簡(jiǎn)介

D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸即D-HPG，是一種白色片狀固體，微溶于水和甲醇，易溶于酸或堿溶液生成鹽。隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展。D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸作為一種重要的化學(xué)、化工、醫(yī)藥等中間體，無論在用途上還是在用量上都發(fā)生了很大變化，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，尤其在合成青霉素、頭孢菌素等β-內(nèi)酰胺類半合成抗生素的生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。但是化學(xué)合成D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸的方法污染較大，會(huì)產(chǎn)生氰化物，而生物全合成的方法可以有效地避免氰化物污染，同時(shí)利用 生物全合成可以提高原料的利用率，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程，提高轉(zhuǎn)化效率，減低生產(chǎn)成本。所以研究D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸生物全合成具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

合成

圖1 D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸的合成路線

使用250mg DL-5-對(duì)羥基苯基乙內(nèi)酰脲和250mg細(xì)胞（干重）在25ml 0.1M磷酸鉀緩沖液（pH 8.0）中進(jìn)行反應(yīng)，因?yàn)橐阎蠖鄶?shù)乙內(nèi)酰亞胺在微堿性條件下易于外消旋。在40°C下進(jìn)行反應(yīng)6小時(shí)，同時(shí)適度攪拌。噴灑氮?dú)庖苑乐挂覂?nèi)酰脲氧化。然后通過硅膠柱色譜純化得到標(biāo)題化合物D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸。合成路線如圖1所示[2]。

圖2 D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸的合成路線

將含有100mM磷酸鉀緩沖液（pH 8.0）、13mM對(duì)羥基苯基乙醛酸鹽、0.05mM磷酸吡哆醛和無細(xì)胞提取物（13.5或1.35mg蛋白質(zhì)，實(shí)施例14）的2種反應(yīng)混合物（50ml最終體積）在35℃下預(yù)孵育10分鐘。通過加入34.8毫摩爾的L-谷氨酸開始反應(yīng)，pH 8.0（最終濃度0.7M）。每隔一定時(shí)間取樣品（1ml），通過加入2ml 0.2M H3PO4停止反應(yīng)，在反應(yīng)中只產(chǎn)生了D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸。產(chǎn)率為98%。

研究展望

D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸作為重要的抗生素藥物中間體在醫(yī)藥領(lǐng)域需求量與日俱增，傳統(tǒng)的化學(xué)合成和生物酶催化方法不能有效平衡生產(chǎn)效率和環(huán)境污染，人們的研究方向逐漸向生物全合成轉(zhuǎn)變。Muller已經(jīng)成功構(gòu)建了合成D(-)-對(duì)羥基苯甘氨酸的基因，并在大腸桿菌中能夠表達(dá)[1]。

參考文獻(xiàn)

[1]林韋康,江曉明,錢程良,高奇.D-對(duì)羥基苯甘氨酸生產(chǎn)新工藝研究[J].當(dāng)代化工,2020,49(06):1135-1138.DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2020.06.031.

[2]Townsend, Craig A.; et al. Enzymes involved in fermentative production of D-p-hydroxyphenylglycine and D-phenylglycine. World Intellectual Property Organization, WO2002034921 A2 2002-05-02.