生物催化系列酶介绍之一-转氨酶
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- 发布时间:2023-04-07 17:26
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转氨酶是催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的一类酶。普遍存在于动物、植物组织和微生物中,心肌、脑、肝、肾等动物组织以及绿豆芽中含量较高。转氨酶的辅基是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺,两者在转氨基反应中可互相变换。
转氨酶可按底物的不同分成3大类:L-α-氨基酸转氨酶、ω- 氨基酸转氨酶和D-氨基酸转氨酶。人体内的谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)属于L-α-氨基酸转氨酶;而ω-转氨酶常用于生物催化制备手性胺和非天然氨基酸,如β-氨基酸。
转氨酶在酶催化的转氨反应中,其中的底物或者产物中不含有α-氨基酸,就可称这种酶为ω-转氨酶。ω-转氨酶可广泛应用于脂肪族及芳香族酮酸、醛、酮及酮糖等底物的区域选择性和立体选择性转氨反应,用以合成手性胺、氨基酸及其衍生物。
以氨基供体为异丙胺为例,转氨酶酶催化的反应类型如下:
虽然异丙胺在上述模型反应式中作为氨基供体而使用,但氨基供体并非仅局限于异丙胺,而是可以更换为其他氨基供体,如α-甲基苄胺、丙氨酸等等,但是不同的酶对于不同的氨基供体偏好性有所不同,需要具体测试。
转氨酶可广泛应用于脂肪族及芳香族酮酸、醛、酮及酮糖等底物的区域选择性和立体选择性转氨反应,用以合成手性胺、氨基酸及其衍生物。工业上,西他列汀、瑞美吉泮、乌布吉泮等原料药或其中间体都开发了用转氨酶制备的工艺。在不对称合成手性胺类化合物以及胺类化合物外消旋体拆分中,转氨酶都是关键的生物技术酶。
使用转氨酶用于生物转化具有底物特异性强,手性选择性强,转化效率高,不易生成副产物,反应条件温和,对环境污染小等优势。随着生物技术的快速发展,越来越多的优良性能的ATA重组酶及其突变体将被挖掘,并应用到医药和化工中间体手性胺的研究中。
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