[发明专利]单胺氧化酶在制备托品酮中的应用

说明书

本发明公开了单胺氧化酶在制备托品酮中的应用，属于酶催化和合成生物学技术领域。本发明提供的单胺氧化酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，本发明提供了该酶在制备托品酮中的应用，通过催化4‑(1‑甲基‑2‑吡咯烷基)‑3‑氧代丁酸转化为托品酮。本发明制备托品酮的方法绿色温和，环境友好，其相较于P450的催化效率有显著的提升，具有应用前景。

技术领域

本发明属于酶催化和合成生物学技术领域，更具体地，涉及一种单胺氧化酶在制备托品酮中的应用。

背景技术

单胺氧化酶(monoamine oxidase，MAO)是一种依赖黄素的胺类氧化酶，最初被发现于动物，在生物体内广泛存在。该酶能够催化单胺类物质代谢，氧化脱氨，并生成代谢产物过氧化氢，在机体的胺类代谢过程中起着重要作用，因而备受关注(Iacovino,L.etal.2018,The structure of monoamine oxidases:past,present,and future.JournalOf Neural Transmission,125,1567-1579.)。1995年从微生物黑曲霉发现的单胺氧化酶MAO-N是迄今为止发现的第一例非脊椎动物来源的单胺氧化酶，能氧化简单的末端直链脂肪胺，对R型底物体现出明显偏好性(Schilling,B.et al.Cloning,sequencing andheterologous expression of the monoamine oxidase gene from aspergillusniger.MolecularGeneral Genetics Mgg 1995,247,430-438.)。之后，Turner等课题组通过酶定向进化提供高了该酶的活性，以及对底物宽泛性和立体选择性，并将其用于各种光学纯手性胺类化合物的制备(Dunsmore,C.et al.A chemo-enzymatic route toenantiomerically pure cyclic tertiary amines.Journal Of The American ChemicalSociety,2006,128,2224-2225；Rowles,Ⅰ.et al.Directed evolution of the enzymemonoamine oxidase(MAO-N):highly efficient chemo-enzymatic deracemisation ofthe alkaloid(±)-Crispine A.Chemcatchem,2012,4,1259-1261.)。

托品酮(Tropinone)是一类植物来源含有叔胺结构的莨菪烷类生物碱，可以用于合成阿托品等天然托品烷类药物，其化学名称为8-甲基-8氮杂双环[3.2.1]辛烷-3-酮。目前托品烷类药物主要是从植物中提取得到。虽然化学家们很早就已经实现了托品酮的化学全合成(Robinson,R.LXⅠⅠⅠ.Asynthesis of tropinone.Chem.Soc.,Trans.,1917,111,762-768.)，但是因难以控制后续合成托品烷类药物的手性结构，环境污染等问题而没有得到很好的应用。因此，研究者们开始关注托品烷类天然产物的生物合成途径解析以及生物合成方法，期望能获得更加绿色高效的合成方法。