酵母细胞催化(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯的不对称还原

通过实验筛选出了对(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯具有较强还原能力的菌株。利用热预处理的方法提高了反应的立体选择性,并以稳定期的菌株为催化剂,考察菌龄、底物的加入量、菌体浓度、转化时间、转化温度和pH值对该反应的影响,得到较佳的反应条件是30℃,pH值6.0,底物浓度1 g/L,湿菌体浓度100 g/L,转化48 h。在此条件下进行反应,产物的收率和d.e.值可分别达到68.3%和95.1%。

羰基还原酶不对称还原(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯

选择R-羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶双酶,协同催化(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原制备阿托伐他汀关键手性合成子6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯。转化条件优化结果显示:在不添加外源性辅酶NADP(H)、菌体用量15.0 g/L、147.0 g/L(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯、128.2g/L葡萄糖,30℃、pH 6.5条件下反应6 h后,底物转化率达到100%,产物d.e.值大于99.5%。

(S)-6-苄氧基-5-羟基-3-氧代-己酸叔丁酯合成新方法

研究了一条新的路线用于(S)-6-苄氧基-5-羟基-3-氧代-己酸叔丁酯的合成.以廉价、易得的R-环氧氯丙烷为起始原料,经过几步比较温和的反应得到目标化合物.在此基础上,通过对催化剂三氟化硼乙醚用量的考察以及两条反应路线优缺点的比较,找到了一条适合大规模制备的工艺路线.该路线具有收率高、原料易得、反应条件温和、产物容易分离、提纯等特点.

生物催化法合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯

利用E.coli BL21/pCDFDuet-gdh-cr-X共表达全细胞催化6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯。结果表明:在菌体用量4.85 g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1∶1、温度28℃、pH 7.0条件下,80.0 g/L 6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯生物还原2 h后,底物转化率可达99.0%,产物d.e.值大于99.5%。在考察范围内,NADP+用量对催化效率无显著作用。

具有差向选择性还原(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯活性的微生物菌株筛选和鉴定

从土样中分离得到一株具有差向选择性还原(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯活性的微生物菌株ZJB-09225,经生理生化特征鉴定和18S rDNA测序后鉴定为卡里比克毕赤酵母(Pichia caribbic ZJB-09225)。研究结果发现,在最适发酵条件下培养32 h,生物量为8.8 g/L,体积酶活达7.2 U/L;P.caribbic ZJB-09225最适作用温度、最适作用pH值分别为35℃和7.5。在最适的催化条件下,P.caribbic ZJB-09225细胞催化50.0 g/L(R)-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯3 h后,产物6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯得率3.4%,产物d.e.值99.5%以上。

(3R，5S)-6-氧代-3，5-O-亚异丙基-3，5-二羟基己酸叔丁酯的合成

L-(一)-苹果酸经酯化、还原、羟基保护、缩合、羰基还原、羟基保护、脱硅保护和Swern氧化等反应制得罗伐他汀的关键中间体(3R,5S)-6-氧代-3,5-O-亚异丙基-3,5-二羟基己酸叔丁酯,总收率25%。

具有非对映选择性还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯活性的微生物菌株筛选与鉴定

6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯是合成阿托伐他汀钙的关键手性前体。从自然环境中筛选得到一株具有非对映选择性还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯活性的菌株X25,结合表型特征、生理生化特征和分子遗传学鉴定,确定菌株X25属于季也蒙毕赤酵母(Pichia guilliermondii)。研究了P.guilliermondii X25静息细胞非对映选择性还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯制备6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯过程。结果表明,最佳催化条件为35℃、pH值7.0;在低底物转化率时,能够制备光学纯6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯。

光学纯(4S,5R)-4-甲基-5-羟基-3-羰基己酸特丁酯的化学酶促合成

采用化学方法合成了 4 甲基 3,5 二羰基己酸特丁酯 .以Lactobacillusbrevis醇脱氢酶为生物催化剂 ,选择性地将 4 甲基 3,5 二羰基己酸特丁酯还原为 (4S ,5R) 4 甲基 5 羟基 3 羰基己酸特丁酯 (99.2 %ee,syn∶anti=97∶3) .

