一种新型ω-转氨酶的工业适应性选择

尽管ω-转氨酶被认为是手性胺合成中极具工业潜力的生物催化剂，但是由于受限于酶的热不稳定及不利的反应平衡，能直接适用于工业的野生酶极少。为了发现工业适应潜力的新型ω-转氨酶，文中设计了包括底物、序列、克隆、酶活、转化率及酶学的工业适应性选择流程，并对各筛选步骤中存在的问题进行了研究，进而从土壤宏基因组中筛选出了一种来源于柄杆菌属的新型ω-转氨酶ATA-W12，以异丙胺为供体在1 mL反应体系中转化了85.84% 1-Boc-3-吡咯烷酮 (20 mmol/L) 和67.42% 1-Boc-3-哌啶酮 (20 mmol/L)。酶学筛选发现，ATA-W12在40 ℃孵育168 h活力维持不变；优选反应条件为pH 8.5、40 ℃；这些特征利于工业用理想氨基供体异丙胺的使用。笔者已采用ATA-W12实现了100 g/L光学纯(S)-(+)-1-Boc-3-氨基哌啶的50 mL实验室规模制备，为进一步工业化生产打下基础。