四氢噻吩-3-酮还原酶的筛选与表征

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(R)-四氢噻吩-3-醇,是制备碳青霉烯类抗生素硫培南的重要手性中间体。生物催化不对称还原四氢噻吩-3-酮是一条高效绿色合成(R)-四氢噻吩-3-醇的途径。但是由于底物四氢噻吩-3-酮的结构近似于轴对称,因此获得高对映选择性的羰基还原酶并不容易。本文通过基因挖掘和重组DNA技术获得一种来源于炭疽芽胞杆菌的短链脱氢酶,命名为BaCR1,其能够催化四氢噻吩-3-酮的不对称还原。对纯化后的短链脱氢酶BaCR1进行性能表征,其最适反应pH为7.0,最适反应温度为30℃,kcat/Km为0.25S-1*mM-1;30℃时的半衰期为9.63h,kD=0.072h-1,40℃时的半衰期为3.04h,kD=0.228h-1。使用重组大肠杆菌整细胞催化四氢噻吩-3-酮的还原,用葡萄糖作为辅酶再生的辅底物,四氢噻吩-3-酮的上载量为50mM的条件下,整细胞催化剂上载量20g/L,无须额外添加辅因子NADPH,反应24h,反应转化率高于99%,还原产物(R)-四氢噻吩-3-醇的ee值为84%。通过反应优化,实现了(R)-四氢噻吩-3-醇的克级制备,体现了酶法不对称还原制备(R)-四氢噻吩-3-醇的潜力。
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