一种酶催化合成核苷氨基酸衍生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶催化合成核苷氨基酸衍生物的方法。具体地，本发明专利技术公开的方法包括步骤：在蛋白酶或脂肪酶催化下，核苷化合物和L-氨基酸酯反应，从而得到核苷氨基酸衍生物。该方法不额外添加其它溶剂，底物浓度高，反应选择性好，产品转化率高、质量好，反应条件温和，操作简单，工业成本低，环境污染少，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。具体地，本专利技术公开的方法包括步骤：在蛋白酶或脂肪酶催化下，核苷化合物和L-氨基酸酯反应，从而得到核苷氨基酸衍生物。该方法不额外添加其它溶剂，底物浓度高，反应选择性好，产品转化率高、质量好，反应条件温和，操作简单，工业成本低，环境污染少，具有广泛的应用前景。【专利说明】
本专利技术属于生物催化合成
，具体涉及。
技术介绍
近年来，核苷类药物用于治疗病毒类疾病受到了广泛的关注。然而，临床上使用的核苷类药物存在毒副作用大、耐药性等问题。核苷类前药可改善核苷类药物口服生物利用度及药动学，靶向药物到特定病变部位，延长作用时间，降低毒副作用，提高抗病毒效果，扩大抗病毒谱，是修饰核苷类药物结构的一个重要方向。如伐昔洛韦为阿昔洛韦L-缬氨酸甲酯，能改善阿昔洛韦口服给药吸收不良的缺点，口服后能在胃肠道极好地吸收，并通过酶的水解完全转变为阿昔洛韦，这可使阿昔洛韦的生物利用度增加3~5倍，达到65%。泰诺福韦的氨基酸酯前药衍生物的抗病毒活性和抗HIV活性都较泰诺福韦显著提高。而阿糖胞昔(Cytarabine)主要用于急性白血病治疗，包括肺癌、消化道癌、头颈部癌及恶性淋巴瘤等，是一种抗代谢的药物，通过药物分子结构修饰是改善提高其功能的重要途径。通过传统的化学合成法对核苷类药物分子结构进行修饰，需要经过酰化、催化氢解等复杂的步骤，并需要使用特殊的化学催化剂，通常产率不高、选择性较差、存在污染和毒性等种种缺点。酶促合成具有条件温和、选择性好等特点，被广泛应用于多官能团药物特别是核苷类药物的衍生化反应，近年来已出现了许多有关生物催化的方法对核苷类药物进行结构修饰的报道，如Riva等(J Am Chem Soc, 1988,110:584)首次报导了用枯草杆菌蛋白酶在DMF中选择性酯化腺苷和尿苷的伯羟基，该方法反应周期长(需7~8天)，反应选择性较差，有多种产物。Hanson 等(Bioorg.Med.Chem.，2000，8:2681)报道了用 ChiroCLECTM-BL和来源于洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)的固定化脂肪酶在丙酮和DMF中催化制备洛布卡韦(Lobucavir，BMS 180194)的缬氨酸前药，此药可用于治疗疱疹病毒和乙型肝炎。但该反应底物浓度较低(10g/l)，反应副产物较多，选择性较低，后处理复杂。Tamarez等(Org Process Res Dev, 2003, 7:951)揭不了一种CAL脂肪酶在无水四氢映喃中催化合成利巴韦林氨基酸衍生物的方法，该方法需要大量无水四氢呋喃作为溶剂，不利于环保，且后处理烦琐。