[发明专利]醛酮还原酶BsAKR(YvgN)及其突变体和应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，涉及一种酮还原酶多种突变体及其用途，所述突变体是由野生型枯草芽孢杆菌醛酮还原酶(Bacillus subtilis aldo‑keto reductase,BsAKR(YvgN))出发经过突变得到的，具体涉及一种醛酮还原酶多种突变体和其制备方法。还涉及利用所述的醛酮还原酶BsAKR(YvgN)及其突变体通过催化α‑酮酸酯类化合物及1‑苯基乙酮类化合物的还原，得到具有光学活性的S或R构型仲醇化合物的方法。本发明中的突变体相对于野生型，立体选择性得到了提高或者逆转，催化上述底物可以获取两种构型(R或者S型)的手性醇，例如光学纯的例如光学纯的(R)‑邻氯扁桃酸甲酯，(S)‑2‑羟基‑4‑苯基丁酸乙酯及(R)‑2‑羟基‑4‑苯基丁酸乙酯，在手性醇制备领域具有很好的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，涉及一种酮还原酶多种突变体及其用途，所述突变体是由野生型枯草芽孢杆菌醛酮还原酶(Bacillus subtilis aldo-keto reductase,BsAKR(YvgN))出发经过突变得到的，具体涉及一种醛酮还原酶多种突变体和其制备方法。还涉及利用所述的醛酮还原酶BsAKR(YvgN)及其突变体通过催化α-酮酸酯类化合物及1-苯基乙酮类化合物的还原，得到具有光学活性的S或R构型仲醇化合物的方法。

背景技术

手性醇的手性碳原子连有活泼的羟基官能团，使得手性醇成为精细化工、药物及农业应用的关键合成中间体。例如，手性醇(3R,5R)-6-氰基-3,5-二羟基己酸乙酯(ethyl(3R,5R)-6-cyano-3,5-dihydroxyhexanoate)是辉瑞公司研发的降血脂药阿托伐他汀钙(Lipitor^TM)合成过程中的关键手性中间体。另外，含有其他活泼官能团的手性醇(如手性卤代醇)还可以被转化为其他具有更为广泛应用价值的手性模块，如手性环氧化合物、手性二醇、手性羟基腈类、手性羟基叠氮化合物与手性氨基醇等。

α-酮酸酯类化合物做为重要的合成中间体在化工与医药领域也得到广泛的应用，并且该类醇的R-及S-型均有重要的应用价值。(R)-邻氯扁桃酸甲酯(分子式为o-Cl-C₆H₄CH(OH)COOCH₃，分子量为200.62，CAS号：32345-59-8)是合成血小板聚集抑制剂氯吡格雷的重要手性中间体。氯吡格雷是一种二磷酸腺苷(ADP)受体阻滞剂，可与血小板膜表面ADP受体结合，使纤维蛋白原无法与糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受体结合，从而抑制血小板凝集，主要用于治疗急性心肌梗死，在国内具有广泛市场。(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[Ethyl(R)-2-hydroxy-4-phenylbutyrate,(R)-HPBE]是制造各种血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂的重要前体，如贝那普利、依那普利和雷米普利，它们被广泛用于治疗高血压和充血性心力衰竭。ACE抑制剂干扰血管紧张素I向血管紧张素II的转化，有利于减轻心脏前负荷。同时ACE抑制剂能够预防或逆转心血管重构，抑制心肌和血管的肥厚、增生。在国内抗高血压用药市场当中占据较大份额。此外，(R)-苯乙酰甲醇是(—)-麻黄碱的前体，(—)-麻黄碱是一种用于预防脊髓麻醉期间低血压的药物，同时也被对于治疗哮喘，嗜睡症。

光学纯的1-苯基乙醇类化合物，尤其是α卤素取代的1-苯基乙醇类化合物是药物及其他精细化学品合成过程中的重要手性中间体。目前多种获取光学纯的手性纯的方法被开发出来，包括动力学拆分与不对称合成两大类。利用前手性羰基化合物不对称合成方法的理论收率可达100％，是获取光学纯的1-苯基乙醇类化合物的重要途径。科研人员已经通过手性金属配体作为催化剂，开发出合成光学纯的手性醇的化学合成方法，并部分应用于工业生产，然而，由于其条件苛刻且存在重金属残留问题，在药物等合成中的应用受到了限制。生物催化以其环境友好、反应条件温和、区域及立体选择性高等优势，在手性醇的合成中受到了越来越多的关注。