[发明专利]用于碳青霉烯类合成的工程化的生物催化剂

说明书

本公开内容提供了工程化的pNB酯酶多肽，所述工程化的pNB酯酶多肽可用于合成碳青霉烯类抗生素，亚胺培南。本公开内容还提供了编码工程化的pNB酯酶的多核苷酸、能够表达工程化的pNB酯酶的宿主细胞以及在亚胺培南的生产中使用工程化的pNB酯酶的方法。

本申请要求共同待审的于2013年1月18日提交的美国临时申请系列号61/754,095的优先权，为了所有目的以其全文将其并入。

1.技术领域

本公开内容涉及pNB酯酶生物催化剂和使用该生物催化剂制备碳青霉烯类抗生素化合物亚胺培南的方法。

2.对序列表、表格或计算机程序的引用

序列表的正式副本作为ASCII格式化文本文件与说明书经EFS-Web同时被提交，文件名为“CX2-128USP1_ST25.txt”，创建日期为2013年1月17日，且大小为369,801字节。经EFS-Web提交的序列表是说明书的一部分且通过引用全部并入本文。

3.背景

碳青霉烯类是具有广谱抗细菌活性的一类β-内酰胺类抗生素。碳青霉烯类抗生素最初从卡特利链霉菌(Streptomyces cattleya)的天然衍生产物噻烯霉素开发。其具有高度耐受大多数β-内酰胺酶的结构，并且因此往往是治疗高度耐药的细菌感染的最后手段的抗生素，所述细菌诸如大肠杆菌(Escherichia coli)和肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumonia)。碳青霉烯类抗生素包括但不限于亚胺培南、厄他培南、美罗培南、多利培南、帕尼培南、比阿培南、阿祖培南(razupenem)和泰比培南(tabipenem)。

亚胺培南(以下显示的化合物(1))是表现出对革兰氏阳性和革兰氏阴性需氧和厌氧细菌物种的广泛范围的抗生素活性的碳青霉烯类。

在美国专利号4,194,047中第一次公开了使用和制备亚胺培南的方法。在例如美国专利号4,374,772、4,894,450和7,462,712中描述了用于制备亚胺培南的多种可选的合成方法。制备亚胺培南的多种合成途径包括亚胺培南的对硝基苄基酯(以下显示的化合物(2))的形成。

该化合物(2)的pNB-保护的亚胺培南通过使用钯或铂加氢催化剂移除对硝基苄基基团而脱保护，以提供化合物(1)的亚胺培南产物(参见例如美国专利号4,292,436和5,245,069以及美国专利公布2002/0095034)。然而，用于pNB脱保护的这些催化剂的使用是昂贵的并且导致脱保护的亚胺培南的相对低的产率(例如，60％)。