醇脱氢酶突变体在手性双芳基醇化合物合成中的应用

醇脱氢酶突变体的开发背景

手性双芳基仲醇是合成多种手性药物的重要中间体,其中(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇是抗组胺药物卡比沙明和苯磺酸贝他斯汀的关键前体.传统的化学合成方法虽然能够获得高对映体选择性(ee值),但存在环境不友好,反应条件苛刻等缺点.生物催化法因其反应条件温和,环境友好等优势,逐渐成为研究的焦点.然而,现有的生物催化剂在效率和选择性上仍存在不足,尤其是对(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇的合成效率较低.

为了解决这一问题,通过定向进化技术对来源于高温厌氧杆菌(ThermoanaerobacterbrockII)的醇脱氢酶(TbSADH)进行改造,获得了一系列突变体,这些突变体在不对称还原合成手性双芳基醇化合物中表现出优异的催化性能.

醇脱氢酶TbSADH突变体的设计与优化

通过半理性定向进化技术,对醇脱氢酶TbSADH的催化中心口袋进行氨基酸残基改造,获得了多个突变体.这些突变体的改造位点主要集中在第39位,42位,84位,85位,86位,104位,110位,294位等关键氨基酸残基.通过对这些位点的突变,显著提高了突变体对底物的对映体选择性和催化活性.

例如,突变体A85G/I86L和A85V/I86S在催化(4-氯苯基)吡啶-2-甲酮生成(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇的反应中,转化率分别达到98%和97%,ee值均高于99%.

突变体在不对称还原反应中的应用

突变体不仅在催化(4-氯苯基)吡啶-2-甲酮生成(S)-(4-氯苯基)吡啶-2-甲醇中表现出色,还成功应用于其他双芳基酮底物的不对称还原反应中.例如,突变体A85G/I86L在催化(2-吡啶基)苯基甲酮生成(2-吡啶基)苯基甲醇的反应中,转化率达到95%,ee值为85%.

此外,突变体A85V/I86S在催化(4-甲苯基)吡啶-2-甲酮生成(4-甲苯基)吡啶-2-甲醇的反应中,转化率为92%,ee值为88%.