亚胺还原酶突变体在生物催化领域展现出独特的优势,尤其在合成复杂手性分子方面.(S)-3-{[(R)-1-(萘-1-基)乙基]氨基}吡咯烷-1-羧酸叔丁酯作为伊万卡塞的关键手性中间体,其高效合成一直是制药行业的技术难题.通过引入突变体技术,可成功提高了该中间体的合成转化率与对映选择性(ee值),从63%提升至99%,大大优于传统化学合成方法.
传统的合成方法通常需要多步反应,使用大量的有机溶剂,不仅成本高,而且环境污染严重.可开发的基于亚胺还原酶的合成路线,仅需一步反应,即可高效完成目标产物的制备.具体反应中,(R)-1(1-萘基)乙胺和3-氧代吡咯烷-1-羧酸叔丁酯在亚胺还原酶的催化下,结合NADPH和葡萄糖脱氢酶,生成目标产物,同时再生NADPH,形成一个高效的酶促循环反应体系.
可通过定点饱和突变技术,对亚胺还原酶的第219位色氨酸进行突变,筛选出多种突变体,如IRED-W219L,IRED-W219A等.其中,突变体IRED-W219L表现出显著提升的催化效率,转化率从原始酶的2.49%提高至20%以上,且产物ee值接近99%.这一突破显著降低了生产成本,并提高了产物的光学纯度.
此外,突变后的亚胺还原酶在温和的反应条件下即可高效反应,避免了传统化学合成中高温,高压等苛刻条件,进一步体现了其环保优势.