[發(fā)明專利]一種化學(xué)-生物酶法組合制備2′-脫氧尿苷的方法

有效

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• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102827902A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)國清;錢捷;彭美紅;王鴻;蒲通;易喻;梅建鳳;陳建澍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12P19/38
• 分類號: C12P19/38
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)-生物酶法組合制備2′-脫氧尿苷的方法。?

(二)背景技術(shù)

2′-脫氧尿苷屬于核苷類似物，它在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與天然核苷有著不同程度的相似之處，在體內(nèi)有以假亂真之效，從而干擾或直接作用于核酸的代謝過程，阻斷蛋白質(zhì)、核酸的生物合成，在抗腫瘤，抗病毒藥物中具有非常重要的地位。同時是其他核苷類藥物的重要中間體。?

合成2′-脫氧尿苷的方法主要包括以下三種：?

1、從天然產(chǎn)物中獲得核苷，再經(jīng)過化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾得到。但這種方法存在著原料不足的缺點(diǎn)，無法滿足市場的需求。?

2、化學(xué)全合成法，但此方法合成得到的往往是α/β混合構(gòu)型的產(chǎn)物，而具有良好藥效的往往是β構(gòu)型的產(chǎn)物，同時化學(xué)合成過程中的糖苷化過程使用了大量昂貴有毒的化學(xué)試劑，環(huán)境污染嚴(yán)重。?

3、核苷磷酸化酶生物轉(zhuǎn)化法，此方法是采用其他天然的脫氧核苷為底物，在核苷磷酸化酶的作用下加入尿嘧啶與天然核苷的堿基進(jìn)行交換，得到2′-脫氧尿苷。這種方法雖然條件溫和，反應(yīng)選擇性高，但是同樣存在原料不足的問題，且成本較高。?

結(jié)晶誘導(dǎo)不對稱轉(zhuǎn)化技術(shù)是一項控制化學(xué)立體異構(gòu)體的前沿技術(shù)。最早報道的例子是含有不對稱構(gòu)型的立體異構(gòu)體的平衡體系轉(zhuǎn)化成最穩(wěn)定的非對映體近體形式。許多例子都顯示結(jié)晶誘導(dǎo)不對稱轉(zhuǎn)化技術(shù)能得到最穩(wěn)定的非對映異構(gòu)體晶體，不管平衡體系中的含量如何，以混合物為基礎(chǔ)?轉(zhuǎn)化率可接近100％。結(jié)晶誘導(dǎo)不對稱轉(zhuǎn)化技術(shù)是熱力學(xué)相平衡的結(jié)果，它是一個有效控制單一異構(gòu)體的有效技術(shù)。它需要的一個重要條件是非對映體的轉(zhuǎn)化速率比結(jié)晶速率快，另一個條件是其中一個對映體必須在合適的溫度結(jié)晶。不對稱合成的背景是結(jié)構(gòu)包含對映異構(gòu)體，而結(jié)晶誘導(dǎo)技術(shù)是一種得到單一異構(gòu)體的直接實用的方法。?

誘導(dǎo)結(jié)晶立體異構(gòu)轉(zhuǎn)化(CIST)根據(jù)原理可以分為兩類：誘導(dǎo)結(jié)晶對映結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)化(CIET)和更平常的誘導(dǎo)結(jié)晶非對映異構(gòu)體轉(zhuǎn)化(CIDT)。CIST的發(fā)現(xiàn)大部分基于意外。直到20世紀(jì)后期CIST才開始在不對稱合成中被應(yīng)用為一個設(shè)計因素。?

對應(yīng)異構(gòu)體和非對應(yīng)異構(gòu)體的混合物表現(xiàn)出來不同的結(jié)晶行為是由于鏡像的立體異構(gòu)體能夠結(jié)晶成聚集物(每個細(xì)胞有一個單的對映異構(gòu)體的純的對應(yīng)異構(gòu)體的機(jī)械混合物)，外消旋化合物(每種對映異構(gòu)體在單元中以1∶1存在)，和立體(固體)溶液(有時候也叫假的外消旋物；兩種對映異構(gòu)體都是以非固定的比例存在于濃縮相中)。這些結(jié)晶行為的根本不同表現(xiàn)在這些固體的物理性質(zhì)的不同(如熔點(diǎn)的不同和溶解度的不同)。同樣地，非對映異構(gòu)體可以以三種類似的形式結(jié)晶。通常，非對映異構(gòu)體產(chǎn)生共晶混合物(這些化合物作為單獨(dú)存在的實體結(jié)晶，像聚集物行為)。然而，非對映異構(gòu)體有時候會結(jié)晶成外消旋類似物(兩個結(jié)構(gòu)相似的和形態(tài)上類似對應(yīng)體過量的化合物)或者作為固體溶液(也經(jīng)常叫做混合晶體；一種非對映異構(gòu)體代替另一種沒有很大地影響晶體結(jié)構(gòu))。CIDT僅在非對映異構(gòu)體作為共晶混合物的時候是可行的。?

核苷磷酸化酶廣泛分布于動植物器官和微生物中，它參與胞內(nèi)核苷代謝，在補(bǔ)救途徑中催化核苷或脫氧核苷可逆磷酸化反應(yīng)，提供核糖-1-磷酸，并釋放出堿基，加入其他堿基可導(dǎo)致形成另一種新的核苷。?

酶法合成核苷類藥物的原理是利用微生物中產(chǎn)生的核苷磷酸化酶催化核苷、堿基轉(zhuǎn)換反應(yīng)，即由廉價供應(yīng)的天然核苷為原料，將其核糖基進(jìn)行化學(xué)修飾后作為核苷及供體，利用核苷磷酸化酶或脫氧核糖轉(zhuǎn)移酶為酶源，天然的雜環(huán)堿基為核糖基受體，通過酶催化合成核苷及其類似物。此反應(yīng)過程包括兩個過程：?

(脫氧)核苷1+磷酸＝(脫氧)核糖-1-磷酸+堿基2?

(脫氧)核糖-1-磷酸+堿基1＝(脫氧)核苷2+磷酸?

其中堿基1可以是嘌呤、嘧啶或其類似物。酶的來源可以是天然菌株，也可以是基因工程菌株。利用此反應(yīng)可以合成多種核苷類似物，在實際工作中也可以僅通過第二部反應(yīng)來合成所需物質(zhì)。?

酶的高效率、專一性及溫和的反應(yīng)條件使酶在生物體新陳代謝中發(fā)揮了巨大的作用，酶活力的調(diào)控使生命活動中各種反應(yīng)得以有條不紊的進(jìn)行。因此酶被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)和化工產(chǎn)品的生產(chǎn)及研究。酶在合成過程中具有高度的化學(xué)、區(qū)域和對映體選擇性，生產(chǎn)過程一般無毒、無污染、低耗能，是一種環(huán)境友好的合成方法，將為綠色化學(xué)作出貢獻(xiàn)。?

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是化學(xué)法合成2′-脫氧尿苷是存在的無法得到單一異構(gòu)體的問題，以及生物酶法合成過程中存在的原料不足以及高成本問題。?

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?