酶催化在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用實例

1、一、氨基酸的制備,1）食品添加劑阿斯巴甜（L-天冬氨酰-L苯丙氨酸甲酯）2）飼料添加劑（蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸 ）3）醫(yī)藥領(lǐng)域復(fù)合氨基酸輸液非蛋白氨基酸?；撬?解熱鎮(zhèn)痛 羥化脯氨酸-壞血病ε-氨基己酸-止血 γ-氨基丁酸-腦障礙和癲癇,其他藥物前體L-脯氨酸-膽堿酯酶抑制劑L-纈氨酸、D-苯甘氨酸、D-對羥基苯甘氨酸-抗生素L-苯丙氨酸-HIV蛋白酶抑制劑；紫杉醇,L-苯丙氨酸的酶法制備用途：營養(yǎng)增補(bǔ)劑

2、，抗病毒、抗癌新藥；,,1.L-氨基酸的制備,1）苯丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶法 以苯丙酮酸為前體，L-天冬氨酸為氨基 供體 轉(zhuǎn)氨酶 L-天冬氨酸+苯丙酮酸 L-苯丙氨酸+草酰乙酸,,,2)苯丙氨酸解氨酶法生產(chǎn) 以反式肉桂酸為前體，由苯丙氨酸解氨酶氨化,3)芐基海因酶法 海因酶是一種使海因及其5-取代衍生物開環(huán)生成N-氨

3、甲酰基-氨基酸的酶,屬于水解環(huán)酰胺鍵的一類酰胺水解酶。 海因酶催化底物的光學(xué)活性不同,分為D-型、L-型和DL-型三種,,4）苯丙酮酸脫氫酶法 NH3 苯丙酮酸 L-苯丙氨酸通過與甲酸脫氫酶反應(yīng)體系相偶聯(lián)，使輔酶NADH得以再生。,,,5）酶催化拆分 外消旋氨基酸的α-氨基經(jīng)乙?；螋然０坊螅悯；?、羧肽酶或氨肽酶等水解由

4、L-氨基酸形成的酰胺鍵，將L-氨基酸游離出來，與不能水解的乙酰D-氨基酸實現(xiàn)分離。,2、D-氨基酸,多肽類抗生素及其他含D-氨基酸的腸胃藥、腹瀉藥、酶抑制劑、止痛鎮(zhèn)痛藥等。含D-丙氨酸的阿力甜(天丙二肽)，D-纈氨酸合成的纈氨酸殺蟲菊酯。,1）酶催化拆分2）微生物或酶選擇性降解法 利用微生物或酶選擇性地優(yōu)先降解L-氨基酸來去除L-型異構(gòu)體。 不對稱降解制備獲得的D型氨基酸有：Met、Val、Leu、Ile、His、Trp

5、、Glu、Pro等。3）D-氨基酸轉(zhuǎn)氨酶法 D-氨基酸轉(zhuǎn)氨酶，D-氨基酸作為氨基供體。α-酮酸作為氨基受體。 4）  海因酶法,二、手性2-芳基丙酸,2-芳基丙酸類抗炎藥是一類重要的非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥，,,,布洛芬(1)、萘普生(2)、酮洛芬(3)、氟比洛芬(4)、氟諾洛芬(5) 吲哚洛芬(6),1）微生物或酶立體選擇性水解2-芳基丙酸酯,,脂肪酶水解產(chǎn)生(S)-芳基丙酸。,2）腈、酰胺的酶水解 主要兩條路線

6、①腈水解酶(nitrilase)直接立體選擇性水解拆分2-芳基丙腈為光學(xué)純的2-芳基丙酸；②腈水合酶(nitrilehydratase)和酰胺酶(amidase)立體選擇性水解拆分消旋2-芳基丙腈制備(S)-芳基丙酸。,,酶催化水解芳基丙睛（酰胺）,3）酶催化酯化,,4）酶催化氧化利用氧化還原酶直接由芳烴氧化制備,,5）微生物去消旋。,三、手性環(huán)氧化物及手性醇,,環(huán)氧化物及其開環(huán)鄰二醇是重要的手性中間體（稱為手性砌塊）。,1）生物環(huán)

7、氧化不對稱合成途徑①直接加氧合成途徑 通過單加氧酶類的催化,直接將氧原子加到底物烯烴雙鍵上從而形成環(huán)氧化物。,,② 間接環(huán)氧合成途徑 通過酶反應(yīng)催化或微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化生成環(huán)氧化物的手性前體物質(zhì)，如手性醇等，然后合成手性環(huán)氧化物。常用的酶主要為醇脫氫酶、過氧化物酶、鹵代醇環(huán)氧化物酶等。,,2)環(huán)氧化物水解酶 環(huán)氧化物水解酶能選擇性水解特定構(gòu)型的環(huán)氧化物并生成相應(yīng)的二醇,因此,既可以利用該酶水解消旋的環(huán)氧化物，獲得

8、單一手性的環(huán)氧化物外，也可獲得單一構(gòu)型的鄰二醇化合物,,五、β-內(nèi)酰胺類抗生素,,,,6-氨基青霉烷酸,7-氨基-3-脫乙酰氧基頭孢烷酸,六 天然產(chǎn)物的生物轉(zhuǎn)化與結(jié)構(gòu)修飾,(1)解決天產(chǎn)藥物的來源問題，把相對價廉易得的化合物轉(zhuǎn)化為稀缺的、更有價值的化合物。(2)提高活性、降低毒性、及改善其他藥效學(xué)性質(zhì)。(3) 產(chǎn)生新的活性,,,,,麻黃堿的生物合成途徑，通過丙酮酸脫羧酶，將丙酮酸脫羧，而后與苯甲醛縮合成苯基乙酰基甲醇。,1.半生物轉(zhuǎn)

9、化(1)利用全細(xì)胞轉(zhuǎn)化:利用酵母直接進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化R-PAC (2)利用部分純化的PDC轉(zhuǎn)化 2.直接生物轉(zhuǎn)化 以1-苯基-2-甲胺基丙酮作為底物進(jìn)行，從自然界中篩選特定的微生物轉(zhuǎn)化得到四種不同構(gòu)型的麻黃堿。,,鬼臼毒素由于毒副反應(yīng)比較嚴(yán)重,水溶性差無法用于臨床，引人糖苷 而得到衍生物依托泊苷和替尼泊苷，降低了毒性而成為抗癌藥用于臨床。,,,雷公藤甲素的結(jié)構(gòu)修飾,結(jié)構(gòu)修飾涉及開環(huán)反應(yīng)，羥基化，另外還觀察到糖苷化反應(yīng)。1