从5-甲酰缬草酸制备6-氨基己酸制造技术

本发明专利技术涉及从5-甲酰缬草酸制备6-氨基己酸(下文也称作“6-ACA”)的方法。本发明专利技术还涉及通过环化这类6-ACA制备e-己内酰胺(下文称作“己内酰胺”)的方法。本发明专利技术还涉及可用于制备6-ACA或己内酰胺的宿主细胞、微生物或多核苷酸。

【技术实现步骤摘要】
从5-甲酰缬草酸制备6-氨基己酸本申请是国际申请日为2009年03月11日，国家申请号为200980116933.4，专利技术名称为“从5-甲酰缬草酸制备6-氨基己酸”的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及制备6-氨基己酸(下文也称作“6-ACA”)的方法。本专利技术还涉及从6-ACA制备ε-己内酰胺(下文称作“己内酰胺”)的方法。本专利技术还涉及可用于制备6-ACA或己内酰胺的宿主细胞。己内酰胺是一种内酰胺，其可以被用于生产聚酰胺，例如尼龙-6或尼龙-6，12(己内酰胺和十二内酰胺的共聚物)。由大量化学品制备己内酰胺的多种方式是本领域已知的，并且包括由环己酮、甲苯、苯酚、环己醇、苯或环己烷制备己内酰胺。这些中间产物化合物通常得自矿物油。考虑到使用更加可持续的技术来制备材料的日益增长的需要，期望提供一种方法，其中由能够从生物可再生来源获得的中间产物化合物或至少由使用生物化学方法被转化成己二酸或己内酰胺的中间产物来制备己内酰胺。另外，想要提供一种方法，所述方法比利用来自石油化学来源的大量化学品的传统化学工艺需要更少能源。已知由6-ACA制备己内酰胺，例如如US-A6,194,572中所述。如WO2005/068643中所公开的，可以在存在具有α，β-烯酸酯还原酶活性的酶时，通过转化6-氨基己-2-稀酸(6-AHEA)来生物化学地制备6-ACA。可以例如生物化学地或通过纯化学合成，由赖氨酸制备6-AHEA。尽管可以通过WO2005/068643中公开的方法，通过6-AHEA的还原制备6-ACA，但是本专利技术人发现在还原反应条件下，6-AHEA可自发并且基本不可逆地环化形成不想要的副产物，特别是β-高脯氨酸。所述环化可以是6-ACA生产中的瓶颈，并可导致产率的可观损失。本专利技术的一个目的是提供用于制备6-ACA或己内酰胺(尤其可以被用于制备聚酰胺)或用于制备6-ACA或己内酰胺的中间产物化合物的新颖方法，所述方法可以作为已知方法的替代方式。本专利技术的又一个目的是提供克服一种或多种上述缺点的新颖方法。根据本专利技术可解决的一个或多个其他目的可根据下文的说明书得到。目前发现可能从特定的起始化合物制备6-ACA，即已经发现可能制备6-氨基己酸(6-ACA)，其中6-氨基己酸从2-氧代-庚烷二酸(也已知为α-酮庚二酸，AKP)制备。具体地，所述制备可以在两个或更多个反应步骤中进行。例如，提供了一种方法，其中AKP首先被转化成5-甲酰戊酸(5-甲酰缬草酸，5-FVA)，所述5-FVA被转化成6-ACA。还提供了一种方法，其中AKP首先被转化成α-氨基庚二酸(AAP)。之后，APP被转化成6-ACA。本专利技术人认识到原则上可能以完全化学(即不使用生物催化剂)的方式从AKP制备6-ACA。进行个体反应步骤的合适化学途径的例子在下文中给出。然而，本专利技术人还认识到可从AKP生物化学地制备6-ACA。因此，本专利技术尤其涉及制备6-ACA的方法，其中所述6-ACA是使用至少一种生物催化剂从AKP制备的。本专利技术还涉及一种方法，其中使用生物催化剂从5-甲酰基戊酸(5-甲酰基缬草酸，5-FVA)制备6-ACA。如上文所述，5-FVA可得自AKP。在一个实施方案中，在本专利技术方法中制备的6-ACA被用于制备己内酰胺。这类方法包括任选地在存在生物催化剂时环化6-氨基-己酸。在本文中提到羧酸或羧酸酯例如6-ACA、2-氨基庚烷二酸(α-氨基庚二酸，下文缩写为“APP”)、另一氨基酸、5-FVA或AKP时，这些术语旨在包括质子化的羧酸基(例如中性基团)、它们相应的羧酸酯(其共轭碱)及其盐。在本文中提到氨基酸例如6-ACA时，所述术语旨在包括两性离子形式(其中氨基被质子化且羧酸酯基是去质子化的形式)的氨基酸，其中氨基被质子化且羧基为中性形式的氨基酸，和其中氨基为中性形式且羧酸酯基是去质子化形式的氨基酸，以及它们的盐。根据本专利技术，未注意到关于中间产物的不想要的环化的问题，其中形成6-ACA并任选地形成己内酰胺，导致产率的损失。预期本专利技术的方法允许得到与WO2005/68643中所述方法相当或甚至更好的产率。预期在利用活生物时，尤其是在要考虑生物的生长和维持的方法中，本专利技术的方法尤其是有利的。还预期在本专利技术的一个实施方案中，可提高本专利技术方法中6-ACA的生产力(形成的g/l.h)。除非另有说明，在本文中使用的术语“或者”被定义为“和/或”。在本文中使用的术语“一个”(“a”或“an”)被定义为“至少一个”。涉及单数名词(例如化合物、添加剂等)时，复数旨在被包括在内。涉及存在立体异构体的化合物时，所述化合物可以是任何这类立体异构体或其组合。因此，涉及例如存在对映异构体的氨基酸时，氨基酸可以是L-对映异构体、D-对映异构体或其组合。存在天然立体异构体时，化合物优选地是立体异构体。关于括号中的酶种类(EC)提到酶时，所述酶种类是以NomenclatureCommitteeoftheInternationalUnionofBiochemistryandMolecularBiology(NC-IUBMB)提供的EnzymeNomenclature为基础，将酶归类或可以归类在其中的种类，所述命名法可见http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/。(尚)未归类但是可以同样被归类在特定种类中的其他合适的酶旨在包括在内。术语“同源物”在本文中尤其用于具有至少30％、优选地至少40％、更优选地至少60％、更优选地至少65％、更优选地至少70％、更优选地至少75％、更优选地至少80％、尤其是至少85％、更尤其是至少90％、至少91％、92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的多核苷酸或多肽。术语同源物也旨在包括由于遗传密码子的简并性而与另一核酸序列不同并且编码相同多肽序列的核酸序列(多核苷酸序列)。序列同一性或相似性在本文中被定义为两条或更多多肽序列或两条或更多核酸序列之间的相互关系，通过比较所述序列来测定。通常，序列同一性或相似性在序列全长上比较，但是也可以仅在彼此对齐的序列的一部分上比较。在本领域中，“同一性”或“相似性”也表示多肽序列或核酸序列之间之间的序列相关性程度，根据情况由这类序列之间的匹配来确定。测定同一性或相似性的优选方法被设计为在测试的序列之间给出最大匹配。在本专利技术的上下文中，测定两条序列之间同一性和相似性的一种优选的计算机程序方法包括BLASTP和BLASTN(Altschul，S.F.etal.，J.Mol.Biol.1990，215，403-410)，公众可以从NCBI和其他来源(BLASTManual，Altschul，S.，etal.，NCBINLMNIHBethesda，MD20894)获得。使用BLASTP进行多肽序列比较的优选参数为缺口开放10.0，缺口延伸0.5，Blosum62矩阵。使用BLASTN进行核酸序列比较的优选参数为缺口开放10.0，缺口延伸0.5，DNA全矩阵(DNA同一性矩阵)。根据本专利技术，使用生物催化剂，即所述方法中至少一个反应步骤由生物材料或来自生物来源的部分(例如来自生物来源的生物或生物分子)催化。生物催化剂可尤其包含一种或多种酶本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备6‑氨基己酸的方法，其中所述6‑氨基己酸是使用至少一种生物催化剂从α‑酮庚二酸制备的。

