一、选题目的及意义多羟基生物碱作为糖苷酶抑制剂可以竞争性抑制糖苷酶活性,是治疗糖尿病的理想药物,并广泛应用于临床。
其作用机制是分子质子化,导致抑制剂与酶活性位点的羧基阴离子形成离子对,导致质子化的抑制剂形成类似于天然底物的过渡态,从而使抑制剂与酶活性中心紧密结合,与天然底物竞争性糖苷酶的活性位点,达到缓慢释放葡萄糖的作用,降低餐后血糖水平。
多羟基生物碱的抑制效果取决于抑制剂与酶结合的pKa和酶的最适pH值。
本课题组致力于建立酶法合成多羟基生物碱的合成通路,其中酶法合成的前体物质(MIG)化学结构式如下图1A所示。
从Scifinder中检索MIG的合成公司,发现该商品未商品化,同时我们发现MIG的前体,其化学结构式如图1B所示。
因此,本课题拟寻找一种伯醇脱氢酶,通过将MIG前体分子中的伯醇脱氢氧化为醛基,制备MIG,为合成多羟基生物碱提供合成前体。
由于MIG前体分子中含有氨基,在反应过程中容易被氧化,因此,我们先用苄基保护氨基,再利用伯醇脱氢酶合成MIG,催化反应如下:因为酶法合成相对于化学合成具有简便步骤少、效率高、易于放大等优点,所以这个生物合成方法的建立具有重大的意义。
二、本课题主要研究内容(提纲)1、伯醇脱氢酶的选择2、伯醇脱氢酶重组表达载体的构建及转化3、伯醇脱氢酶的表达、纯化及酶活性研究4、MIG的合成及鉴定三、国内外研究情况及发展(文献综述)生物催化具有优秀的化学选择性,对映体选择性,区域选择性,可以完成化学方法较难实现的过程,同时又具有低耗能,环境友好等特征。
其中脱氢酶作为一种氧化还原酶,作用于CHOH基团,以辅酶NAD 或NADP 为反应过程中氢的传递体,催化氧化还原反应,可逆性催化醇的氧化,或醛的还原,达到反应平衡。
