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一种酮还原酶突变体及其应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-05-09 10:21:33

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:浙江省温州市| 张暄婧 | 2022-12-09 09:21:34

本发明公开了一种酮还原酶突变体及其应用,所述突变体酮还原酶是将SEQ ID NO:7所示氨基酸序列的第21位的色氨酸残基突变为谷氨酰胺或丝氨酸,同时将第86位的色氨酸残基突变成谷氨酸、组氨酸、异亮氨酸、天冬酰胺或缬氨酸;本发明突变体酮还原酶改变了野生型酮还原酶对酮酯类化合物(如:2-氧代-4-苯基丁酸乙酯或2,4-二氧代-4-苯基丁酸乙酯)催化的立体倾向性,生成的主要产物(如:2-羟基-4-苯基丁酸乙酯或2-羟基-4-氧代-4-苯基丁酸乙酯)由(S-)构象变成了(R-)构象,并且对映体过量值(ee值)由76.7%(S-)转变为99.4%(R-)。

本发明突变体酮还原酶改变了野生型酮还原酶对酮酯类化合物(如 :2- 氧代 -4- 苯基丁酸乙酯或 2,4- 二氧代 -4- 苯基丁酸乙酯)催化的立体倾向性,生成的主要产物(如 :2- 羟基 -4- 苯基丁酸乙酯或 2- 羟基 -4- 氧代 -4- 苯基丁酸乙酯)由(S-)构象变成了(R-)构象,并且对映体过量值(ee 值)由 76.7%(S-)转变为 99.4%(R-)。

酮还原酶(Ketoreductase)是一种普遍存在于自然界中的氧化还原酶,它能将含羰基物质(如酮酯、酮酸等)不对称还原成相应的手性醇。酮还原酶催化酮类的还原需要辅因子向羰基转移氢,常用的辅因子是还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)或还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。相较于化学合成过程中出现的催化剂价格昂贵、污染环境、产物纯度不高、催化条件苛刻等问题,酮还原酶因其高效、高立体选择性、条件温和及绿色环保等众多优点而广泛用于光学活性物质的合成。比如,还原二氧羧酸类 ( 例如美国专利第 6,399,339 号 ) ;还原 (S) 氯 -5- 羟基 -3- 氧代己酸叔丁酯 ( 例如美国专利第 6,645,746 号和 WO01/40450) ;还原基于吡咯并三嗪的化合物 ( 例如美国申请第 2006/0286646 号 ) ;还原取代的乙酰苯 ( 例如美国专利第 6,800,477 号 ) ;以及还原羟基四氢噻吩 (hydroxythiolanes)(WO2005/054491)。可见,酮还原酶是一种非常有效的生物催化剂。虽然野生型酮还原酶对于其天然底物通常具有较好的反应活性和选择性,但是对于非天然底物,它们的反应活性、稳定性和选择性却常不尽人意。然而,酮还原酶在工业生产当中多数情况下是非天然底物,这就要求对野生型酮还原酶进行改造,以提高其对非天然底物的反应活性、稳定性和选择性(包括化学选择性、区域选择性和立体选择性)

陈振明, 男, 1971年生,浙江东阳人,致力于生物技术产业化的研究和应用。

实验室具备系统的酶工程技术应用开发能力,和中国工程院院士及多家医药上市公司有过成功的项目合作,2018年获得医药产业之都台州市政府的500精英B类资助。

1989年9月-1993年6月, 四川大学生物工程系微生物学专业,学士

1993年9月-1996年6月,浙江农业大学动物科学学院,硕士

1997年9月-2000年7月,浙江大学生物技术研究所,博士

2000年7月-2002年4月,2005年8月-2008年6月,浙江工业大学生物与环境工程学院,任教

2002年4月-2005年7月,美国弗吉尼亚州大学微生物系,博士后

2008年7月-现在,杭州师范大学,科研

为了研发该成果,团队成员投入了大量人力和物力,并且取得了一定收益,对于技术上存在的缺陷,团队成员会加以完善和修正,此发明对于显著提高人民生活水平,提高我国经济发展实力与科技力量,推动科技进步提高都有极大且及其重要的意义。

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