[发明专利]黄素还原酶在催化芳香化合物生成芳基碘代物的应用

说明书

本申请提供黄素还原酶在催化芳香化合物生成芳基碘代物的应用，本申请发现黄素还原酶不仅可以催化黄素还原反应，还可以催化芳香化合物的碘代反应，生成芳基碘代物，从而得到一种新型黄素依赖卤代酶，且该新型黄素依赖卤代酶具有较高的碘代活力，与已报道的其他卤代酶相比，该黄素依赖卤代酶可单酶催化多种芳香族底物的碘代反应，且具有较高的转化率与区域选择性。

技术领域

本申请涉及酶催化合成技术领域，尤其涉及黄素还原酶在催化芳香化合物生成芳基碘代物的应用。

背景技术

芳基碘代物是一类非常重要的化合物，在有机合成和药物设计中常用作中间体构建新的C-C键和C-N键等。同时芳基碘代物也是很多经典的偶联反应的起始反应物，例如Heck偶联反应、Suzuki偶联反应和Buchwald-Hartwig偶联反应都使用芳基碘代物作为起始原料。相比于芳基氯代/溴代物，芳基碘代物作为原料时，反应效率更高。此外，芳基碘代物也在医学领域得到广泛应用，例如，三碘甲状腺原氨酸可以用于治疗甲状腺功能减退症。在单光子发射计算机断层成像和临床前X射线成像中，可以使用不同放射性碘同位素(131I、125I、123I)标记相同的靶标试剂，这为药代动力学的研究提供了灵活性。

由于芳基碘代物在有机合成，医药等领域的广泛应用，芳基碘代物的合成方法也备受关注，已报道的合成方法包括化学合成法和生物催化法。化学合成方法中常用铜，镍，钯等过渡金属催化剂，在配体辅助下催化芳基化合物的碘代反应，然而该类型反应仍受限于反应条件苛刻、所用试剂有毒及控制产物的区域选择性困难。与化学合成方法相比，生物催化法具有反应条件温和、使用无毒的碘盐作为反应物、产物区域选择性高、副产物少、能耗低、环境友好等优点，符合绿色化学的合成理念，具有更为广阔的应用前景。黄素依赖的卤代酶是一种依赖还原型黄素腺嘌呤二核苷酸(FADH₂)作为辅因子的酶，可以催化芳香族底物的卤代反应，其中氯代和溴代反应较多，催化碘代反应较少，且效率低，目前无法利用黄素依赖卤代酶进行工业化的芳基碘代物生物催化合成反应。

发明内容

本申请的目的在于提供黄素还原酶在催化芳香化合物生成芳基碘代物的应用。

为实现以上目的，本申请提供黄素还原酶在催化芳香化合物生成芳基碘代物的应用。

优选地，所述黄素还原酶包括依赖NADPH的黄素还原酶和依赖NADH的黄素还原酶。

优选地，所述催化反应中还加入黄素类辅因子，还原辅因子及碘盐。

优选地，所述黄素类辅因子包括黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黄素单核苷酸(FMN)、核黄素中的任一种，或其类似物中的任一种。

优选地，所述还原辅因子包括还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，或其类似物中的任一种。

优选地，碘盐包括碘化钠，碘化钾中的任一种。

优选地，所述黄素还原酶的形式为可表达所述黄素还原酶的全细胞、所述黄素还原酶的粗酶、所述黄素还原酶的纯酶中的任一种。

优选地，所述催化反应中芳香化合物的浓度为0.1～10mM。

优选地，所述催化反应中芳香化合物的浓度为1mM。

优选地，所述催化反应中所用的缓冲液pH值为pH6.0-8.0，温度为10-50℃。

优选地，所述缓冲液为pH值为pH7.4的PBS缓冲液，所述温度为35℃。

与现有技术相比，本申请的有益效果包括：