氨基酰化酶法拆分制备手性氨基酸
酶在制药方面的应用.——文献综述
酶在制药方面的应用摘要：酶的生产与应用技术过程叫做酶工程。
药用酶是指具有治疗和预防疾病功效的酶。
酶法制药是在一定条件下利用酶的催化作用，将底物转化为药物的技术过程。
现在生物制药越来越受到人们的关注，本文将对酶在制药方面的应用展开讨论。
关键字：酶工程；应用；药物引言：因为酶的催化作用专一性强，催化作用效率高和催化条件温和，酶制剂已成为制药方面的新宠。
在制药方面，酶的使用越来越广泛，治疗效果也很显著。
Abstract: The enzyme production and application technology of enzyme engineering process called. A medicinal enzyme is a treatment and prevention of diseases of the enzyme. Enzymatic method of medicine is that under certain conditions the enzyme catalysis, converting a substrate for drug technology process. Now the biopharmaceutical receives people's attention more and more, the enzymes in pharmaceutical applications are discussed.Keywords: enzyme engineering; application; drugIntroduction:Because the enzyme catalysis has strong specificity, high efficiency and catalysis catalytic mild condition, enzyme preparation has become the new favorite of pharmaceutical. In medicine, the enzyme is used more and more widely, and treatment effect is also very significant.一、概述酶工程是现代生物技术的重要组成部分，酶工程制药是将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术。
氨基酸异构体分离
氨基酸异构体分离是一种通过物理或化学方法将不同结构的氨基酸分开的过程。
氨基酸分子由共有的α-碳原子、氨基基团、羧基和一个侧链组成。
在自然界中，氨基酸存在着多种不同的立体异构体，其中最常见的是L-和D-异构体。
要进行氨基酸异构体的分离，可以采用以下方法之一：
1. 液相色谱：液相色谱是一种常用的分离技术，可以根据氨基酸分子的物理化学性质，如极性、溶解度等进行分离。
通过调整移动相（溶剂）的组成和流速，可以实现对不同异构体的选择性分离。
2. 气相色谱：气相色谱是一种利用气相载体将氨基酸分离的技术。
在气相色谱中，氨基酸样品首先被蒸发成气体，然后通过柱上的固定相进行分离。
气相色谱通常需要对氨基酸样品进行衍生化处理，以增加其挥发性和稳定性。
3. 手性色谱：手性色谱是一种专门用于分离手性化合物的技术。
手性氨基酸的分离可以通过手性色谱柱进行，其中柱上的固定相具有对手性异构体的选择性。
根据手性分离的机理，L-和D-异构体会以不同的速率通过柱，并最终分离开来。
需要注意的是，进行氨基酸异构体分离的过程可能涉及到一些专业设
备和试剂，因此在实际操作中应遵守相关的法律法规并采取安全措施。
手性与手性合成2
手性是三维物体的基本 孙万儒 中国科学院微生物研究所 属性。一个物体不能与 微生物资源国家重点实验室 其镜像重合的特性称为 手性。
手性化合物的特点
• • • • • • 化学组成相同 化学结构相同 基本的物理化学性质相同 立体结构不同 旋光（导电、导磁）性质不同 生物学性质不同
手性研究的意义
• 毒副作用不同
反应停(R)-对映体有效，(S)-对映体引起 胎儿畸形，有抗肿瘤作用。 乙胺丁醇抗结核药物，(SS)-对映体的抗 菌活性是(RR)-对映体的200倍, (RR)-对 映体有致失明作用。 河豚毒素，9(S)有巨毒，9( R)毒性很小。
FDA声明
• 发展单一对映体手性药物； • 鼓励外消旋药物转化为手性药物； • 新的外消旋药物申请，必需提供两个 对映体的详细生理活性和毒理数据。 发达国家在酝酿，外消旋药物不得作为 单一组分对待
在生物体的手性环境中，分子之间的严 格手性匹配是分子识别的基础
