SK13382000A3 - Spôsob zlepšenia enzymatickej syntézy chirálnych amínov - Google Patents
Spôsob zlepšenia enzymatickej syntézy chirálnych amínov Download PDFInfo
- Publication number
- SK13382000A3 SK13382000A3 SK1338-2000A SK13382000A SK13382000A3 SK 13382000 A3 SK13382000 A3 SK 13382000A3 SK 13382000 A SK13382000 A SK 13382000A SK 13382000 A3 SK13382000 A3 SK 13382000A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- amino
- aminopropane
- acid
- transaminase
- chiral
- Prior art date
Links
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 title claims abstract description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title description 5
- JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N isopropylamine Chemical compound CC(C)N JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 108090000340 Transaminases Proteins 0.000 claims abstract description 21
- NXMXETCTWNXSFG-BYPYZUCNSA-N (2s)-1-methoxypropan-2-amine Chemical compound COC[C@H](C)N NXMXETCTWNXSFG-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims abstract description 10
- CUZLJOLBIRPEFB-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-one Chemical compound COCC(C)=O CUZLJOLBIRPEFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 102000003929 Transaminases Human genes 0.000 claims abstract description 10
- 230000000707 stereoselective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 26
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N D-alpha-Ala Natural products CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N L-Alanine Natural products C[C@@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N 0.000 abstract description 11
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 abstract description 11
- 229960003767 alanine Drugs 0.000 abstract description 11
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 18
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 16
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 16
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 15
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N pyridoxal 5'-phosphate Chemical compound CC1=NC=C(COP(O)(O)=O)C(C=O)=C1O NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 102000014898 transaminase activity proteins Human genes 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 transamine amine Chemical class 0.000 description 8
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 7
- 235000007682 pyridoxal 5'-phosphate Nutrition 0.000 description 7
- 239000011589 pyridoxal 5'-phosphate Substances 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N benzylamine Chemical compound NCC1=CC=CC=C1 WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960001327 pyridoxal phosphate Drugs 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 2-oxoglutaric acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 4
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N tyramine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C=C1 DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- QWCKQJZIFLGMSD-VKHMYHEASA-N L-alpha-aminobutyric acid Chemical compound CC[C@H](N)C(O)=O QWCKQJZIFLGMSD-VKHMYHEASA-N 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RQEUFEKYXDPUSK-UHFFFAOYSA-N 1-phenylethylamine Chemical compound CC(N)C1=CC=CC=C1 RQEUFEKYXDPUSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSAYZAUNJMRRIR-UHFFFAOYSA-N 2-acetylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C(=O)C)=CC=C21 XSAYZAUNJMRRIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZIXLDMFVRPABBX-UHFFFAOYSA-N 2-methylcyclopentan-1-one Chemical compound CC1CCCC1=O ZIXLDMFVRPABBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229960002684 aminocaproic acid Drugs 0.000 description 2
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 description 2
- UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N beta-alanine Chemical compound NCCC(O)=O UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003692 gamma aminobutyric acid Drugs 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTNMPGBKDVTSJY-UHFFFAOYSA-N keto-phenylpyruvic acid Chemical compound OC(=O)C(=O)CC1=CC=CC=C1 BTNMPGBKDVTSJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCCDLTOVEPVEJK-UHFFFAOYSA-N phenylacetone Chemical compound CC(=O)CC1=CC=CC=C1 QCCDLTOVEPVEJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISYORFGKSZLPNW-UHFFFAOYSA-N propan-2-ylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(C)[NH3+] ISYORFGKSZLPNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N propiophenone Chemical compound CCC(=O)C1=CC=CC=C1 KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHZMQXZHNVQTQA-UHFFFAOYSA-N pyridoxamine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CN)=C1O NHZMQXZHNVQTQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHRZNVHARXXAHW-UHFFFAOYSA-N sec-butylamine Chemical compound CCC(C)N BHRZNVHARXXAHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M sodium pyruvate Chemical compound [Na+].CC(=O)C([O-])=O DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N taurine Chemical compound NCCS(O)(=O)=O XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003732 tyramine Drugs 0.000 description 2
- BHRZNVHARXXAHW-BYPYZUCNSA-N (2s)-butan-2-amine Chemical compound CC[C@H](C)N BHRZNVHARXXAHW-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- MLYCFWZIAJAIGW-UHFFFAOYSA-N 1-(2,5-dimethoxy-4-methylphenyl)butan-2-amine Chemical compound CCC(N)CC1=CC(OC)=C(C)C=C1OC MLYCFWZIAJAIGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFIJNKLFLAOSDU-UHFFFAOYSA-N 1-(2,5-dimethoxy-4-methylphenyl)butan-2-one Chemical compound CCC(=O)CC1=CC(OC)=C(C)C=C1OC UFIJNKLFLAOSDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKPWFAZJGVXPCH-UHFFFAOYSA-N 1-(4-bromophenyl)propan-1-amine Chemical compound CCC(N)C1=CC=C(Br)C=C1 WKPWFAZJGVXPCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOMOSYFPKGQIKI-UHFFFAOYSA-N 1-(4-bromophenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(Br)C=C1 UOMOSYFPKGQIKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLNPAEJYFNAKKH-UHFFFAOYSA-N 1-(4-nitrophenyl)propan-1-amine Chemical compound CCC(N)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WLNPAEJYFNAKKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHTSEJJUUBOESF-UHFFFAOYSA-N 1-(4-nitrophenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 QHTSEJJUUBOESF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFNGTRVLHDCFOX-UHFFFAOYSA-N 1-(5-fluoro-2-methoxyphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(F)C=C1C(C)N JFNGTRVLHDCFOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MLBHFBKZUPLWBD-UHFFFAOYSA-N 1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2-propanamine Chemical compound CC(N)CC1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 MLBHFBKZUPLWBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBTPNKXHYILGJU-UHFFFAOYSA-N 1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 UBTPNKXHYILGJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXMXETCTWNXSFG-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-amine Chemical compound COCC(C)N NXMXETCTWNXSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHSYYLCXQKCYQX-UHFFFAOYSA-N 1-naphthalen-2-ylethanamine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C(N)C)=CC=C21 KHSYYLCXQKCYQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHOXKVFLASIOJD-UHFFFAOYSA-N 