[发明专利]固定化经修饰的苏氨酸转醛酶及其应用

说明书

本发明提供了固定化经修饰的苏氨酸转醛酶及其催化合成3‑苯基‑L‑丝氨酸及其衍生物的应用。固定化酶相比自由酶而言提高了产品的纯度，降低了酶的使用成本以及后续反应的纯化成本。

技术领域

本发明涉及酶工程及固定化酶领域。具体而言，本发明涉及固定化经修饰的苏氨酸转醛酶催化合成3-苯基-L-丝氨酸及其衍生物的应用。

背景技术

3-苯基-L-丝氨酸及其衍生物，其结构通式如下所示：

3-苯基-L-丝氨酸及其衍生物是一类很重要的有机合成中间体，其广泛应用于药物合成中。比如：(2S,3R)-对甲砜基苯丝氨酸是合成兽药氟苯尼考跟甲砜霉素的关键中间体，(2S,3R)-对硝基苯丝氨酸可作为抗菌药物氯霉素的关键中间体。另外，3-苯基-L-丝氨酸及其衍生物还可以通过简单的转化制备手性氮杂环丙烷(David Tanner,ChiralAziridines-Their Synthesis and Use in Stereoselective Transformations,Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,33,599(1994))，其广泛应用于手性药物的合成。目前3-苯基-L-丝氨酸衍生物主要是通过有机合成制备，此类方法往往存在步骤多，收率低，立体选择性差等缺点。

生物工作者对此类化合物的制备也做了一些尝试，例如Steinreiber等人(Johannes Steinreiber et al.,Threonine aldolases—an emerging tool fororganic synthesis,Tetrahedron,63,918-926(2007))利用苯甲醛衍生物与甘氨酸在醛缩酶的作用下合成3-苯基-L-丝氨酸衍生物，其反应式如下所示：

目前此方法还是存在转化率低、立体选择性差、产品的分离纯化难度大等缺陷，不具备产业化的条件。因此探索一种温和、高效、经济的方法制备此类化合物受到了广大化学生物工作者的关注。

中国专利申请CN109836362A公开了利用苏氨酸转醛酶(LTTA)催化对甲砜基苯甲醛和L-苏氨酸反应得到(2S,3R)-对甲砜基苯丝氨酸。

WO2020135000A进一步公开了，LTTA可以催化苯甲醛或其衍生物和L-苏氨酸反应生成3-苯基-L-丝氨酸或其衍生物和乙醛，反应通式如式I所示：

通过此方法，整个3-苯基-L-丝氨酸或其衍生物的制备、提纯工艺操作简单、条件温和、大幅度降低了固体废弃物和生产的成本。然而，此方法的酶的用量仍然较大，成本较高。因此，本领域仍然需要提供能回收套用的固定化酶催化剂来降低成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种固定化酶法催化合成3-苯基-L-丝氨酸及其衍生物的方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种固定化酶催化剂，该固定化酶催化剂包括树脂以及共价结合在所述树脂上的酶；所述酶为苏氨酸转醛酶或者苏氨酸转醛酶和乙醛还原酶的组合或者苏氨酸转醛酶、乙醛还原酶和辅酶再生酶的组合；

进一步地，所述树脂为活化的带有氨基的树脂，活化剂优选戊二醛溶液。

进一步地，戊二醛溶液的浓度为1％-2％。

进一步地，苏氨酸转醛酶和乙醛还原酶的组合或者苏氨酸转醛酶、乙醛还原酶和辅酶再生酶的组合被同时共价固定到一种树脂上。

进一步地，所述辅酶再生酶选自：醇脱氢酶、甲酸脱氢酶和葡萄糖脱氢酶中的一种或多种。