[发明专利]一种级联反应制备D-芳香族氨基酸的方法

说明书

本发明公开了一种级联反应制备D‑芳香族氨基酸的方法。本发明以氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的D‑N‑氨甲酰水解酶作为催化剂，在海因酶过程级联反应中制备D‑芳香族氨基酸。本发明提供了一种D‑N‑氨甲酰水解酶可作为催化剂应用于海因酶过程制备光学纯D‑芳香族氨基酸，其可溶性好，催化效率高(转化率99％)、立体选择性高(e.e.99.9％)、适用的反应条件温和、环境友好。本发明的D‑N‑氨甲酰水解酶催化效果佳，底物适用性广，具有很好的应用开发前景。

技术领域

本发明涉及一种级联反应制备D-芳香族氨基酸的方法，属于生物催化技术领域。

背景技术

D-氨基酸作为一种非天然的氨基酸，常被用来合成各种医药中间体，例如D-对羟基苯甘氨酸常被用来合成头孢菌素的前体(Syldatk C.,Advances in BiochemicalEngineeringBiotechnology,1990,29–75)；D-色氨酸(D-Trp)可用于合成奥曲肽Octreotide和他达拉非Cialis，它们是治疗肢端肥大症和勃起功能障碍的重要药物；D-Trp还可用于合成治疗皮炎的肽类药物，包括：Tyrocidines C(D-Phe-Pro-Trp-d-Trp-Asn-Gln-Tyr-Val-Orn-Leu)和Thymodepressin(γ-D-Glu-d-Trp)等(Martínez-Rodríguez etal.,Chem.Biodivers,2010,7,1531–1548)，同时，还可以用作非营养型甜味剂，在食品行业倍受欢迎。

D-N-氨甲酰水解酶是属于腈水解酶超家族的第6类，它可以将D-N-氨甲酰氨基酸水解得到的D-氨基酸，常被用来与海因消旋酶和海因酶构成级联反应制备光学纯的D-氨基酸。

近年来关于D-芳香族氨基酸的合成研究主要是D-色氨酸和D-对羟基苯甘氨酸，例如，1998年Yamamoto等人，利用D-N-酰胺酶选择性地水解D-色氨酰胺之后通过化学水解得到D-Trp(EP0853128A1)。类似于酰胺酶方法，1957年Greenstein，等人利用L-氨基酰化酶制备D-Trp，其中只有N-乙酰基-DL-色氨酰胺中的L-对映异构体被水解，剩余的对映异构体可通过化学法脱乙酰化形成D-Trp(Greenstein,J.P.,Methods In Enzymology,1957,3:554–570)。1995年，Yamamoto H等人报道可以D-色氨酸酶从DL-Trp外消旋体中降解L-Trp产生D-Trp，但是该反应的副产物丙酮酸和吲哚可抑制色氨酸酶的活性，因而需要去除(Kawasakiet al.Bioscience Biotechnology and Biochemistry,1995,59:1938–1943)。关于D-对羟基苯甘氨酸的合成，目前研究比较好的是2007年，姜岷等人实现了50L规模的D-对羟基苯甘氨酸的制备，其时空产率为0.68g/Lh(Jiang,M.,Enzym.Microb.Technol,2007,41,407–412)，仍处于一个较低的制备水平，另外其所使用的反应底物为DL-对羟基苯海因，这使得底物的成本高，而且最终的转化产物的的得率低。