【技术特征摘要】
2008.03.11 EP 08152584.21.用于制备6-氨基己酸的方法，其中所述6-氨基己酸是使用微生物从5-甲酰基戊酸酯制备的，其中所述微生物包含能够催化转氨基反应和/或还原性氨基化的酶以从5-甲酰基戊酸酯生产6-氨基己酸，其中所述能够催化转氨基反应的酶选自氨基转移酶E.C.2.6.1的组，且其中所述能够催化还原性氨基化的酶选自氨基酸脱氢酶E.C.1.4.1的组。2.根据权利要求1的方法，其中所述微生物包含能够催化转氨基反应的酶，其中所述能够催化转氨基反应的酶选自氨基转移酶E.C.2.6.1的组。3.根据权利要求1的方法，其中所述微生物包含能够催化还原性氨基化的酶，其中所述能够催化还原性氨基化的酶选自氨基酸脱氢酶E.C.1.4.1的组。4.根据权利要求1的方法，其中所述微生物包含能够催化转氨基反应和还原性氨基化的酶，其中所述能够催化转氨基反应的酶选自氨基转移酶E.C.2.6.1的组，且所述能够催化还原性氨基化的酶选自氨基酸脱氢酶E.C.1.4.1的组。5.根据权利要求1、2和4中任一的方法，其中所述氨基转移酶选自β-氨基异丁酸酯：α-酮戊二酸酯氨基转移酶、β-丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、4-氨基-丁酸酯氨基转移酶EC2.6.1.19、L-赖氨酸6-氨基转移酶EC2.6.1.36、2-氨基己二酸酯氨基转移酶EC2.6.1.39、5-氨基戊酸酯氨基转移酶EC2.6.1.48、2-氨基己酸酯氨基转移酶EC2.6.1.67或赖氨酸：丙酮酸酯6-氨基转移酶EC2.6.1.71的组。6.根据权利要求1、3和4中任一的方法，其中所述氨基酸脱氢酶选自赖氨酸-6-脱氢酶EC1.4.1.18的组。7.根据权利要求1-4中任一的方法，其中所述酶选自能够催化转氨基反应和/或还原性氨基化...

【专利技术属性】
技术研发人员：比托纳拉·凯萨琳娜·拉伊马克斯弗兰肯，马丁·斯库尔曼，埃克斯勒·克里斯多佛·特里弗泽，斯蒂法恩·马莉亚·安德勒·德威尔德曼，
申请(专利权)人：基因组股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US