[发明专利]一株芽孢杆菌以及用途

说明书

技术领域

本发明属于生物化工领域，涉及一株芽孢杆菌及其用于转化苯乙二醇环碳酸酯、乙酰扁桃酸等化合物获取光学纯手性化合物的方法。

技术背景

手性化合物是目前生物催化的重要产品，主要应用于制药等领域。光学纯手性二醇及其环碳酸酯作为重要的手性中间体，有着广泛的应用，其合成制备越来越受到重视。例如，(S)-苯乙二醇可以作为液晶材料的手性添加剂，用于缩短液晶面板的响应时间；(R)-对硝基苯乙二醇和(S)-3-氯-1，2-丙二醇是心血管药物β-阻滞剂的手性中间体；(R)-碳酸丙烯酯和(1S，2R)-茚满二醇分别是逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂合成的手性中间体。近年来不少企业与研究小组都投入极大的热情研究这些手性化合物的合成新技术。

已知的手性二醇合成方法有化学法和生物法。化学法包括：利用有机金属催化剂催化烯烃的不对称双羟基化、环氧化物的选择性水解或手性羟基酸的选择性还原等；生物法则包括双加氧酶催化的烯烃不对称双羟基化、环氧水解酶催化的环氧化物对映选择性水解、酯水解酶催化的二醇羧酸酯的选择性水解以及氧化还原酶催化的二醇选择性氧化或相应酮的选择性还原等。手性环碳酸酯的化学合成报道较多的是采用间接的方法：先合成手性二醇或环氧化物，然后进一步合成手性环碳酸酯；近年来也有利用环氧化物的不对称羰基化反应直接合成手性环碳酸酯的报道，但产物的光学纯度较低(最高为70％)。

从原料特点和来源看，化学法合成环碳酸酯可由二氧化碳与相应的环氧化物制得，目前国内碳酸丙烯酯等已经成功地实现了大吨位合成，原料来源非常丰富；与其它羧酸酯相比，环碳酸酯水解产生的二氧化碳避免了有机酸对设备的腐蚀和对环境的污染。结合生物催化反应温和、选择性高的特点，环碳酸酯水解酶催化的环碳酸酯立体选择性水解将是手性环碳酸酯和手性二醇合成的绿色新方法。

目前，环碳酸酯水解酶催化环碳酸酯的立体选择性水解在国际上属于一个较新的研究领域，在很多方面的工作都处于刚刚起步的阶段。从酶的来源看，种类较少，多为动物来源，研究内容涉及酶的纯化、表征和二级结构，利用其催化环碳酸酯对映选择性拆分的研究很少，结果也不是很理想(Yang Y.L.，Ramaswamy S.，and Jakoby W.B.Enzymatic hydrolysis of organic cyclic carbonates.J.Biol.Chem.1998，273：7814-7817)，微生物来源的环碳酸酯水解酶仅限于日本学者的个别报道，其研究对象局限在一端为甲基的双取代的环碳酸酯(Matsumoto K，Sato Y，Shimojo M and Hatanaka M.Highly enantioselective preparation of C₂-symmetricaldiols：microbial hydrolysis of cyclic carbonates.Tetrahedron：Asymmetry.2000，11：1965-1973)，在微生物的筛选方面还有很大的可开发空间。在底物谱的研究方面，多集中在长链脂肪族环碳酸酯和一端为甲基的双取代环碳酸酯，对短链脂肪族和芳香族类环碳酸酯的研究较少，所以筛选新的环碳酸酯水解酶，制备光学纯苯乙二醇具有重要的意义。

本发明中涉及到另一类手性分子手性扁桃酸及其衍生物同样具备广阔的开发前景。光学纯扁桃酸主要应用于医药工业，可用于合成环扁桃酯、扁桃酸乌洛托品、盐酸奥西布宁等医药的手性中间体。

制备光学纯扁桃酸及其衍生物的主要方法包括高压结晶法、色谱法、酶法拆分。酶法拆分包括使用腈水解酶或腈水合酶与酰胺酶的组合进行外消旋扁桃腈的立体选择性水解；或使用脂肪酶催化扁桃酸酯的水解拆分。到目前为止，使用酶法催化乙酰扁桃酸水解拆分的报道非常少。本发明筛选得到的菌株可以对映选择性水解乙酰扁桃酸及其衍生物，获取光学纯扁桃酸及其衍生物，从而拓展了底物谱、扩大了生物催化剂的应用。

发明内容

本发明公开了一株新分离的芽孢杆菌及其用于制备光学活性二醇、扁桃酸以及邻氯扁桃酸的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的芽孢杆菌(Bacillus sp.ECU0015)是属于芽孢杆菌属，是发明人从土壤样品中，经过初筛、复筛及分离纯化得到的高选择性环碳酸酯水解酶产生菌，该菌株已于2009年02月06日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC No.2874。

上述的菌株是从上海、河北、江苏、山东、山西、湖北等地区的300余份土壤中筛选得到的，筛选的具体步骤如下：