工程化转氨酶多肽制造技术

本公开内容提供了可用于在工业相关条件下合成手性胺化合物的工程化转氨酶多肽。本公开内容还提供了编码工程化转氨酶多肽的多核苷酸、能够表达工程化转氨酶的宿主细胞和使用工程化转氨酶产生手性胺化合物的方法。工程化转氨酶产生手性胺化合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工程化转氨酶多肽
[0001]本申请要求2020年4月10日提交的美国临时专利申请序号63/008,047的优先权，该美国临时专利申请为了所有目的通过引用以其整体并入。
[0002]对序列表、表格或计算机程序的引用
[0003]序列表的正式副本作为ASCII格式的文本文件经由EFS
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专利

[0004]本公开内容提供了可用于在工业过程条件下产生药物和精细化学胺化合物的工程化转氨酶多肽。
[0005]背景
[0006]转氨酶(E.C.2.6.1)催化氨基基团、一对电子和质子从氨基供体化合物转移至氨基受体化合物的酮基基团。转氨酶反应可以导致手性胺产物化合物的形成。如方案1中示出的，氨基受体化合物(B)(它是期望的手性胺产物(D)的酮基底物前体)在存在转氨酶的情况下与氨基供体化合物(A)反应。转氨酶催化氨基供体化合物(A)的伯胺基团转移至氨基受体化合物(B)的酮基基团。转氨酶反应产生手性胺产物化合物(D)(假定R3与R4不同)以及具有酮基基团的新的氨基受体副产物(或“羰基副产物”)化合物(C)。
[0007]方案1
[0008][0009]手性胺化合物作为中间体或合成子常被用在制药、农业化学和化学工业中，用于制备广泛范围的商业上期望的化合物，诸如头孢菌素或吡咯烷衍生物。通常，手性胺化合物的这些工业应用涉及仅利用分子的一种特定的立体异构形式(例如，只有(R)或(S)对映异构体具有生理学活性)。转氨酶是高度立体选择性的，并且具有许多用于合成光学纯手性胺化合物的潜在工业用途。
[0010]转氨酶用于制备手性胺化合物的实例包括：氨基酸的对映异构体富集(参见例如，Shin等人，Biosci.Biotechnol.Biochem.,65:1782
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1788[2001]；Iwasaki等人，Biotech.Lett.,25:1843
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1846[2003]；Iwasaki等人，Appl.Microbiol.Biotech.,69:499
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505[2004]；Yun等人，Appl.Environ.Microbiol.,70:2529
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2534[2004]；和Hwang等人，Enz.Microbiol.Technol.,34:429
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426[2004])；普瑞巴林的中间体和前体的制备(例如，WO2008/127646)；环巴胺类似物的酶促转氨基作用(例如，WO2011/017551)；β
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氨基酸的立体特异性合成和对映异构体富集(例如，WO2005/005633)；胺类的对映异构体富集(参见例如，美国专利第US 4,950,606号；美国专利第5,300,437号；和美国专利5,169,780号)；氨基酸及衍生物的产生(参见例如，美国专利第5,316,943号；美国专利第4,518,692号；美国专
利第4,826,766号；美国专利第6,197,558号；和美国专利第4,600,692号)；以及药物化合物西他列汀、卡巴拉汀和维那卡兰的产生(参见例如，美国专利第8,293,507号；Savile等人，Sci.,329:305
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9[2010]；WO2011/159910；和WO2012/024104)。
[0011]具有催化方案1的反应的能力的野生型转氨酶已经被从多种微生物分离出，所述多种微生物包括但不限于反消化产碱菌(Alcaligenes denitrificans)、支气管败血性博德特菌(Bordetella bronchiseptica)、副百日咳博德特菌(Bordetella parapertussis)、羊布鲁式杆菌(Brucella melitensis)、鼻疽伯克氏菌(Burkholderia mallei)、类鼻疽伯克氏菌(Burkholderia pseudomallei)、青紫色素杆菌(Chromobacterium violaceum)、Oceanicola granulosus HTCC2516、海洋杆菌属种(Oceanobacter sp.)RED65、海洋螺菌属种(Oceanospirillum sp.)MED92、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)、根瘤菌属种(Rhizobium sp.)(菌株NGR234)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringensis)、肺炎克雷伯杆菌(Klebsiella pneumonia)、河流弧菌(Vibrio fluvialis)(参见例如，Shin等人,Biosci.Biotechnol,Biochem.,65:1782
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1788[2001])、和节杆菌属种(Arthrobacter sp.)KNK168(参见例如，Iwasaki等人,Appl.Microbiol.Biotechnol.,69:499
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505[2006]；和美国专利第7,169,592号)。这些野生型转氨酶基因和编码的多肽中的若干种已经被测序(例如，青枯雷尔氏菌[Genbank登录号YP_002257813.1,GI:207739420]、类鼻疽伯克氏菌1710b[Genbank登录号ABA47738.1,GI:76578263]、百日咳博德特菌(Bordetella petrii)[Genbank登录号AM902716.1,GI:163258032]、河流弧菌JS17[Genbank登录号AEA39183.1,GI:327207066]和节杆菌属种KNK168[GenBank登录号BAK39753.1,GI:336088341])。EC 2.6.1.18和EC2.6.1
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19类的至少两种野生型转氨酶已经被结晶并结构上表征(参见例如，Yonaha等人,Agric.Biol.Chem.,47:2257
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2265[1983])。
[0012]具有(R)
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选择性的或(S)
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选择性的立体选择性的转氨酶是已知的。例如，认为来自节杆菌属种KNK168的野生型转氨酶是(R)
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选择性的并从某些底物主要产生(R)
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胺化合物(参见例如，Iwasaki等人,Appl.Microbiol.Biotechnol.,69:499
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505[2006]；和美国专利第7,169,592号)，而认为来自河流弧菌JS17的野生型转氨酶是(S)