1-phenylbutan-1-amine Chemical compound CCCC(N)C1=CC=CC=C1 XHOXKVFLASIOJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKDLTXYXODKDEA-UHFFFAOYSA-N 1-phenylbutan-2-one Chemical compound CCC(=O)CC1=CC=CC=C1 GKDLTXYXODKDEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQFLVLHRZFLDDV-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpropan-1-amine Chemical compound CCC(N)C1=CC=CC=C1 AQFLVLHRZFLDDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWTSXDURSIMDCE-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpropan-2-amine Chemical compound CC(N)CC1=CC=CC=C1 KWTSXDURSIMDCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCQKMDBZOIYAKY-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpentan-3-amine Chemical compound CCC(N)C(C)(C)C PCQKMDBZOIYAKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCBPETKZIGVZRE-UHFFFAOYSA-N 2-aminobutan-1-ol Chemical compound CCC(N)CO JCBPETKZIGVZRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKMMTJMQCTUHRP-UHFFFAOYSA-N 2-aminopropan-1-ol Chemical compound CC(N)CO BKMMTJMQCTUHRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEUISMYEFPANSS-UHFFFAOYSA-N 2-methylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1CCCCC1N FEUISMYEFPANSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFSAPCRASZRSKS-UHFFFAOYSA-N 2-methylcyclohexan-1-one Chemical compound CC1CCCCC1=O LFSAPCRASZRSKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYDMZADCGUWTCH-UHFFFAOYSA-N 2-methylcyclopentan-1-amine Chemical compound CC1CCCC1N TYDMZADCGUWTCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001903 2-oxo-3-phenylpropanoic acid Substances 0.000 description 1
- KDVFRMMRZOCFLS-UHFFFAOYSA-N 2-oxopentanoic acid Chemical compound CCCC(=O)C(O)=O KDVFRMMRZOCFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHKABHOOEWYVLI-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-2-oxobutanoic acid Chemical compound CC(C)C(=O)C(O)=O QHKABHOOEWYVLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGSSDLSVHUCRFI-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclopentan-1-amine Chemical compound CC1CCC(N)C1 LGSSDLSVHUCRFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOKRXIIIYJGNNU-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclopentan-1-one Chemical compound CC1CCC(=O)C1 AOKRXIIIYJGNNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNTVTQIJPAFZEL-UHFFFAOYSA-N 4-(3-aminobutyl)phenol Chemical compound CC(N)CCC1=CC=C(O)C=C1 WNTVTQIJPAFZEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXFSQZDSUWACKX-UHFFFAOYSA-N 4-methylthio-2-oxobutanoic acid Chemical compound CSCCC(=O)C(O)=O SXFSQZDSUWACKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WECUIGDEWBNQJJ-UHFFFAOYSA-N 4-phenylbutan-2-amine Chemical compound CC(N)CCC1=CC=CC=C1 WECUIGDEWBNQJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 description 1
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N L-2-aminopentanoic acid Chemical compound CCC[C@H](N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-UHFFFAOYSA-N L-Methionine Natural products CSCCC(N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195714 L-glutamate Natural products 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229930195722 L-methionine Natural products 0.000 description 1
- SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N L-norVal-OH Natural products CCCC(N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 241000221960 Neurospora Species 0.000 description 1
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004132 Ornithine aminotransferases Human genes 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000235070 Saccharomyces Species 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940022682 acetone Drugs 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001334 alicyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005431 alkyl carboxamide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001371 alpha-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000008206 alpha-amino acids Nutrition 0.000 description 1
- DEDGUGJNLNLJSR-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxycinnamic acid Natural products OC(=O)C(O)=CC1=CC=CC=C1 DEDGUGJNLNLJSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940000635 beta-alanine Drugs 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFSAXUULYPJSKH-UHFFFAOYSA-N butyrophenone Chemical compound CCCC(=O)C1=CC=CC=C1 FFSAXUULYPJSKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- CLJMMQGDJNYDER-UHFFFAOYSA-N heptan-4-amine Chemical compound CCCC(N)CCC CLJMMQGDJNYDER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetone Chemical compound CC(=O)CO XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229960004452 methionine Drugs 0.000 description 1
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 description 1
- KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N oxaloacetic acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)C(O)=O KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- VWMVAQHMFFZQGD-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxybenzyl acetone Natural products CC(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 VWMVAQHMFFZQGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQPFFKCJENSZKL-UHFFFAOYSA-N pentan-3-amine Chemical compound CCC(N)CC PQPFFKCJENSZKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOLQWLOHKZENDW-UHFFFAOYSA-N phenylisobutylamine Chemical compound CCC(N)CC1=CC=CC=C1 IOLQWLOHKZENDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 235000008151 pyridoxamine Nutrition 0.000 description 1
- 239000011699 pyridoxamine Substances 0.000 description 1
- NJGBTKGETPDVIK-UHFFFAOYSA-N raspberry ketone Chemical compound CC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NJGBTKGETPDVIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- SUAMAHKUSIHRMR-UHFFFAOYSA-M sodium;2-oxobutanoate Chemical compound [Na+].CCC(=O)C([O-])=O SUAMAHKUSIHRMR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- WPLOVIFNBMNBPD-ATHMIXSHSA-N subtilin Chemical compound CC1SCC(NC2=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C(C)CC)C(=O)NC(=C)C(=O)NC(CCCCN)C(O)=O)CSC(C)C2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C1NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C1NC(=O)C(=C/C)/NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)CNC(=O)C(NC(=O)C(NC(=O)C2NC(=O)CNC(=O)C3CCCN3C(=O)C(NC(=O)C3NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(=C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CCCCN)NC(=O)C(N)CC=4C5=CC=CC=C5NC=4)CSC3)C(C)SC2)C(C)C)C(C)SC1)CC1=CC=CC=C1 WPLOVIFNBMNBPD-ATHMIXSHSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229960003080 taurine Drugs 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/001—Amines; Imines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/005—Amino acids other than alpha- or beta amino acids, e.g. gamma amino acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/06—Alanine; Leucine; Isoleucine; Serine; Homoserine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/12—Methionine; Cysteine; Cystine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
- C12P41/006—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Predmetný vynález sa týka zlepšenia v enzymatickej syntéze chirálnych zlúčenín obsahujúcich aminoskupinu, ako sú napríklad chirálne amíny.
