[發(fā)明專利]醇脫氫酶突變體及其在高效不對稱還原制備手性雙芳基醇化合物中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011216302.4
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112852770B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫周通;曲戈;劉貝貝;畢悅欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N9/04
• 分類號: C12N9/04;C12N15/53;C12N15/70;C12N1/21;C12P41/00;C12P17/12;C12R1/19
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

本發(fā)明公開了醇脫氫酶突變體及其在高效不對稱還原制備手性雙芳基醇化合物中的應(yīng)用。本發(fā)明的醇脫氫酶突變體是將醇脫氫酶TbSADH的氨基酸序列的第42位和/或第84位和/或第85位和/或第86位的氨基酸殘基進行突變后得到的蛋白質(zhì)。本發(fā)明應(yīng)用定向進化技術(shù)和方法對醇脫氫酶TbSADH進行了酶改造，獲得了對以(4?氯苯基)吡啶?2?甲酮為代表的雙芳基酮類有酶活的一系列突變體，生成(S)?(4?氯苯基)吡啶?2?甲醇(轉(zhuǎn)化率99％，ee％99％(S))以及(R)?(4?氯苯基)吡啶?2?甲醇(轉(zhuǎn)化率為98％，ee％為99％(R))，在生物催化制備手性醇化合物具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用定向進化技術(shù)和方法對來源于高溫厭氧桿菌(Thermoanaerobacter brockii)的醇脫氫酶TbSADH進行改造，獲得一系列醇脫氫酶突變體以及應(yīng)用這些突變體作為生物催化劑高效不對稱還原制備光學(xué)純手性雙芳基醇化合物。

背景技術(shù)

手性雙芳基仲醇是許多生物活性分子的結(jié)構(gòu)單元，是重要的醫(yī)藥和精細(xì)化工中間體，而且由前手性雙芳基酮經(jīng)一步不對稱還原反應(yīng)合成手性雙芳基醇的工藝具有原子經(jīng)濟性高的優(yōu)點。其中，(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇和(R)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇可用來合成抗組胺類藥物卡比沙明(Barouh et al.,J.Med.Chem.,1971,14(9):834-836)以及苯磺酸貝他斯汀(Takahashi et al.,Clin.Exp.Dermatol.,2004,29(5):526-532)的重要原料。

(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇和(R)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇主要有化學(xué)法和生物酶法合成。其中目前化學(xué)合成方法有：以2-腈基吡啶為起始底物在4-氯苯溴化鎂、濃硫酸和金屬催化劑Pd(Phe₃P)₄等的作用下經(jīng)三步合成，(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇的ee值可以達到98％，但是其中吡啶環(huán)上的N-基團需要進行保護和去保護(CoreyHelal,TetrahedronLetters,1996,37(32):5675-5678)。近幾年來使用較多的還有Noyori有機金屬催化劑，如：利用含Ru、Rh、Ir等重金屬催化劑可通過直接加氫還原前手性酮底物(4-氯苯基)吡啶-2-甲酮為(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇和(R)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇，ee值達到92-99％(Taoet al.,J.Org.Chem.,2012,77(1):612-616；Yang et al.,Org.Lett.,2015,17(17):4144-4147；ACS Catal.2019,9,5562-5566；Org.Lett.2019,21,5392-5396)。雖然這些化學(xué)合成法可以獲得高ee值的產(chǎn)物，但是整個過程需要用到諸如濃硫酸、H₂(8-10bar)、高壓和有機金屬試劑等，不僅會對環(huán)境造成傷害，而且勞動保護要求較高。