[发明专利]一种应用Perakine还原酶合成手性醇的方法

说明书

本发明公开了一种应用Perakine还原酶合成手性醇的方法，以不同的潜手性酮为底物，经Perakine还原酶催化体系还原合成手性醇，所述催化体系由Perakine还原酶和辅酶再生系统组成。本发明中所述应用Perakine还原酶作为催化剂合成手性醇的方法不仅具有反应步骤简单、反应条件温和、环境友好、催化效率高、酶纯化简单、稳定性好、立体选择性强等优点，而且Perakine还原酶的底物性极广，其底物包括苯乙酮类、烯酮类、环状酮及链状酮等，在手性醇及相关手性药物的工业合成领域具有良好的工业应用开发前景。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体地说，是应用Perakine还原酶为催化剂不对称还原潜手性酮获得光学醇的手性醇的方法。

背景技术

手性醇是一类极为重要的精细化工和手性药物合成的中间体，其合成一直以来备受研究者的关注。目前主要应用化学和生物催化剂以不氢对称转移反应(ATH)和不对称氢化(AH)的方式催化前手性酮获得手性醇。相较于化学催化，生物催化拥有高效环保的特点，更符合目前倡导的“绿色化学”的发展趋势。生物催化方式主要包括全细胞催化、粗酶液催化和纯酶催化，其中以纯酶作为生物催化剂均具有后处理简单、副反应少的优点，而较受青睐。目前可应用于不对称还原酮的酶主要有短链脱氢酶和酮还原酶，但由于受到稳定性、底物谱、催化效率及酶产量等多种因素的限制，而无法广泛应用于手性醇的合成，因此研究者们仍在不断寻找新的可以用于手性醇合成的酮还原酶。

Perakine还原酶(Perakine Reductase)来源于夹竹桃科萝芙木属药用植物蛇根木(Rauvolfia serpentina Benth.ex Kurz)，为醛酮还原酶(Aldo-KetoReductase，AKR)超家族的成员，以NADPH为辅酶催化醛酮还原反应(Sun L,Ruppert M,Sheludko Y,WarzechaH,Zhao Y,J.Purification,cloning,functional expression andcharacterization of perakine reductase:the first example from the AKR enzymefamily,extending the alkaloidal network of the plant Rauvolfia.Plant MolBiol.2008,67(5):455-67.)。

发明内容

本发明目的在于提供一种应用Perakine还原酶合成手性醇的方法。该方法具有立体选择性好、转化效率高、反应步骤简单，可转化的潜手性酮类型多样等特点。

本发明提供的一种应用Perakine还原酶合成手性醇的方法，以潜手性酮为底物，经酶催化体系催化获得相应的手性醇，所述酶催化体系由Perakine还原酶和辅酶再生系统组成。

具体步骤为：以潜手性酮为原料，以NADPH为辅酶，在Perakine还原酶的不对称催化下，还原生成相应的手性醇，反应式如下：

在反应过程中NADPH被氧化成NADP⁺，但NADPH价格昂贵，因此需要辅酶再生系统将NADP⁺再生为NADPH。

具体的，Perakine还原酶来源于植物蛇根木(Rauvolfia serpentina Benth.exKurz)，其氨基酸序列如序列表中PR-AA(SEQ.No.2)所示。

任何对PR-AA所示氨基酸序列中氨基酸经过缺失、插入或替换一个或几个氨基酸且具有Perakine还原酶活性的，仍属于本发明的保护范围。

具体的，编码Perakine还原酶基因的核苷酸序列如序列表中PR-DNA(SEQ.No.1)所示；

如本领域技术人员所知，本发明的Perakine还原酶基因的核苷酸序列也可以是编码序列表中PR-AA所示的氨基酸序列组成的蛋白质的其他任何核苷酸序列。