[发明专利]酮还原酶突变体及生产手性醇的方法

说明书

本发明公开了一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法。该酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列，突变的位点至少包括如下位点之一：第6位、第21位、第42位、第58位、第61位、第76位、第87位、第94位、第96位、第108位、第113位、第117位、第144位、第146位、第147位、第149位、第151位、第152位、第156位、第165位、第177位、第198位等。应用本发明的技术方案，酮还原酶以酮类化合物为原料，通过立体选择性地还原作用，可以高效生产手性醇，并可以选择性的拆分，降低了生产成本和后期处理难度，适合推广用于手性醇的工业生产。

技术领域

本发明涉及化合物合成技术领域，具体而言，涉及一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法。

背景技术

手性醇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。许多手性药物都含有一个或多个手性中心，不同手性药物的药理活性、代谢过程、代谢速率以及毒性有显著差异，通常一种对映体是有效的，而另一种对映体则是低效或无效的，甚至是有毒的。因此，如何高效立体选择性地构建含手性中心的化合物在医药研发中有着重要意义。

酮还原酶(Ketoreductase，KRED)也可以称作羰基还原酶(Carbony-reductase)，酶分类号EC 1.1.1.184，常被用于还原潜手性醛或者酮从而制备手性醇。KRED不仅可以将醛类或者酮类底物转化为对应的醇产品，而且还可以催化其逆反应，即催化氧化醇底物得到对应的醛或者酮。在酮还原酶催化的反应中，需要辅因子的参与，包括还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)或氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。

在进行醛或者酮的还原反应过程中，一般需要还原型的辅因子NADH或者NADPH的参与，而在实际反应中，会添加氧化型的辅因子NAD或者NADP，然后通过合适的辅因子再生体系再生为还原型的NADH或者NADPH。常用的辅因子再生体系包括葡萄糖和葡萄糖脱氢酶、甲酸盐和甲酸脱氢酶、仲醇和仲醇脱氢酶，亚磷酸盐和亚磷酸脱氢酶以及其它类似的系统。一般来说，辅酶再生体系的更换不会实质的影响酮还原酶的功能。

尽管有多种酮还原酶已经被用于商业化生产当中，但是针对某些底物并没有酮还原酶可以进行催化，或者催化效率很低。因此，需要进一步寻找针对某些底物催化效率较高的酶。

发明内容

本发明旨在提供一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法，以提高酮还原酶的催化活性。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种酮还原酶突变体。该酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列，突变的位点至少包括如下位点之一：第6位、第21位、第42位、第58位、第61位、第76位、第87位、第94位、第96位、第108位、第113位、第117位、第144位、第146位、第147位、第149位、第151位、第152位、第156位、第165位、第177位、第198位、第199位、第200位、第201位、第202位、第223位、第96位、第237位及第230位。

进一步地，酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列，突变的位点至少包括如下突变之一：E144T、E144V、E144A、L152F、L152R、L152A、L152V、E201A和D202A；或者酮还原酶突变体的氨基酸序列具有发生突变的氨基酸序列中的突变位点，且与发生突变的氨基酸序列具有95％以上同一性的氨基酸序列。

进一步地，酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列，氨基酸突变包括E144A。

进一步地，氨基酸突变还包括L152F或L152Y。