[发明专利]酶促氨基化

说明书

本发明涉及方法，其包括：步骤a) 在氧和碳水化合物氧化酶辅因子存在的情况下，将含有羟基的烃与具有氧依赖及辅因子依赖的碳水化合物氧化酶活性的生物试剂接触，和b) 在氨基酸脱氢酶辅因子和氨基酸脱氢酶的底物氨基酸存在的情况下，将步骤a)中产生的烃与具有氨基转移酶活性的生物试剂和具有辅因子依赖的氨基酸脱氢酶活性的生物试剂接触；用于对含有羟基的烃进行氨基交换的含水混合物，其包含具有氧依赖及辅因子依赖的碳水化合物氧化酶活性的生物试剂、具有氨基转移酶活性的生物试剂、具有氨基酸脱氢酶活性的生物试剂、氧、所述氨基酸脱氢酶的底物氨基酸、碳水化合物氧化酶辅因子和氨基酸脱氢酶辅因子，优选地，和具有甲酸或葡萄糖脱氢酶活性的生物试剂；和此类含水反应混合物的用途。

不可再生的化石燃料的时代即将结束。尽管化学家已经能够依赖煤、石油和天然气实际上无限的供应，但预期由埋藏于海洋沉积物中超过数百万年的细菌、浮游生物、植物和动物物质所形成的这些资源的可用性在不久的将来是受限的。此外，燃烧化石燃料已经与CO₂大气浓度的增加和与之相关的气候变化(最显著的是全球变暖)联系起来。因此，用于生产传统上来源于化石资源的化学品的下一代方法将不得不从可再生资源(即容易地且在地质学时间尺度方面快速地可补充的物质)开始。

工业生物技术，即(生物催化剂)诸如酶或生物作为工业催化剂的应用为许多使用化石资源作为输入物的传统方法提供了备选方法。生物催化剂不但能够转化从可再生材料(常常是在别的情况下不得不丢弃的农业或加工废品)制成的化合物，而且它们不需要使用有毒化合物，以及，最后但并非最不重要地，相比于传统方法，它们降低了温室气体排放。

胺、氨的有机衍生物代表一类工业上广受欢迎的化合物，包括散装化学品诸如苯胺，一般通过转化从化石碳源中生产的化合物诸如卤代烷或烯来制备。用于合成胺的反应依赖于使用极端温度、有毒化合物诸如HCN和昂贵的或环境有害的催化剂。工业相关的胺的实例包括多种工业化学品的前体苯胺、必需氨基酸赖氨酸和用于生产聚合物的单体二-(氨基甲基)-呋喃(DAMF)。

现有技术教导了对于合成DAMF和化学相关的胺的化学途径，涉及HMF至DFF的逐步氧化，随后转化为相应的二肟及随后后者的镍催化的还原(El Hajj等人，1987)。基于可再生材料诸如糖的生物技术途径将是令人期望的。

因此，导致产生本发明的问题是提供可以用于从含有羟基，优选与芳香族或脂肪族碳环连接的羟基的化合物起始生产胺的系统，所述化合物可以来源于可再生起始材料而非通过分解化石资源的途径获得的化合物。导致产生本发明的另一个问题是提供对于生产有机胺的完整的酶促途径，优选为与现有技术中描述的反应相比，具有广泛底物特异性和/或改善的产率和/或产物特异性的酶促途径和不需要加入有害试剂和/或苛刻的反应条件的酶促途径。

另一个问题涉及提供用于生产胺的一组反应，其具有整体为0的氧化还原平衡。

导致产生本发明的另一个问题是提供可以用于生产胺的系统，其从含有羟基，优选与芳香族或脂肪族碳环连接的羟基的化合物起始，而不需要将中间体进行纯化和/或提取步骤或更改溶剂。

导致产生本发明的问题通过所附独立权利要求和从属权利要求的主题解决。

在第一方面，导致产生本发明的问题通过以下方法解决，其包括步骤：

(a) 在氧和碳水化合物氧化酶辅因子存在的情况下，将含有羟基的烃与具有氧依赖及辅因子依赖的碳水化合物氧化酶活性的生物试剂接触，和

(b) 在氨基酸脱氢酶辅因子和氨基酸脱氢酶的底物氨基酸存在的情况下，将步骤a)中产生的烃与具有氨基转移酶活性的生物试剂和具有辅因子依赖的氨基酸脱氢酶活性的生物试剂接触。

在第一方面的实施方案中，所述含有羟基的烃包含具有至少一个选自–(CH₂)_x–OH的取代基的5或6元环，其中x是0-4。

在第一方面的实施方案中，所述含有羟基的烃选自式(I)或(II)所示的化合物：

其中A、B、C、D、E和F中最多两个是各自且独立地选自N、S和O的原子，并且其他为C，

其中R³选自H、卤素、取代的或未取代的烷基、烯基、炔基、

其中x是0-20，优选0-4，更优选1-2，

并且其中R⁴选自H和取代的或未取代的烷基、环烷基、芳基和杂芳基。

在第一方面的实施方案中，A、B、C、D、E和F中最多两个是各自且独立地选自N和O的原子，并且其他为C，

其中R³选自和