D-杂环氨基酸的合成方法、试剂盒及应用技术

本发明专利技术提供了一种D‑杂环氨基酸的合成方法、试剂盒及应用。该合成方法包括：采用SEQ ID NO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶将D‑杂环类的酮酸类化合物转化成D‑杂环氨基酸。采用本申请的二氨基庚二酸脱氢酶将D‑杂环类的酮酸化合物转化生成D‑杂环氨基酸，能够得到较高转化率和较高ee的非天然手性氨基酸，且采用该二氨基庚二酸脱氢酶进行合成的方法所用的工艺条件稳定，反应条件温和，整个生产过程中操作简单、污染较低，为人工合成D‑杂环氨基酸提供一种新的思路方法。

Synthesis, kit and application of D- heterocyclic amino acids

The invention provides a synthetic method, reagent kit and application of D - heterocyclic amino acid. The synthetic methods include the conversion of D heterocyclic keto acids to D heterocyclic amino acids by using the two amino pyruvate dehydrogenase shown in SEQ ID NO:1. The two aminoheptanic acid dehydrogenase is applied to convert the D heterocyclic ketone acid compound into D heterocyclic amino acids, which can obtain high conversion and high EE non natural chiral amino acids, and the method used for the synthesis of the two aminoheptane dehydrogenase is stable, the reaction condition is mild and the whole process is mild. The process is simple in operation and low in pollution. It provides a new way of thinking for the synthesis of D heterocyclic amino acids.

