抗抑郁药R-托莫西汀中间体S-3-氯-1-苯丙醇的生物合成

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1、抗抑郁药(R)-托莫西汀中间体(S)-3-氯-1-苯丙醇的生物合成研究背景论文创新点实验结果主要结论与建议1234研究背景生物法制备手性药物中间体具有反应条件温和、选择性好的优点。而且使用微生物全细胞作为催化剂还可省去酶纯化与辅酶添加费用。因此，利用生物法进行(S)-3-氯-1-苯丙醇的制备，具有重要的现实意义。研究背景目前对于(S)-3-氯-1-苯丙醇的制备多采用化学法不对称还原或生物化学方法拆分外消旋醇；对于生物法不对称还原前手性酮制备手性醇研究较少。当前生物法制备手性醇最佳成果为：植物细胞作为催化剂

2、还原3-氯-1-苯丙酮，20mmol/L底物浓度下，反应48h，产率达到78%，e.e.达到98%。论文创新点1、筛选出一株催化性能优异的酵母，与其它相关研究进行比较，本研究可以在实现同等对映体过量率的情况下，得到更高的时空产率；2、在水/有机溶剂体系和含离子液体的水/有机溶剂体系中不对称还原得到(S)-3-氯-1-苯丙醇，未见报道；3、研究了单一水相体系和两相体系不同条件对还原过程中细胞膜流动性、完整性等的影响，初步探索了细胞生物学特性与不对称还原反应的关系。实验结果与讨论1、菌株的筛选与鉴定2、单一水

3、相体系中的不对称还原3、水/有机溶剂两相体系中的不对称还原1、菌株的筛选与鉴定菌株的筛选菌株产率(%)e.e.(%)优势产物汉逊德巴利酵母14.8253.31SSigma面包酵母49.2790.09S毕赤酵母NANA--酵母FU572.4396.22S高活性干酵母70.8594.12S酿酒高活性干酵母30.2985.31S表1不对称还原酵母菌株的筛选由表1可知，同等条件下，酵母FU5菌株对底物3-氯-1-苯丙酮具有最佳的还原产率和对映体过量率。因此，选择其做为后续实验菌株。1、菌株的筛选与鉴定菌株鉴定采用

4、ITS全长序列分析对菌株进行鉴定。图1酵母基因组电泳图图2酵母ITS序列电泳图1、菌株的筛选与鉴定构建系统进化树进化树的构建以刚果锥虫（Trypanosomacongolense）ITS序列作为外类群，以担子酵母（Basidiomyceteyeast）ITS序列作为参照，使用NJ算法，并对进化树进行1000次可信度检验。图3基于ITS序列和Neighbor-Joining算法构建的系统发育树2、单一水相体系中的不对称还原表2有氧无氧条件对不对称还原的影响图4底物浓度对不对称还原的影响2、单一水相体系中的不

5、对称还原图5细胞浓度对不对称还原的影响图6不对称还原的时间进程产率维持恒定的原因：（1）反应达到平衡；（2）体系中细胞死亡，反应不再进行；（3）底物或产物的毒性导致细胞失去催化能力；（4）体系中存在产物抑制。1002、单一水相体系中的不对称还原C产物OD260OD280RGlcViability空白0.5010.223100.0100.030.5120.29595.497.660.5830.32591.693.490.6220.33678.982.1120.7050.32852.065.5150.7900

6、.39223.338.7在反应体系中加入产物对可能存在的产物毒性进行考察。图7不同浓度的产物对还原的影响表3不同浓度的产物对酵母的影响说明体系中存在产物毒性。2、单一水相体系中的不对称还原在体系中加入环糊精、表面活性剂等添加物降低体系中的产物浓度，并考察加入这些物质对反应的影响。图8不同浓度的环糊精对还原的影响图9不同浓度的表面活性剂对还原的影响2、单一水相体系中的不对称还原图10不同浓度的表面活性剂对酵母细胞的影响Circle:CTABSquare:SDSTriangle:Tween80Openshap

7、e:OD260Solidshape:OD2803、水/有机溶剂两相体系中的不对称还原OrganicsolventlogPYield(%)e.e.(%)1-DMF-1.02.1589.442-乙酸乙酯0.680.2599.003-甲苯2.50.8382.204-正己烷3.555.4596.685-正辛烷4.546.8395.016-DBP5.46.9484.667-正十二烷6.637.4192.62表4两相体系有机溶剂的选择图11两相体系有机溶剂的选择3、水/有机溶剂两相体系中的不对称还原图12两相体系底物

8、浓度对还原的影响图13两相体系相体积比对还原的影响1.53、水/有机溶剂两相体系中的不对称还原单一水相体系和两相体系的细胞膜流动性研究（荧光分光光度计测定细胞荧光各向异性）：Ex358nm，Em430nm，DPH标记时间：60min。EntryrA:Control0.216B:Control+1.5mL正已烷0.140C:Control+20mmol/L底物+1.5mL正已烷0.194D:Control+20mmol/L底物+