[发明专利]酮还原酶、核酸、重组表达质粒及菌株、合成劳拉替尼中间体中的应用

说明书

本发明提供了一种酮还原酶、编码所述酮还原酶的核酸、包含所述核酸的重组表达质粒、包含所述重组表达质粒的重组表达菌株，以及所述酮还原酶在不对称还原合成劳拉替尼中间体(S)‑1‑(2‑碘‑5‑氟苯基)乙醇中的应用。相对于现有技术，使用本发明的酮还原酶在不添加任何有机辅助试剂的纯水相中制备的(S)‑1‑(2‑碘‑5‑氟苯基)乙醇，不仅提高了底物的反应浓度，得到的产品光学纯度高，且反应条件温和，环境友好，绿色环保，操作简便，易于工业放大，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，主要是涉及一种酮还原酶、编码该酮还原酶的核酸、含有该核酸序列的重组表达质粒、包含该重组表达质粒的重组表达菌株，以及该酮还原酶在不对称合成劳拉替尼中间体(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇中的应用。

背景技术

(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇是合成劳拉替尼(Lorlatinib)的关键中间体。劳拉替尼的结构式如下所示：

其是辉瑞公司开发的一种新型、可逆、强效小分子ALK和ROS1抑制剂，对ALK已知的耐药突变均具有很强的抑制作用，因而被誉为第3代ALK抑制剂。

在专利WO2013132376中，(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇常用的化学合成方法如下所示：

但化学合成方法要求条件苛刻，使用高压催化氢化或危险的硼烷络合物进行手性还原，危险性较大，得到的产品手性纯度低，且具有收率低、成本较高、不绿色环保等缺点。

在生物催化方面，手性羟基化合物可通过还原酶催化合成，其反应条件温和，转化率高，立体选择性高，绿色环保。目前，越来越多的药物或者中间体可以通过生物催化的方式来合成的。酶催化法的合成方法如下所示：

目前，报道用酶催化方法合成(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇的相关文献很少，只有辉瑞公司的Duan等在文献Org.Process Res.Dev.2017,21,9,1340-1348中，利用Codexis公司的酶库，报道了(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇的酶合成方法，但没有公布相关基因序列，而且该文献利用有机试剂异丙醇来进行辅酶循环，使用有机试剂对酶活力有较大程度的损害，有明显的抑制作用，导致转化率低，反应时间长。

发明内容

针对已公开的不对称还原反应制备(S)-1-(2-碘-5-氟苯基)乙醇反应中，存在收率低、反应条件不环保等问题，本发明采用以下技术方案以解决该技术问题：

本发明的第一个目的是提供一种酮还原酶。

所述酮还原酶为如下的(a)、(b)或(c)：

(a)氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的多肽；

(b)在(a)基础上突变n个氨基酸、缺失或添加m个氨基酸的具有(a)活性的多肽；其中，1≤n≤10，1≤m≤30；

(c)与(a)具有至少90％同一性且具有(a)活性的多肽。

该酮还原酶催化活性高、对映选择性强、收率高，可以在不加任何辅助有机试剂(包括醇类、酯类、N,N-二甲基甲酰等)的纯水相体系下进行酮转化成手性醇的还原反应。

本发明的第二个目的是提供一种编码上述酮还原酶的核酸。

具体的，所述核酸的DNA序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明的第三个目的是提供一种包含上述核酸的重组表达质粒。

优选的，所述核酸选用pET21a载体构建重组表达质粒。