[發明專利]D-絲氨酸酶法轉化制備方法

無效

• 申請號: 200910233616.2
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101717810A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 焦慶才;趙根海;劉均忠;劉茜
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C12P41/00
• 分類號: C12P41/00;C12P13/06;C12P13/22
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 胡錫瑜

一、技術領域

本發明屬于醫藥生物技術領域，具體涉及D-絲氨酸酶法轉化制備方法。

二、背景技術

D-絲氨酸是一種重要的手性中間體，在新藥研究、有機合成和多肽合成等領域的應用正引起人們越來越多的關注。同時，D-絲氨酸也廣泛應用于醫學研究中，以D-絲氨酸為中心的研究已經成為目前神經科學領域的熱點之一。例如，D-絲氨酸不僅用于合成治療結核病的特效藥D-環絲氨酸，還可作為制備其它醫藥中間體的重要原料。另外D-絲氨酸還可顯著改善孤獨癥病人的社交退縮，并可用于治療精神分裂癥等腦疾病。

D-絲氨酸很難從自然界中獲得，目前研究或產業化一般通過拆分外消旋絲氨酸的方法制備，拆分的方法有生物酶法、化學拆分法和物理拆分法。

1、生物酶法

生物酶法制備D-絲氨酸又可分為生物酶拆分法和生物酶合成法。

Ikeda等(US7186532，2007)利用具有較高L-絲氨酸脫氨酶活性的微生物作用于DL-絲氨酸，通過選擇性降解L-絲氨酸而獲得D-絲氨酸。

池田創等(CN1531599，2004)利用高活性的L-絲氨酸脫氨酶重組菌株與含有DL-絲氨酸的介質混合分解L-絲氨酸，然后從該介質中提取殘存的D-絲氨酸。

日本專利(Japanese?Published?Unexamined?Patent?Application?No.64-2594)報導在含有DL-絲氨酸的培養基中培養假絲酵母屬(Candida)、球擬酵母屬(Torulopsis)或隱球菌屬(Cryptococcus)等能同化L-絲氨酸而不同化D-絲氨酸的微生物，從培養液中分離D-絲氨酸。

日本專利(Japanese?Published?Unexamined?Patent?Application?No.5-91895)使具有酪氨酸酶活性的微生物與含有DL-絲氨酸和酚的反應液互相作用，將L-絲氨酸轉換成L-酪氨酸，提取殘存的D-絲氨酸。

2008年，龐敏等(食品與發酵工業，2008)利用E.coli?Blt7-A的色氨酸酶酶促轉化DL-絲氨酸，將DL-絲氨酸的拆分和L-色氨酸的合成同步化。朱延新等(CN1834257，2006)用乙酰甘氨酸為起始原料，制備乙酰-DL-絲氨酸，再用酰化酶或蛋白酶拆分得到D-絲氨酸。

安樂城正等(CN101040047，2007)發現一種具有由甲醛和甘氨酸合成D-絲氨酸活性的新型酶DNA并構建了該酶的基因工程菌，能夠利用100mM甘氨酸和甲醛以70％以上的高反應收率合成D-絲氨酸。

日本專利(Japanese?Published?Unexamined?PatentApplication?No.61-152291)公開報導了通過微生物作用，由DL-羥甲基乙內酰脲生成N-氨基甲酰基-D-絲氨酸，然后水解得到D-絲氨酸的方法。

以上提及酶法制備D-絲氨酸的方法存在酶活低，L-絲氨酸分解不完全，需要進行DL-絲氨酸分離，生成的D-絲氨酸濃度低等不利因素，用作D-絲氨酸工業生產都有難度。

2、化學拆分法

2005年，秦為民等(化學試劑，2005)以2-N-(N’-芐基)脯氨酰-氨基-二苯甲酮甘氨酸席夫堿Ni(II)復合物與聚甲醛反應，生成2-N-(N’-芐基)脯氨酰-氨基-二苯甲酮絲氨酸席夫堿Ni(II)復合物，經水解制備了D-或L-絲氨酸。

2007年，吳劉洋等(氨基酸和生物資源，2007)以DL-絲氨酸為原料經過酯化、拆分和水解制備D-絲氨酸，總收率為74.8％，光學純度達到98％以上。

2、物理拆分法

2007年，Seung-Hee?Son等(Journal?of?Applied?Polymer?Science，2007)運用傳統的制備反滲透膜的界面聚合技術制備了分子印跡復合膜，該膜能夠有效的選擇透過D-絲氨酸。當光學拆分外消旋絲氨酸時，D-絲氨酸的擴散速率比L-絲氨酸快，復合膜中的D-絲氨酸濃度會隨著時間的延長而增加，當操作時間達60h時復合膜中絲氨酸對映體過量值為80％左右。

馬云峰等(CN1900052，2007)以誘導結晶法制備左旋絲氨酸和右旋絲氨酸，收率96％以上。

三、發明內容

D-絲氨酸酶法轉化制備過程中，反應條件溫和，L-色氨酸合成酶專一性強，轉化效率高，提取工藝簡單，且產生高附加值的L-色氨酸。本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種高效、低成本的D-絲氨酸及L-色氨酸的制備方法。

本發明可以通過以下技術方案來達到：

D-絲氨酸酶法轉化制備方法，其步驟為：