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选择性的并从某些底物主要产生(S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工程化转氨酶，所述工程化转氨酶包含与SEQ ID NO:2、4、8、366和/或650具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性的多肽序列或其功能片段，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中包含至少一个取代或取代集，并且其中所述多肽序列的氨基酸位置参考SEQ ID NO:2、4、8、366和/或650编号。2.根据权利要求1所述的工程化转氨酶，其中所述多肽序列与SEQ ID NO:4具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中选自以下的一个或更多个位置处包含至少一个取代或取代集：21/163/286/291/314/316/323/383/388/408/414/416、18、20、21、21/23/56/146、21/23/56/146/432、21/23/146/417、21/23/395/417/432、21/53/56、21/53/417、21/56/395、21/417/432、23、23/53、23/53/56、23/53/56/146/395、23/53/395、23/53/417、23/53/432、23/56、23/56/395、23/56/395/417、23/395/417、23/417、23/417/432、53、53/56、53/146/417、53/395、56、56/74/241/286/314/316/323、56/86/163/314/316/383/414/416/422、56/86/286/314/414/416、56/86/314/316/323/394/414/422、56/146/417、56/146/432、56/147、56/163、56/163/286/316/323/383/394、56/286/314/316/323/422、56/286/383、56/323、56/323/383、56/323/383/394、56/383、56/395、74/81/286/316/323/383、74/85/86/163/286/316/323/394、74/85/314/316/414/416、74/86/163/316、74/86/316/323/383/394、74/88/286/316/323/383、74/88/323/383、74/163/286/316/383/394/416、74/163/314/316、74/163/314/316/323/394、74/163/314/323/383/414/416、74/286、74/286/316/323、74/286/394/416、74/314/323/383/394/414、74/316/323/394、85/86/88/163/323/383/394、85/86/163/314/323/394/414、85/286、85/286/323、86、86/88/163/323/383/414/422、86/383/394、88、88/163/286/383、88/286/316/323、88/286/316/323/383/414/416、88/316/323、146、146/147/395/417、146/395、146/395/417、146/417、147/395/417/432、147/417、149、157、163、163/222/286/316/323/383/394、163/286、163/286/314/316/323/414/416、163/286/314/323/394、163/286/316/323/394/416、163/286/414、163/314/316/394、163/314/323/394、163/314/383、163/314/414、163/316/323、163/323、163/383、164、199/417、259、260、284、286、286/314/323/383、286/314/394、286/316/323/383/414/416、286/316/383/394、286/316/394/414/416、286/323、286/323/383/414、286/323/416、286/383、286/416、314/316、314/316/323、314/316/323/383/422、314/316/323/394、314/316/394、314/323/383/394、314/383、314/383/414/422、315、316、316/323/383/394、316/323/394/414/416、316/414/422、323、323/383、323/383/394/414/416、323/394、383、395、395/417、395/417/432、400、401、403、404、405、406、408、415、417、417/432、420和422，并且其中所述多肽序列的氨基酸位置参考SEQ ID NO:4编号。3.根据权利要求1所述的工程化转氨酶，其中所述多肽序列与SEQ ID NO:4具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中选自以下的一个或更多个位置处包含至少一个取代或取代集：74/81/286/316/323/383、163/286/314/316/323/414/416、163/286/314/323/394、286/314/323/383、286/316/323/383/414/416、315和408，并且其中所述多肽序列的氨基酸位置参考SEQ ID NO:4编号。
4.根据权利要求1所述的工程化转氨酶，其中所述多肽序列与SEQ ID NO:8具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中选自以下的一个或更多个位置处包含至少一个取代或取代集：5、18/23/149/260/383/395/401/416、18/23/149/383、18/163/164、21、21/163/315/316、21/163/323/408、21/408、23/56/86/149/163/164/383/401/416、23/86、23/149/260、23/149/284/383/395、23/163/164/383、23/163/164/401/416、24、42、42/110、42/187/272、42/187/324/363/366、42/187/353、42/272/291、42/272/291/363、42/272/324/363/366、42/272/363/410、42/272/410、42/291/313/363/410、42/291/363、42/291/363/366、42/353、42/363、46、66、77、86/149/163/164/383/395/401、86/149/395、86/163/164/260/383、86/383、107、110、110/187、110/187/253/410、134、138、149/164/260/383/395/401、149/260/383、149/416、163/259/323/408、163/259/408、163/315/316、164/260/401、164/316/383/401、167、186、187、187/253/363/366、187/272/324/363/410、187/272/363、187/272/363/366/410、187/291、189、191、195、199、203、210、211、248、259/307、260/395/401、272、272/353、272/363/366、272/410、277、291、305、309、315、342、343、351、354、358、361、362、363、363/366、365、367、383、383/401、383/416/422、385、388、389、392、395、396、401、404、405、408、410、416、417、439、443、447、450和451，并且其中所述多肽序列的氨基酸位置参考SEQ ID NO:8编号。5.根据权利要求1所述的工程化转氨酶，其中所述多肽序列与SEQ ID NO:8具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中选自以下的一个或更多个位置处包含至少一个取代或取代集：18/23/149/383、21/163/323/408、272、291和383，并且其中所述多肽序列的氨基酸位置参考SEQ ID NO:8编号。6.根据权利要求1所述的工程化转氨酶，其中所述多肽序列与SEQ ID NO:366具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％的序列同一性，其中所述工程化转氨酶在所述多肽序列中选自以下的一个或更多个位置处包含至少一个取代或取代集：24、24/42/66/291、24/42/291/362、24/66/163/19...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特，
申请(专利权)人：科德克希思公司，
类型：发明
国别省市：