[发明专利]一种合成(S)-6-硝基正亮氨酸的方法及其催化酶

说明书

本发明属于化合物合成技术领域，具体涉及由生物酶催化的化合物合成方法及催化该化学合成的酶。一种合成(S)‑6‑硝基正亮氨酸的方法，其合成方程式为：本发明提供的合成(S)‑6‑硝基正亮氨酸的方法使用生物酶作为催化剂，以天然氨基酸为原料，一步生成目标化合物，缩减反应步骤；该反应使用水作为反应溶剂，避免有机溶剂的使用，后处理过程相对比较简单，酶催化剂可以通过生物降解，对环境污染小；避免使用有毒有害、高度活泼的化学试剂，在中性pH值和室温下即可发生反应，避免了有机化学反应中苛刻的反应条件，因此更加安全。

技术领域

本发明属于化合物合成技术领域，具体涉及由生物酶催化的化合物合成方法及催化该化合物合成的酶。

背景技术

精氨酸酶可以将人体中的L-精氨酸水解为L-鸟氨酸和尿素，而NO合成酶可以催化L-精氨酸的氧化生成L-瓜氨酸和NO，两种酶均以L-精氨酸为底物，具有较强的底物竞争性，因此通过抑制精氨酸酶的活性可以促进NO合成酶对L-精氨酸的代谢，提高人体中NO浓度，用于治疗一些NO缺乏导致的疾病，例如男性性功能障碍、哮喘、动脉粥样硬化症等等。研究表明(S)-6-硝基正亮氨酸对精氨酸酶有较强的抑制作用，两者的解离常数kd＝60μM(J.Am.Chem.Soc.2008,130,17254-17255)。因此，(S)-6-硝基正亮氨酸具有较大的成药潜力。

目前，(S)-6-硝基正亮氨酸的化学合成仅有一例报道(Eur.J.Org.Chem.2006,1525-1534)。以二氨基带有保护基团的L-赖氨酸为原料，依次经过羧基保护、6-氨基脱保护、6-氨基氧化为硝基、脱除氨基和羧基保护基共4步反应生成(S)-6-硝基正亮氨酸，总产率约48％。化学合成该化合物存在多种缺点，例如在反应的过程中涉及多步氨基和羧基的保护与脱保护，反应过程繁琐，原子经济性较低；反应过程包含氢化反应和加热回流反应，反应条件苛刻，具有较大的危险性；反应及后处理过程中使用多种有机溶剂及强酸强碱，容易导致环境污染，不符合绿色化学的理念；反应总产率较低，生产成本较高，经济效益较差。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有的(S)-6-硝基正亮氨酸的化学合成存在的不足，提供一种新型的生物合成方法用于(S)-6-硝基正亮氨酸的合成。该方法使用生物酶作为催化剂，以天然氨基酸为原料，一步生成(S)-6-硝基正亮氨酸，避免了化学试剂的使用和苛刻的反应条件，不需要引入及脱除保护基，反应效率较高，符合绿色化学的要求，安全无毒。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种合成(S)-6-硝基正亮氨酸的方法，其合成方程式为：

其中，所述式(1)中，R₁、R₂、R₃为H，X为S或CH₂，或者；

R₁、R₂为H，R₃为OH,X为CH₂,或者；

R₁为CH₃，R₂、R₃为H,X为CH₂，或者；

R₁、R₃为H，R₂为Ac,X为CH₂；

*所示碳原子的手性构型为S；

式(2)所示化合物的合成过程为：式(1)所示的化合物在催化酶作用下，发生氧化还原反应，生成式(2)所示的化合物。

作为本发明的一种优选方式，所述式(1)中，所述的催化酶为生物酶，所述的生物酶为包含如下氨基酸序列的酶：

QEXXXDXXFDDXXXXXXXGXXXXXKXEXXXNXXDEMGNGXXXXXHXXXF；