在这篇文章中,将讲述用于D-别苏氨酸的有效的合成方法。
简述:D-别苏氨酸,英文名称:Allothreonine, D-,CAS:24830-94-2,分子式:C4H9NO3,外观与性状:白色细晶体,密度:1.307 g/cm3。D-别苏氨酸是一种D-氨基酸。
在自然界中,蛋白质的基本结构单元是L-氨基酸,对L-氨基酸的研究较为充分,而对D-氨基酸的功能和性质研究相对较少。除了甘氨酸外,其他氨基酸都存在L-和D-异构体。D-氨基酸在自然界中相对较少见,属于非蛋白质氨基酸,其对应的基因缺乏特异性tRNA和密码子,或者是基本氨基酸的类似物或取代物。在营养学上,D-氨基酸似乎没有太大意义,但它们具有独特的生物学特性,已广泛应用于医药、食品、农业等领域。
1. 用途:
D-异苏氨酸是许多具有生物活性的多肽中的重要组成部分,包括一些天然抗生素和其他具有治疗性手性分子。举例来说,D-异苏氨酸通常被用作合成针对革兰氏阳性和阴性细菌的噻烯霉素抗生素的重要中间体;同时,D-异苏氨酸也是抗HIV环形缩肽(callipeltins)和具有有效抗菌活性的脂肽制磷脂菌素的重要组成部分。
2. 制备:
K-AAR和 TDA 双酶级联制备 D-allo-Thr 路线如下所示:
(1) 双酶级联反应制备 D-别苏氨酸
在100mL0.2M磷酸钾缓冲溶液中(pH8.0),加入1gK-AAR全细胞,4 mM 磷酸吡哆醛(PLP),5gL-苏氨酸,40℃、170r/min 振荡反应。消旋反应结束后,离心去除K-AAR 菌体,上清液煮沸灭活残留的K-AAR,冷却至40℃再加入1g苏氨酸脱氨酶全细胞,40℃振荡反应。
(2)酶活测定
在 30mL0.2M磷酸缓冲溶液(pH 8.0)中,加入 0.3g氨基酸消旋酶全细胞,4 mM 磷酸吡哆醛(PLP),1.5gL-苏氨酸,40℃、170 r/min 振荡反应,定时取样,高速离心检测上清液比旋光值。
在30 mL 0.2 M磷酸缓冲溶液(pH 8.0)中,加入0.3 g苏氨酸脱氨酶全细胞,4mM磷酸吡哆醛(PLP),1.5gL-苏氨酸,40℃、170 r/min振荡反应,定时取样,用0.2M硼酸缓冲液(pH9.0)终止酶反应,茚三酮显色法检测转化结果。
(3)结果
通过考察 K-AAR 和 TDA 的酶活性质,底物浓度对酶催化的影响,级联化进程及其转化率等方面,一方面可通过磷酸缓冲液控制转化体系的pH,另一方面底物L-Thr 可在消旋部分采用分步流加方式,保证K-AAR的酶活高效性同时保证催化进程的高效率和高收益。
参考文献:
[1]陆阳. 双酶级联生物合成D-氨基酸研究[D]. 南京大学, 2016. DOI:10.27235/d.cnki.gnjiu.2016.001326.
[2]张倩. Callipeltin B类似物设计与合成[D]. 河北科技大学, 2016. DOI:10.27107/d.cnki.ghbku.2016.000020.