生物法在制备手性氨基酸中的应用

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1、生物法在制备手性氨基酸中的应用凌金龙，王玉强，张玲，朱（浙江工业大学生物与环境工程学院，浙江杭州310014）摘要：手性氨基酸是一类重要的有机化合物，其在制药、农业化学等领域有着广泛的应用。由化学合成法为起始，综述了生物法在手性氨基酸生产中的应用，重点介绍了化学-生物酶法在制备手性氨基酸中的应用。关键词：手性氨基酸；微生物发酵；拆分；氨基酰化酶；脂肪酶中图分类号：O62文献标志码：A文章编号：1674-2214（2014）04-0019-06Applicationofbiologicalmethodintheproductionofchiralaminoa

2、cidsLINGJin-long,WANGYu-qiang,ZHANGLing,ZHUQing（CollegeofBiologicalandEnvironmentalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China）Abstract:Chiralaminoacid,animportantcategoryoforganiccompounds,hasbeenwidelyusedintheindustriesofpharmaceuticals,agrochemicalsandsoon.

3、Inthisarticle,bothchemicalandbiosyntheticmethodsofchiralaminoacidswerediscussed.Furthermore,severalchemoenzymaticapproachesforchiralaminoacidswereintroducedindetail.Keywords:chiralaminoacid;microbialfermentation;resolution;aminoacylase;lipase症[4]；鸟氨酸的衍生物依氟鸟氨酸（二氟甲基鸟氨酸）是一种抑制鸟氨酸脱羧酶的治

4、疗药物，可用于治疗昏睡症[5]等。引言氨基酸是由氨基（-NH2）、羧基（-COOH）和一1个特异性侧链组成的一类有机化合物，具有重要氨基酸也是重要的手性产品合成原料，对映的生物学意义。氨基酸是构成蛋白质的物质基础,也是十分重要的营养物质，它在人体及动物生命体纯的结构单元可用于多种多样的手性产品的手性源合成。有些氨基酸还可作为前体的手性催化剂，用于催化不对称氢化反应[6]。活动中起着无可替代的作用,已经越来越受到人们的关注。目前已被广泛的应用于食品技术、饲料添加剂[1]、农业肥料、生物可降解材料[2]等领域，在目前研究较热门的医药和化妆品等领域也有广阔的潜在

5、应用，例如据研究色氨酸的衍生物5-羟基色氨酸（5-HTP）有治疗抑郁症的功效[3]；苯丙氨酸衍生物L-2-羟基苯丙氨酸可用于治疗帕金森大多数氨基酸含有手性中心，存在生理活性不相同的D-型和L-型两种对映异构体。氨基和羧基都连在α-碳原子上的氨基酸称为α-氨基酸或2-氨基酸，它是很重要的一类氨基酸，是氨基酸在自然界中最常见的存在形式，通常所说的氨基酸就是指这类氨基酸。它们大都是L-构型的氨收稿日期：2014-04-29基金项目：浙江省自然科学基金资助项目（Y4110468）作者简介：凌金龙（1988—），男，河南周口人，硕士，研究方向为生物化工，E-mail

6、：jor_ling@163.com.发酵科技通讯第43卷基酸，而已发现的D-构型的氨基酸则相对较少。有科学家在细菌细胞壁的肽聚糖成分中发现有D-构型的氨基酸存在[6]。一些D-构型的氨基酸，如D-丝氨酸，可以在动物体内充当大脑中的神经为人们所利用。为了大量的获得手性纯的氨基酸，人们一直在不断探索新的氨基酸生产方法。目前，常用的氨基酸生产方法主要可以分为：化学合成法、微生物发酵法和化学-生物酶法。递质[7]。对映体纯的氨基酸是重要的手性产品合手性氨基酸的生产方法化学合成法常用的合成氨基酸的方法有很多种，22.1成原料，可用于多种多样的手性产品的手性源合成，有

7、些手性氨基酸还可作为前体的手性催化剂，用于催化不对称氢化反应。到目前为止，已知的氨基酸大约有500多种，并且有数以千计的合成氨基酸存在。其中，所有的22种蛋白质编码氨基酸都可以在有机体内合成，有大约900种氨基酸能够以天然的途径合成，然一种原始的氨基酸合成方法是以羧酸为起始原料，先对其α-碳进行溴化，然后用氨水对溴进行亲核取代，氨基取代后烷基溴化物就变成了α-氨基酸，如图1（a）所示。1850年，德国化学家Strecker[8]发明了一种很重要的氨基酸合成方法，具体是将醛而其产量往往只能满足手物体自身的需求，难以图1氨基酸的经典合成法与氰化钾和氨水（或铵盐

8、）混合，经过反应生成α-氨基氰中间体，然后将该中间体在酸性溶液中水