[发明专利]转氨酶及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及手性化合物的合成领域，具体而言，一种转氨酶及其应用。

背景技术

手性胺广泛存在于自然界中，是很多重要生物活性分子的结构单元，是合成天然产物和手性药物的重要中间体，很多手性胺还可成为重要的手性助剂和手性拆分试剂。所以，手性胺化合物的制备有很重要的经济意义。

现阶段，手性胺的制备主要采用化学还原的方法，利用前手性酮制备得到光学活性的胺。在Pd/C及喹宁的催化作用下，前手性酮与甲酸以及无机氨/有机伯胺进行反应生成手性胺；另有研究者以钌配合物为催化剂，通过前手性酮不对称胺化还原得到手性胺(Renat Kadyrov et al.Highly Enantioselective Hydrogen-Transfer Reductive Amination:Catalytic Asymmetric Synthesis of Primary Amines.Angewandte Chemie International Edition.2003，42(44)，第5472-5474页)，此类反应中金属催化剂是非常关键的因素，且对金属催化剂要求苛刻，反应需要在高压条件下完成，操作设备要求高，同时金属催化剂价格昂贵，对环境污染也较大(Ohkuma T et al.Trans-RuH(eta1-BH4)(binap)(1，2-diamine):a catalyst for asymmetric hydrogenation of simple ketones under base-free conditions.Journal of the American Chemical Society.2002，124(23)，第6508-6509页)。

氨基转移酶，也称为转氨酶，可以催化一个氨基与羰基互换的过程。ω-转氨酶属于转氨酶之一，但有少许不同。ω-转氨酶是指一类酶，只要在其催化的转氨反应中，反应的底物或产物中不含有α-氨基酸，就可以称该酶为ω-转氨酶。ω-转氨酶可以利用酮类化合物为原料，通过立体选择性地转氨基作用，高效生产手性胺。因其底物相对廉价、产物纯度高的特点，受到研究人员越来越多的关注。人们希望能充分发掘其潜力，将其推广用于手性胺的工业生产，但目前对该酶的研究及应用仍然比较少。

本领域仍然存在对具有高度立体选择性-R构型催化活性的ω-转氨酶的需求，以满足制备手性胺化合物的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种新的转氨酶及其应用，以适应手性胺的工业化生产需求。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转氨酶或其修饰物、功能等同物、功能片段或变体，该转氨酶的氨基酸序列包含选自如下序列的序列：a)如SEQ ID NO.：2或4所示的氨基酸序列；b)与SEQ ID NO.：2或4所示的氨基酸序列具有至少80％同一性且具有高度立体选择性-R构型催化活性的ω-转氨酶活性的氨基酸序列，其中该氨基酸序列不是如SEQ ID NO.：5或6所示的核苷酸序列所编码的氨基酸序列；c)在SEQ ID NO.：2或4中所示的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或多个氨基酸而由SEQ ID NO.：2衍生而来且具有高度立体选择性-R构型催化活性的ω-转氨酶活性的蛋白质，其中该氨基酸序列不是如SEQ ID NO.：5或6所示的核苷酸序列所编码的氨基酸序列；其中，高度立体选择性是指其中一个立体异构体的含量是另一个的至少约1.1倍。

进一步地，转氨酶的氨基酸序列是将SEQ ID NO.：2所示的氨基酸序列的第38位上的亮氨酸替换为异亮氨酸的氨基酸序列。

根据本发明的另一个方面，提供了一种核苷酸，该核苷酸编码上述的转氨酶或其修饰物、功能等同物、功能片段或变体。

进一步地，上述核苷酸的序列包含选自如下序列的序列：a)如SEQ ID NO.：1或3所示的核苷酸序列；b)与SEQ ID NO.：1或3所示的核苷酸序列具有至少80％同一性且编码具有高度立体选择性-R构型催化活性的ω-转氨酶的核苷酸序列，其中该核苷酸序列不是如SEQ ID NO.：5或6所示的核苷酸序列；c)在高严谨条件下与SEQ ID NO.：1或3所示的核苷酸序列杂交且编码具有高度立体选择性-R构型催化活性的ω-转氨酶的核苷酸序列，其中该核苷酸序列不是如SEQ ID NO.：5或6所示的核苷酸序列；其中，高度立体选择性是指其中一个立体异构体的含量是另一个的至少约1.1倍。