用于大麻素化合物的同时生产的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于大麻素化合物的同时生产的设备和方法。本发明专利技术提供用于在设定条件下同时生产各种比率的不同化合物的设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
用于大麻素化合物的同时生产的设备和方法本申请是申请日为2015年8月25日、申请号为201580056590.2、专利技术名称为“用于大麻素化合物的同时生产的方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请交叉参考本申请要求2014年8月25日提交的美国临时专利申请第62/041,521号的优先权的权益，其内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及大麻素的生物合成。具体地说，本专利技术涉及与大麻素的合成有关的酶的生产和处理，并且涉及不同比率的各种大麻素的同时合成。
技术介绍
大麻素为在大麻(属于大麻科的一年生的植物)中发现的萜酚化合物。植物含有大于400种化学物质和大约70种大麻素。后者主要在腺毛中聚积。最活性的天然存在的大麻素为四氢大麻酚(THC)，其用于治疗各种医学病况，包括青光眼、AIDS消瘦、神经痛、治疗与多发性硬化症相关联的痉挛、肌肉纤维疼痛以及化学疗法诱发的恶心。THC对过敏、炎症、感染、癫痫症、抑郁、偏头痛、躁郁症、焦虑症、药物依赖性和药物戒断综合症的治疗也有效。附加的活性大麻素包括大麻二酚(CBD)、THC的异构体，其为已知提供针对急性和慢性神经退化的保护的强力抗氧化剂和抗发炎剂化合物；大麻萜酚(CBG)，在大麻中发现高浓度，其充当高亲和力α2肾上腺素受体激动剂、中等亲和力5-HT1A受体拮抗剂和低亲和力CB1受体拮抗剂，并且可能具有抗抑郁活性；以及大麻环萜酚(CBC)，其具有抗发炎、抗真菌和抗病毒特性。许多植物源性大麻素具有多种病的治疗潜在性并且可在植物防御中以及在药理学中起相关作用。因此，具有治疗特性的大麻素和大麻素类化合物的生物技术生产具有极度重要性。因此，大麻素由于其在治疗各种疾病中的有益效果而被认为是有前景的试剂。不管其已知的有益效果如何，大麻素的治疗使用受与植物的大规模种植和维护相关联的高成本和获得高收率大麻素的困难妨碍。大麻素从植物组织的提取、分离和纯化尤其具有挑战性，因为大麻素容易氧化并且对光和热敏感。此外，虽然已假设CBCA主要通过酶CBCA合成酶由CBGA合成，酶尚未分离或克隆。因此存在发展允许用于治疗使用的大麻素的大规模生产的方法的需要。本专利技术解决此需要。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供在本领域中的前述不足的解决方案。为这个目的，本专利技术提供生产一种或多种大麻素或大麻素类似物的方法，其包含以下步骤：(a)选择根据式I的化合物：(b)选择大麻素酸合成酶作为用于将根据式I的化合物转化成一种或多种大麻素或大麻素类似物的催化剂；(c)使式I化合物与大麻素酸合成酶在包含溶剂和两亲性化合物的反应混合物中反应；(d)从反应混合物中分离在步骤(c)中产生的一种或多种大麻素酸或大麻素类似物；和(e)任选地将在步骤(c)中分离的大麻素酸或大麻素类似物去羧基；其中，R选自-OH、卤素、-SH或-NRaRb基团；R1和R2各自独立地选自由以下组成的群组：-H、-C(O)Ra、-ORa、任选经取代的C1-C10直链或支链亚烷基、任选经取代的C2-C10直链或支链亚烯基、任选经取代的C2-C10直链或支链亚炔基、任选经取代的C3-C10芳基、任选经取代的C3-C10环烷基、(C3-C10)芳基-(C1-C10)亚烷基、(C3-C10)芳基-(C2-C10)亚烯基以及(C3-C10)芳基-(C1-C10)亚炔基，或R1和R2与它们键结到的碳原子一起形成C5-C10环状环；R3选自由以下组成的群组：H、-C(O)Ra以及C1-C10直链或支链烷基；以及Ra和Rb各自独立地为-H、-OH、-SH、-NH2、(C1-C10)直链或支链烷基或C3-C10环烷基。优选地，大麻素酸合成酶为大麻二醇酸(CBDA)合成酶或四氢大麻酚酸(THCA)合成酶。在本专利技术的优选方面，C5-C10环状环包含一个或多个选自氧、硫或氮的杂原子。在本专利技术的另一个优选方面，R2为选自由以下组成的群组的直链亚烷基：CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C7H15和C8H17。优选地，R2为选自由以下组成的群组的C2-C10亚烯基：并且R4为选自由以下组成的群组的直链亚烷基：CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C7H15和C8H17。在另一个优选方面，R2为选自由以下组成的群组的C2-C10直链或支链亚炔基：在另外优选实施例中，R2为其中X为-OH、-SH或-NRaRb，并且其中Ra和Rb各自独立地为-H、-OH、-SH、-NH2、(C1-C10)直链或支链烷基，或C3-C10环烷基。最优选地，R为-OH，R1为COOH，R2为C5H11并且R3为-H。在一个实施例中，大麻素酸合成酶为通过产生大麻素酸合成酶基因的一种或多种拷贝和过表达由大麻素酸合成酶基因编码的蛋白获得的重组大麻素酸合成酶。