[发明专利]一种用于制备药物代谢产物的生物酶系统及其应用

说明书

本发明涉及生物化学、药物代谢技术领域，具体涉及制备药物代谢产物的生物酶系统及其应用。一种用于制备药物代谢产物的生物酶系统，包括P450单加氧酶PikC或其突变体蛋白。本发明提供的生物酶系统可通过一步转化将含氮二烷基的临床药物催化产生相应的人体药物代谢产物，催化效率高、反应条件温和、制备工艺简单、成本低廉、环保，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物化学、药物代谢技术领域，具体涉及制备药物代谢产物的生物酶系统及其应用。

背景技术

人体药物代谢产物是药物开发及临床研究中重要的化学标准品，涉及药理学、药代动力学、药效学和毒理学研究，以及某些疾病的诊断治疗（Di Nardo, G.; Gilardi, G.,Optimization of the bacterial cytochrome P450 BM3 system for the productionof human drug metabolites. Int J Mol Sci 2012,13 (12), 15901-24.）。在人体内，药物经口服吸收进入血液循环前首先要经过肝脏的“首过效应”，在此过程中，肝脏内的多种酶可以将药物（母药）代谢为亲水性更强的产物，以利于这些“外源物质”更容易通过肾脏排出体外，其中，肝脏内的细胞色素P450单加氧酶催化的反应占到药物代谢总反应的70%以上（Wrighton, S. A.; Stevens, J. C., The Human Hepatic Cytochromes-P450 Involvedin Drug-Metabolism. Crit Rev Toxicol 1992,22 (1), 1-21.）。这些药物代谢产物一方面在维持药物活性方面发挥重要作用，例如能够提高溶解度和药物利用度；另一方面，某些代谢产物可能会对人体产生毒性（Jollow, D. J.; Thorgeirsson, S. S.; Potter, W.Z.; Hashimoto, M.; Mitchell, J. R., Acetaminophen-Induced Hepatic Necrosis.6. Metabolic Disposition of Toxic and Nontoxic Doses of Acetaminophen.Pharmacology 1974,12 (4-5), 251-271.）。因此，针对药物代谢产物进行严格的药理学、药效学和毒理学检测已经成为药物开发过程中的必需环节。例如美国国家食品药品监督管理局（FDA）规定，药物开发过程中，大量产生的人体药物代谢产物（大于10%）必须经过严格的动物毒性测试（Kang, J. Y.; Ryu, S. H.; Park, S. H.; Cha, G. S.; Kim, D. H.;Kim, K. H.; Hong, A. W.; Ahn, T.; Pan, J. G.; Joung, Y. H.; Kang, H. S.; Yun,C. H., Chimeric cytochromes P450 engineered by domain swapping and randommutagenesis for producing human metabolites of drugs. Biotechnol Bioeng 2014,111 (7), 1313-22.）。