环氧化物的生物不对称合成

手性环氧化物是有机化学合成中重要的中间体;与以往化学合成方法相比,手性环氧化物的生物合成有其独特之优点;本文从直接加氧、间接环氧和酶解拆分三个途径全面地介绍该领域的研究成果和最新进展,并对其未来的发展和方向进行了展望 。     

圆二色谱激子手笥法进展及其在天然产物绝对构型确定中的应用

本文综述了圆二色谱激子手性法进展及其在天然产物绝对构型确定中地应用。     

删除Loop区域表面不稳定氨基酸提高 (R)-ω-转氨酶热稳定性

手性胺是一类具有重要价值的医药及精细化工中间体,如何实现手性胺类化合物的不对称合成是目前人们普遍关注的一个焦点问题。ω-转氨酶(ω-Transaminase,ω-TA)是一类能直接合成对映体手性胺的天然生物催化剂。相比于(S)-ω-TA,(R)-ω-TA的研究较少,但其需求量随着手性胺类药物的发展日趋增大。提高具有潜在应用价值的(R)-ω-TA的热稳定性,将有利于手性胺的制备。本文利用Py MOL软件和YASARA软件预测来源于土曲霉Aspergillus terreus的(R)-ω-TA中具有高温度因子(B-factor)的Loop区域,通过定点突变对Loop区域表面不稳定氨基酸逐步进行删除获得突变酶。结果表明,突变酶R131del和突变酶P132-E133del半失活温度分别为41.1℃和39.4℃,比野生酶提高了2.6℃和0.9℃;在40℃下的半衰期分别为15.0 min和10.0 min,为野生酶的2.2倍和1.5倍。此外,在400 K和10 ns的分子模拟条件下,突变酶R131del在Loop区域的均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)比野生型低,突变酶P132-E133del在Loop区域增加了4个氢键。本研究通过删除(R)-ω-转氨酶Loop区域表面不稳定氨基酸提高了该蛋白的热稳定性,同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。     

过渡金属催化手性α-取代丙酸类药物的不对称氢化合成进展

手性α-取代丙酸及其衍生物是一类重要的有机合成彻块和关键中间体,现已被广泛地应用于手性药物的合成之中。如临床正在大量使用的非甾体类抗炎药布洛芬、萘普生、酮洛芬和氟比洛芬等。众所周知的抗疟药青蒿素,其合成关键中间体二氢青蒿酸同样属于此种结构。所以,手性α-取代丙酸及其衍生物的不对称合成一直是科学家研究的热点。不对称催化氢化反应因为其原子经济性和高效性,越来越引起人们的关注。本文主要综述了近年来过渡态金属催化氢化合成手性α-取代丙酸类药物的研究进展。     

微生物硫酸酯酶研究进展:来源、催化机制及应用

手性醇是合成医药、农用化学品和其他精细化学品的关键中间体。硫酸酯酶可催化水解硫酸酯键裂解形成无机硫酸盐和相应的仲醇。笔者综述了硫酸酯酶微生物来源、催化反应机制及其应用,也介绍了固定化提高催化稳定性及通过添加金属离子或有机助溶剂提高硫酸酯酶选择性的方法。     

从专利角度分析ω-转氨酶在我国手性胺生物合成应用中的研究进展

转氨酶能够催化氨基在氨基酸、烷胺、芳香胺等多种氨基化合物和醛、酮、酮酸等羰基化合物之间的可逆转移。由于其底物范围广、立体选择性高、催化条件温和等特点,ω-转氨酶已在手性胺绿色生物合成中展现了巨大应用前景。开发高效、特异、环保且具有自主知识产权的手性胺合成应用技术,对我国医药、农药、材料产业的发展具有重要意义。本文从应用技术角度,对近10年来我国机构报道的ω-转氨酶相关中国专利进行了系统分析,重点从ω-转氨酶资源开发、酶性能的蛋白工程改造、在手性胺合成中的应用现状、催化转化技术工艺4个方面对我国ω-转氨酶在手性胺生物合成领域的研究进展进行阐述,以期为ω-转氨酶基础理论的深入研究和相关应用技术的推广提供参考。     

半理性设计进化土曲霉来源的ω-转氨酶AtTA热稳定性

转氨酶(ω-transaminase,ω-TA)作为一种天然的生物催化剂,在手性胺类化合物的合成中具有较好的应用前景。但ω-TA在催化非天然底物的反应过程中存在稳定性差、活性低的缺陷,大大限制了ω-TA的应用。为改善此缺陷,针对来源于土曲霉(Aspergillus terreus)的(R)-ω-TA(At TA),采用基于分子动力学模拟的计算机辅助设计与随机突变、组合突变相结合的策略进行酶的热稳定性改造,获得了热稳定性与活性同步提高的最佳突变酶At TA-E104D/A246V/R266Q (M3)。与At TA野生酶(wild-type, WT)相比,M3的半衰期t_1/2 (35℃)由17.8 min提升至102.7 min,提升了4.8倍,半失活温度T₅₀¹⁰比WT (38.1℃)提高2.2℃。最佳突变酶M3对丙酮酸和1-(R)-苯乙胺的催化效率分别是野生酶的1.59倍和1.56倍。分子动力学模拟与分子对接结果表明,分子内氢键与疏水相互作用的增加所导致α-螺旋的加固稳定是酶热稳定性提升的主要原因;底物分子与结合口袋氨...     

对称性破缺与生命起源

对称性破缺是自然界的基本规律,手性均一为生命起源的必要条件。自然界中组成生命的蛋白质有２０种氨基酸（除甘氨酸无不对称碳原子外）全是Ｌ型,组成ＲＮＡ、ＤＮＡ中的核糖全是Ｄ型。近年研究发现：人体中Ｄ型氨基酸广泛存在。维持人体手性均一有赖于Ｄ－氨基酸氧化酶、Ｄ－天冬氨酸氧化酶的作用。本文对当前国际上最著名的两大学说－极化电子和手性分子相互作用与萨拉姆假说及国内外研究的最新进展,结合笔者科研组十几年来的实验研究和理论观点作较为全面的评述,并提出新的理论解释,解决长期争论的实验分歧。     

手性药物合成中的生物转化

目前手性药物的发展非常迅速,本文介绍了利用微生物及其酶系作为生物催化剂,进行外消旋底物的拆分或前手性底物的不对称化,以合成手性药物的生物转化方法;并评述了生物转化在合成手性药物这一领域的应用现状及今后的发展趋势。     

手性药物合成中的生物转化

目前手性药物的发展非常迅速,本文介绍了利用微生物及其酶系作为生物催化剂,进行外消旋底物的拆分或前手性底物的不对称化,以合成手性药物的生物转化方法;并评述了生物转化在合成手性药物这一领域的应用现状及今后的发展趋势。