手性藥物中間體的微生物酶法合成研究.pdf

1、生物催化法因具備催化效率高、立體專一性好、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)勢(shì)，相比于傳統(tǒng)的化學(xué)催化工藝具可以更好的適應(yīng)于環(huán)境友好、資源節(jié)約等綠色工業(yè)的要求。手性化合物（包括手性藥物、手性原材料和手性中間體）是目前運(yùn)用生物催化技術(shù)的主要產(chǎn)品，并且在醫(yī)藥、化學(xué)品以及食品工業(yè)中有著很廣泛的應(yīng)用。
　　 生物催化法又包含以純酶作為催化劑和以細(xì)胞作為催化劑兩大類別。這其中以細(xì)胞作為催化劑的方法是直接將發(fā)酵好的細(xì)胞離心洗滌后作為催化劑投入反應(yīng)的一種生物催化

2、方法，因其不需要再添加昂貴的輔助因子幫助輔酶的再生，且不需要繁瑣的純酶提取工藝，使用起來更為方便廉價(jià)。本論文著重研究了運(yùn)用細(xì)胞催化的方法合成手性藥物中間體。
　　 本論文運(yùn)用全細(xì)胞酶法合成了兩種高立體選擇性的手性藥物中間體，即左乙拉西坦酸和(R)-α-苯乙醇。這其中左乙拉西坦酸是合成抗癲癇藥物左乙拉西坦的中間體，而(R）-α-苯乙醇也是合成多種藥物的必須中間體。在論文的第二章中，研究了左乙拉西坦酸的生物法合成路線。該路線是根據(jù)左

3、乙拉西坦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)的一條通過從自然界篩選立體專一性催化劑的方法立體選擇性水解乙拉西坦單酯（α-乙基-2-氧合-1-乙酰胺吡咯烷乙酸酯）合成左乙拉西坦酸的路線。根據(jù)該路線的要求，從多地區(qū)采集的土樣中最終篩選得到了一株能夠高立體選擇性水解乙拉西坦單酯即能夠產(chǎn)羧酸酯水解酶的菌株，并通過觀察該菌株的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、菌落形態(tài)以及生理生化特征，結(jié)合16S rDNA測(cè)序分析將該菌株命名為鞘胺醇桿菌SIT102。論文的第三章對(duì)鞘胺醇桿菌SIT102

4、的發(fā)酵條件進(jìn)行了初步優(yōu)化。優(yōu)化后的最適發(fā)酵條件為葡萄糖10g/L，蛋白胨20g/L，MgSO40.5g/L，KH2PO30.5g/L，K2HPO30.5g/L，pH7.0，30℃，180rpm培養(yǎng)36h;經(jīng)優(yōu)化的發(fā)酵條件培養(yǎng)后細(xì)胞量從2.41 g/L提高到了3.53 g/L，同時(shí)比酶活力從最初的1.74U/g提高到了3.16 U/g。第四章在發(fā)酵條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上研究了鞘胺醇桿菌SIT102的最適反應(yīng)條件。經(jīng)優(yōu)化的反應(yīng)條件為底物濃度5mM

5、，細(xì)胞10gdcw/L，pH7.5，35℃，180rpm反應(yīng)20h。最終底物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的ee值及E值可以分別達(dá)到48.3％、96.5％和175.7。
　　 第五章中，為了提高實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有菌株埃切畢赤酵母AS2.625催化苯乙酮所生成（R）-α-苯乙醇的ee值，自行設(shè)計(jì)了一種提高產(chǎn)物ee值的方法。在該方法中，嘗試添加了多種有機(jī)助溶劑、表面活性劑及不同種類的環(huán)糊精，并發(fā)現(xiàn)β-環(huán)糊精能夠最大程度的提高產(chǎn)物(R）-α-苯乙醇的ee值。