[发明专利]一种应用查尔酮还原酶合成二氢查尔酮的方法

说明书

本发明公开了一种应用查尔酮还原酶合成二氢查尔酮的方法，以查尔酮为底物，经查尔酮还原酶催化体系选择性还原其碳碳双键合成二氢查尔酮，所述催化体系由查尔酮还原酶和辅因子再生系统组成。本发明中所述应用查尔酮还原酶作为催化剂合成二氢查尔酮的方法，设计合理，具有反应步骤简单、反应条件温和、环境友好、催化效率高、酶纯化简单、稳定性好等优点，在二氢查尔酮及相关药物的工业合成领域具有良好的应用开发前景。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种应用查尔酮还原酶合成二氢查尔酮的方法，是一种应用查尔酮为催化剂选择性还原查尔酮碳碳双键获得二氢查尔酮的方法。

背景技术

二氢查尔酮及其衍生物不仅作为低能量甜味剂在饮料、糖果与食品制造领域具有重要应用价值，而且具有抗炎、抗肿瘤、抑菌及降血糖等作用，是一类极具有开发前景的生物活性物质。二氢查尔酮及其衍生物主要来源于植物次生代谢，在植物中含量较低，目前化学合成仍是其主要来源，其中选择性还原查尔酮的碳碳双键是重要合成步骤，因此，二氢查尔酮是制备其衍生物最为重要的中间体化合物。但查尔酮结构中的碳碳双键与相邻的羰基共轭形成α,β-不饱和羰基结构单元，采用化学方法进行还原时，羰基与双键极易发生竞争，生成1,4-和1,2-还原混合物，实现区域选择性具有一定的挑战性；化学法主要以过渡金属为催化剂，价格昂贵，且反应条件苛刻、易污染环境。与化学法比较，酶催化具有高效环保、反应条件温和且化学选择性好的优势。目前催化碳碳双键的双键还原酶受到其底物谱、催化效率、酶产量及稳定性等因素的限制，可用于查尔酮双键还原的新型高效双键还原酶仍亟待开发。

查尔酮还原酶(chalcone reductase，CHR)，又称查尔酮聚酮还原酶(chalconepolyketide reductase)，为醛酮还原酶(Aldo-KetoReductase，AKR)超家族AKR4家族成员，参与植物黄酮及异黄酮类化合物生物合成途径，与查尔酮合成酶协同催化生成脱氢查尔酮(Bomati EK,Austin MB,Bowman ME,Dixon RA,Noel JP.Structural elucidation ofchalcone reductase and implications for deoxychalcone biosynthesis.J BiolChem 2005,280,30496-30503.)，但目前为止仍未确定CHR的天然底物及底物谱。

发明内容

本发明目的在于提供一种应用查尔酮还原酶合成二氢查尔酮的方法，是一种应用查尔酮还原酶选择性还原查尔酮碳碳双键生成二氢查尔酮的方法。该方法具有化学选择性好、转化效率高、反应步骤简单等优势。

本发明提供的一种应用查尔酮还原酶合成二氢查尔酮的方法，以查尔酮为底物，经酶催化体系催化获得相应的二氢查尔酮，所述酶催化体系由查尔酮还原酶和辅酶再生系统组成。

具体步骤为：以查尔酮为原料，以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)为辅因子，通过酶催化体系中的查尔酮还原酶的选择性还原催化下，还原其碳碳双键生成相应的二氢查尔酮，反应式如下：

在反应过程中NADPH被氧化成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP⁺)，但由于NADPH价格昂贵，通过辅因子再生系统将NADP⁺再生为NADPH，可显著降低反应成本。

本发明中，所述辅因子再生系统为：以葡萄糖脱氢酶为辅因子再生酶、以葡萄糖为辅因子再生底物、包含NADPH和NADP⁺的葡萄糖脱氢酶辅因子再生系统。