【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物催化制备药物中间体和绿色化学领域,涉及一种由苏氨酸一锅法制备光学纯2-羟基丁酸的方法。主要涉及一种(R)-2-羟基丁酸与(S)-2-羟基丁酸的生物制备新方法。
技术介绍
手性2-羟基丁酸可广泛应用于药物合成、生物可降解材料及精细化学品的合成。如(R)-2-羟基丁酸可用于抗癫痫药物左乙拉西坦及布瓦西坦的合成,(S)-2-羟基丁酸则可用于PPARα拮抗剂(R)-K-13675与PPARγ拮抗剂MK-0533的合成。此外,光学纯的2-羟基丁酸在生物可降解材料领域也有巨大的应用前景。文献报道光学纯2-羟基丁酸的生产主要有2-丁酮酸的酶催化还原法、2-羟基丁酸的酶催化拆分法,如马翠卿等(CN101974603)报道了利用含NAD(烟酰胺腺嘌呤双核苷酸)非依赖性l-羟酸脱氢酶的微生物完整细胞或粗酶液拆分2-羟基丁酸生成(R)-2-羟基丁酸及2-丁酮酸的方法。由于2-丁酮酸及2-羟基丁酸生产成本较高,致使光学醇2-羟基丁酸生产成本居高不下。文献调研发现苏氨酸脱水酶可以催化苏氨酸脱水生成2-丁酮酸,但是,由于2-丁酮酸对该酶具有较大的抑制作用,致使累积的产物浓度不是很高。我们发现目前生物催化合成(R)-2-羟基丁酸或(S)-2-羟基丁酸的工艺中,尚没有利用生物催化剂由苏氨酸一锅法合成(R)-2-羟基丁酸或(S)-2-羟基丁酸的方法。本方法利用苏氨酸脱水酶、乳酸脱氢酶与甲酸脱氢酶进行串联反应或在基因工程菌中共表达苏氨酸< ...
【技术保护点】
一种生物合成(R)‑2‑羟基丁酸与(S)‑2‑羟基丁酸的新方法,其特征在于利用苏氨酸脱水酶、乳酸脱氢酶与甲酸脱氢酶或它们共表达重组菌催化苏氨酸一锅法制备(R)‑2‑羟基丁酸或(S)‑2‑羟基丁酸,包括如下步骤:a)苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L‑乳酸脱氢酶重组菌及三酶共表达重组菌的构建;b)将苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L‑乳酸脱氢酶重组菌及三酶共表达重组菌分别在发酵培养基中扩增培养,并进行诱导产生目的蛋白后,离心收集菌体;c)将收集的苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L‑乳酸脱氢酶重组菌或三酶共表达重组菌,加入到含水、苏氨酸、磷酸氢二钠、甲酸钠、磷酸吡哆醛(PLP)与烟酰胺腺嘌呤双核苷酸(NAD+),调节pH至7.0,在适当条件下反应一定时间,底物经过中间产物2‑丁酮酸,最终转化为(R)‑2‑羟基丁酸或(S)‑2‑羟基丁酸;d)反应用盐酸酸化中止后从反应体系中收集上层清液,并用乙酸乙酯萃取多次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,旋蒸回收溶剂得到目标产物。
【技术特征摘要】
1.一种生物合成(R)-2-羟基丁酸与(S)-2-羟基丁酸的新方法,其特征在于利用苏氨酸
脱水酶、乳酸脱氢酶与甲酸脱氢酶或它们共表达重组菌催化苏氨酸一锅法制备(R)-2-羟基
丁酸或(S)-2-羟基丁酸,包括如下步骤:
a)苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L-乳酸脱氢酶重组菌及三酶共表达重
组菌的构建;
b)将苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L-乳酸脱氢酶重组菌及三酶共表达
重组菌分别在发酵培养基中扩增培养,并进行诱导产生目的蛋白后,离心收集菌体;
c)将收集的苏氨酸脱水酶重组菌、甲酸脱氢酶重组菌和D/L-乳酸脱氢酶重组菌或三酶
共表达重组菌,加入到含水、苏氨酸、磷酸氢二钠、甲酸钠、磷酸吡哆醛(PLP)与烟酰胺腺嘌
呤双核苷酸(NAD+),调节pH至7.0,在适当条件下反应一定时间,底物经过中间产物2-丁酮
酸,最终转化为(R)-2-羟基丁酸或(S)-2-羟基丁酸;
d)反应用盐酸酸化中止后从反应体系中收集上层清液,并用乙酸乙酯萃取多次,合并
有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,旋蒸回收溶剂得到目标产物。
2.如权利要求1所述的a)步骤产苏氨酸脱水酶、乳酸脱氢酶与甲酸脱氢酶的共表达基
因工程菌,其特征在于同时将苏氨酸脱水酶、D/L-乳酸脱氢酶与甲酸脱氢酶构建到同一个
载体上,并转化到宿主菌进行诱导表达。
3.如权利要求1所述的a)步骤产苏氨酸脱水酶、D/L-乳酸脱氢酶或甲酸脱氢酶的基因
工程菌,其特征在于将苏氨酸脱水酶...
【专利技术属性】
技术研发人员:姚培圆,崔云凤,冯进辉,吴洽庆,朱敦明,马延和,
申请(专利权)人:中国科学院天津工业生物技术研究所,
类型:发明
国别省市:天津;12
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