Kathleen McClean 等人(TetrahedronLetters, 2011, 52:215)报道了利用商品化枯草杆菌蛋白酶的固定化酶(ChiroCLEC-BL)催化L-缬氨酸甲酯与阿昔洛韦发生酯交换反应合成了伐昔洛韦，而该反应规模较小，且酶源ChiroCLEC-BL不能通过简单商业途径获得，增加了此工艺工业化应用的难度。林贤福等(Bioorg Med Chem Lett, 2005,15:4064)报道了用枯草杆菌碱性蛋白酶在有机介质中催化合成阿糖胞苷前药，该方法选择性差，生成了包括可聚合5’ -O-酰基阿糖胞苷衍生物和4-N-酰基阿糖胞苷衍生物等多种产物；还报道了用南极假丝酵母脂肪酶B (CALB)为催化剂在有机介质中催化合成阿糖胞苷前药，仅选择性酯化阿糖胞苷的5’ -O羟基位，然而该反应转化率很低。现有的酶催化合成核苷类前药的方法通常具有需要采用大量的有机溶剂，选择性低或者需选用特定的蛋白酶等问题，从而导致存在环境不友好、转化率低、后处理复杂、工艺繁琐、原料或试剂不易得、经济成本高等问题。因此，研发一种转化率高、工艺简单、环境友好的酶催化合成核苷类前药的方法是抗病毒药物研究的重要方向。
技术实现思路
为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种操作简单、选择性高、条件温和、无溶剂低污染的蛋白酶或脂肪酶催化合成核苷氨基酸衍生物的方法。本专利技术第一方面提供了，包括步骤:在蛋白酶的催化下，核苷化合物和L-氨基酸酯进行反应，从而得到核苷氨基酸衍生物；其中，所述的核苷化合物为阿昔洛韦、更昔洛韦、肌苷、鸟苷、腺苷或阿糖胞苷；所述的L-氨基酸酯为液态的L-丝氨酸酯、液态的L-丙氨酸酯、液态的L-半胱氨酸酯或液态的L-苯丙氨酸酯；所述的核苷氨基酸衍生物为阿昔洛韦-L-丝氨酸酯、阿昔洛韦-L-丙氨酸酯、阿昔洛韦-L-半胱氨酸酯、阿昔洛韦-L-苯丙氨酸酯、更昔洛韦-L-丝氨酸酯、更昔洛韦-L-丙氨酸酯、更昔洛韦-L-半胱氨酸酯、更昔洛韦-L-苯丙氨酸酯、肌苷-L-丝氨酸酯、肌苷-L-丙氨酸酯、肌苷-L-半胱氨酸酯、肌苷-L-苯丙氨酸酯、鸟苷-L-丝氨酸酯、鸟苷-L-丙氨酸酯、鸟苷-L-半胱氨酸酯、鸟苷-L-苯丙氨酸酯、腺苷-L-丝氨酸酯、腺苷-L-丙氨酸酯、腺苷-L-半胱氨酸酯、腺苷-L-苯丙氨酸酯、阿糖胞苷-L-丝氨酸酯、阿糖胞苷-L-丙氨酸酯、阿糖胞苷-L-半胱氨酸酯或阿糖胞苷-L-苯丙氨酸酯；所述的蛋白酶为枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶、地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶、碱性蛋白酶3.0T、碱性蛋白酶2.4L FG、赛威蛋白酶8.0T、赛威蛋白酶16.0L、益瑞蛋白酶8.0L、艾威蛋白酶16.0L或嗜热菌蛋白酶。在另一优选例中，所述的蛋白酶为碱性蛋白酶3.0T。在另一优选例中，所述的L-丝氨酸酯为L-丝氨酸Cy酯；和/或所述的L-丙氨酸酯为L-丙氨酸CV4酯；和/或所述的L-半胱氨酸酯为L-半胱氨酸CV4酯；和/或所述的L-苯丙氨酸酯为L-苯丙氨酸Cy酯。在另一优选例中，所述的L-丝氨酸酯为L-丝氨酸甲酯、L-丝氨酸乙酯、L-丝氨酸正丙酯或L-丝氨酸甲酯。在另一优选例中，所述的L-丙氨酸酯为L-丙氨酸甲酯。