Doterajší stav techniky
V patentoch Spojených štátov amerických číslo US 4950606, US 5169780, US 5300437 a US 5360724, ktorých obsah je tu uvedený ako odkazový materiál, je opísané enantiomérne obohatenie chirálnych amínov použitím transamináz aminokyselín. Transaminázy aminokyselín sú známe enzýmy závislé od pyridoxalfosfátu, ktoré je možné nájsť v mnohých mikroorganizmoch, vrátane mikroorganizmov rodu Pseudomonas, Escheríchia, Bacillus, Saccharomyces, Hansenula, Candida, Streptomyces, Aspergillus a Neurospora. Kryštalizácia a charakterizácia dvoch transamináz aminokyselín označovaných ako EC 2.6.1.13 a EC 2.6.1.19 bola opísaná v časti uverejnenej vAgric. Biol. Chem., 1983, 47 (10), 2257-2265 (Yonaha a spolupracovníci).
V patentoch Spojených štátov amerických číslo US 4950606, US 5169780 a US 5300437 je opísané, že jednotlivé kmene organizmov obsahujúcich transaminázu je možné izolovať chemostatovou kultiváciou, t.j. kultiváciou v konštantnom, ale obmedzenom chemickom prostredí, v prítomnosti akceptora aminoskupiny a amínu ako jediného zdroja dusíka. Typickým kmeňom izolovaným spôsobom opísaným v uvedených patentoch je kmeň, ktorý bol American Type Culture Collection charakterizovaný ako Bacillus megaterium. Zvyčajne transaminázy omega aminokyselín metabolizujú aminokyseliny, v ktorých je aminoskupina viazaná ku koncovému achirálnemu atómu uhlíka, pričom pri uvedenej chemostatovej kultivácii je možné ako zdroj dusíka používať rovnaký typ amínu, teda achirálny amín, ako je n-oktylamín, cyklohexylamín, 1,4-butándiamín, 1,6-hexándiamín, kyselina 6-aminohexánová, kyselina 4-aminomaslová, tyramín a benzylamín. Avšak v rovnakých patentoch
31534/H je rovnako uvedená možnosť použiť pri uvedenej chemostatovej kultivácii ako zdroj dusíka chirálny amín, ako je 2-aminobután, α-fenetylamín a 2-amino-4fenylbután. Ďalej je možné použiť tiež chirálne kyseliny, ako je L-lyzín, L-ornitín, β-alanin a taurín.
Okrem enantiomérneho obohatenia je v patentoch Spojených štátov amerických číslo US 4950606, US 5169780 a US 5300437 opísaná stereoselektívna syntéza chirálnej formy amínu pôsobením transaminázy aminokyseliny na ketón všeobecného vzorca
R1COR2 kde
R1 a R2 sú rôzne alkylové skupiny alebo arylové skupiny, v prítomnosti donora aminoskupiny. Donory aminoskupín opísané v týchto patentoch sú podobného typu ako amíny používané ako zdroj dusíka pri hore uvedených chemostatových kultiváciách a ich príkladom sú achirálne amíny, v ktorých je aminoskupina viazaná ku koncovému atómu uhlíka, ako je propylamín a benzylamín, chirálne amíny, v ktorých je aminoskupina viazaná k inému než koncovému atómu uhlíka, ako je (S)-2-aminobután, a chirálne aminokyseliny, ako je L-alanín a kyselina L-asparágová.
Podstata vynálezu
Predmetný vynález je založený na zistení, že achirálny amín 2aminopropán je ale neočakávane lepším donorom aminoskupiny pri transamínových syntézach amínov v porovnaní s achirálnymi amínmi, v ktorých je aminoskupina viazaná ku koncovému atómu uhlíka, alebo chirálnymi amínmi, v ktorých je aminoskupina viazaná k inému než koncovému atómu uhlíka. Podstatou predmetného vynálezu teda je zlepšenie známej stereoselektívnej syntézy chirálnych amínov, pri ktorej dochádza ku kontaktu ketónu s transaminázou v prítomnosti donora aminoskupiny, spočívajúcej vtom, že ako donor aminoskupiny sa používa 2-aminopropán.
31534/H
Pojem chirálny amín je v tomto opise používaný v jeho najširšom zmysle. Ako je opísané v hore uvedených patentoch, je uvedenú známu stereošpecifickú syntézu možné použiť na prípravu širokého spektra alifatických a alicyklických zlúčenín rôznych a zmiešaných funkčných typov, ktoré sú charakteristické iba prítomnosťou primárnej aminoskupiny, ktorá je viazaná k sekundárnemu atómu uhlíka, ktorý okrem atómu vodíka nesie buď (i) dvojväzbovú skupinu vytvárajúcu chirálnu cyklickú štruktúru, alebo (ii) dva substituenty, ktorými nie sú atómy vodíka, a ktoré sa od seba vzájomne líšia svojou štruktúrou alebo chiralitou.
