[发明专利]一种界面自组装羰基还原酶及在(R)-3-羟基-3-苯基丙酸乙酯合成中的应用

说明书

本发明公开了一种界面自组装羰基还原酶及在(R)‑3‑羟基‑3‑苯基丙酸乙酯合成中的应用，将羰基还原酶加入Tirs‑HCl缓冲液中，再加入聚苯乙烯的甲苯溶液，在黑暗、40～100r/min、20～40℃条件下，于摇床中震荡反应1～4小时，离心，获得上层为有机相、中间层为界面自组装羰基还原酶、下层为水相的反应体系，取出中间层用甲苯和Tris‑HCl缓冲液洗涤，获得界面自组装羰基还原酶；本发明构建的界面自组装羰基还原酶在有机相和水两相界面具有较好的催化功能，能够将3‑羰基‑3‑苯基丙酸乙酯转化为(R)‑3‑羟基‑3‑苯基丙酸乙酯，(R)‑3‑羟基‑3‑苯基丙酸乙酯的对映体过剩值大于99％。

(一)技术领域

本发明涉及一种微生物来源界面自组装羰基还原酶的制备及其在制备治疗ADHD的非中枢兴奋药物R-托莫西汀关键手性中间体(R)-3-羟基-3-苯基丙酸乙酯中的应用。

(二)背景技术

界面自组装酶是聚合物-酶复合物，是将酶与大分子聚合物结合使被修饰的酶具有两亲性结构，结构类似于以蛋白质为基础的表面活性剂，既含有亲水性的蛋白质头部还含有疏水性聚合物尾，当被放到油-水体系中时，聚合物-酶中的聚合物部分伸展到油相，而酶部分嵌入在水相中，将酶固定在油-水界面上催化油水两相中的化学反应。将羰基还原酶与聚合物在合适的油水界面结合形成界面自组装羰基还原酶，并将其应用于油水两相体系催化羰基化合物的不对称还原制备手性药物中间体对于提高油水两相体系生物催化效率具有积极的意义。

具有选择性的羰基还原酶可以不对称还原羰基化合物制备手性化合物。羰基还原酶广泛存在于微生物体内，直接采用含有羰基还原酶的微生物不对称还原潜手性羰基化合物可以制备手性醇。微生物细胞通常在水溶液中能够发挥较高的活性，而有机底物水溶性较低，因此微生物细胞在水相中催化水溶性较低的底物转化效率较低。采用水/有机相两相体系转化水溶性较低的底物有望提高转化效率。将存在于微生物细胞中的羰基还原酶分离提取出来并制备成界面自组装酶有利于实现酶的重复利用，并在油水界面实现快速转化，有利于提高水不溶性底物的生物转化效率。

托莫西汀分子结构中有一个手性碳原子，具有R型和S型两种对映异构体。其中，(R)-托莫西汀是(S)-托莫西汀药效的9倍，市售的药品均为(R)-托莫西汀。(R)-3-羟基-3-苯基丙酸乙酯((R)-ethyl-3-hydroxy-3-phenylpropinate)是合成R-托莫西汀的关键手性中间体。其分子式C₁₁H₁₄O₃，分子量194.23，CAS号72656-47-4，沸点315.3±20℃，密度1.119。不对称还原3-羰基-3-苯基丙酸乙酯可以制备(R)-3-羟基-3-苯基丙酸乙酯。

(R)-托莫西汀，英文名：Atomoxetine，CAS登录号：83015-26-3，分子式C₁₇H₂₁NO，分子量255.355。(R)-托莫西汀是神经系统药物，临床上主要用于注意缺陷障碍(ADHD)的治疗。注意缺陷障碍(ADHD)又称儿童多动症，目前多认为其发病机制与儿茶酚胺类神经递质多巴胺和去甲肾上腺素翻转效应降低有关。托莫西汀可选择性抑制去甲肾上腺素的突触前运转，增强去甲肾上腺素功能，从而改善ADHD的症状，间接促进认知的完成和注意力的集中。对其他神经递质受体(如胆碱能、组胺、多巴胺、5-羟色胺以及α-肾上腺素受体)几乎无亲和力。