一种酶法合成D-苯甘氨酸的方法

    专利查询2026-08-06  6


    本发明涉及生物催化,具体涉及一种酶法合成d-苯甘氨酸的方法,特别涉及一种以利用腈水解活性的酶催化合成d-苯甘氨酸的方法。


    背景技术:

    1、d-苯甘氨酸是一种非天然氨基酸,它是合成医药β-内酰胺类抗生素的重要中间体,作为氨苄青霉素、叠氮头孢、头孢克罗、匹夫氨苄等的重要侧链而广泛应用于制药领域。因为d-苯甘氨酸合成后的药物口服和注射均可,所以在国内外医药市场应用前景广阔。同时,它还是合成各种多肽激素、多种农药的重要中间体。因此,开发绿色、高效的d-苯甘氨酸合成技术成为国内外重要的研究目的。

    2、目前,d-苯甘氨酸的制备技术主要包括化学合成法和生物法。化学合成法虽比较成熟,但此方法制备过程中需要高温高压、强酸强碱等极端条件,对操作人员要求较高且会产生不利于环境的有毒物质。而生物催化合成d-苯甘氨酸具有反应条件温和、步骤简单以及可持续发展等显著优势,已成为制备手性羧酸的重要方法。但国内外关于利用腈水解酶生物催化合成d-苯甘氨酸的相关报道很少。生物催化法反应条件温和、催化剂特异性高、选择性强、能耗少、催化剂制作成本低廉、工艺环境友好,产生显著的经济效益,因此,生物催化是绿色化学与绿色化工发展的重要趋势之一。但是野生菌普遍存在酶活表达量低,稳定性较差,对底物和底物的耐受性不高等缺点。随着基因工程技术的迅猛发展,可以通过分子改造构建基因工程菌,提高腈水解酶的活性、稳定性及底物耐受性等催化性能的同时提高转化率。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种酶法合成d-苯甘氨酸的方法,通过单酶催化合成d-苯甘氨酸。

    2、为解决上述技术问题,本发明首先提供了一种d-苯甘氨酸的合成方法,包括以下步骤:

    3、以2-苯氨基乙腈为底物,利用所述的腈水解酶进行催化反应,反应产物为d-苯甘氨酸。

    4、优选的,所述的腈水解酶来源于:荧光假单胞菌( pseudomonas fluorescens)、肺炎克雷伯杆菌( klebsiella pneumoiae)、粪产碱杆菌( alcaligenes faecalis)。

    5、优选的,来源于荧光假单胞菌的腈水解酶的氨基酸序列如seq id no.2所示;

    6、优选的,来源于肺炎克雷伯杆菌的腈水解酶的氨基酸序列如seq id no.4所示;

    7、优选的,来源于粪产碱杆菌的腈水解酶的氨基酸序列如seq id no.6所示。

    8、优选的,所述腈水解酶以粗酶液或全细胞的形式加入。

    9、优选的,所述催化反应的温度为20~37℃,所述催化反应的时间为12~24h。

    10、优选的,当所述的腈水解酶是以粗酶液的形式加入时,所述的腈水解酶在反应体系中的浓度为30od600/ml;

    11、当所述的腈水解酶以全细胞的形式加入时,所述全细胞的浓度为30od600/ml。

    12、优选的,所述催化反应在浓度为50~100mm,ph值为6.5~8.5的磷酸盐缓冲液中进行。

    13、优选的,当所述腈水解酶是以粗酶液或全细胞的形式加入时,所述催化体系含有2-苯氨基乙腈、磷酸水溶液和所述腈水解酶。



    技术特征:

    1.一种改良的腈水解酶,其特征在于,所述改良的腈水解酶的氨基酸序列如seq idno.2、seq id no.4或seq id no.6所示。

    2.权利要求1所述改良的腈水解酶的编码基因,其特征在于,编码所述改良的腈水解酶的核苷酸序列如seq id no.1、seq id no.3或seq id no.5所示。

    3.一种含权利要求2所述编码基因的重组载体。

    4.一种包含权利要求2所述编码基因并表达权利要求1所述改良的腈水解酶的重组工程细胞。

    5.一种酶法合成d-苯甘氨酸的方法,其特征在于,包括以下步骤:以2-苯氨基乙腈为底物,利用权利要求1所述改良的腈水解酶或权利要求4所述重组工程细胞进行催化反应,反应产物包括d-苯甘氨酸。

    6.根据权利要求5所述方法,其特征在于,当加入所述改良的腈水解酶时,所述改良的腈水解酶在反应体系中的浓度为30od600/ml。

    7.根据权利要求5所述方法,其特征在于,当加入所述重组工程细胞时,所述全细胞的浓度为30od600/ml。

    8.根据权利要求5所述方法,其特征在于,所述催化反应的温度为25-37℃,所述催化反应的时间为12-24h。

    9.根据权利要求5所述方法,其特征在于,所述催化反应在浓度为50-100mm,ph值为6.5-8.5的磷酸盐缓冲液中进行。


    技术总结
    本发明公开了一种酶法合成D‑苯甘氨酸的方法,涉及生物催化技术领域。本发明首先提供了改良的腈水解酶的氨基酸序列和核苷酸序列,并提供了利用这一改良的腈水解酶单酶酶法合成D‑苯甘氨酸的方法,包括如下步骤:以2‑苯氨基乙腈为底物,经腈水解酶催化反应生产D‑苯甘氨酸,催化效率高。

    技术研发人员:贾振华,李冉,李海宁,宋聪
    受保护的技术使用者:河北省科学院生物研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-37796.html

    最新回复(0)