Ako príklad dvojväzbových skupín vytvárajúcich chirálne cyklické štruktúry je možné uviesť 2-metylbután-1,4-diyl, pentán-1,4-diyl, hexán-1,4-diyl, hexán-1,5-diyl, 2-metylpentán-1,5-diyl. Zlepšenie spočívajúce v použití 2aminopropánu, ako donoru aminoskupiny, ktoré je predmetom tohto vynálezu, je teda možné použiť pri stereošpecifickej syntéze 1-amino-2metylcyklopentánu z 2-metylcyklopentanónu, 1-amino-3-metylcyklopentánu z 3metylcyklopentanónu, 1-amino-2-metylcyklohexánu z 2-metylcyklohexanónu atď.
Vyššie uvedené dva od seba sa vzájomne líšiace substituenty na sekundárnom atóme uhlíka (substituenty R1 a R2) môžu byť rovnako veľmi rôzne a ich skupina zahŕňa alkylovú skupinu, arylovú skupinu, atóm halogénu, hydroxylovú skupinu, nižšiu alkylovú skupinu, nižšiu alkoxylovú skupinu, nižšiu alkyltiolovú skupinu, cykloalkylovú skupinu, karboxylovú skupinu, karbalkoxylovú skupinu, karbamoylovú skupinu, karbamoylovú skupinu substituovanú jednou alebo dvoma nižšími alkylovými skupinami, trifluórmetylovú skupinu, fenylovú skupinu, nitroskupinu, aminoskupinu, aminoskupinu substituovanú jednou alebo dvoma nižšími alkylovými skupinami, alkylsulfonylovú skupinu, arylsulfonylovú skupinu, alkylkarboxamidovú skupinu, arylkarboxamidovú skupinu atď. a alkylové skupiny, aralkylové skupiny alebo arylové skupiny substituované uvedenými skupinami.
Zlepšenie spočívajúce v použití 2-aminopropánu, ako donoru aminoskupiny, ktoré je predmetom tohto vynálezu, je teda možné ďalej použiť
31534/H pri stereošpecifickej syntéze 2-aminobutánu z butanónu, 2-amino-1-butanolu z
1- hydroxybután-2-ónu, alanínu z kyseliny pyrohroznovej, 1-amino-1-fenyletánu z acetofenónu, 1-amino-1-(2-metoxy-5-fluórfenyl)etánu z 2-metoxy-5-fluóracetofenónu, kyseliny γ-aminopentánovej z kyseliny levulovej, 1-amino-1fenylpropánu z 1-fenylpropán-1-ónu, 1-amino-1-(4-brómfenyl)propánu z 1-(4brómfenyl)propán-1-ónu, 1-amino-1-(4-nitrofenyl)propánu z 1-(4-nitrofenyl)propán-1-ónu, 1-fenyl-2-aminopropánu z 1-fenylpropán-2-ónu, valínu z kyseliny
2- oxo-3-metylbutánovej, 1-(3-trifluórmetylfenyl)-2-aminopropánu z 1-(3trifluórmetylfenyl)propán-1-ónu, 2-aminopropanolu z hydroxypropanónu, 1metoxy-2-aminopropánu z metoxypropanónu, 1-amino-1-fenylbutánu z 1fenylbután-1-ónu, 1-fenyl-2-aminobutánu z 1-fenylbután-2-ónu, 1-(2,5dimetoxy-4-metylfenyl)-2-aminobutánu z 1 -(2,5-dimetoxy-4-metylfenyl)bután-2ónu, 1-(4-hydroxyfenyl)-3-aminobutánu z 1-(4-hydroxyfenyl)bután-3-ónu, 1amino-1-(2-naftyl)etánu z 2-acetylnaftalénu, fenylalanínu z kyseliny fenylpyrohroznovej, kyseliny glutámovej z kyseliny 2-ketoglutárovej, kyseliny asparágovej z kyseliny 2-ketojantárovej apod.
Na rozdiel od doteraz známych donorov aminoskupiny a väčšiny aminoalkánových donorov aminoskupiny, ktoré prichádzajú teoreticky do úvahy, je 2-aminopropán charakteristický pomerne jedinečnou kombináciou spočívajúcou v tom, že je (i) achirálne a (ii) má aminoskupinu viazanú k inému než koncovému alifatickému atómu uhlíka. Pri použití transaminázy omega aminokyselín, ktoré v prírode pôsobia na aminoskupinu viazanú ku koncu, alebo ω-polohe, aminokyseliny, tak bolo zistené, že použitím donoru aminoskupiny, ktorý obsahuje aminoskupinu viazanú k inému než koncovému alifatickému atómu uhlíka je dosiahnutá termodynamická výhoda. Z praktických skúseností je možné usudzovať, že toto zlepšenie je dôsledkom vzniku vedľajšieho produktu enzymatickej reakcie, ktorým je v tomto prípade ketón, na rozdiel od prípadu, keď sa pri rovnakej reakcii používa donor aminoskupiny obsahujúci aminoskupinu viazanú ku koncovému alifatickému atómu uhlíka, ako je etylamín, n-propylamín, n-oktylamin, 1,4-butándiamín, 1,6-hexándiamín, kyselina 6-aminohexánová, kyselina 4-aminomaslová, týram í n alebo
31534/H benzylamín, z ktorých v prítomnosti transaminázy aminokyseliny vznikajú zodpovedajúce aldehydy. Táto termodynamická výhoda získaná použitím izopropylamínu ako donoru aminoskupiny sa pri príprave aminokyselín z ketokyselín prejavuje hodnotou rovnovážnej konštanty, ktorá v tomto prípade je približne 1000. Pretože táto termodynamická výhoda vyplýva z chemického okolia reagujúcej karbonylovej skupiny, uplatňuje sa rovnakou mierou pri syntéze všetkých chirálnych α-aminokyselín zo zodpovedajúcich ketokyselín, a to bez ohľadu na to, či ide o syntézu prírodných alebo syntetických aminokyselín.
