC)，保藏號(hào)為CGMCC?No.2874。

上述的菌株是從上海、河北、江蘇、山東、山西、湖北等地區(qū)的300余份土壤中篩選得到的，篩選的具體步驟如下：