【技术实现步骤摘要】
D-杂环氨基酸的合成方法、试剂盒及应用
本专利技术涉及非天然氨基酸的合成领域，具体而言，涉及一种D-杂环氨基酸的合成方法、试剂盒及应用。
技术介绍
非天然手性氨基酸及其衍生物是多肽、类肽以及许多药物分子的重要组成单元，也是合成手性药物的关键中间体。目前，合成手性非天然的杂环氨基酸，主要是采用化学方法，包括使用贵重金属不对称催化氢化来对某一关键中间体实现单一构型的转化、使用手性试剂拆分消旋体、利用手性辅基不对称合成、使用手性原料的定向合成等方法。然而这些方法存在以下缺陷：1)使用贵重金属不对称催化氢化来对某一关键中间体实现单一构型的转化，其缺点是贵重金属不对称催化剂价格昂贵，反应需要大量有机溶剂，产物中有重金属残留且可能存在过度还原的副产物，而且因为合成的原料中含有杂环，常常会干扰贵重金属与配体的结合，造成催化效率不高；2)采用传统的手性拆分方法，得到消旋体中的一个异构体，会造成另外的原料浪费；3)利用手性辅基或手性原料的不对称合成，涉及到价格昂贵的手性原料、较长的合成路线以及大量的有机溶剂，而且对于某些杂环氨基酸的合成，得到的产品光学纯度不高，或者产品和杂质不易分离。氨基酸根据手性分成D-氨基酸和L-氨基酸两种。天然氨基酸主要是以L型为主，现有技术中也有一些文献或专利报道采用生物酶合成L-非天然氨基酸的方法。D-杂环氨基酸是非天然氨基酸的一类，除了具有天然氨基酸的大部分功能外，还具有非天然氨基酸所不具备的优良性能，在药物合成(医药和农药)、食品及饲料等方面具有广泛的用途。但是，由于杂环氨基酸的性质比较特殊，现有技术通过化学法生产手性非天然氨基酸存在下列问题：一般需要手性金属催化剂、合成路线长、大量使用有机试剂而造成环境污染严重、生产成本高以及产物的光学纯度较难达到要求。目前还没有合适的通过生物酶的生物转化来合成D-杂环结构的氨基酸的报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种D-杂环氨基酸的合成方法、试剂盒及应用，以提供一种采用生物酶来生物合成D-杂环氨基酸的方法来提高选择性。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种D-杂环氨基酸的合成方法，该合成方法包括：采用SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶将D-杂环类的酮酸类化合物转化成D-杂环氨基酸。进一步地，D-杂环类的酮酸类化合物选自如下任意一种：D-杂环氨基酸选自如下任意一种：进一步地，上述合成方法包括：将D-杂环类的酮酸类化合物与氨基供体混合，在二氨基庚二酸脱氢酶及辅酶的作用下反应，得到D-杂环氨基酸。进一步地，氨基供体选自甲酸铵或氯化铵。进一步地，辅酶选自β-NADP+或β-NAD+。进一步地，反应的pH为7.8～9.0，优选反应的温度为30～40℃。进一步地，反应在缓冲液中进行，缓冲液选自Tris-HCl盐缓冲液、三乙醇胺缓冲液、磷酸盐缓冲液或硼酸-氢氧化钠缓冲液。进一步地，上述合成方法包括：将D-杂环类的酮酸类化合物与氨基供体混合，在二氨基庚二酸脱氢酶及辅酶的作用下反应，得到反应产物；以及对反应产物进行后处理，得到D-杂环氨基酸；优选地，后处理的步骤包括：向反应产物中添加反应终止液，得到终止体系；将终止体系进行过滤，得到滤液；以及对滤液中的目的产物进行纯化，得到D-杂环氨基酸；更优选，反应终止液为盐酸，盐酸的添加量以使终止体系的pH≤1为准，过滤的步骤中采用硅藻土垫。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种合成D-杂环氨基酸的试剂盒，该试剂盒包括生物酶，生物酶为SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶。进一步地，试剂盒还包括D-杂环类的酮酸类化合物，优选D-杂环类的酮酸类化合物为如下任意一种：根据本专利技术的另一方面，提供了SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶在筛选D-杂环氨基酸合成原料中的应用。应用本专利技术的技术方案，采用本申请的二氨基庚二酸脱氢酶将D-杂环类的酮酸化合物转化生成D-杂环氨基酸，能够得到较高转化率和较高手性纯度的非天然手性氨基酸，且采用该二氨基庚二酸脱氢酶进行合成的方法所用的工艺条件稳定，反应条件温和，整个生产过程中操作简单、污染较低，为人工合成D-杂环氨基酸提供一种新的思路方法。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所提到的，现有技术中的D-杂环氨基酸的合成存在收率低等缺陷，为了改善这一现状，专利技术人对现有的采用生物酶合成D-杂环氨基酸的方法进行了研究，并发现目前D-杂环氨基酸的合成收率低的原因在于，没有针对特定的合成原料选择合适的二氨基庚二酸脱氢酶来合成相应的D-杂环氨基酸。为了找到相匹配的D-杂环氨基酸合成原料及二氨基庚二酸脱氢酶，专利技术人从现有众多的酮酸类化合物原料中筛选了在市场上已商业化的原料或者容易制备的酮酸类化合物，并针对这些原料，从酶库中筛选了近100种酶后，发现一种来源于嗜热脂肪芽孢杆菌的二氨基庚二酸脱氢酶(SEQIDNO:1所示序列：MNKVHKIAVVGYGNIGKYAVQALNRAPDMELAGVVRRARSARDVPPELAGVPIATSIDELEGVEAAILATPTRTTPEYASDILSKGIHTVDSYDIHGELADVRRKLDDIAKRHGSVAIVSAGWDPGTDSMIRSMLEFMAPGGVTYTNFGPGMSMGHSVAVKAIDGVKDALSMTIPLGTGVHRRMVYVECEAGADFETVKEKVLADPYFVNDETHVIQVDDVQQLVDVGHGVSMERKGVSGATHNQLFNFEMRINNPALTSQVLVAAARATFKQQPGAYTMIEVPIIDFMYGDREELIKRLV)在合成D-杂环基氨基酸上能达到较高的转化率和选择性。基于上述研究结果，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种D-杂环氨基酸的合成方法，该合成方法包括：采用SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶将D-杂环类的酮酸类化合物转化成D-杂环氨基酸。采用SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶在合成D-杂环基氨基酸上能达到较高的转化率和选择性。通过对现有的多种D-杂环类的酮酸类化合物进行筛选，专利技术人发现当选择如下任意一种化合物：时，以上述二氨基庚二酸脱氢酶进行合成具有手性纯度高的优势。相应地，采用上述D-杂环类的酮酸类化合物为原料时，所获得的D-杂环氨基酸选自如下任意一种：上述合成方法可以在现有的二氨基庚二酸脱氢酶合成氨基酸的方法基础上，根据原料及生物酶的不同对合成条件进行合理调整得到。为了进一步提高产品的手性纯度，在本申请一种优选的实施例中，上述合成方法包括：将D-杂环类的酮酸类化合物与氨基供体混合，在二氨基庚二酸脱氢酶及辅酶的作用下反应，得到D-杂环氨基酸。上述优选实施例中的氨基供体可以是现有的常用的氨基供体，为了使底物的转化率更高，在本申请一种优选的实施例中，上述氨基供体选自甲酸铵或氯化铵。不同的底物可以选择相同的氨基供体也可以选择不同的氨基供体，但为了使产品的手性纯度更高，针对不同的底物原料可以通过优化选择最合适的氨基供体进行上述合成反应。比如，当原料为时，选择甲酸铵作为氨基供体，能够使得反应条件更适合，进而使得产品的手性纯度更高。而当原料为或时，选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种D‑杂环氨基酸的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：采用SEQ ID NO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶将D‑杂环类的酮酸类化合物转化成D‑杂环氨基酸。

【技术特征摘要】
1.一种D-杂环氨基酸的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：采用SEQIDNO:1所示的二氨基庚二酸脱氢酶将D-杂环类的酮酸类化合物转化成D-杂环氨基酸。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述D-杂环类的酮酸类化合物选自如下任意一种：所述D-杂环氨基酸选自如下任意一种：3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：将所述D-杂环类的酮酸类化合物与氨基供体混合，在所述二氨基庚二酸脱氢酶及辅酶的作用下反应，得到所述D-杂环氨基酸。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述氨基供体选自甲酸铵或氯化铵。5.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述辅酶选自β-NADP+或β-NAD+。6.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述反应的pH为7.8～9.0，优选所述反应的温度为30～40℃。7.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述反应在缓冲液中进行，所述缓冲液选自Tris-HCl盐缓冲液、三乙醇胺缓冲液、磷酸盐缓冲液或...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢江平，董学武，张娜，李响，蒋相军，黄鑫，刘芳，李少贺，
申请(专利权)人：凯莱英医药集团天津股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12