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基础医学院生物化学教研室杨加伟博士课题组在生物酶催化合成手性亚砜领域取得重要进展
2018-09-10   审核人:

近日,基础医学院生物化学教研室杨加伟博士课题组在Chemcatchem杂志上发表了题为“Biocatalytic Preparation of Chiral Sulfoxides through Asymmetric Reductive Resolution by Methionine Sulfoxide Reductase A”的论文,建立了一种手性亚砜类化合物和药物的生物酶催化合成新方法。

手性亚砜是一类含有亚硫酰基(>S=O)官能团的重要有机化合物,在药物合成领域有着非常广泛的应用。很多药物如质子泵抑制剂埃索美拉唑、血小板粘附抑制剂OPC-29030、钾通道激活剂Aprikalim等均含有手性亚砜基团。生物酶催化技术可望发展成为工业化绿色制备手性亚砜类药物的新型制造技术,但目前尚缺乏高活性、高底物耐受性和具有工业化应用前景的生物酶资源。

杨加伟博士课题组通过对生物信息学等手段,成功从一株假单胞菌中克隆到了一个甲硫氨酸亚砜还原酶A基因pmMsrA,并首次将其应用于手性亚砜的生物催化合成。接着,课题组通过对该酶催机制的分析,建立了该酶的体外活性再生体系。最终实现了在高达32g/L的底物浓度下R-构型亚砜的高选择性合成,成功获得了单一光学构型的手性亚砜,且产率接近理论最大值。本研究报道的底物浓度,是目前在手性亚砜生物催化合成领域单一重组酶催化所能达到的最大底物浓度。相比目前的绝大部分报道,底物浓度提升了50-100倍。另外,该反应体系仅需4个小时便能完成,展现了很高的催化效率。本研究为手性亚砜类药物绿色合成提供了新思路和方向,对进一步了解甲硫氨酸亚砜还原酶A的催化机制也具有理论意义。

重组pmMsrA酶催化的手性亚砜高效合成示意图

本项工作得到国家自然科学基金的资助,杨加伟博士为论文的通讯作者,2016级生物化学与分子生物学专业研究生彭辽天为论文第一作者,遵义医学院生物化学教研室为第一作者单位。Chemcatchem杂志在最新的中科院SCI分区中属于物理化学(CHEMISTRY, PHYSICAL)二区,在JCR分区中属于Q1,杂志最新影响因子为4.674。该文的发表,显示我学科(生物化学与分子生物学)近年来在科研建设上的初步成效,学科今后将朝着发表高水平的学术论文这一方向继续努力。

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