[發明專利]化學法-酶法制備1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸的方法

無效

• 申請號: 201010100974.9
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101775421A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 高文運;田潔;廖娟;李恒;王學嬌;戴少波
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 徐平

技術領域

本發明屬于萜類化合物生物合成領域，涉及以價廉、易得且穩定的原料為 底物，以化學法-酶法相結合的過程來制備萜類化合物生物合成的MEP途徑中 的關鍵中間體1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸(DXP)的方法。

背景技術

萜類化合物在自然界分布廣泛，種類繁多，存在于幾乎所有的生命形式中。 科學工作者們已從動物、植物及微生物中分離鑒定了近四萬個萜類化合物，這 構成了最大的一個天然產物家族，而且這個大家族中的許多化合物還顯示出重 要的生理活性。如長醇焦磷酸酯(dolichol?diphosphates)對細胞壁及糖蛋白生物 合成的調節作用；醌類化合物(如質體醌和輔酶Q)可作為電子轉移及氧化還 原反應的載體；類胡蘿卜素及葉綠素的側鏈參與光合作用；類胡蘿卜素、葉黃 素和番茄紅素已經被確認為一類抗腫瘤物質；一些參與細胞周期調控的特定蛋 白質通過與萜類化合物來源的親脂性側鏈共價修飾，從而穿透血漿細胞膜，而 參與這一蛋白質翻譯后修飾的酶可以作為腫瘤治療的潛在目標；再如甾體可幫 助構成細胞膜(如膽固醇)；雌激素參與細胞間信號傳遞過程并可控制個體的生 長發育；甜椒醇(capsidiol)等可作為抗菌素及植物抗毒素用于物種間相互防御； 赤霉素、脫落酸可作為植物激素；脂溶性的維生素A、D、E和K也是萜類大 家族中的重要成員。在動物體內維生素A作為光感受器，它的存在可促進視網 膜的正常功能，缺乏則導致夜盲癥；維生素D能促進鈣磷在腸內的吸收，維持 血鈣血磷的平衡，促進骨質的鈣化等等，雖然掛一漏萬，但已足以說明它們在 生命過程中的極端重要性。

同時，植物中所含的萜類化合物通常作為植保素，雖然它們不是植物生長 發育所必須的物質，但在調節植物與環境的關系上發揮重要的生態功能。許多 萜類化合物還具有很好的藥理活性，是中藥和天然植物藥的主要有效成分，如 目前廣泛使用的抗心血管疾病的銀杏內酯及具有很強抗癌活性的化合物紫杉醇 等。因此，對萜類化合物的各個方面，如它們在生物體內的合成過程，生理功 能，代謝過程及代謝產物的結構等，進行深入的研究仍有極其重要的意義。

生物體內的萜類化合物主要是通過兩條生物途徑合成的，其中一條是甲羥 戊酸(Mevalonate，MVA)途徑。長期以來，生物體內的萜類化合物被認為是 由乙酰輔酶A經甲羥戊酸而合成，并認為甲羥戊酸是萜類化合物生物合成的唯 一前體，故該生物合成途徑被稱為甲羥戊酸途徑。該途徑首先由三分子乙酰輔 酶A縮合成3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(3-hydroxy-3-methylglutatryl-CoA， HMG-CoA)，隨后在供氫體NADPH存在下，HMG-CoA還原酶(HMG-CoA reductase，HMGR)催化HMG-CoA不可逆地形成重要中間體甲羥戊酸。緊接 著在ATP和二價金屬離子的參與下，甲羥戊酸激酶(mevalonate?kinase，MK) 將MVA磷酸化形成MVAP，再在磷酸甲羥戊酸激酶(phosphomevalonate?kinase， MPK)催化下，MVAP被繼續磷酸化形成MVAPP。最后，MVAPP在焦磷酸甲 羥戊酸脫羧酶(pyrophosphomevalonate?decarboxylase，MDC)的作用下脫羧形 成異戊烯基焦磷酸酯(IPP)。IPP在IPP異構酶的催化下轉化成其異構3，3-二甲 基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)，IPP和DMAPP進一步衍生形成倍半萜、三萜 化合物。該途徑廣泛存在于動物(包括人類)、真菌、一些細菌及高等植物當中。