一种4-羟基苯乙酮单加氧酶的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种4

【技术实现步骤摘要】
一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的应用


[0001]本专利技术涉及一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的应用，属于酶工程


技术介绍

[0002]一些细菌通过酶介导的Baeyer
‑
Villiger反应降解芳香化合物，如环苯乙酮和4
‑
乙基苯酚，在芳香环和酮侧链之间插入一个氧原子。例如，荧光假单胞菌ACB利用4
‑
羟基苯乙酮作为唯一的碳和能源来源。Baeyer
‑
Villiger单加氧酶(Baeyer
‑
Villiger monooxygenases,BVMOs)是一种黄酮类酶，利用氧气和NAD(P)H催化Baeyer
‑
Villiger反应，将酮转化为相应的酯类。BVMOs还催化氮、硫、硒和硼等杂原子的氧化。BVMOs属于黄素依赖性单加氧酶，根据不同的蛋白质结构特征和辅助因子依赖性，可分为I、II和O三种类型。所有具有特征的BVMOs都是NAD(P)H依赖性的，需要黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素单核苷酸(FMN)作为辅基。先前的研究工作者从Pseudomonas fluorescens ACB中鉴定出一个4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶(HAPMO
pf ACB
)，用于催化NADPH依赖的4
‑
羟基苯乙酮氧化为4
‑
羟基苯乙酸酯。HAPMO
pf ACB
是一个145kDa的同源二聚体，每个亚基包含一个紧密的非共价结合FAD作为辅因子，它是第一个报道的对芳香族化合物表现出主要活性的BVMO。Rehdorf和同事报道了来自Pseudomonas putida JD1(HAPMO
pp
)的第二个HAPMO，它参与了4
‑
乙基酚的代谢。基因组挖掘鉴定出的PAMO耐热BVMO，对芳酮类化合物具有广泛的活性，但对亚砜化反应的对映选择性较差。到目前为止，只有三种BVMOs,HAPMO
pf ACB
,HAPMO
pp
和苯丙酮单加氧酶(PAMO)，能够转化脂肪族和芳香酮。然而，大多数已报道的BVMOs是专门转化环己酮和相关的环脂肪酮。人们越来越需要发现具有不同生物催化性能的新型BVMOs。
[0003]手性亚砜作为合成原料药香精和香料的合成前体和手性助剂在化学合成中受到了广泛的关注。手性亚砜可通过外消旋物的拆分、前手性硫化物的直接不对称氧化等具有对映选择性的化学和生物催化剂制备。吡唑硫化物的生物氧化已经有几个研究小组进行了探索。例如，甲基苯基硫化物的氧化由全细胞的Rhodococcus sp.ECU006，AbIMO和pmMsrA，其中(S)和(R)
‑
苯基甲基亚砜产生高对体过量(≥94％ee)。值得注意的是，从P.fluorescens ACB中分离出的单分子半抗原(HAPMO)可生成光学纯的(S)
‑
对映体(≥99％ee)，其方向为带有副电子给体基团的苯基甲基硫化物，被认为是一种合适的基因组挖掘模板。
[0004]虽然已经鉴定出P.fluorescens ACB和P.putida JD1中的两种HAPMOs，但具有多种底物特异性的HAPMOs工具箱还远远不够。并且现有报道的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶还存在低催化活性、产物ee值低等问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术从P.fluorescens中鉴定了一种新的HAPMO，这一新发现的HAPMO
Pf
丰富了BVMOs库，为手性亚砜的合成提供了一种潜在的生物催化剂。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶在制备酯类物质中的应
用，所述的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]进一步地，所述的应用是以芳香酮为底物，以4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶为催化剂催化生成内酯。
[0008]进一步地，所述芳香酮为4
‑
羟基苯乙酮、3
‑
羟基苯乙酮、2
‑
羟基苯乙酮、4
‑
氟苯乙酮、4
‑
氯苯乙酮、4
‑
氨基苯乙酮、4
‑
甲基苯乙酮、4
‑
甲氧基苯乙酮、4
‑
硝基苯乙酮、苯乙酮或苯丙酮。
[0009]进一步地，所述催化是在25
‑
40℃下反应2
‑
30h。
[0010]本专利技术的第二个目的是提供一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶在制备S
‑
亚砜中的应用，所述的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0011]进一步地，所述的应用是以硫醚为底物，以4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶为催化剂催化生成S
‑
亚砜。
[0012]进一步地，在催化反应过程中，所述硫醚在反应体系中的浓度为30mmol
·
L
‑1。
[0013]进一步地，所述4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的添加量为3
‑
10g
·
L
‑1。
[0014]进一步地，所述硫醚为苯甲硫醚、2
‑
氯苯甲硫醚、3
‑
氯苯甲硫醚、4
‑
氯苯甲硫醚、2
‑
溴苯甲硫醚、3
‑
溴苯甲硫醚、4
‑
溴苯甲硫醚、2
‑
甲氧基苯甲硫醚、3
‑
甲氧基苯甲硫醚、4
‑
甲氧基苯甲硫醚、2
‑
氨基苯甲硫醚、3
‑
氨基苯甲硫醚或4
‑
氨基苯甲硫醚。
[0015]进一步地，催化反应体系中还含有醇脱氢酶和甲醇。
[0016]进一步地，所述醇脱氢酶为葡萄糖脱氢酶，添加量为1
‑
10g
·
L
‑1。
[0017]进一步地，所述甲醇在反应体系中的浓度为3
‑
8％。
[0018]进一步地，所述催化是在pH 6
‑
10、20
‑
40℃下反应。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术提供了一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶可作为催化剂应用于备光学纯S
‑
亚砜，该酶可溶性好、适用的反应条件温和、环境友好。本专利技术的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶催化效果佳，底物适用性广，能够催化芳香酮、硫醚，并且能够耐受高浓度的底物。可将高浓度硫醚转化成S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶在制备酯类物质中的应用，其特征在于，所述的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的应用是以芳香酮为底物，以4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶为催化剂催化生成内酯。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述芳香酮为4
‑
羟基苯乙酮、3
‑
羟基苯乙酮、2
‑
羟基苯乙酮、4
‑
氟苯乙酮、4
‑
氯苯乙酮、4
‑
氨基苯乙酮、4
‑
甲基苯乙酮、4
‑
甲氧基苯乙酮、4
‑
硝基苯乙酮、苯乙酮或苯丙酮。4.一种4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶在制备S
‑
亚砜中的应用，其特征在于，所述的4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的应用是以硫醚为底物，以4
‑
羟基苯乙酮单加氧酶为催化剂催化生成S
‑
亚砜。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪晔，魏世誉，许国超，周婕妤，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：