Okrem tejto termodynamickej výhody vedie prítomnosť aminoskupiny viazanej k inému než koncovému alifatickému atómu uhlíka ku vzniku chirality, na rozdiel od prípadu, keď je aminoskupina viazaná ku koncovému atómu uhlíka, ku ktorému sú ďalej nevyhnutne viazané dva atómy vodíka, čo samo vznik chirality vylučuje. Pretože transamináza je stereoselektívna, je pri použití chirálneho amínu ako donoru aminoskupiny k dispozícii iba polovičné množstvo tohto amínu, čo je z komerčného hľadiska celkom neprijateľné.
Bohužiaľ, (nižšie)alkylaminy spĺňajúce prvú podmienku tým, že obsahujú aminoskupinu viazanú k inému než koncovému atómu uhlíka, sú v prevažnej väčšine chirálne. Pri obmedzení úvah na aminoalkány obsahujúce maximálne 8 atómov uhlíka, bolo stanovené, že teoreticky existuje aspoň 130 možných homologických a izomérnych amínov, v ktorých je aminoskupina viazaná k inému než trisubstituovanému atómu uhlíka (aby mohla byť zlúčenina donorom aminoskupiny, musí obsahovať aspoň jeden voľný' atóm vodíka viazaný ku rovnakému atómu uhlíka ako aminoskupina). Z týchto 130 do úvahy prichádzajúcich donorov aminoskupiny obsahuje menej než polovina (54) aminoskupinu viazanú k inému než koncovému atómu uhlíka a z tejto skupiny je 93 percent (50) do úvahy prichádzajúcich donorov aminoskupiny chirálnych. Takže iba 4 z uvedených alkylamínov obsahujúcich aminoskupinu viazanú k inému než koncovému atómu uhlíka sú achirálne, avšak z týchto štyroch amínov nie je z finančných dôvodov a z hľadiska dostupnosti možné použiť tieto tri zlúčeniny: 3-aminopentán, 2,2-dimetyl-3-aminopentán a 4-aminoheptán.
31534/H
Z uvedeného teda vyplýva, že zo všetkých (nižších)alkyl amínov, ktoré sú teoreticky vhodné na použitie ako donory aminoskupiny, iba 2-aminopropán (i) obsahuje aminoskupinu viazanú k inému než koncovému atómu uhlíka a preto je termodynamicky výhodnejší než alkylamíny obsahujúce aminoskupinu viazanú ku koncovému atómu uhlíka, (ii) je achirálny, takže všetko jeho množstvo je k dispozícií pre reakciu a (III) je prijateľný z hľadiska svojej ceny a dostupnosti. Ďalšou výhodou je, že pri použití 2-aminopropánu vzniká ako vedľajší produkt acetón, ktorý sám je komerčným produktom.
Vlastnú enzymatickú premenu je možné uskutočniť bežnými kultivačnými postupmi pomocou izolovaných, ale nerastúcich buniek, alebo prípravou rozpustnej transaminázy aminokyseliny. Transamináza aminokyseliny môže mať voľnú formu, ktorou môže byť extrakt neobsahujúci bunky alebo celobunkový prípravok, alebo môže byť imobilizovaná na matrici vhodného nosiča ako je sieťovaný dextrán alebo agaróza, oxid kremičitý, polyamid alebo celulóza. Ďalej môže byť rovnako enkapsulovaná v polyakrylamide, alginátoch, vláknach a podobne. Spôsoby imobilizácie sú opísané v odbornej literatúre (napríklad v Methods of Enzymology, 1976, 44).
I keď to nie je nevyhnutné, je všeobecne výhodné, pokiaľ sa do reakčnej zmesi pridáva zdroj pyridoxamínu, ako je pyridoxalfosfát.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Predmetný vynález je možné ilustrovať na príklade prípravy (S)-1metoxy-2-aminopropánu, ktorý je chemickým medziproduktom pri syntéze agrochemických chemikálií, ktorá zahrňovala kontaktovanie metoxyacetónu s transaminázou v prítomnosti 2-aminopropánu, ktorý slúžil ako donor aminoskupiny, pričom reakcia bola ponechaná prebiehať dokiaľ nedošlo k premene podstatného množstva metoxyacetónu na (S)-1-metoxy-2aminopropán (pričom zároveň dochádzalo k premene 2-aminopropánu na acetón) a izolácii takto vzniknutého (S)-1-metoxy-2-aminopropánu. Celú túto
31534/H enzymatickú premenu vyjadruje nasledujúca reakčná schéma:
O NH,
II I
CHj—C—CHj-O—CH, + CHj-CH—CH, -►
CH,-CH-CH,-O— CH, + CH,—C—CH, (S) mmol dihydrogénfosforečnanu sodného a 250 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej bolo pridaných do 1000 ml vody. Zmes bola v ľadovom kúpeli ochladená na teplotu 5 až 10 °C a bolo do nej postupne pridané 258 ml 2-aminopropánu a 206 ml 98 percentného metoxyacetónu. Vzniknutá zmes bola miešaná a jej pH bolo podľa potreby upravené hydroxidom sodným alebo kyselinou chlorovodíkovou na hodnotu 7,5. Zmes bola prevedená do reaktora s guľatým dnom s objemom 3 litre, ktorý bol vybavený miešadlom a zariadením na reguláciu teploty. Po ustálení teploty reakčnej zmesi na teplote 30 ± 1 °C do nej bolo pridané 0,2 mmol pyridoxal-5'-fosfátu. V prípade potreby bolo pH zmesi znovu upravené na hodnotu 7,5 a objem zmesi bol vodou upravený na 1800 ml.
