[发明专利]一种酮还原酶及其在制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇中的应用

说明书

本发明公开了一种酮还原酶突变体及其在制备(S)‑1‑(3‑氯苯基)‑1,3‑丙二醇中的应用。本发明以3‑氯苯甲酸为底物，先制备3‑(3‑氯苯基)‑3‑羰基丙酸甲酯，然后在酮还原酶的作用下转化得到(S)‑3‑(3‑氯苯基)‑3‑羟基丙酸甲酯，进而还原得到(S)‑1‑(3‑氯苯基)‑1,3‑丙二醇。与现有技术相比，该方案反应条件温和，收率较高，手性选择性好，具有良好的工业应用价值。

技术领域：

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及一种酮还原酶突变体及其在制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇中的应用。

背景技术：

(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇是一种用于制备多种环磷酸酯类药物分子的重要中间体，CAS号：625095-57-0，结构如式I所示。

专利CN103333209A中公开(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇可以用于制备富马酸替诺福韦酯的前药化合物；专利CN110590839A中公开(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇可以用于制备乐伐替尼衍生物；专利CN1997377A中公开(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇可以用于制备治疗肝炎C病毒感染有效的化合物；文献中国海洋大学学报，2013，43(2)，055～059中报道(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇可以用于制备熊果酸环磷酸酯衍生物。未来，(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇可以用于制备更多的新药分子。

目前，制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇的方法多为化学法合成。专利WO2015154716中报道一种制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇的方法，如Scheme 1所示。该路线以3-氯苯乙酮与碳酸二甲酯为起始原料，需要经过有腐蚀性和刺激性的金属催化剂三氯化钌催化才能获得手性中心。

文献Journal of Medicinal Chemistry(2008),51(3),666-676和中国海洋大学学报，2013，43(2)，055～059中均报道一种制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇的方法，如Scheme 2所示。该路线选用3-氯苯乙酮制得1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇，然后在三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)催化下与六甲基二硅胺烷(HMDS)发生硅醚化反应，再与薄荷酮发生缩酮化反应得到2种非对映异构体，需要硅胶柱层析分离后再经盐酸催化水解得到(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇，操作繁琐，收率低，不适合工业化生产。

文献European Journal of Organic Chemistry,2014(24),5247-5255中报道一种酶法(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇的方法，如Scheme 3所示。该路线选用3-氯苯乙酮为原料，在脂肪酶的催化条件下，一锅法制得(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇，反应时间96小时，收率为74％，ee值仅为87％。

因此，需要开发一种高效的酶以及操作简单、收率高、选择性好、成本低、环境友好的制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇的方法。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种酮还原酶突变体及其在制备(S)-1-(3-氯苯基)-1,3-丙二醇中的应用。

一方面，本发明提供一种酮还原酶突变体。

本发明利用基因工程手段，对野生型酮还原酶氨基酸进行了半理性设计，通过饱和突变，最后获得突变体Mut1(P41G/S58V/G141A/I 221V/G254H)。

进一步，所述野生型酮还原酶选自Novosphingobium aromaticivorans。