[发明专利]一种生物催化合成西他列汀及其中间体的方法

说明书

本申请提供一种生物催化合成西他列汀及其中间体的方法，具体地，本申请提供了式I和式II所示化合物、或其药学上可接受的盐，一种能够催化所述式I化合物生成式II化合物的多肽，编码所述多肽的核酸，含有所述核酸的载体和细胞。此外，本发明还提供了使用所述多肽和式I化合物来生产式II化合物以及西他列汀的方法，以及制备所述多肽的方法。

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域，特别是西他列汀的生物合成领域。具体而言，本发明提供了式I和式II所示化合物、或其药学上可接受的盐，一种能够催化所述式I化合物生成式II化合物的多肽，编码所述多肽的核酸，含有所述核酸的载体和细胞。此外，本发明还提供了使用所述多肽和式I化合物来生产式II化合物以及西他列汀的方法，以及制备所述多肽的方法。

背景技术

西他列汀(Sitagliptin，结构如下所示)，化学名为(3R)-3-氨基-1-[3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-1,2,4-三唑并[4,3-a]吡嗪-7-基]-4-(2,4,5-三氟苯基)丁-1-酮，为一种口服降糖药。其可以单独应用也可以与其他口服降糖药组成复方药物(如二甲双胍或噻唑烷二酮)来治疗2型糖尿病。相比其他口服类降糖药，西他列汀在控制血液中葡萄糖含量时副作用更少(更低几率导致低血糖和体重增加)。

西他列汀结构中含有一个手性中心，该手性中心的构建是合成西他列汀最为关键的一步。现有研究中关于该手性中心的构建方法主要有以下几种：(1)生成烯胺底物后利用手性催化剂进行不对称氢化；(2)以手性氨化合物为原料；(3)手性拆分；(4)以β-羰基酯类化合物为底物，经转氨酶催化制备。然而，上述方法中存在诸如，成本昂贵、手性纯度低、后处理困难和收率低等。

近年来，由于生物酶法具有高选择性及环境友好的优势，逐步成为合成手性医药化学品及其中间体的优选方案。

转氨酶(transaminase)又称氨基转移酶，是不对称合成高光学纯手性氨的关键酶，在动植物和微生物中广泛分布。其中，许多ω-转氨酶基因己被克隆，部分氨基转移酶的基因已在不同的宿主(大肠杆菌、毕赤酵母等)中表达，获得了酶活和选择性都较高的基因工程菌。ω-转氨酶也被用于生产西他列汀。然而，对于R-型选择性转氨的天然ω-转氨酶报道很少，且这些ω-转氨酶催化的底物谱较窄，往往是为特定反应筛选的最适生物催化剂。

因此，寻找构建西他列汀手性中心的方法，尤其是生物酶法对于解决该药物合成中所面临的问题提供了新的选择。

发明内容

本发明人对野生型节杆菌转氨酶基因序列进行突变获得一种新的酶，其可立体专一地催化β-羰基酰胺生成R-型手性胺。本发明人在此基础上，开发了一种新的合成西他列汀的方法。

因此，在一个方面，本申请提供构建西他列汀手性中心的一个关键中间体，其为β-羰基酰胺类化合物，可作为所述酶的底物，立体专一地转化为R-型胺。所述式I所示化合物、或其药学上可接受的盐具有下述结构，

其中，R₁和R₂各自独立地选自氢、C_1-6烷基、3-8元环烷基、3-8元杂环烷基、6-10元芳基和5-10元杂芳基；或者，R₁和R₂与相连的N原子形成4-7元杂环。

在某些优选的实施方案中，R₁和R₂各自独立地选自氢、C_1-4烷基、3-6元环烷基、3-6元杂环烷基、6-10元芳基和5-6元杂芳基；或者，R₁和R₂与相连的N原子形成5-6元脂杂环或5-6元芳杂环。