Enzýmový roztok bol pripravený oddelene. Do 200 ml 5 milimolárneho roztoku fosforečnanu sodného (ktorého pH bolo 7,5) bolo pridané 0,2 mmol pyridoxal-5'-fosfátu a 2 g (hmotnosť v sušine) buniek Bacillus, ktoré obsahovali (S)-transaminázu. Po úplnom suspendovaní buniek bol vzniknutý enzýmový roztok pridaný do hore uvedenej reakčnej zmesi.
Výsledná živná pôda obsahovala 1,5 mol 2-aminopropánu a 1,0 mol metoxyacetónu. Reakcia prebiehala 8 hodín pri teplote 30 ± 1 °C a pH 7,5, pričom po tejto dobe reakčná zmes obsahovala 0,6 mol (S)-1-metoxy-2aminopropánu vo viac než 99 percentnom enantiomérnom zvyšku (ee).
Reakcia bola ukončená pridaním 5 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej. Následne bola uskutočnená okamžitá destilácia na
31534/H odstránenie jedinej frakcie, ktorá bola tvorená nezreagovaným metoxyacetónom a vedľajším produktom, ktorým bol acetón, pričom túto frakciu bolo možné neskoršie rozdeliť samostatnou kolónovou destiláciou. Na deprotonáciu amínov bolo do reakčnej zmesi pridaných 270 ml 50 percentného vodného roztoku hydroxidu sodného. Potom boli aminy zo zmesi izolované destiláciou vo forme jedinej frakcie a (S)-1-metoxy-2-aminopropán bol oddelený od zvyškového 2-aminopropánu samostatnou destiláciou, ktorou bolo získaných 125 g (S)-1-metoxy-2-aminopropánu obsahujúceho 50 percent vody. Ako vyplynulo zo stanovenia plynovou chromatografiou, bol tento produkt z viac než 99 percent chemicky i enantiomérne čistý.
Príklad 2
Predmetný vynález je možné ďalej ilustrovať na príklade syntézy Lalanínu, ktorá zahrňovala kontaktovanie kyseliny pyrohroznovej s transaminázou v prítomnosti 2-aminopropánu, ktorý slúžil ako donor aminoskupiny, pričom reakcia bola ponechaná prebiehať dokiaľ nedošlo k premene podstatného množstva kyseliny pyrohroznovej na L-alanín, pričom zároveň dochádzalo k premene 2-aminopropánu na acetón. Celú túto enzymatickú premenu vyjadruje nasledujúca reakčná schéma :
CH-C—-COOH + CH-CH—CH.,
NH, O
I II
CH-CH—COOH + CH-C-CHj (S)
0,165 g (50 mmol) sodnej soli kyseliny pyrohroznovej a 0,23 ml 6,5 molárneho roztoku (50 mmol) hydrochloridu izopropylamínu bolo rozpustených v 29,0 mi 50 milimolárneho roztoku dihydrogenfosforečnanu sodného a pH zmesi bolo upravené na 7,5. Do zmesi bolo postupne pridané 8,0 mg (0,03
31534/H mmol) pyridoxalfosfátu a 8 mg buniek E. coli, ktoré obsahovali (S)transaminázu, takže výsledný objem zmesi bol 30 ml a výsledné pH zmesi bolo 7,5. Po inkubácii pri teplote 30 °C počas 24 hodín bola vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou (HPLC) a plynovou chromatografiou (GC) stanovená koncentrácia izopropylamínu, acetónu a L-alanínu, pričom stanovená hodnota koncentrácie L-alanínu bola 45,6 mmol, čo bola hodnota ekvivalentná k rovnovážnej konštante (Keq) vyššie uvedenej reakcie pri stonásobnom nadbytku.
Pri uskutočňovaní analogickej reakcie s 0,3 g buniek E. coli, ktoré obsahovali (R)-transaminázu, bola dosiahnutá konverzia na D-alanín, ktorého koncentrácia bola stanovená na 46 mmol.
Príklad 3
Syntéza L-alanínu
Pri samostatnom príklade syntézy L-alanínu bolo 110,0 g (1 mol) sodnej soli kyseliny pyrohroznovej a 153 ml 6,5 molárneho roztoku (1 mol) hydrochloridu izopropylamínu rozpustených v 800 ml 50 milimolámeho pufra tvoreného roztokom dihydrogenfosforečnanu sodného a pH zmesi bolo upravené na 7,5. Do zmesi bolo postupne pridané 265 mg (1,0 mmol) pyridoxalfosfátu a 5 g buniek E. coli, ktoré obsahovali (S)-transaminázu, takže výsledný objem zmesi bol 1 liter a výsledné pH zmesi bolo 7,5. Po inkubácii pri teplote 30 °C počas 24 hodín bola vysokoúčinnou · kvapalinovou chromatografiou (HPLC) a plynovou chromatografiou (GC) stanovená koncentrácia izopropylamínu a L-alanínu, respektíve acetónu, pričom stanovená hodnota koncentrácie L-alanínu bola 970 mmol, čo bola hodnota ekvivalentná k rovnovážnej konštante (Keq) vyššie uvedenej reakcie pri približne tisícnásobnom nadbytku.
