西格列汀是第一个用于治疗II型糖尿病的二肽基肽酶-IV抑制剂药物该药物可以通过酶催化工艺合成
利用酶法合成西格列?∮玫拿赣醒趸?乖?葡萄糖脱氢酶脂肪酶ω-转氨酶等选用ω-转氨酶合成西格列汀是一种主流的合成策略
ω-转氨酶已经在自然界中的多种野生菌里被发现 例如来源于细菌的紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)以及来源于真菌的黑曲霉(Aspergillus niger)等第一个R型转氨酶来源于土壤细菌Arthrobacter sp. KNK168以3,4-二甲氧基苯丙胺为唯一氮源富集培养筛选获得ω-转氨酶与其他转氨酶一样以磷酸吡哆醛(PLP)为辅酶催化氨基与酮基进行可逆的转氨反应ω-转氨酶在所有转氨酶中具有较大的结合口袋所以可以结合比天然氨基酸体积更大的底物具有广泛的底物特异性可用于手性胺非天然氨基酸如β-氨基酸的制备[1]
ω-转氨酶的催化过程由两个半反应组成是典型的乒乓双反应机制(Ping-Pong Bi-Bi机制)第一个半反应可分为三个步骤①PLP与酶分子活性位点上的赖氨酸ε-氨基形成内部醛亚胺随后胺供体的氨基亲核攻击PLP的C4位引发氨基转移胺供体取代了赖氨酸并形成外部酰亚胺;②催化中心的赖氨酸残基结合胺供体的Cα原子的质子并将其转移至辅酶的C4位从而生成酮亚胺中间体;③酮亚胺中间体水解生成相应的酮和磷酸吡哆胺(PMP)第二个半反应可以视为前一个半反应的逆反应PMP的氨基基团亲核攻击底物酮的Cα原子并通过脱水缩合形成酮亚胺再通过质子转移形成内部醛亚胺结构并最终释放出手性胺和PLP
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