[发明专利]二羰基还原酶及其在他汀类药物中间体合成中的应用

说明书

本发明公开了一种二羰基还原酶，为氨基酸序列为SEQ ID NO：1所示的蛋白质，或SEQ ID NO：1经过一个或几个氨基酸残基取代、缺失或添加后具有羰基还原酶活性的蛋白质，或与SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列具有80％以上同源性且具有羰基还原酶活性的蛋白质。

技术领域

本发明涉及酶工程领域，具体地指一种二羰基还原酶及其在他汀类药物中间体合成中的应用。

背景技术

目前，资源、能源和环境危机已经威胁到人类的生存与发展。生物转化是以微生物或酶作为催化剂，以可再生资源取代不可再生资源，大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等的有效手段。他汀类药物是HMG-CoA还原酶的选择性、竞争性抑制剂，通过抑制肝脏内HMG-CoA还原酶和胆固醇的合成从而降低血浆中胆固醇和脂蛋白水平，并通过增加细胞表面的肝脏LDL受体以增强LDL的摄取和代谢。同时，他汀类药物还可以降低低密度脂蛋白和甘油三酯、升高高密度脂蛋白，从而对动脉粥样硬化和冠心病的防治有重要意义。瑞舒伐他汀、阿托伐他汀因其适应症更广、耐受性和安全性更好已经引起国内各制药企业的广泛关注。其中，瑞舒伐他汀钙已在全球30多个国家和地区获批上市，全球销售总额最高时达70多亿美金；阿托伐他汀在心血管方面的多个临床适应症在全球20多个国家和地区获批上市，全球年销售总额最高达130多亿美元。因此，开展瑞舒伐他汀、阿伐他汀及其中间体合成工艺的探索和改进具有重要意义。

瑞舒伐他汀、阿伐他汀的重要中间体(3R,5S)-6-取代二羟基己酸叔丁酯，化学结构为：

现有技术中，(3R,5S)-6-取代二羟基己酸叔丁酯的合成方法主要有以下两种：第一种方法是用脱氢酶一步还原，用硼氢化钠做另一步还原，反应式如下：

第二种方法是用两种脱氢酶分别还原，反应式如下：

第三种方法是用手性催化剂(R)-[RuCl₂(MeO-BIPHEP)]₂一步还原，反应式如下：

现有三种方法中前两种工艺复杂，第三种手性催化剂价格昂贵。所以，研发一种反应条件温和、工艺简便、成本低易于产业化的阿托伐他汀中间体的生物转化工艺显得很有必要。

发明内容

本发明所要解决的问题就是要提供一种他汀药物中间体的生物合成方法，该方法反应条件温和，能简化现有的生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明所提供的二羰基还原酶，为氨基酸序列为SEQ IDNO：1所示的蛋白质，或SEQ ID NO：1经过一个或几个氨基酸残基取代、缺失或添加后具有二羰基还原酶活性的蛋白质，或与SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列具有80％以上同源性且具有二羰基还原酶活性的蛋白质。

本发明还涉及二羰基还原酶的编码基因。

优选地，二羰基还原酶的编码基因是序列表中SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列。

进一步地，二羰基还原酶编码基因的重组表达载体。

进一步地，二羰基还原酶编码基因的转基因细胞系。

进一步地，二羰基还原酶编码基因的宿主菌。

更进一步地，本发明还涉及二羰基还原酶在瑞舒伐他汀、阿托伐他汀中间体合成中的应用。

具体而言，二羰基还原酶在瑞舒伐他汀、阿托伐他汀中间体合成中的应用，包括以下步骤：式II化合物在二羰基还原酶的作用下反应生成式I化合物，反应式如下：