[发明专利]用于制造化合物的组合物和方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2008年12月22日申请的美国临时申请案第61/140,053号的权益，该案完整内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

尽管工业发酵取得了进步，而且生物技术也得到了发展，但当前的方法仍不允许大规模(工业或商业规模)批量制造某些化合物。举例来说，例如在制造生物燃料的过程中产生的大多数直链和芳香族烃是细胞生长的强抑制剂。因此，生物化学合成局限于天然产物(例如，维生素、酶、抗体)以及高价值、小体积的合成物。尽管如此，无法通过工业发酵制造的含碳中性合成产品和细胞毒性产品仍存在较大市场。因此，需要能够大规模制造难以合成的化合物，包括例如杀生物剂、抗生素和抗癌化合物等有治疗益处的化合物的替代性制造方法。

疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)预计，每年有介于5％与20％之间的美国人将发生流感。根据CDC，约200,000人将因流感并发症而住院治疗，且多达36,000人会因患病而死亡。患流感风险最高的人是老年人、儿童以及具有慢性健康状况的人。通常感染鸟类(包括家禽)的禽流感引起了更多且更特殊的问题。由于这些病毒一般不感染人类，使得人们只有极少的针对这些病毒的免疫防护或没有免疫防护。在2003年末和2004年初期间亚洲的家禽爆发禽流感(即，A型流感(H5N1)病毒)后，世卫组织(World Health Organization)报导自2004年1月起有超过130例人感染病例，且迄今已有70人因感染禽流感而死亡。

奥司他韦(Oseltamivir)是一种用于治疗和预防A型流感和B型流感的神经氨酸酶抑制剂，且普遍认为其最适用于治疗禽流感。磷酸奥司他韦，作为首个商业开发的口服活性神经氨酸酶抑制剂，是由吉利德科技公司(Gilead Sciences)所开发，并且目前由霍夫曼·罗氏公司(Hoffman-La Roche，Roche)以商品名TAMIFLU上市销售。作为流感病毒复制必需的神经氨酸酶的抑制剂，TAMIFLU对H5N1和H7N7病毒株有效。在2005年东南亚H5N1禽流感大爆发期间，TAMIFLU得到广泛使用。然而，预计目前TAMIFLU的供应仅覆盖世界2％的人口。TAMIFLU制造中的主要瓶颈是莽草酸的利用率，莽草酸是一种源自植物的天然存在的化合物。尽管已知用于合成莽草酸的化学反应，但目前合成莽草酸的方法涉及可能发生爆炸的叠氮化(azide chemistry)，而且很难在商业规模上大量合成莽草酸。

全世界的中央政府和医学界都已经认识到，为应对可能发生的全球大规模流行病，迫切需要大规模制造和储存治疗剂，例如TAMIFLU。举例来说，尽管针对流感的疗法取得了进步，但当前用于治疗流感的方法不足以应对全球或甚至国家范围的紧急事件。因此，迫切需要制造适用于治疗感染性疾病的化合物。

发明内容

如下文所述，本发明提供用于制造相关化合物(例如有治疗作用的化合物或其前体)的组合物和系统。

一方面，本发明提供一种分离的组合物，其含有催化形成化合物的酶和三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)再生系统，其中所述酶和所述ATP再生系统是从相同来源或独立来源获得，且其中至少一种来源是无细胞提取物。

另一方面，本发明提供一种用于合成化合物的体外无细胞系统，所述系统含有碳源、磷酸盐源、水、催化形成化合物的酶、能源、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)和三磷酸腺苷(ATP)再生系统。

另一方面，本发明提供一种用于合成化合物的方法，所述方法涉及提供包括碳源、磷酸盐源、水、催化形成化合物的酶、能源、二磷酸腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)再生系统的组分，以形成体外无细胞反应物；以及培育所述体外无细胞反应物以合成所述化合物。

又一方面，本发明提供一种用于合成莽草酸的方法，所述方法涉及提供包括莽草酸前体、ATP源和催化形成莽草酸的酶的组分，以形成体外无细胞反应物；以及培育所述体外无细胞反应物，由此合成莽草酸。