[发明专利]一种水解酶和一种(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸的合成方法

说明书

本发明公开了一种水解酶，所述水解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，同时提供了一种使用该水解酶合成(R)‑(‑)‑3‑(氨甲酰甲基)‑5‑甲基己酸的方法，以3‑异丁基戊二酰亚胺为底物，在水解酶的催化下合成产物(R)‑(‑)‑3‑(氨甲酰甲基)‑5‑甲基己酸。本发明提供的(R)‑(‑)‑3‑(氨甲酰甲基)‑5‑甲基己酸酶催化合成方法，整体工艺简单，反应条件温和，转化率高，具有极高的手性选择性，且绿色环保，适合大规模工业化生产，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，特别涉及一种水解酶和一种(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸的合成方法。

背景技术

神经病理性疼痛（NP）是由躯体感觉系统的病灶或疾病所导致的疼痛，欧洲研究资料显示，普通人群神经病理性疼痛患病率高达8%。临床比较常见的类型包括：带状疱疹后遗神经痛、糖尿病神经病变引起的疼痛、癌性神经病理性疼痛、三叉神经痛等。而针对糖尿病性NP、疱疹后神经痛和中枢性神经病理性痛这些适应症，普瑞巴林都属于一线用药。

从全球的抗癫痫药市场来看，普瑞巴林占比最高，达33.43%，其次为丙戊酸钠，达30.15%。而在我国癫痫药物市场规模不大，但糖尿病患者群巨大，该药仅用于治疗糖尿病性外周神经病相关神经病性疼痛就有望获得不错的销售，在加上其他的适应症，该药预期市场规模可观。

2017年按照销售额来看，辉瑞的Lyrica在中国普瑞巴林市场份额约79.8%，其余市场被重庆赛维药业的占据。预计2018-2022年辉瑞的Lyrica仍将在中国市场仍将占据主导地位，但由于遭遇来自价格较低的中国国产药的竞争，其市场份额将不断下降。

美国辉瑞公司研制开发的r-氨基丁酸(GABA)受体拮抗剂普瑞巴林的关键中间体是(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸，其制备方法主要可分为不对称合成法、手性源合成法、外消旋体拆分法（化学拆分、酶拆分）、去对称合成法等，其中，化学拆分因其工艺成熟的优点，是现在工业生产的主要方法，但该法存在反应周期长、原料成本高且利用率低缺点。

如申请号为CN201910303983.9的一种光学纯（R）-3-氨甲酰甲基-5-甲基己酸的合成方法专利，该专利公开的化学拆分方法包括五个反应步骤：步骤一，合成2-氰基-5-甲基-2-烯己酸乙酯；步骤二，合成3-异丁基-2-氰基-4-乙氧羰基-戊二酸乙酯；步骤三，合成3-异丁基戊二酸酐；步骤四，合成(±)-3-氨甲酰甲基-5-甲基己酸；步骤五，合成(R)-3-氨甲酰甲基-5-甲基己酸。虽然该专利提供的方法原料成本有所降低，但是相对来说中间的实验步骤仍然繁琐，且会产生较多的化学废液，对环境不友好。

发明内容

本发明的目的是提供一种水解酶，并应用该水解酶进行不对称水解催化合成(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸，解决了目前化学拆分存在的拆分再消旋步骤的繁琐步骤、原料利用率低以及环境污染问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种水解酶，所述水解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一种(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸的合成方法，其特征在于，以3-异丁基戊二酰亚胺为底物，在水解酶的催化下合成产物(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸；

其中，所述水解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步地，所述合成反应包括以下步骤：

S1：向反应容器中加入3-异丁基戊二酰亚胺和水解酶制剂，控制反应体系的pH在7.0-9.0之间，在一定温度条件下进行反应；

S2：S1步骤反应完成后，将反应液进行加热冷却处理，之后加入助滤剂，经过滤，浓缩，再过滤，干燥后得(R)-(-)-3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸。

进一步地，所述步骤S1中3-异丁基戊二酰亚胺的浓度为10-300g/L。