31534/H
Príklad 4
Syntéza kyseliny L-2-aminomaslovej
186 mg (50 mmol) sodnej soli kyseliny ketomaslovej a 0,23 ml 6,5 molárneho roztoku (50 mmol) izopropylamínu bolo rozpustených v 29,0 ml 50 milimolárneho pufra, ktorým bol roztok dihydrogenfosforečnanu sodného, a pH zmesi bolo upravené na 7,5. Do zmesi bolo postupne pridané 8,0 mg (0,03 mmol) pyridoxalfosfátu a 100 mg buniek E. coli, ktoré obsahovali (S)transaminázu, takže výsledný objem zmesi bol 30 ml a výsledné pH zmesi bolo 7,5. Po inkubácii pri teplote 30 °C počas 24 hodín bola vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou (HPLC) stanovená koncentrácia izopropylamínu a kyseliny L-2-aminomaslovej a plynovou chromatografiou (GC) bola stanovená koncentrácia acetónu, pričom stanovená hodnota koncentrácie kyseliny L-2aminomaslovej bola 48 mmol, čo bola hodnota ekvivalentná k rovnovážnej konštante (Keq) reakcie pri päťstonásobnom nadbytku.
Príklad 5
Syntéza ďalších aminokyselín
Postupom, ktorý sa v podstate zhodoval s postupom opísaným v príklade 4, bola uskutočnená syntéza L-glutamátu, L-metionínu a L-norvalínu, pričom ako východiskový materiál slúžili sodné soli zodpovedajúcich ketokyselín: kyseliny 2-ketoglutárovej (252 mg, 50 mmol), kyseliny 4-metyltio-2-oxomaslovej (255 mg, 50 mmol), respektíve kyseliny 2-ketovalérovej (207 mg, 50 mmol). Vo všetkých prípadoch došlo ku vzniku iba L-izomérov zodpovedajúcich aminokyselín, ktorých koncentrácia boli 45 mmol, 47 mmol, respektíve 46 mmol.
Claims (3)
1. Spôsob zlepšenia stereoselektívnej syntézy chirálneho amínu, pri ktorej sa ketón kontaktuje s transaminázou v prítomnosti donoru aminoskupiny, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa použitie 2-aminopropánu ako donoru aminoskupiny.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že chirálnym amínom je chirálna aminokyselina.
3. Spôsob výroby (S)-1-metoxy-2-aminopropánu, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kontaktovanie metoxyacetónu s transaminázou v prítomnosti 2aminopropánu, ako donoru aminoskupiny, do okamihu, keď dôjde k premene podstatného množstva metoxyacetónu na (S)-1-metoxy-2-aminopropán a k premene 2-aminopropánu na acetón, a izoláciu (S)-1-metoxy-2aminopropánu.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7752098P | 1998-03-11 | 1998-03-11 | |
PCT/US1999/005150 WO1999046398A1 (en) | 1998-03-11 | 1999-03-10 | Improvements in the enzymatic synthesis of chiral amines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK13382000A3 true SK13382000A3 (sk) | 2001-05-10 |
SK284352B6 SK284352B6 (sk) | 2005-02-04 |
Family
ID=22138554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1338-2000A SK284352B6 (sk) | 1998-03-11 | 1999-03-10 | Spôsob enzymatickej syntézy chirálnych amínov |
Country Status (24)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1075534B8 (sk) |
JP (1) | JP2002505884A (sk) |
KR (1) | KR20010034561A (sk) |
CN (1) | CN1154746C (sk) |
AT (1) | ATE295424T1 (sk) |
AU (1) | AU753904B2 (sk) |
BR (1) | BR9908797A (sk) |
CA (1) | CA2322605A1 (sk) |
CZ (1) | CZ295882B6 (sk) |
DE (1) | DE69925267T2 (sk) |
ES (1) | ES2243051T3 (sk) |
FI (1) | FI20001805A (sk) |
HK (1) | HK1035000A1 (sk) |
HU (1) | HUP0101056A3 (sk) |
MX (1) | MXPA00008573A (sk) |
NO (1) | NO319671B1 (sk) |
NZ (1) | NZ506405A (sk) |
PL (1) | PL342882A1 (sk) |
PT (1) | PT1075534E (sk) |
RU (1) | RU2213142C2 (sk) |
SK (1) | SK284352B6 (sk) |
TR (1) | TR200002604T2 (sk) |
UA (1) | UA64784C2 (sk) |
WO (1) | WO1999046398A1 (sk) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60013939T2 (de) | 1999-03-19 | 2005-10-06 | Sumitomo Chemical Co. Ltd. | Stereoselektive Transaminase, deren kodierende Gen und deren Verwendungen |
JP2001190298A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-17 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光学活性n−メチルアミノ酸の製造方法 |
EP1818411A1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-15 | Lonza AG | Process for the preparation of optically active chiral amines |
DE102007042600A1 (de) | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von enantiomerenangereichten Aminen |
CN102341494B (zh) | 2009-01-08 | 2014-10-15 | 科德克希思公司 | 转氨酶多肽 |
JP5707344B2 (ja) | 2009-02-26 | 2015-04-30 | コデクシス, インコーポレイテッド | トランスアミナーゼ生体触媒 |
SG177329A1 (en) | 2009-06-22 | 2012-02-28 | Codexis Inc | Transaminase reactions |
MX2012002561A (es) * | 2009-09-02 | 2012-04-10 | Lonza Ag | Un proceso para la identificacion y preparacion de una omega-transaminasa (r)-especifica. |
US8852900B2 (en) | 2010-06-17 | 2014-10-07 | Codexis, Inc. | Biocatalysts and methods for the synthesis of (S)-3-(1-aminoethyl)-phenol |
US8932836B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-01-13 | Codexis, Inc. | Biocatalysts and methods for the synthesis of (1R,2R)-2-(3,4-dimethoxyphenethoxy)cyclohexanamine |
WO2013024453A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Embio Limited | Enzymatic synthesis of optically active chiral amines |
