[发明专利]一种循环酶催化制备熊去氧胆酸的方法

说明书

本发明公开了一种丙酮/异丙醇循环在酶法制备熊去氧胆酸（UDCA）中的应用，为两步酶法制备UDCA提供了一种环保、经济、高效的新思路。第一步利用酮还原酶将丙酮还原为异丙醇，同时将NADPH/NADH转化成NADP+/NAD+，为7‑α类固醇脱氢酶（7‑αHSDH）催化鹅去氧胆酸（CDCA）生成7‑羰基石胆酸（7‑KLCA）提供NADP+/NAD+；第二步利用异丙醇脱氢酶将异丙醇氧化为丙酮，同时将NADP+/NAD+转化成NADPH/NADH，为7‑β类固醇脱氢酶（7‑βHSDH）催化7‑KLCA生成UDCA提供NADPH/NADH。此两步酶法利用固定化酶，工艺简单，在第一步反应结束后简单处理就可以进行第二步反应，不需要中间提纯；反应中NADP+/NAD+加量少，且丙酮和异丙醇可以回收利用，极大降低了生产成本和环保压力。

技术领域

本发明涉及生物催化领域，具体涉及一种循环酶催化制备熊去氧胆酸的方法。

背景技术

熊去氧胆酸（UDCA），化学名称为3α,7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸，为有机化合物，无臭，味苦。医学上用于增加胆汁酸分泌，并使胆汁成分改变，降低胆汁中胆固醇及胆固醇脂，有利于胆结石中的胆固醇逐渐溶解，用于治疗胆结石、胆汁淤积性肝病、脂肪肝、各型肝炎、中毒性肝障碍、胆囊炎、胆道炎和胆汁性消化不良、胆汁返流性胃炎、眼部疾病等。

近几年国内UDCA市场呈爆炸式增长，目前的生产工艺普遍为化学工艺，从动物胆汁中提取到CDCA，再利用化学法做到UDCA，化学法工艺复杂，收率低，成本高，环保和安全性差。这几年随着国内酶催化市场的普及，不少厂家及科研单位开始尝试酶催化生产UDCA，比较常见的从CDCA到UDCA主要有化学法-酶法和两步酶法两种应用。专利CN106086149A公开了一种化学-酶法制备UDCA的方法，CDCA到7-KLCA用次氯酸钠氧化，7-KLCA到UDCA用酶法催化，化学氧化存在的问题就是氧化剂残留会影响下一步酶催化，虽然利用亚硫酸钠处理，但仍存在不稳定因素，不利于大规模稳定生产，第二步酶催化的辅酶再生用的葡萄糖，反应后生成大量的葡萄糖酸钠，虽然对反应本身没什么影响，但是造成的污水处理成本却是非常大，不符合当前越来越严格的环保政策，专利CN107995929A、CN109055473A、CN110643584A等均用的葡萄糖的辅酶再生体系，而有些专利用的乳酸、苹果酸钠等辅酶再生体系，也均有一定的污水处理压力。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明通过采用助溶剂丙酮与酶之间的反应与转化，实现提供了丙酮-异丙醇循环辅助固定化酶制备熊去氧胆酸的方法，该方法的工艺简单，成本低，转化率高，后处理更容易，更加环保。同时丙酮和异丙醇易蒸馏回收，降低成本及减少后续处理工序。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案。

一种循环酶催化制备熊去氧胆酸的方法，包括以下步骤：

（1）第一步酶催化反应：利用酮还原酶将丙酮还原为异丙醇，同时将NADPH/NADH转化成NADP+/NAD+，为7-α类固醇脱氢酶7-αHSDH催化鹅去氧胆酸CDCA生成7-羰基石胆酸7-KLCA提供NADP+/NAD+；获得第一步酶反应液；

（2）第二步酶催化反应：利用异丙醇脱氢酶将异丙醇氧化为丙酮，同时将NADP+/NAD+转化成NADPH/NADH，为7-β类固醇脱氢酶7-βHSDH催化7-KLCA生成熊去氧胆酸UDCA提供NADPH/NADH。

优选地，步骤（1）的过程为：丙酮溶于水中，然后加入CDCA搅拌溶解，然后加入NADP+/NAD+，控制反应体系温度及pH，再加入酮还原酶和7-αHSDH，反应，生成产物7-KLCA。

更优选地，所述的酮还原酶和7-αHSDH为固定化酶。