[发明专利]用于将亚磺酸酶促氧化成磺酸的方法

说明书

本发明涉及用选自产生Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;的氧化酶类的酶，在所述酶的底物存在下，将式Hsubgt;2/subgt;N‑CH(R)‑CHsubgt;2/subgt;‑SOsubgt;2/subgt;H的亚磺酸酶促氧化成式Hsubgt;2/subgt;N‑CH(R)‑CHsubgt;2/subgt;‑SOsubgt;3/subgt;H的磺酸的方法，尤其是用于将L‑半胱亚磺酸酶促氧化成L‑半胱磺酸和将亚牛磺酸酶促氧化成牛磺酸的方法。

本发明涉及用选自产生H₂O₂的氧化酶类的酶，在所述酶的底物存在下，将式H₂N-CH(R)-CH₂-SO₂H的亚磺酸酶促氧化成式H₂N-CH(R)-CH₂-SO₃H的磺酸的方法，尤其是用于将L-半胱亚磺酸酶促氧化成L-半胱磺酸和将亚牛磺酸酶促氧化成牛磺酸的方法。

亚磺酸是一类含有有机键合的硫和氧的化合物，其通用结构为R–S(＝O)–OH，其中R是有机基团。母体物质亚磺酸具有结构H–S(＝O)–OH，并且与次硫酸HO-S-OH互变异构。亚磺酸的盐是亚磺酸盐。

磺酸是具有通用结构R–SO₂-OH的有机硫化合物，其中R是有机基团。具有各自的通用结构R–SO₂–O^-和R₁–SO₂–O–R₂(R₁、R₂在每种情况下都是有机基团)的它们的盐和酯称为磺酸盐(酯)。

通过氧化，例如用过氧化物将亚磺酸转化成磺酸在化学上是可能的(参见例如Chauvin and Pratt,Angew.Chem.Int.Ed.(2017)56:6255-6259)。亚磺酸可能的酶促氧化为磺酸在化学工业中无足轻重，但对从相应亚磺酸生产天然存在的磺酸的生物技术方法很有兴趣。

天然存在的亚磺酸的实例包括L-半胱亚磺酸和亚牛磺酸。天然存在的磺酸的实例包括L-半胱磺酸和牛磺酸。

牛磺酸(2-氨基乙磺酸，CAS号107-35-7)是一种氨基磺酸，其在自然界中作为氨基酸半胱氨酸和甲硫氨酸的分解产物天然存在。牛磺酸具有经济重要性；它例如是能量饮料的成分，并且还用于宠物食品，例如用于猫或养鱼(Salze and Davis,Aquaculture(2015)437:215-229)。然而，牛磺酸也被认为具有促进健康的作用(Ripps and Shen,MolecularVision(2012)18:2673-2686)。

商业用途的牛磺酸目前是化学生产的。一种已知的方法是常熟市虞东化工厂(Changshu Yudong Chemical Factory)的方法，该方法从乙烯开始，并且经由乙烯亚胺生成牛磺酸。随着消费者驱动的远离化学生产成分的趋势，生产牛磺酸的生物技术方法也越来越多地受到研究。

在自然界中，牛磺酸几乎只存在于动物界，只存在出现在植物、藻类或细菌中的少数实例。牛磺酸有多种生物合成途径(例如，参见KEGG途径数据库：“牛磺酸和亚牛磺酸代谢(the KEGG Pathway Data“Taurine and hypotaurine metabolism”)”)，尤其是从L-半胱氨酸开始。从L-半胱氨酸到牛磺酸的最重要的合成步骤如等式(1)至(5)所示。

(1)L-半胱氨酸+O₂-L-半胱亚磺酸

(2)L-半胱亚磺酸+１／２O₂-L-半胱磺酸

(3)L-半胱亚磺酸-亚牛磺酸+CO₂

(4)亚牛磺酸+１／２O₂-牛磺酸

(5)L-半胱磺酸-牛磺酸+CO₂