(3R,5S)-6-氧代-3,5-二羟基-3,5-O-亚异丙基己酸叔丁酯的合成

目的设计路线合成匹伐他汀钙侧链。方法以(3R,5S)-6-乙酰氧基-3,5-二羟基-3,5-O-亚异丙基己酸叔丁酯为原料经水解、Swern氧化得匹伐他汀钙的重要中间体(3R,5S)-6-氧代-3,5-二羟基-3,5-O-亚异丙基己酸叔丁酯。结果总收率为80.8%。结论经1H-NMR确定为该化合物。

瑞舒伐他汀侧链(3R,5S)-6-R-取代基-3,5-二羟基己酸叔丁酯合成研究进展

瑞舒伐他汀是一种高效的羟甲戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂,能有效降低低密度脂蛋白(LDL)胆固醇,且无副作用,被称为"超级他汀".瑞舒伐他汀是由疏水性母核和开环侧链构成,其手性侧链是合成中的难点.目前,化学法和生物酶法合成瑞舒伐他汀关键手性侧链(3R,5S)-6-R-取代基-3,5-二羟基己酸叔丁酯受到研究者广泛的关注.主要介绍了不对称还原合成(3R,5S)-6-R-取代基-3,5-二羟基己酸叔丁酯的研究进展.

迭代饱和突变提高卤醇脱卤酶HheA_(AM)催化制备6-氰基-3,5-二羟基己酸叔丁酯的酶活

(3R,5R)-6-氰基-3,5-二羟基己酸叔丁酯(A7)是合成降血脂药物阿托伐他汀钙的关键手性中间体,利用卤醇脱卤酶催化(3R,5S)-6-氯-3,5-二羟基己酸叔丁酯(D3)的脱卤氰化反应制备A7是很有潜力的合成方法。现有研究存在的主要问题是卤醇脱卤酶种类少,对底物D3的催化活性很低,且鲜见有关脱卤酶分子改造提高其对D3催化活性的报道。本研究利用基因挖掘技术获得了一个对D3表现出较高催化活力的卤醇脱卤酶HheA_(AM) (来源于Agromycesmediolanus sp.),运用定向进化和半理性设计方法确定了4个影响酶活的关键位点(84、88、136、144位),然后使用迭代饱和突变(ISM)策略对这4个位点进行组合突变,突变株M4-HheA_(AM)(84S-88L-136T-144C)的比酶活为0.89U·mg-1,是野生型HheA_(AM)(Wt-HheA_(AM))的13倍,对D3的催化活性得到了显著的提高。

6-氰基-(3R,5R)二羟基己酸叔丁酯合成的补料生物转化工艺

通过对羰基还原酶工程菌E.coli BL21/p ET28a(+)-cr与葡萄糖脱氢酶工程菌E.coli BL21/p ET28a(+)-gdh的全细胞协同生物转化工艺进行优化,实现高浓度投料的6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯[(5R)-CHOHB]不对称还原合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯[(3R,5R)-CDHHB]。采用全细胞分批转化方式,确定底物(5R)-CHOHB和葡萄糖的一次性投料浓度为300 g/L。进一步考察了补料转化方式对提高转化效率的影响。结果表明,相对于一次性投料的全细胞分批转化工艺,采用连续补料方式和分批补料方式均能使底物投料量达到400 g/L。相对于以往报道,底物投料量提高了33.3%,产物(3R,5R)-CDHHB非对映体过量值(d.e.值)为99.5%,具有良好的工业应用前景。

固定化细胞催化合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯工艺研究

采用硅藻土作载体,聚乙烯亚胺和戊二醛作交联剂来固定化E.coli BL21(DE3)/pCDFDuet-gdh-cr共表达菌株,以此来催化6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯[(5R)-1]合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯[(3R,5R)-2],考察了硅藻土-聚乙烯亚胺-戊二醛固定化细胞的催化性能,进一步优化了固定化细胞催化合成(3R,5R)-2工艺。结果表明:在固定化细胞用量100g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1:1、转化温度30℃、pH7.0、流速12mL/min、100 g/L的(5R)-1转化完全的条件下,填充床式反应器可以连续反应五个批次,转化570 g/L的(5R)-1,较搅拌式反应器提高了107.3%,较游离细胞间歇催化操作提高了185%。

