转氨酶催化不对称合成芳香族l-氨基酸.pdf

夏温娜等/转氨酶催化不对称合成芳香族 L-氨基酸 Chinese Journal of Biotechnology November 25, 2012, 28(11): 1346 ? 1358 ./ ?2012 Chin J Biotech, All rights reserved Received :May 16, 2012; Accepted : June 26, 2012 Supported by : Youth Foundation of State Key Laborotary of Microbial Resources, Institute of Mi crobiology, Chinease Academy of Sciences and Knowledge Innovation Program of the Chinese Academy of Sciences (No. KSCX2-EW-J-6). Corresponding author : Sheng Wu. Tel: +86-10-62553521; E-mail: ******@im. Wei Han. Tel: +86-24-23986438; E-mail: syydhw@ 中国科学院微生物研究所微生物资源前期国家重点实验室青年基金,中国科学院知识创新工程 (No. KSCX2-EW-J-6) 资助。 1346 生物工程学报转氨酶催化不对称合成芳香族 L- 氨基酸夏温娜 1,2 ,孙雨 2 ,闵聪 2 ,韩威 1 ,吴胜 2 1 沈阳药科大学生命科学和生物制药学院,辽宁沈阳 110016 2 中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室,北京 100101 夏温娜, 孙雨, 闵聪, 等. 转氨酶催化不对称合成芳香族 L-氨基酸. 生物工程学报, 2012, 28(11): 1346 ?1358. Xia WN, Sun Y, Min C, et al. Asymmetric synthesis of aromat ic L-amino acids catalyzed by transaminase. Chin J Biotech, 2012, 28(11): 1346 ? 1358. 摘 要: 芳香族 L- 氨基酸是合成许多药物、农药、精细化学品和食品添加剂的重要手性砌块 (Chiral building blocks) 。利用酶催化具有高活性和高立体选择性的特点合成手性砌块是目前不对称合成领域重要的研究方向。通过对不同来源转氨酶的进化分析,选择分别源自原核生物大肠杆菌 Escherichia coli 和真核生物酿酒酵母 haromyces cerevisia 中的两种具有代表性Ⅰ型芳香族转氨酶 TyrB 和 Aro8 ,比较研究了两种转氨酶通过平衡逆转不对称氨化催化合成芳香族 L- 氨基酸的反应过程和催化效率。重组转氨酶 TyrB 和 Aro8 都能有效地合成天然芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸以及非天然氨基酸苯甘氨酸。手性 HPLC 分析表明,合成的氨基酸都是 L- 构型的, 值等于 100 %。 L-丙氨酸是适宜的氨基供体,转氨酶 TyrB 和 Aro8 都不能利用 D- 型氨基酸作为氨基供体。反应体系中氨基供体 L- 丙氨酸和氨基受体芳香族α- 酮酸的最适摩尔比为 4 ∶ 1。底物芳香族α- 酮酸分子结构中芳香环上的取代基以及脂肪酸碳链部分的长度都对酶催化的转氨效率有显著的影响。在制备规模试验中, TyrB 催化不对称转氨反应合成 L- 苯甘氨酸、 L-苯丙氨酸和 L-酪氨酸的比生产速率为 g/(g·h) 、 g/(g·h) 和 g/(g·h) ,Aro8 催化上述反应的比生产速率分别为 g/(g·h) 、 g/(g·h) 和 g/(g·h) 。研究结果对利用转氨酶通过平衡逆转不对称催化合成芳香族 L- 氨基酸的工业化应用具有指导意义。关键词:生物不对称催化,转氨酶,芳香族氨基酸,手性工业生物技术 夏温娜等/转氨酶催化不对称合成芳香族 L-氨基酸 ******@im. 1347 Asymmetric synthesis of aromatic L-amino acids catalyzed by transaminase Wenna Xia 1,2, Yu Sun 2 , Cong Min 2, Wei Han 1, and Sheng Wu 2 1 School of Life Science and Biopha