[发明专利]核酸酶P1作为芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应催化剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及酶的新应用，特别涉及核酸酶P1作为芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应催化剂的应用，还涉及应用所述核酸酶P1催化芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应的方法。

背景技术

生物催化剂因具有选择性高、反应条件温和、易于再生等优点而在不对称合成、环境友好和可持续性方面优于现有的化学催化剂。但其同时也存在缺陷，例如目前只发现了有限数量的酶，且每种酶只催化特定的底物。因此，充分挖掘现有酶的非天然催化活性以扩大酶的应用范围，对现代工业发展具有重要意义。

C-C键的立体选择性形成是有机合成的重要方面。直接不对称Aldol反应是最有效的不对称合成方法之一。目前关于有机小分子催化直接不对称Aldol反应的报道较多，但除了醛缩酶对直接不对称Aldol反应具有天然催化活性以外，关于其它酶催化直接不对称Aldol反应的报道极少。2003年C.Branneby等报道了用突变的脂肪酶(lipase from Candida antarctica)催化直接Aldol反应。2008年C.Li等也报道了用脂肪酶催化直接Aldol反应。但是，这些酶催化的直接Aldol反应多数没有对映体选择性，即使有对映体选择性也较差，对映体过量(enantiomeric excess，ee)值最高仅43.6％。因此，迫切需要开发一种能够催化直接不对称Aldol反应且具有高对映选择性的酶。

核酸酶P1(nuclease P1，EC 3.1.30.1)是由桔青霉(Penicillium citrinum)产生的一种能将单链DNA和RNA水解为5’-核苷酸的磷酸二酯酶，也是酶法生产5′-核苷酸的主要工业用酶。但用其催化直接不对称Aldol反应目前国内外未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于确认核酸酶P1是否能够作为芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应催化剂应用。

为达到此目的，本发明选择苯甲醛或取代苯甲醛与环戊酮、环己酮或环庚酮在核酸酶P1催化下进行直接Aldol反应，结果发现核酸酶P1能够催化苯甲醛或取代苯甲醛与环戊酮、环己酮或环庚酮的直接不对称Aldol反应并具有高对映选择性，从而确认了核酸酶P1能够作为芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应催化剂应用，尤其适用于作为苯甲醛或取代苯甲醛与环戊酮、环己酮或环庚酮的直接不对称Aldol反应催化剂应用。

在此基础上，本发明的目的之二在于建立应用核酸酶P1催化芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应的优化方法。

为达到此目的，本发明对核酸酶P1催化芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应的反应溶剂、底物投料比、酶用量、含水量、反应温度等进行了系统研究，综合考虑产率和ee值，提出如下优化技术方案：

应用核酸酶P1催化芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应的方法：向反应容器中加入芳香醛、环状酮、核酸酶P1和水，控温15～40℃搅拌反应；环状酮与芳香醛的摩尔比为4～5∶1；核酸酶P1与芳香醛的用量比为1000～2000U∶1mmol，水与核酸酶P1的质量比为0.15～0.7∶1。

从获得高ee值角度考虑，更佳的，反应温度为15℃；更佳的，环状酮与芳香醛的摩尔比为5∶1；更佳的，核酸酶P1与芳香醛的用量比为1000U∶1mmol；更佳的，水与核酸酶P1的质量比为0.15∶1。

上述方法尤其适用于应用核酸酶P1催化苯甲醛或取代苯甲醛与环戊酮、环己酮或环庚酮的直接不对称Aldol反应。

本发明的有益效果在于：本发明首次发现核酸酶P1能够催化芳香醛和环状核酸酶P1催化的芳香醛和环状酮的直接不对称Aldol反应可在相对温和及无溶剂条件下进行，具有经济、环保等优点，应用前景好。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1示出了底物投料比对核酸酶P1催化的对氰基苯甲醛和环己酮的直接不对称Aldol反应的影响。

图2示出了酶用量对核酸酶P1催化的对氰基苯甲醛和环己酮的直接不对称Aldol反应的影响。

图3示出了含水量对核酸酶P1催化的对氰基苯甲醛和环己酮的直接不对称Aldol反应的影响。

图4示出了反应温度对核酸酶P1催化的对氰基苯甲醛和环己酮的直接不对称Aldol反应的影响。

具体实施方式

下面将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。