CN104630170A (zh) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种来源于里氏木霉的新(r)-转氨酶及其应用 |
CN114134126B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-12-05 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 转氨酶及其突变体在制备(s)-1-甲氧基-2-丙胺中的应用 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5300437A (en) * | 1989-06-22 | 1994-04-05 | Celgene Corporation | Enantiomeric enrichment and stereoselective synthesis of chiral amines |
EP0857790B1 (en) * | 1995-10-23 | 2005-08-17 | Kaneka Corporation | Process for producing optically active amino compounds |
-
1999
- 1999-03-10 CA CA002322605A patent/CA2322605A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-10 RU RU2000125535/13A patent/RU2213142C2/ru active IP Right Revival
- 1999-03-10 HU HU0101056A patent/HUP0101056A3/hu unknown
- 1999-03-10 CZ CZ20003177A patent/CZ295882B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1999-03-10 JP JP2000535765A patent/JP2002505884A/ja not_active Withdrawn
- 1999-03-10 SK SK1338-2000A patent/SK284352B6/sk unknown
- 1999-03-10 BR BR9908797-9A patent/BR9908797A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-03-10 ES ES99911250T patent/ES2243051T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-10 MX MXPA00008573A patent/MXPA00008573A/es active IP Right Grant
- 1999-03-10 KR KR1020007009945A patent/KR20010034561A/ko active IP Right Grant
- 1999-03-10 EP EP99911250A patent/EP1075534B8/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-10 DE DE69925267T patent/DE69925267T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-10 CN CNB99803651XA patent/CN1154746C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-10 PT PT99911250T patent/PT1075534E/pt unknown
- 1999-03-10 AT AT99911250T patent/ATE295424T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-03-10 PL PL99342882A patent/PL342882A1/xx not_active IP Right Cessation
- 1999-03-10 NZ NZ506405A patent/NZ506405A/en not_active IP Right Cessation
- 1999-03-10 WO PCT/US1999/005150 patent/WO1999046398A1/en active IP Right Grant
- 1999-03-10 AU AU29938/99A patent/AU753904B2/en not_active Ceased
- 1999-03-10 TR TR2000/02604T patent/TR200002604T2/xx unknown
- 1999-10-03 UA UA2000105759A patent/UA64784C2/uk unknown
-
2000
- 2000-08-11 NO NO20004036A patent/NO319671B1/no unknown
- 2000-08-15 FI FI20001805A patent/FI20001805A/fi not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-08-09 HK HK01105536A patent/HK1035000A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010034561A (ko) | 2001-04-25 |
SK284352B6 (sk) | 2005-02-04 |
UA64784C2 (en) | 2004-03-15 |
EP1075534A4 (en) | 2003-07-09 |
ES2243051T3 (es) | 2005-11-16 |
HUP0101056A2 (hu) | 2001-07-30 |
WO1999046398A1 (en) | 1999-09-16 |
DE69925267T2 (de) | 2006-01-26 |
NZ506405A (en) | 2003-08-29 |
TR200002604T2 (tr) | 2000-11-21 |
CZ20003177A3 (cs) | 2000-12-13 |
EP1075534B8 (en) | 2005-07-06 |
ATE295424T1 (de) | 2005-05-15 |
EP1075534B1 (en) | 2005-05-11 |
NO20004036D0 (no) | 2000-08-11 |
HUP0101056A3 (en) | 2006-03-28 |
NO319671B1 (no) | 2005-09-05 |
CN1154746C (zh) | 2004-06-23 |
EP1075534A1 (en) | 2001-02-14 |
NO20004036L (no) | 2000-10-27 |
HK1035000A1 (en) | 2001-11-09 |
FI20001805A (fi) | 2000-08-15 |
CZ295882B6 (cs) | 2005-11-16 |
RU2213142C2 (ru) | 2003-09-27 |
AU2993899A (en) | 1999-09-27 |
JP2002505884A (ja) | 2002-02-26 |
PT1075534E (pt) | 2005-09-30 |
MXPA00008573A (es) | 2003-07-14 |
CN1292828A (zh) | 2001-04-25 |
PL342882A1 (en) | 2001-07-16 |
BR9908797A (pt) | 2000-12-12 |
DE69925267D1 (de) | 2005-06-16 |
AU753904B2 (en) | 2002-10-31 |
CA2322605A1 (en) | 1999-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2087536C1 (ru) | Способ энантиомерного обогащения смеси двух энантиомерных хиральных аминов | |
US8728750B2 (en) | Process for preparation of optically active N-protected 3-aminopyrrolidine or optically active N-protected 3-aminopiperidine and the corresponding ketones by optical resolution of the racemic amine mixtures employing a bacterial omega-transaminase | |
US5300437A (en) | Enantiomeric enrichment and stereoselective synthesis of chiral amines | |
RU2213142C2 (ru) | Способ получения хирального амина | |
JPS63500983A (ja) | 結合アミノトランスフェラ−ゼを用いたアミノ酸の合成 | |
US6133018A (en) | Enzymatic synthesis of chiral amines using -2-amino propane as amine donor | |
US6344351B2 (en) | (R)-transaminase from arthrobacter | |
Winkler et al. | Principles and results of stable isotope labelling of L-α-Aminoacids by combined chemical and enzymatic methods | |
US5587319A (en) | Process for the preparation of L-phosphinothricin using transaminases of different specificities in a linked process | |
US20140099682A1 (en) | Enzymatic Synthesis of Optically Active Chiral Amines | |
JPH02124087A (ja) | シユードモナス属細菌の培養方法 | |
JPS62205781A (ja) | シユ−ドモナス属菌株の培養方法 | |
CZ355697A3 (cs) | Způsob stereoselektivní syntézy jedné chirální formy aminu | |
JPS59159789A (ja) | L−α−アミノ酸の製造方法 | |
SK280218B6 (sk) | Spôsob enantiomérneho obohacovania a stereoselektí |