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海因酶酶係簡介
頂

  • 分類：行業動態
  • 發布時間：2024-12-25 14:14
  • 訪問量：

【概要描述】304am永利集团生物已開發出固定化海因酶並商業(ye) 化，可以用於(yu) 普瑞巴林等原料藥的製備。

海因酶酶係簡介
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【概要描述】304am永利集团生物已開發出固定化海因酶並商業(ye) 化，可以用於(yu) 普瑞巴林等原料藥的製備。

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一、海因酶簡介

海因酶（Hydantoinase，HDTase，EC 3.5.2.2）又被稱之為乙內酰脲酶或二氫嘧啶酶，是一類用於催化海因、5’-單替代海因及其衍生物的環酰胺酶。根據產物的光學活性差異，海因酶又可以分為D-型、L-型和DL-型[1]。其中，D-海因酶可被用於生成多種藥物的重要中間體D-氨基酸而備受關注，所以本文重點介紹D-海因酶的結構及其應用。
D-海因酶一般為同源二聚體或四聚體，聚體中的亞基會結合Zn2+、Co2+、Mn2+等金屬，使酶具有催化活力。D-海因酶亞基由β結構域和筒狀結構域組成。D-海因酶的β結構域與多聚體的形成有關，一般由N端50-60個殘基（β1-β5）和C-端60-80個殘基（β16-β19）組成。D-海因酶的筒狀結構域是酶的催化區域，該區域(α/β)8由300多個殘基構成，其中高度保守的活性中心殘基分別為4個組氨酸、1個天冬氨酸和1個賴氨酸[2]。

D-海因酶可被用於(yu) 合成D-氨基酸、拉科酰胺（抗癲癇藥物）和普瑞巴林（抗癲癇藥物）等中間體(ti) 。

實例1 、用於(yu) 合成D-氨基酸

D-氨基酸能夠參與(yu) 合成各種醫藥中間體(ti) ，具體(ti) 如圖1所示[3]：

圖1. D-氨基酸參與(yu) 合成的各種醫藥中間體(ti)

實例2、用於(yu) 合成拉科酰胺中間體(ti) [4]

實例3 、用於(yu) 合成普瑞巴琳中間體(ti) [5]

海因酶作為(wei) 綠色生物催化劑，在生產(chan) D-氨基酸、拉科酰胺中間體(ti) 和普瑞巴林中間體(ti) 等方麵展現出了諸多優(you) 勢：整個(ge) 反應一步完成、無需手性拆分、轉化率高、操作過程簡單。

二、海因酶的催化機理[6]

海因酶結構上參與水解反應的部位為氨基酸殘基結合的Zn2+和堿性基團（Base）。在緩衝液中，海因酶分子的Zn2+與H2O會形成配位化合物Zn2+-OH2，堿性基團與H2O分子以氫鍵相連。
當底物為二氫尿嘧啶（DHU）時，海因酶的催化機理如圖2所示：

圖2. 海因酶的催化機理

①二氫尿嘧啶中的O-4會(hui) 代替Zn2+-OH2上的H2O分子與(yu) Zn2+形成配位化合物；然後，海因酶結構上作為(wei) 路易斯酸的金屬離子Zn2+會(hui) 極化底物的羰基並引起底物的水解。

②海因酶結構上的堿性基團與H2O分子形成氫鍵後會降低水的解離度，激活後的H2O分子會親核攻擊底物的C-4，產生一個四麵體中間物。

③含氮雜環發生質子化反應，四麵體(ti) 中間物的C-N鍵斷裂，生成產(chan) 物N-氨甲酰基-β-丙氨酸。

三、304am永利集团生物的海因酶

304am永利集团生物從(cong) 2007年來就專(zhuan) 注於(yu) 生物酶和生物催化技術以及合成生物學技術的開發與(yu) 應用研究。304am永利集团生物現有的海因酶酶庫可以為(wei) 客戶提供酶篩選、酶促反應工藝優(you) 化、酶改造和生產(chan) 供應等服務。

304am永利集团生物已開發出固定化海因酶並商業(ye) 化，可以用於(yu) 普瑞巴林等原料藥的製備。

 

參考文獻

[1] Kim G J, Park J H, Lee D C, et al..Mol Gen Genet,1997,255:152-156.

[2]鈕利喜.工程菌生物轉化D-氨基酸及其相關(guan) 酶的研究[D]. 山西: 山西大學生物技術研究所, 2007.

[3]陳科奇. 重組海因酶、氨甲酰水解酶工程菌催化生產(chan) D-對羥基苯甘氨酸的工藝研究 [D].江蘇: 江蘇海洋大學, 2022.

[4]談聰, 談偉(wei) 平. 一種拉科酰胺的製備方法：201710034721 .8[P].2019-11-01.

[5]夏俊剛,苗華明等. 一種海因酶突變體(ti) 及其應用：202211397277 .3[P].2023-03-21.

[6] Karin Jahnke, Beate Podschun, et al. Biochemistry, 1993, 32:5160-5166.

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