酶简介七:西他列汀转氨酶

发布时间:2016/7/26  浏览数:982次

定向进化技术在新酶产品的开发中已经建立了一个特殊的地位,该技术已经被应用到广泛的酶类中。Codexis酶法工作的一个典型例子是前几年西他列汀合成中的转氨酶进化,该药之前是由医药巨头默克经纯化学路径合成的。该工作促使Codexis与默克合作共同研发西他列汀更高效的过程,这是默克轰动一时的糖尿病药物Januvia®的有效成分。

从一开始的酶—有转氨基催化机制但缺乏催化酮前体到西他列汀活性,Codexis应用CodeEvolver®定向进化技术创造一个合适的催化剂。Codexis科学家应用“底物游走”、建模和突变的方法来创造一个新的用于手性胺中间体合成的可检测活性的转氨酶。但可检测活性不意味着是有用的,这个酶活性离实际应用仍然有很大的距离。接着将这个变体酶通过进一步定向进化工程,使用迭代方法超过7个进化循环后创造出了一个更好的酶。最终进化的生物催化剂生产的西他列汀手性胺中间体达到近乎全转化的产量以及完美的手性结构。生物催化过程的进一步优势是不需要使用有毒的并且非常昂贵的铑催化剂、避免了高压反应的更安全工作条件、和精简了总体过程工艺从而降低了成本。最终,Codexis的科学家应用定向进化技术创造出了一个以酮为前提的生物催化活性提高25000倍的转氨酶。

该反应条件对于化学家和酶学来说堪称一个奇迹:水与各种有机溶剂以前体所需的溶解度混合;异丙胺的浓度高达6摩尔;每升几百克的起始酮;反应环境为60℃(因为酶催化反应已经非常快速,所以不需要更高的温度)。

有关更多关于西他列汀转氨酶研发细节已经发表:

C. K. Savile et al. “Biocatalytic Asymmetric Synthesis of Chiral Amines from Ketones Applied to Sitagliptin Manufacture” Science, 16 July 2010: Vol. 329, Issue 5989, pp.


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