酰脱氢酶催化氧化脱氨基
研究中,作者利用一种天然的缬氨酸脱氢酶(HsValDH3),通过突变N261M,使其获得了对(S)-β-氨基醇的氧化脱氨基活性.这种突变体被称为第一代β-氨基醇脱氢酶(M0).进一步地,通过系统发育分析指导的双密码子饱和突变策略,对M0的侧链结合位点进行工程化,开发了第二代β-氨基醇脱氢酶(M1-M4).这些突变体在对结构多样的D-缬氨醇的氧化脱氨基反应中表现出显著的活性.
动力学分辨率和非对映体化
利用这些工程化的β-氨基醇脱氢酶,可以对一系列β-氨基醇进行完全的动力学分辨率和非对映体化反应,从而得到高光学纯度的(R)-β-氨基醇.研究中,作者对六种具有代表性的消旋β-氨基醇底物进行了动力学分辨率反应,其中大部分底物能够顺利地被氧化,得到理论上的50%转化率和几乎光学纯的D-缬氨醇.
三酶级联反应
为了进一步提高反应效率和产物的光学纯度,研究中还探索了三酶级联反应.通过在反应体系中加入(R)-选择性的ω-转氨酶,可以实现对消旋β-氨基醇的非对映体化.这种三酶级联反应体系能够有效地将消旋β-氨基醇转化为D-缬氨醇,光学纯度超过99%,转化率在90%到99%之间.
获得β-AADH 的氧化脱氨活性示意图
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