[发明专利]一种亚胺还原酶在催化合成手性2-芳基吡咯烷中的应用

说明书

本发明公开了亚胺还原酶PmIR(氨基酸序列如SEQ ID No：1所示)或其活性片段在催化合成手性2‑芳基吡咯烷中的应用。所述亚胺还原酶PmIR能够将5‑芳基‑3,4‑二氢‑2H‑吡咯催化还原为(R)‑2‑芳基吡咯烷，可作为中间体进一步合成手性药物。

技术领域

本发明属于酶催化手性合成领域，具体涉及亚胺还原酶PmIR在催化合成手性2-芳基吡咯烷中的应用。

背景技术

手性药物(chiral drug)，是指药物分子结构中引入手性中心后，得到的一对对映异构体。手性药物不同对映体的药效活性存在着普遍差异。通常手性药物的两种异构体具有明显不同的生物活性。选择单一的异构体药物具有更佳的治疗效果，并且可减少剂量和代谢的负担，副作用更小。因此，光学异构体是药物开发和应用的热点。

手性胺是合成农药、医药的重要结构单元，在制药工业中可作为一种或多种活性药物成分(API)的关键中间体。生物酶催化剂具有反应条件温和、专一性、立体选择高、对环境友好等特点，目前，生物酶催化剂不对称催化氢化合成手性胺广泛应用于制药工业领域。用于合成手性胺的酶包括有ω-转氨酶(ω-TA)，胺脱氢酶(AmDH)，氨基酸脱氢酶(AADH)以及亚胺还原酶(IRED)等。

近些年亚胺还原酶的挖掘以及酶工程改造技术的飞速发展，利用亚胺还原酶合成环状手性胺的效果明显优于拆分法和去消旋化法，具有反应条件温和、催化效率高和优异的立体选择性的优点。Yu-Hui Zhang等(Stereocomplementary Synthesis ofPharmaceutically Relevant Chiral 2-Aryl-Substituted Pyrrolidines Using ImineReductases.Organic Letters,Org.Lett.2020,22,9,3367–3372)通过挖掘一系列天然存在的NADPH依赖型亚胺还原酶(IRED)，筛选得到对模式底物(2-(2,5-二氟苯基)-吡咯啉)具有还原活力的IREDs。来自链霉菌(Streptomyces clavuligerus)(ScIR)的亚胺还原酶虽然具有较好的(R)-选择性，但是底物载量很低，反应体系内底物浓度仅为30mM(OrganicLetter,2020,doi:/10.1021/acs.orglett.0c00802)。寻找筛选高比酶活的亚胺还原酶合成高光学纯度的(R)2-芳基吡咯烷，在手性药物合成领域具有产业化应用前景。

发明内容

本发明针对现有技术不足，以5-(2,5-二氟苯基)-3,4-二氢-2H-吡咯为底物，通过筛选构建的亚胺还原酶酶库，筛选得到高(R)立体选择性的亚胺还原酶PmIR。PmIR相对于现有技术公开的亚胺还原酶具有更高的活性。

本发明具体技术方案如下：

亚胺还原酶PmIR或其活性片段在催化合成手性2-芳基吡咯烷中的应用，所述亚胺还原酶PmIR氨基酸序列如SEQ ID No：1所示。

本发明一个具体的示例，所述亚胺还原酶PmIR能够将5-芳基-3,4-二氢-2H-吡咯催化还原为(R)-2-芳基吡咯烷。所述芳基选自取代或非取代的苯基或者取代或非取代的吡啶基。

优选的，所述苯基或吡啶基中的一个或多个取代位被F、Cl、Br、I、C1-C10的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基)中的一个或多个取代。

具体的，所述芳基可以选自

本发明一个具体的应用，利用亚胺还原酶PmIR催化还原5-(2,5-二氟苯基)-3,4-二氢-2H-吡咯，获得(R)-2-(2,5-二氟苯基)吡咯烷，进一步合成拉罗替尼。

本发明优点：