[发明专利]一种鞘氨醇杆菌及利用其制备左乙拉西坦酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杆菌及其用途，特别涉及一种鞘氨醇杆菌以及利用该鞘氨醇杆菌作为生物催化剂制备左乙拉西坦酸的方法。 

背景技术

已知左乙拉西坦酸是合成左乙拉西坦（（S）-α-乙基-2-氧合-1-乙酰胺吡咯烷，Levetiracetam）的关键手性中间体，其结构式如图1所示。 

    左乙拉西坦是比利时UCB（优时比）公司开发研制的一种新型抗癫痫药，与2000年4月获FDA批准，在美国和欧盟上市，主要用于治疗局限性及继发性全身性癫痫。目前在全球超过66个国家和地区上市，全球有超过100万人的治疗记录，是目前美国癫痫治疗中应用最多的新型抗癫痫药物。研究结果表明，右旋体对于抑制癫痫发作只有轻微或者不明显的药效作用，而左乙拉西坦则是一种安全、高效的抗癫痫药物。 

    目前左乙拉西坦的合成大致可以分为化学法和化学-酶法。其中，化学法主要可以分为以下几类方法：第一类是以2-氨基丁酸及类似物为原料，经转化得到左旋的α-氨基丁酰胺衍生物，然后与4-氯丁酰氯或4-氯丁酸酯反应环合再转化为左乙拉西坦的方法。第二类是以2-吡咯烷酮为原料，引进侧链制备消旋酸再拆分得到左乙拉西坦的方法。但该两种方法均需要用到与物料等摩尔剂量的手性酸或碱拆分剂和大量有机溶剂，拆分成本较高，操作步骤较为繁琐费时。 

 近年来，已有文献报道了利用环境友好、温和高效的酶作为催化剂来合成左乙拉西坦及其中间体。如利用腈水合酶作为催化剂来合成左乙拉西坦及其中间体，其关键步骤是腈水合酶催化动力学拆分消旋的2-吡咯烷酮腈化物直接得到左乙拉西坦。拆分产率达到43％，产物e.e.值为94％。此方法的优点是路线简介，反应条件温和，底物浓度较高。不足之处是在中间体合成中采用了有一定毒性的腈化物。 

 根据左乙拉西坦的结构特点，发现如果可以筛选到高立体选择性水解乙拉西坦酸酯（α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸酯）的生物催化剂，同样可以合成手性药物中间体左乙拉西坦酸（（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸）。即利用酶催化上述羧酸酯的水解动力学拆分来代替传统的化学拆分法。这种羧酸酯水解酶在手性酸、醇和酯的合成中具有广泛的用途。 该技术路线中的生物催化剂无毒、温和、具有高选择性和催化效率，并且避免了腈水合酶路线中有毒的腈化物原料，具有很好的应用前景。 

发明内容

本发明的目的之一在于为解决上述现有技术中所存在的用到大量有机溶剂、操作繁琐、原料有毒性等技术问题，而提供一种鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102，CGMCC NO.6158。 

本发明的目的之二在于提供上述的一种鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102的培养方法。 

本发明的目的之三在于提供一种将上述的鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102 作为生物催化剂应用的方法，即作为生物催化剂催化外消旋乙拉西坦酸酯进行对映选择性水解产生左乙拉西坦酸的制备方法。本发明所提供的鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102作为生物催化剂可以高选择性、高收率、低生产成本的催化合成左乙拉西坦酸。 

本发明的技术方案 

本发明的一种鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102 是一种属于细菌类鞘氨醇杆菌属的菌株，该菌株是通过以下方法得到的，即从中国东南方地区上海富含油脂的土壤中采集土样,以乙拉西坦酸甲酯或其类似物为唯一碳源经过多轮富集培养后筛选得到的。

本发明的鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.) SIT102菌种具有如下的微生物学特征： 

1、形态特征

本发明所得的鞘氨醇杆菌 (Sphingobacterium sp.) SIT102细胞呈椭圆型，0.4~0.8 μm×0.8~2.5 μm，不具有端生或周生鞭毛，不形成菌丝体。

2、培养学特征 

在酵母膏-蛋白胨-葡萄糖琼脂上菌落不透明，圆形并向上突起，边缘光滑，呈淡黄色。

3、生理生化特征 

（1）             革兰氏阴性杆状菌；好氧菌；

（2）             运动性：运动能力较差；

（3）             吲哚产生试验：阴性；