轉讓L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸等手性氨基酸酶催化技術

部分產品（氨基酸類產品、酶制劑、中間體）研究成果介紹
 

進入 21 世紀以來，手性藥物在藥品市場上所占的份額迅速增長，已占到世界醫藥市場的半壁江山。手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規模也越來越大。本項目目前研發的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸主要應用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領域，用來生產新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫藥、化工合成、微生物培養等領域廣泛應用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料，對大腦的發育和功能是必需的，同時在腫瘤治療及蛋白質糖基化中扮演重要角色。
 

L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，也是微生物培養和動物細胞培養重要的添加劑。
 

L-叔亮氨酸可在不對稱合成中作為誘導不對稱的模板, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。
 

1）本項目采用一鍋化反應，以廉價的 L-蘇氨酸為原料，經過工程菌催化合成 2-氨基丁酸，反應時間 10-12 h，原料的轉化率達到 99%以上，2-氨基丁酸的產量達到 100 g/L。 2）以消旋化蘇氨酸為原料，進行酶法拆分制備 D-蘇氨酸。底物添加量達到2.5 M,反應 10 h 內達到完全拆分，D-蘇氨酸 ee 值為 99%。
3）以天冬氨酸為原料，采用工程菌催化反應 10-12 h，L-天冬氨酸轉化率達到了 94.4 %，L-天冬酰胺產量可達 120 g/L，生產強度達到 12.4 g/(L•h)。
4）基于構建的基因工程菌，采用偶聯輔酶再生技術，轉化廉價底物合成 L-叔亮氨酸，反應 24 h，底物轉化率達 95%，產量達到 100 g/L 以上水平。

5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）發酵和生物合成正在陸續開展中。

6）多種高效酶制劑的工程菌株構建、發酵產酶以及多種中間體的制備。如蘇氨酸脫氨酶、亮氨酸脫氫酶、甲酸脫氫酶、ω-轉氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫藥中間體。