[发明专利]化学法-酶法制备1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于萜类化合物生物合成领域，涉及以价廉、易得且稳定的原料为 底物，以化学法-酶法相结合的过程来制备萜类化合物生物合成的MEP途径中 的关键中间体1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸(DXP)的方法。

背景技术

萜类化合物在自然界分布广泛，种类繁多，存在于几乎所有的生命形式中。 科学工作者们已从动物、植物及微生物中分离鉴定了近四万个萜类化合物，这 构成了最大的一个天然产物家族，而且这个大家族中的许多化合物还显示出重 要的生理活性。如长醇焦磷酸酯(dolichol diphosphates)对细胞壁及糖蛋白生物 合成的调节作用；醌类化合物(如质体醌和辅酶Q)可作为电子转移及氧化还 原反应的载体；类胡萝卜素及叶绿素的侧链参与光合作用；类胡萝卜素、叶黄 素和番茄红素已经被确认为一类抗肿瘤物质；一些参与细胞周期调控的特定蛋 白质通过与萜类化合物来源的亲脂性侧链共价修饰，从而穿透血浆细胞膜，而 参与这一蛋白质翻译后修饰的酶可以作为肿瘤治疗的潜在目标；再如甾体可帮 助构成细胞膜(如胆固醇)；雌激素参与细胞间信号传递过程并可控制个体的生 长发育；甜椒醇(capsidiol)等可作为抗菌素及植物抗毒素用于物种间相互防御； 赤霉素、脱落酸可作为植物激素；脂溶性的维生素A、D、E和K也是萜类大 家族中的重要成员。在动物体内维生素A作为光感受器，它的存在可促进视网 膜的正常功能，缺乏则导致夜盲症；维生素D能促进钙磷在肠内的吸收，维持 血钙血磷的平衡，促进骨质的钙化等等，虽然挂一漏万，但已足以说明它们在 生命过程中的极端重要性。

同时，植物中所含的萜类化合物通常作为植保素，虽然它们不是植物生长 发育所必须的物质，但在调节植物与环境的关系上发挥重要的生态功能。许多 萜类化合物还具有很好的药理活性，是中药和天然植物药的主要有效成分，如 目前广泛使用的抗心血管疾病的银杏内酯及具有很强抗癌活性的化合物紫杉醇 等。因此，对萜类化合物的各个方面，如它们在生物体内的合成过程，生理功 能，代谢过程及代谢产物的结构等，进行深入的研究仍有极其重要的意义。

生物体内的萜类化合物主要是通过两条生物途径合成的，其中一条是甲羟 戊酸(Mevalonate，MVA)途径。长期以来，生物体内的萜类化合物被认为是 由乙酰辅酶A经甲羟戊酸而合成，并认为甲羟戊酸是萜类化合物生物合成的唯 一前体，故该生物合成途径被称为甲羟戊酸途径。该途径首先由三分子乙酰辅 酶A缩合成3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutatryl-CoA， HMG-CoA)，随后在供氢体NADPH存在下，HMG-CoA还原酶(HMG-CoA reductase，HMGR)催化HMG-CoA不可逆地形成重要中间体甲羟戊酸。紧接 着在ATP和二价金属离子的参与下，甲羟戊酸激酶(mevalonate kinase，MK) 将MVA磷酸化形成MVAP，再在磷酸甲羟戊酸激酶(phosphomevalonate kinase， MPK)催化下，MVAP被继续磷酸化形成MVAPP。最后，MVAPP在焦磷酸甲 羟戊酸脱羧酶(pyrophosphomevalonate decarboxylase，MDC)的作用下脱羧形 成异戊烯基焦磷酸酯(IPP)。IPP在IPP异构酶的催化下转化成其异构3，3-二甲 基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)，IPP和DMAPP进一步衍生形成倍半萜、三萜 化合物。该途径广泛存在于动物(包括人类)、真菌、一些细菌及高等植物当中。