[发明专利]一株红球菌以及利用该菌株制备光学纯手性亚砜的用途

说明书

技术领域

本发明属于生物化工领域，涉及一株红球菌及其用于生产光学纯手性亚砜的用途。

技术背景

有机硫化合物在有机合成中很早就得到了广泛的应用。光学活性的亚砜在不对称合成中的应用也日渐增多，成为诱导许多不对称转化的一个重要工具。尤其在过去的20年中，手性亚砜化合物作为手性辅助试剂在不对称合成领域中的应用呈现指数级的增长，确立了手性亚砜官能团在碳碳键和碳杂键形成过程中作为最有效、最通用手性控制因素的地位。

手性亚砜化合物作为最成功、最有效的手性控制因素之一，至少存在三个有利的因素：(1)手性亚砜具有高度的立体化学稳定性。由大多数亚砜的热力学常数计算表明，亚砜的两个异构体要在200℃左右才能发生转化或消旋化。(2)它是手性信息的有效载体。亚砜类化合物具有一个锥形结构，与其它手性基团相比，它至少有三个具有明显位阻和电子差异的取代基，即氧原子、孤对电子、两个取代基(烷基或芳基)。当两个取代基不同时，亚砜就具有手性特征。(3)两种构型的对映异构体都能较容易得到。

手性亚砜的功能进一步表现在一些含有硫原子手性中心的具有药理活性的化合物中。例如：苯并吡唑类质子泵抑制剂是治疗胃溃疡、十二指肠溃疡、反流性食管炎、Zollinger-Ellison综合症、HP感染等众多病症的有效药物。目前使用较多的是替莫拉唑(Timoprazole)、皮可拉唑(Picoprazole)、奥美拉唑(Omeprazole)、兰索拉唑(Lansoprazole)、潘妥拉唑(Pantoprazole)、雷贝拉唑(Rabeprazole)等。2002年这些质子泵抑制剂的全球销售额达219亿美元。然而在一些这类药物当中，只有一种对映体表现出所需要的或者更好的药理活性，因此这又进一步说明了获得光学活性的亚砜是非常必要的。

生产光学活性亚砜的途径可以分为两种，一种传统的途径是外消旋亚砜的动力学拆分，另一种途径是前手性硫醚的不对称氧化。外消旋体的拆分需要先将硫醚首先化学氧化为外消旋的亚砜，然后再对其进行拆分，过程比较繁琐并且最高的理论得率只有50％。而与传统的拆分相比较，硫醚的不对称氧化则更加直接和经济，它直接以前手性的硫醚为底物，理论得率可以达到100％。

近年来，金属催化剂和酶已经成功地用于前手性硫醚的不对称氧化来生产光学活性的亚砜。但是利用金属催化剂进行的硫醚不对称氧化反应，反应条件比较苛刻，操作比较繁琐，对环境不友好以及得到的产物ee值普遍不高。而利用分离得到的酶进行反应，还需要先将酶分离纯化出来，而酶的分离纯化是非常困难的，并且在反应过程中还需要添加昂贵的辅因子(NADH或NADPH)。

利用微生物整细胞作为催化剂进行硫醚的不对称氧化反应，可以克服以上金属催化剂和酶进行的反应所具有的缺点，它避免了酶的分离纯化，而且由于细胞本身具有辅酶再生体系，可避免使用昂贵的辅因子，并且反应过程简单、对环境友好，对于制备规模生产光学活性的亚砜是比较方便的。已有一些文献报道利用整细胞对硫醚进行不对称氧化得到光学活性的亚砜。例如，Beecher等人(Biotechnol.Lett.，1994，16：909-912)利用Pseudomonas putida NCBI10007和Acinetobacter calcoaceticus NCBI9871对苯甲硫醚进行不对称氧化，结果苯甲亚砜的产率分别为87％和97％，ee分别为27％和85％。Beecher等人(Biotechnol.Lett.，1995，10：1069-1074)又利用Saccharomyces cerevisiae NCYC73不对称氧化苯甲硫醚，亚砜的得率为30％，ee为60％。Adam等人(Tetrahedron:Asymmetry，2004，15：983-985)利用Pseudomonas frederiksbergensis对苯甲硫醚进行不对称氧化，底物的转化率为87％，ee为91％。但这些以整细胞作为催化剂进行的硫醚不对称氧化，产物的ee值普遍不高，很难满足合成过程中纯度的要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一株红球菌及其用于制备光学活性亚砜的用途，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的红球菌(Rhodococcus sp.ECU0066)是一种属于红球菌属的菌株，是发明人从土壤样品中，经过初筛、复筛及分离纯化得到的高选择性硫醚单加酶产生菌，该菌株已于2008年06月18日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，，保藏号为CGMCC No.2547。