在本专利技术的优选方面，大麻素酸合成酶基因的一种或多种拷贝在体内产生，并且所述方法包含步骤(i)将大麻素酸合成酶基因的一种或多种拷贝整合到真核宿主的基因组中以按比例放大蛋白表达。优选地，真核宿主为巴斯德毕赤酵母，并且大麻素酸合成酶基因为用对目标蛋白分泌的α分泌序列优化并且用六个串联组氨酸残基标记的密码子。步骤(i)可包含通过用一种或多种限制酶消化将大麻素酸合成酶基因线性化；通过凝胶提取来提取大麻素酸合成酶基因；将大麻素酸合成酶基因接合到巴斯德毕赤酵母质粒中；以及将质粒电穿孔到细菌细胞中以产生一种或多种大麻素酸合成酶基因拷贝菌落。在本专利技术的优选方面，溶剂为DMSO，并且在反应混合物中DMSO的浓度为20％(w/v)。在另外优选方面，两亲性化合物为表面活性剂或环糊精。在优选实施例中，环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。甚至更优选地，环糊精为硫代丁基醚β-环糊精钠盐或无规甲基化的β-环糊精，并且在反应混合物中环糊精的浓度在2mg/ml和28mg/ml之间。在最优选实施例中，在反应混合物中环糊精的浓度为8mg/ml。在一个实施例中，大麻素或大麻素类似物为对映异构纯度为至少95％和优选地至少99％的单对映异构体。在优选实施例中，大麻素酸合成酶为THCA合成酶，并且一种或多种大麻素或大麻素类似物为四氢大麻酚(THCA)、大麻环萜酚(CBCA)、THCA和CBCA，或其类似物。在优选方面，两亲性化合物为环糊精，并且环糊精与式I化合物的质量:质量比为28:1或环糊精与式I化合物的摩尔比为7.3:1。优选地，反应的步骤(c)在3.8和7.2之间的范围内的pH下进行，并且所述方法在每个指定pH下产生THCA、CBCA，或如在下表中所示的比率的THCA和CBCA：优选地，在两小时内98％的式I化合物转化成一种或多种大麻素或大麻素类似物。在不同实施例中，大麻素酸合成酶为CBDA合成酶，并且所述方法产生大麻二酚(CBDA)、大麻环萜酚酸(CBCA)、CBDA和CBCA，或其类似物。优选地，两亲性化合物为环糊精，并且环糊精与式I化合物的质量:质量比为11:1或环糊精与式I化合物的摩尔比为4:1。优选地，步骤(c)在3.8和7.2之间的范围内的pH下进行。在优选实施例中，所述方法在每个指定pH下产生CBDA、CBCA，或如在下表中所示的比率的CBDA和CBCA：pHCBDACBCA4.22.5151.1315.211.175本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA的设备，其包含：生物反应器，其包含被配置成递送(a)第一自动化供应的大麻萜酚、大麻素酸合成酶以及包含溶剂和两亲性化合物的反应混合物的自动化供应系统，其中所述溶剂为二甲亚砜DMSO、二甲基甲酰胺DMF和异丙醇中的一种或多种，并且所述溶剂在所述反应混合物中的浓度在5％与30％(w/v)之间，并且其中所述两亲性化合物为表面活性剂或环糊精，并且所述两亲性化合物在所述反应混合物中的浓度在2mg/ml与28mg/ml之间；以及(b)用于停止所述反应的第二自动化系统；提取器，其被配置成回收四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA；以及控制器，其被配置成改变所述反应混合物的pH以生产不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA，并且调节所述两亲性化合物在所述反应混合物中的浓度以影响大麻萜酚酸CBGA向不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA的转化率。...

【技术特征摘要】
2014.08.25 US 62/041,5211.一种用于生产不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA的设备，其包含：生物反应器，其包含被配置成递送(a)第一自动化供应的大麻萜酚、大麻素酸合成酶以及包含溶剂和两亲性化合物的反应混合物的自动化供应系统，其中所述溶剂为二甲亚砜DMSO、二甲基甲酰胺DMF和异丙醇中的一种或多种，并且所述溶剂在所述反应混合物中的浓度在5％与30％(w/v)之间，并且其中所述两亲性化合物为表面活性剂或环糊精，并且所述两亲性化合物在所述反应混合物中的浓度在2mg/ml与28mg/ml之间；以及(b)用于停止所述反应的第二自动化系统；提取器，其被配置成回收四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA；以及控制器，其被配置成改变所述反应混合物的pH以生产不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜酚酸CBCA或大麻二醇酸CBDA和大麻环萜酚酸CBCA，并且调节所述两亲性化合物在所述反应混合物中的浓度以影响大麻萜酚酸CBGA向不同比率的四氢大麻酚酸THCA和大麻环萜...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·东斯基，明扬·孙，理查德·皮特，罗伯特·温尼茨基，
申请(专利权)人：蒂威诺特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE