酮还原酶突变体及生产手性醇的方法技术

技术编号:23158677 阅读:51 留言:0更新日期:2020-01-21 21:20
本发明专利技术公开了一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法。其中,该酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列,突变的位点包括K200H。本发明专利技术突变得到的突变体,可以以酮类化合物为原料,通过立体选择性地还原作用,高效生产手性醇,并且稳定性得到极大的提高,适合推广用于手性醇的工业生产。

【技术实现步骤摘要】
酮还原酶突变体及生产手性醇的方法
本专利技术涉及化合物合成
,具体而言,涉及一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法。
技术介绍
手性醇广泛存在于自然界中,是很多重要生物活性分子的结构单元,是合成天然产物和手性药物的重要中间体。许多手性药物都含有一个或多个手性中心,不同手性药物的药理活性、代谢过程、代谢速率以及毒性有显著差异,通常一种对映体是有效的,而另一种对映体则是低效或无效的,甚至是有毒的。因此,如何高效立体选择性地构建含手性中心的化合物在医药研发中有着重要意义。酮还原酶(Ketoreductase,KRED)也可以称作羰基还原酶(Carbony-reductase),酶分类号EC1.1.1.184,常被用于还原潜手性醛或者酮从而制备手性醇。KRED不仅可以将醛类或者酮类底物转化为对应的醇产品,而且还可以催化其逆反应,即催化氧化醇底物得到对应的醛或者酮。在酮还原酶催化的反应中,需要辅因子的参与,包括还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH),氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)。在进行醛或者酮的还原反应过程中,一般需要还原型的辅因子NADH或者NADPH的参与,而在实际反应中,会添加氧化型的辅因子NAD+或者NADP+,然后通过合适的辅因子再生体系再生为还原型的NADH或者NADPH。常用的辅因子再生体系包括葡萄糖和葡萄糖脱氢酶、甲酸盐和甲酸脱氢酶、仲醇和仲醇脱氢酶,亚磷酸盐和亚磷酸脱氢酶以及其它类似的系统。一般来说,辅酶再生体系的更换不会实质的影响酮还原酶的功能。尽管有多种KRED已经被用于商业化生产当中,但KRED一般在应用中存在稳定性较低的缺点,具体体现在热稳定性以及有机溶剂的耐受性。通过定向进化的手段对酶进行改造,可以提高酶的稳定性,从而更好的应用在生产当中。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种酮还原酶突变体及生产手性醇的方法,以提高酮还原酶的稳定性。为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种酮还原酶突变体。该酮还原酶突变体具有SEQIDNO:1所示序列发生氨基酸突变的序列,突变的位点包括K200H。进一步地,突变的位点还至少包括如下位点之一:A15、K28、G36、K39、G43、Q44、A46、V47、F59、K61、T65、K71、A94V、A144、M146、Y152、N156、I86、K208和K237;或者酮还原酶突变体的氨基酸序列具有发生突变的氨基酸序列中的突变位点,且与发生突变的氨基酸序列具有95%以上同一性的氨基酸序列。进一步地,突变的位点还至少包括如下突变之一:A15C、K28A/E/M/Q/R/S、G36C、K39I/V、G43C/M、Q44R、A46C、V47C、F59C、K61E/H、T65A、K71R、A94V、A144T、M146I、Y152F、N156S、I86V、K208R和K237E。进一步地,氨基酸突变包括如下任一种位点组合突变:Q44R+N156S+K200H、Q44R+N156S+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C+G43M。进一步地,发生氨基酸突变包括如下任一种位点组合突变:I86V+M146I+K200H、M146I+K200H、M146L+N156S+K200H、M146L+K200H、K200H+G201D、Q44R+M146I+K200H、K61E+K200H+K237E、I86V+M146I+K200H、M146I+K200H+G201D、M146L+K200H+G201D、N156S+K200H+G201D、K200H+G201D+K237E、K28E+M146I+K200H+G201D、K28E+M146L+K200H+G201D、K28E+N156S+K200H+G201D、Q44R+M146L+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D、I86V+M146I+K200H+K61H、I86V+M146I+K200H+K208R、I86V+M146I+K200H+G201D、I86V+M146L+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种酮还原酶突变体,其特征在于,所述酮还原酶突变体具有SEQ ID NO:1所示序列发生氨基酸突变的序列,所述突变的位点包括K200H。/n

【技术特征摘要】
1.一种酮还原酶突变体,其特征在于,所述酮还原酶突变体具有SEQIDNO:1所示序列发生氨基酸突变的序列,所述突变的位点包括K200H。


2.根据权利要求1所述的酮还原酶突变体,其特征在于,所述突变的位点还至少包括如下位点之一:A15、K28、G36、K39、G43、Q44、A46、V47、F59、K61、T65、K71、A94V、A144、M146、Y152、N156、I86、K208和K237;或者所述酮还原酶突变体的氨基酸序列具有发生突变的氨基酸序列中的突变位点,且与发生突变的氨基酸序列具有95%以上同一性的氨基酸序列。


3.根据权利要求2所述的酮还原酶突变体,其特征在于,所述突变的位点还至少包括如下突变之一:A15C、K28A/E/M/Q/R/S、G36C、K39I/V、G43C/M、Q44R、A46C、V47C、F59C、K61E/H、T65A、K71R、A94V、A144T、M146I、Y152F、N156S、I86V、K208R和K237E。


4.根据权利要求3所述的酮还原酶突变体,其特征在于,所述氨基酸突变包括如下任一种位点组合突变:Q44R+N156S+K200H、Q44R+N156S+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C+G43M。


5.根据权利要求1所述的酮还原酶突变体,其特征在于,所述发生氨基酸突变包括如下任一种位点组合突变:I86V+M146I+K200H、M146I+K200H、M146L+N156S+K200H、M146L+K200H、K200H+G201D、Q44R+M146I+K200H、K61E+K200H+K237E、I86V+M146I+K200H、M146I+K200H+G201D、M146L+K200H+G201D、N156S+K200H+G201D、K200H+G201D+K237E、K28E+M146I+K200H+G201D、K28E+M146L+K200H+G201D、K28E+N156S+K200H+G201D、Q44R+M146L+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D、I86V+M146I+K200H+K61H、I86V+M146I+K200H+K208R、I86V+M146I+K200H+G201D、I86V+M146L+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+I86V+K208R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+T65A、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+V47C+F59C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+G43C、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C+K28E、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C+K28R、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94V+K39I+A15C+A46C+K28Q、Q44R+N156S+K200H+G201D+M146I+K61H+K208R+A94...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪浩詹姆斯·盖吉肖毅张娜焦学成张克俭杨益明王翔张燕青
申请(专利权)人:凯莱英医药化学阜新技术有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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