•酶催化的高度底物、区域、位点和立体专一性
•DNA复制 •蛋白质合成 •抗原与抗体的免疫识别 •受体与给体的专一作用 •药物的生物应答关系
•嗅觉对香料分子气味的感觉
生命起源与进化
手性药物
手性影响药物在体内的吸收，转运，组织分 配，作用位点，代谢和消除。与药理，临床 效果，毒副作用有关
国际上销售的药物
1850 种
天然药物和半合成药物
523 种(28.27%)
化学合成药物
1327 种(71.73%)
手性药物
517 种(98.85%)
非手性药物
6 种(1.15%)
手性药物
非手性药物
528 种(39.79%) 799 种(60.21%)
手性化合物酶法拆分
1、氨基酸
非天然氨 基酸化学合成法外消旋体酶法拆分
对映体
多数氨基酸不易用化学法拆分，而酶法拆分比较有效。
例如： D-苯基甘氨酸是制备抗菌素类药物的重要中间体， 它由化学合成法制备得到外消旋体，利用氨肽酶成功 地进行了拆分［1］ 。
CH3 H 2N H OH
D, L-苯基甘氨酸 (PG) O (CH3C)2—O
参考文献
实例
Dunsmore等人［9］为此创 立了一种实用的去消旋过 程制备手性胺，使用一种 具有光学选择性的胺环氧 化酶和一个无选择性的化 学还原试剂(如氨水—硼 烷)。酶只氧化(S)—对映 体为亚胺，后者可以被还 原为外消旋胺．这样重复 操作，最终可以获得(R) —对映体，产率和对映体 过剩值都很高。
自然界里有很多手性化合物，因其所具有的特 殊性质和非凡功能，不仅在药物中，而且在农药， 香料，食品添加剂和昆虫信息素等领域均获得了广 泛的应用。 对于手性药物，其构型不 同它们的生理活性和毒性 也不同。
实例
手性问题的重要性！
图 1 对 映 体 的 不 同 生 理 活 性
沙利度胺（Thalidomide） --------天使还是魔鬼？
2、对映异构体
彼此成镜像关系，又不能重合的一对立体异构体互为对 映体。手性分子一定存在对映异构体。
3、外消旋体
一对对映体的等量混合物。它由旋光方向相反、旋光能 力相同的分子等量混合而成，其旋光性因这些分子间的 作用而相互抵消，因而是不旋光的。外消旋体通常用(±) 或 dl 表示。 当一个手性化合物进入生命体时， 它的两个对映异 构体通常会表现出不同的生物活性。（图1）
L-氨肽酶
D, L-PG H2SO4 / 加热 (外消旋化) L-PG
氨基酰化酶的固定化和苯丙氨酸消旋体的拆分
氨基酰化酶的固定化和苯丙氨酸消旋体的拆分
酰胺氨基酰化酶(Aminoacylase, AACase)，又称酰胺氨基脱水酶，是一
种有用的酶，用于离子交换层析（IEC），表面活性剂制备和药物改性
等方面。
AACase可用于酰胺肽、抗生素和非抗生素多种氨基酸的脱氢
和脱水，以及其他有机物的羧基氨基酰化作用，主要应用于制药工业。
一、酰胺氨基酰化酶的固定化：
1、依托微球的氨基酰化方法：小的硅酸盐粒子，具有良好的化学稳定性，可以通过酰胺氰基化术固定AACase。
2、电化学固定化：将AACase电沉积到不锈钢或其他金属电极上，从
而实现AACase稳定固定化，而不会降解或失活。
3、adsorption-free固定化技术：在这种技术中，AACase被定向活化，
然后通过Ca2＋极性结合固定框架，实现AACase固定化。
二、苯丙氨酸消旋体的拆分：
AACase还可以用于拆分对映化苯丙氨酸(L-Phenylalanine)消旋体。
传
统方法可实现100％的拆分消旋体，由于AACase的作用，消旋效率可
提高到98％，大大降低了投资和生产成本。
综上所述，酰胺氨基酰化酶是一种有效的酶，可用于制定各种有机及
非有机物质的酰胺氨基酰化，苯丙氨酸消旋体等，这些反应需要稳定、有效的固定化。
通过依托微球的氨基酰化、电沉积、活性定向固定三
种方法可以有效地实现AACase的固定化，有效拆分苯丙氨酸消旋体，使得酰胺氨基酰化反应效率更高，经济性更好。
手性胺的拆分的操作方法
手性胺的拆分的操作方法
手性胺的拆分操作方法可以通过以下几种方式实现：
1. 应用手性分离柱：首先，将手性胺溶解于某种适合的溶剂中，然后通过手性分离柱进行分离。
手性分离柱是填充有手性配体的柱子，例如偏酸性纤维素（Pirkle）柱或手性配体固定的液相柱。
将溶解好的手性胺溶液通过这些柱子进行洗脱操作，不同的对映体将以不同的速度通过柱子洗脱，从而实现手性胺的拆分。
2. 应用手性化合物结晶法：将手性胺与适合的手性化合物按照一定的摩尔比进行结晶反应。
由于手性胺和手性化合物成分的差异，导致结晶时形成不同的晶体形式。
通过收集和分离这些不同的晶体形式，可以得到手性胺的不同对映体。
3. 应用糖醇法：手性胺通常可以与某些手性糖醇反应生成二元络合物。
