[发明专利]用于氧化还原辅因子的酶再生的方法

说明书

公开了一种用于一锅法反应中的氧化还原辅因子NAD⁺/NADH和NADP⁺/NADPH的酶再生的方法。在该方法中，由于相同反应批次中进行的至少两种另外的酶催化氧化还原反应(产物形成反应)，两种氧化还原辅因子中的一种以其还原型获得，且另一种以其氧化型获得。所公开的方法的特征在于：a)在将被还原的辅因子再转化为其初始氧化型的再生反应中，氧气或通式R₁C(O)COOH的化合物被还原，且b)在将被氧化的辅因子再转化为其初始还原型的再生反应中，通式为R₂CH(OH)R₃的化合物被氧化，化合物中的R₁、R₂和R₃具有不同含义。

本申请为2013年02月06日提交的申请号为201380008572.8且发明名称为“用于氧化还原辅因子的酶再生的方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于一锅法反应中的氧化还原辅因子NAD⁺/NADH和NADP⁺/NADPH的酶再生的方法，其中，由于相同反应批次中进行的至少两种另外的酶催化氧化还原反应(＝产物形成反应)，两种氧化还原辅因子中的一种以其还原型累积，另一种以其氧化型累积。

背景技术

现有技术

酶催化氧化还原反应用于工业操作，例如，制备手性醇类、α-氨基酸类和α-羟基酸类。工业氧化还原反应中使用的大部分酶类使用诸如NADH或NADPH的辅因子。酶氧化还原反应中，由原位辅因子再生体系存储氧化还原辅因子是人们特别感兴趣的。其原因是仅使用催化量的昂贵辅因子(NAD(P)⁺/NAD(P)H)是可能的。合适的脱氢酶类和其他酶类的可得导致各种辅因子再生体系的开发。

至今为止描述的再生体系可归类为：酶联的(enzyme-linked)、底物联的(substrate-linked)、体内的(活有机体内的天然辅因子再生体系)、光化学的、化学的或电酶的。本处描述的方法涉及一种酶联再生体系。酶联再生体系的优点为高选择性、适用于制备各种产品和辅因子的高再利用率(总转换数，TTN)。

在90年代中期，使用酶联辅因子再生体系的第一种工业方法用在吨级。在该方法中，使用来自博伊丁假丝酵母(Candida boidinii)的甲酸脱氢酶。现在已知的工业方法通常使用用于产物的合成的氧化还原酶和用于辅因子再生的另外的酶。

产物和用于辅因子再生的两种酶体系的形成中涉及的两种或更多种酶氧化还原反应(同时或依次)的方法在一个反应批次中进行，不必从其中区分被分离的中间产物。最近这样的酶级联反应(本文指一锅法反应)得到特别很大关注，因为其有效减少了运行成本、运行时间和环境影响。此外，氧化还原反应的酶级联有利于通过常规化学方法难以实施的转化。

然而，在一个一锅法反应中同时进行多个反应(氧化和还原)与平行的辅因子再生是具有挑战性的，因为对独立转化通常需要差异很大的反应条件。至今为止，仅进行了非常少量的使用相关联的辅因子再生体系的、包括氧化反应和还原反应的一锅法尝试。