[发明专利]以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法

说明书

本发明涉及本发明涉及左旋多巴合成方法技术领域，尤其涉及一种以L‑酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法，通过在电化学反应器中构建电极系统，以特定方法将酪氨酸酶固定在特定的工作电极上，在特定的工作电位下，通过酪氨酸酶催化L‑酪氨酸反应，生成左旋多巴，由于生成的左旋多巴会将得到的左旋多巴转化为多巴醌，而本发明中，利用酪氨酸酶固定化电极的作用，使得利用电极使多巴醌迅速还原为左旋多巴，即多巴醌还原为左旋多巴的速率大大高于左旋多巴氧化为多巴醌的速率，从而使得在反应底物充足的情况下，左旋多巴的转化率和反应时间能够形成线性正相关。相比游离的酪氨酸酶直接催化L‑酪氨酸底物的方式，能够大大提高转化率。

技术领域

本发明涉及本发明涉及左旋多巴合成方法技术领域，尤其涉及一种以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法。

背景技术

左旋多巴作为治疗神经递质多巴胺缺乏而引起的帕金森病的药物，被广泛使用，左旋多巴由于能够穿过血脑屏障，且能够提高多巴胺水平，从而达到很好的帕金森病治疗效果。

目前，左旋多巴多采用化学方法合成，其中需要使用到昂贵的金属催化剂，且转化率低，因此，需要研发新的左旋多巴合成方法，例如微生物酶转化合成左旋多巴，其中一种微生物酶法合成左旋多巴的方法是以苯酚、丙酮酸和氨水作为底物，以酪氨酸酚解酶作为催化剂，然而，该催化体系存在反应时间长、转化效率不高、分离成本高等问题。

络氨酸酶法合成是以L-酪氨酸作为底物，从分离的酪氨酸酶中酶解法生产左旋多巴，酪氨酸酶是一种广泛存在于自然界的氧化还原酶，其具有两种酶活性，一种是通过甲酚酶活性将单酚羟基化，另一种则是通过儿茶酚酶活性将二酚氧化成醌，酪氨酸酶的甲酚酶活性可将L-酪氨酸转化为左旋多巴，而酪氨酸酶的儿茶酚酶活性则会催化左旋多巴转化为多巴醌。虽然副产物可在化学还原剂的作用下再次还原为左旋多巴，但存在还原剂成本高、左旋多巴分离难度大，转化率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法，克服现有的左旋多巴合成方法中存在的转化率低、分离成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法，包括以下步骤：

在电化学反应器中构建电极系统，包括工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极为碳毡；

将酪氨酸酶固定于工作电极；

在电化学反应器内加入磷酸盐缓冲液(pH 6.5)，并在电化学反应器中加入加入L-酪氨酸作为底物；

电化学反应器中调节工作电位至550-600mV，进行电催化反应，制得左旋多巴产物。

进一步，上述以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法中，所述将酪氨酸酶固定于工作电极具体包括以下步骤：

在0.15-0.2mol/L磷酸盐缓冲液(pH 6.5)中制备浓度为6-8mg/mL的酪氨酸酶溶液。将6-8mg壳聚糖溶于2.5-4mL的0.15-3mol/L乙酸中，制得浓度为3-5mg/mL的壳聚糖溶液。用超声波将镍纳米粒子(粒径100-200nm)分散在双蒸馏水中3-5h，得到2-3mg/mL的镍纳米粒子悬浮液。将镍纳米粒子、壳聚糖和酪氨酸酶进行充分混合，得到混合液，并将混合液吸附在碳毡上，干燥4-6h，在碳毡上涂上Nafion溶液，Nafion溶液中，乙醇的含量小于3％，保存在4℃的干燥状态。

进一步，上述以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法中，所述参比电极选自氯化银。

进一步，上述以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法中，所述对电极选自铂对电极。

进一步，上述以L-酪氨酸为底物的左旋多巴合成方法中，在电化学反应器中加入L-酪氨酸的浓度为50-100mL/L。