这些二元络合物在熔点上表现出不同的特性，例如熔点的可测性以及不同对映体的熔化温度偏差。
通过测定这些熔点数据，可以对手性胺进行分离。
无论通过哪种方式进行手性胺的拆分，最终目标是得到手性纯的对映体，并且这些方法在实际操作中还需根据具体情况进行具体选择。
DL-苯丙氨酸的合成和拆分
Ｃｏ”．Ｉｎ ｅｎｄ，Ｌ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９８．８％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ７０．３％ｙｉｅｌｄ． Ｄ－ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ Ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ９６％ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｉｎ ６３％ｙｉｅｌｄ．
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浙江人学倾Ｉ一学位论文
质）的分解，从而抑制羧肽酶（脑啡肽的降解酶）的活性，因而有出色的镇疼作 用№Ｉ。目前市场价格远高于Ｌ．苯丙氨酸。临床实验已表明．它对一批长期用各种 疗法无效的肌肉疼、关节疼、腰腿疼患者疗效显著，并且无副作用，因而具有镇 疼作用，专家们估计它有可能取代阿司匹林ｆ７＿８ｌ。苯丙氨酸结构式如下：
浙江人学坝Ｉ‘学位论殳
课题就是在这一背景下开展的。 单一手性化合物的获得方法有三种：１）手性源合成法：以手性物质为原料合
成其他手性化合物。这种方法是有机化学家最常用的方法。但是由于天然手性物 质的种类有限，要合成多种多样的目的产物会遇到很大困难，而且步骤繁多的合 成路线也使得最终产物成本十分高昂。２）不对称合成法：是在催化剂或酶的作 用下合成得到单一对映体化合物的方法。化学不对称合成和生物不对称合成近 ２０年来取得了长足进展，并且已丌始进入工业化生产。但是化学不对称合成高 旋光收率（如ｅｅ９０％以上）的反应仍然有限，所得产物的旋光纯度对于大多数实际 应用来说仍不够高。生物不对称合成具有很高的对映选择性，反应介质通常为缓 冲水溶液，反应条件温和，但对底物的要求高，反应慢，产物分离因难，因而在 应用上也受到…定的限制。３）＃ｂＮ旋体拆分法：是在手性助剂的作用下，将外消 旋体拆分为纯对映体，这种方法已被广‘泛使用。掘统计，大约有６５％的非天然 手性药物是由外消旋体或中Ｉｔ日Ｊ产物的拆分得到的【３】。
酰胺酶拆分制备左乙拉西坦手性中间体(S)-2-氨基丁酰胺的初步研究
酰胺酶拆分制备左乙拉西坦手性中间体(S)-2-氨基丁酰胺的初步研究郑仁朝;佘勇;郑裕国【摘要】(S)-2-氨基丁酰胺是癫痫治疗药物左乙拉西坦的关键手性中间体.筛选获得了能够立体选择性拆分2-氨基丁酰胺合成(S)-2-氨基丁酰胺的重组酰胺酶Dt-Ami 6.考察了温度、pH、有机共溶剂及不同底物浓度对催化反应的影响.结果表明,该酶的最适催化温度为40 ℃,最适底物浓度为1 mol/L,湿菌体最适添加量为8g/L,在去离子水中反应40 min,(S)-2-氨基丁酰胺的收率为41.7％,光学纯度达94.0％.【期刊名称】《发酵科技通讯》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】酰胺酶;立体选择性水解;(S)-2-氨基丁酰胺;左乙拉西坦【作者】郑仁朝;佘勇;郑裕国【作者单位】浙江工业大学生物工程研究所,浙江杭州310014;浙江工业大学生物工程研究所,浙江杭州310014;浙江工业大学生物工程研究所,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TQ46癫痫是一种由多种病因引起的慢性、反复发作性短暂脑功能失调综合症疾病。
左乙拉西坦是比利时UCB公司开发研制的一种乙酰吡咯烷类新型抗癫痫药，化学名为（S）-α-乙基-氧代-1-吡咯烷乙酰胺，化学结构与比拉西坦类拟［1］。
该药不与其他抗癫痫药物发生相互作用，副作用轻微，耐受性好，因而成为广谱抗癫痫药物［2］。
不仅用于难治性癫痫的辅助治疗，还扩展到诊断癫痫的单药治疗。
2007年3月左乙拉西坦在国内上市，商品名为开浦兰。
（S）-2-氨基丁酰胺是左乙拉西坦的关键手性中间体。
目前，国内外已报道了化学合成（S）-2-氨基丁酰胺的工艺。
如利用L-酒石酸或D-扁桃酸拆分制备（S）-2-氨基丁酰胺［3-8］；又如以L-蛋氨酸为手性源，经甲硫基羟化、溴代、酯化、脱卤和氨解生成（S）-2-氨基丁酰胺［9］；以S-2-氨基丁酸为手性源，经酯化、加压氨解生成（S）-2-氨基丁酰胺［10］。