在另一优选例中，所述的L-半胱氨酸酯为L-半胱氨酸甲酯。在另一优选例中，所述的L-苯丙氨酸酯为L-苯丙氨酸甲酯。本专利技术第二方面提供了，包括步骤:在脂肪酶的催化下，核苷化合物和L-氨基酸酯进行反应，从而得到核苷氨基酸衍生物；其中，所述的核苷化合物为阿昔洛韦、更昔洛韦、肌苷、鸟苷或腺苷；所述的L-氨基酸酯为液态的L-缬氨酸酯、液态的L-丝氨酸酯、液态的L-丙氨酸酯、液态的L-半胱氨酸酯或液态的L-苯丙氨酸酯；所述的核苷氨基酸衍生物为阿昔洛韦-L-缬氨酸酯、阿昔洛韦-L-丝氨酸酯、阿昔洛韦-L-丙氨酸酯、阿昔洛韦-L-半胱氨酸酯、阿昔洛韦-L-苯丙氨酸酯、更昔洛韦-L-缬氨酸酯、更昔洛韦-L-丝氨酸酯、更昔洛韦-L-丙氨酸酯、更昔洛韦-L-半胱氨酸酯、更昔洛韦-L-苯丙氨酸酯、肌苷-L-缬氨酸酯、肌苷-L-丝氨酸酯、肌苷-L-丙氨酸酯、肌苷-L-半胱氨酸酯、肌苷-L-苯丙氨酸酯、鸟苷-L-缬氨酸酯、鸟苷-L-丝氨酸酯、鸟苷-L-丙氨酸酯、鸟苷-L-半胱氨酸酯、鸟苷-L-苯丙氨酸酯、腺苷-L-缬氨酸酯、腺苷-L-丝氨酸酯、腺苷-L-丙氨酸酯、腺苷-L-半胱氨酸酯或腺苷-L-苯丙氨酸酯；所述的脂肪酶为丽波脂肪酶100T、Novo435脂肪酶、脂肪酶PS天野SD、脂肪酶AS天野、脂肪酶AK天野、脂肪酶G、脂肪酶AYS天野、南极假丝酵母脂肪酶B(CAL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酶催化合成核苷氨基酸衍生物的方法，其特征在于，包括步骤：在蛋白酶的催化下，核苷化合物和L‑氨基酸酯进行反应，从而得到核苷氨基酸衍生物；其中，所述的核苷化合物为阿昔洛韦、更昔洛韦、肌苷、鸟苷、腺苷或阿糖胞苷；所述的L‑氨基酸酯为液态的L‑丝氨酸酯、液态的L‑丙氨酸酯、液态的L‑半胱氨酸酯或液态的L‑苯丙氨酸酯；所述的核苷氨基酸衍生物为阿昔洛韦‑L‑丝氨酸酯、阿昔洛韦‑L‑丙氨酸酯、阿昔洛韦‑L‑半胱氨酸酯、阿昔洛韦‑L‑苯丙氨酸酯、更昔洛韦‑L‑丝氨酸酯、更昔洛韦‑L‑丙氨酸酯、更昔洛韦‑L‑半胱氨酸酯、更昔洛韦‑L‑苯丙氨酸酯、肌苷‑L‑丝氨酸酯、肌苷‑L‑丙氨酸酯、肌苷‑L‑半胱氨酸酯、肌苷‑L‑苯丙氨酸酯、鸟苷‑L‑丝氨酸酯、鸟苷‑L‑丙氨酸酯、鸟苷‑L‑半胱氨酸酯、鸟苷‑L‑苯丙氨酸酯、腺苷‑L‑丝氨酸酯、腺苷‑L‑丙氨酸酯、腺苷‑L‑半胱氨酸酯、腺苷‑L‑苯丙氨酸酯、阿糖胞苷‑L‑丝氨酸酯、阿糖胞苷‑L‑丙氨酸酯、阿糖胞苷‑L‑半胱氨酸酯或阿糖胞苷‑L‑苯丙氨酸酯；所述的蛋白酶为枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶、地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶、碱性蛋白酶3.0T、碱性蛋白酶2.4L FG、赛威蛋白酶8.0T、赛威蛋白酶16.0L、益瑞蛋白酶8.0L、艾威蛋白酶16.0L或嗜热菌蛋白酶。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李金亮，张仙，赵楠，金圣芳，
申请(专利权)人：上海迪赛诺化学制药有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31