一种醛酮还原酶及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种醛酮还原酶，及其在不对称还原苯乙酮合成(S)

【技术实现步骤摘要】
一种醛酮还原酶及其应用


[0001]本专利技术涉及生物工程
，更具体地说，涉及一种醛酮还原酶及其应用。

技术介绍

[0002]手性醇是光学活性药物、农用化学品、生物活性化合物、精细化学品和染料的工业生产的重要组成部分。α
‑
苯乙醇又名1
‑
苯乙醇、苏合香醇，与β
‑
苯乙醇是同分异构体。它具有柔和、令人愉快的玫瑰香气。因此，α
‑
苯乙醇作为食用香精广泛应用于食品添加剂。此外，α
‑
苯乙醇作为香料也是芳香化合物中的重要原料。α
‑
苯乙醇具有手性，其对映体均可用于合成香料或活性药物。(S)
‑
α
‑
苯乙醇作为重要结构单元可以用于合成(S)
‑
舒喘宁和(S)
‑
氟西汀等药物。因此，(S)
‑
α
‑
苯乙醇在合成手性化合物中具有重要的意义。
[0003]目前，获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇的生物方法主要有：外消旋体
‑
α
‑
苯乙醇的酶动力学拆分和前手性苯乙酮的不对称还原。然而，酶动力学拆分因其最大理论产率为50％而在应用中受到限制。因此，前手性底物苯乙酮的不对称还原是获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇的最有效方法。研究显示，来自光滑念珠菌的酮还原酶、萝芙木的perakine还原酶、茶树的短链脱氢酶和氧化葡萄糖杆菌的醛酮还原酶等用于生产手性醇(Preparation of structurally diverse chiral alcohols by engineering ketoreductase CgKR1.ACS Catalysis 2017,7(10),7174
‑
7181；Enantioselective reduction of alpha,beta
‑
unsaturated ketones and aryl ketones by perakine reductase.Org Lett 2019,21(12),4411
‑
4414；Characterization of enzymes specifically producing chiral flavor compounds(R)
‑
and(S)
‑1‑
phenylethanol from tea(Camellia sinensis)flowers.Food Chem 2019,280,27
‑
33；中国专利技术专利201810355748.1)。此外，海栖热袍菌中的醛酮还原酶能够催化醛产生相应的伯醇(Thermophilic enzymes and their applications in biocatalysis:a robust aldo
‑
keto reductase.Environ Technol 2010,31(10),1159
‑
1167)。氧化葡萄糖杆菌的醛酮还原酶能够还原α
‑
酮羰基产生相应的α
‑
羟基羰基化合物(Characterization of two aldo
‑
keto reductases from Gluconobacter oxydans 621H capable of regio
‑
and stereoselective alpha
‑
ketocarbonyl reduction.Appl Microbiol Biotechnol 2010,87(4),1415
‑
1426)。但是，在细菌中尚未发现醛酮脱氢酶能够催化苯乙酮生成(S)
‑
α
‑
苯乙醇。因此，在细菌中挖掘具有催化底物范围更广的醛酮脱氢酶，对(S)
‑
α
‑
手性醇的合成具有重要的研究意义和实际应用价值，以解决酶催化活性较弱、底物耐受性差、还原生成(S)
‑
α
‑
手性醇较少的问题。

技术实现思路

[0004]1.要解决的技术问题
[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种来自奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)的1个醛酮还原酶，该酶对苯乙酮具有较高的催化活性，适用于制备(S)
‑
α
‑
苯乙醇。
[0006]2.技术方案
[0007]本专利技术提供了一种新颖的醛酮还原酶，以及其在不对称还原苯乙酮合成(S)
‑
α
‑
苯乙醇的应用，所述醛酮还原酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0008]进一步的，所述醛酮还原酶的编码基因对应所述SEQ ID NO.1氨基酸序列编码基因的核苷酸序列，如SEQ ID NO.2所示；
[0009]任何对SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列进行基因改造，以及同一变形杆菌种属中的核苷酸序列，均属于本专利技术的保护范围。
[0010]进一步的，所述醛酮还原酶所用的底物有2,5
‑
二酮基
‑
D
‑
葡萄糖酸、3
‑
甲基
‑2‑
戊酮、2,4
‑
二甲基
‑3‑
戊酮、3,4
‑
二甲基
‑2‑
环戊酮、苯乙酮、2,4
‑
二甲基
‑3‑
戊酮、4
‑
氯丁酸乙酯、芳香
‑
β
‑
腈酮。
[0011]一种醛酮还原酶的应用，将醛酮还原酶应用于不对称还原苯乙酮获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇。
[0012]进一步的，醛酮还原酶应用于不对称还原苯乙酮获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇的方法，包括以下步骤：
[0013]A1、构建反应体系：提取苯乙酮、DMSO、NADPH以及磷酸盐缓冲液的一种或多种通过水浴混合的方式构建反应体系；
[0014]A2、酶活性测定：提取步骤A1中的反应体系溶液，紧接着向其内部添加醛酮还原酶并进行分光光度测定，以测定醛酮还原酶的酶活性。
[0015]步骤A1混合反应温度为20
‑
70℃，且水浴时间为10min。
[0016]一种醛酮还原酶的应用，将醛酮还原酶和谷氨酸脱氢酶应用于一锅法不对称还原苯乙酮。
[0017]进一步的，醛酮还原酶和谷氨酸脱氢酶应用于一锅法不对称还原苯乙酮的方法，包括以下步骤：
[0018]B1、构建反应体系：提取苯乙酮、DMSO、NADP<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醛酮还原酶，其特征在于：所述醛酮还原酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的醛酮还原酶，其特征在于：所述醛酮还原酶的编码基因对应所述SEQ ID NO.1氨基酸序列编码基因的核苷酸序列，如SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求1所述的醛酮还原酶，其特征在于：所述醛酮还原酶所用的底物有2,5
‑
二酮基
‑
D
‑
葡萄糖酸、3
‑
甲基
‑2‑
戊酮、2,4
‑
二甲基
‑3‑
戊酮、3,4
‑
二甲基
‑2‑
环戊酮、苯乙酮、2,4
‑
二甲基
‑3‑
戊酮、4
‑
氯丁酸乙酯、芳香
‑
β
‑
腈酮。4.一种醛酮还原酶的应用，其特征在于：醛酮还原酶应用于不对称还原苯乙酮获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇。5.根据权利要求4所述一种醛酮还原酶的应用，其特征在于，醛酮还原酶应用于不对称还原苯乙酮获得(S)
‑
α
‑
苯乙醇的方法包括以下步骤：A1、构建反应体系：提取苯乙酮、DMSO、NADPH以及磷酸盐缓冲液的一种或多种通过水浴混合的方式构建反应体系；A2、酶活性测定：提取步骤A1中的反应体系溶液，紧接着向其内部添加醛酮还原酶并进行分光光度测定，以测定醛酮还原酶的酶活性。6.根据权利要求5所述一种醛酮还原酶的应用，其特征在于：步骤A1混合反应温度为20
‑
70℃，且水浴时间为10min。7.一种醛酮还原酶的应用，其特征在于：醛酮还原酶和谷氨酸脱氢酶应用于一锅法不对称还原苯乙酮。8.据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金彬，陈娟，余晓红，王敏洋，王悦，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：