(4R,5S)-4-甲基-3,5-二羟基己酸特丁酯的化学-生物合成

以2-甲基-3-羰基丁酸乙酯为原料,以面包酵母为生物催化剂,采用化学-生物法合成了光学纯（4R,5S）-5-羟基-3-羰基-4-甲基己酸（99.2％ee）。

E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-cr羰基还原酶分离纯化及酶学性质研究

利用强酸型阳离子交换层析和疏水作用层析技术,从实验室构建的羰基还原酶工程菌E.coli BL21(DE3)/p ET28a(+)-cr细胞中分离得到电泳纯NADP(H)依赖型的羰基还原酶,LC-MS-QTOF分析揭示其相对分子质量为35.4 k Da。该酶能不对称还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯(CHOHB)、4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)合成阿托伐他汀关键手性合成子6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯、(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯,对丙酮酸乙酯、丁二酮也表现出较高的还原能力。该羰基还原酶的最适作用条件为:30℃,p H7.5;且活性不依赖于金属离子。它催化CHOHB还原反应的最大反应速度vmax 54.3μmol·mg-1·min-1,KmCHOHB值4.4 mmol·L-1;作用于COBE时,最大反应速度vmax 36.5μmol·mg-1·min-1,KmCOBE值1.2×10-1 mmol·L-1。E.coli BL21(DE3)/p ET28a(+)-cr羰基还原酶在他汀手性侧链制造上具有广阔的应用前景。

反-Prelog规则羰基还原酶产生菌Debaryomyces castellii ZJB-12032产酶条件优化研究

6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯是合成阿托伐他汀的关键手性前体。实验室保藏菌株Debaryomyces castellii ZJB-12032能够不对称还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯β羰基,生成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯,该生物还原反应符合反-prelog规则。通过优化D.castellii ZJB-12032发酵产酶条件,包括碳源、氮源、磷源、接种量、接种时间、发酵时间,获得其最佳培养基配方:麦芽糖50 g/L、NaNO315 g/L、NaH2PO4·2H2O 0.5 g/L、Na2HPO4·12H2O 0.5 g/L,最适发酵条件:接种量10%,种龄8 h,培养温度30℃,发酵时间24h。在上述最佳发酵条件下,发酵液体积酶活达到10.2 U/L,比酶活1.20 U/g dcw,产物d.e.值99.6%,D.castellii ZJB-12032表现出高差向选择性。

醇脱氢酶的纯化、酶学性质及其不对称催化

为了研究木兰假丝酵母(Candida magnolia)中的醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase)3(ADH3)的突变酶(AIDI)的纯化、酶学性质以及不对称还原合成(3R,5S)-6-氯-3,5-二羟基己酸叔丁酯的能力。首先对AIDI进行(NH_4)_2SO_4沉淀、透析以及DEAE Sepharose离子交换层析。将纯化后的酶用于最适温度、pH、有机溶剂耐受等酶学性质的研究,同时考察底物浓度对催化效率的影响。结果发现:通过纯化获得了电泳纯的AIDI。酶的最适温度为40℃,最适pH为7.0。该醇脱氢酶的热稳定性较好,对环境pH的变化不敏感,在pH 4~8之间较为稳定。部分金属离子对该酶的活性具有抑制作用,特别是Fe2+对其具有显著抑制作用。在0.1 mol/L、pH 7.0的Na_3PO_4缓冲液中,底物质量浓度为50 g/L,30℃转化24 h,转化率能达到94%。

定点突变提高醇脱氢酶LkTADH催化制备他汀关键手性砌块的酶活

（S）-6-氯-3-羰基-5-羟基己酸叔丁酯[（S）-CHOH]是他汀类药物合成的关键手性中间体。利用醇脱氢酶催化6-氯-3,5-二羰基己酸叔丁酯不对称合成（S）-CHOH是很有潜力的制备路线,目前存在的主要问题是醇脱氢酶催化活性较低。首先对来源于Lactobacillus kefir DSM 20587的醇脱氢酶的四点突变体LkTADH（A94T/F147L/A202L/L199H）进行回复突变,确定了关键位点147和202,并获得比酶活提高1倍的突变体MF147L-A202L。对这两个位点进行饱和突变,获得比酶活比LkTADH提高1.47倍的突变体MF147I-A202L。其比酶活为10.17U/mg,为目前文献报道最高水平。通过动力学分析和分子对接,分析了突变位点对酶活影响的机制,为后续研究奠定了良好的基础。