Читайте также:
|
Процесс хирального синтеза с участием NAD/NADH можно изобразить следующим образом
Переход NAD(P)+ в NAD(P)H выглядит так [3]
При использовании FDH возможно получение оптически активных соединений их нехиральных. Например, получение D-лактата, который активно применяется в пищевой промышленности как регулятор кислотности, влагоудерживающий агент, синергист антиоксидантов, из пирувата с помощью D-лактатдегидрогеназы. [3]
В качестве одного из интересных примеров применения FDH можно привести получение хиральных лактонов с помощью реакции Байера-Виллигера, катализируемое циклогексаномонооксигеназой. В этом примере реализован процесс регенерации NADPH с помощью мутантной NADP+-специфичной FDH из Pseudomonas sp. 101. [8]
Отличительной особенностью этой реакции является увеличение цикла на один атом с одновременным образованием хирального центра.
Другим примером хирального синтеза с участием FDH является процесс получения L-терт-лейцина, который реализован в промышленности и является одним из наиболее крупнотоннажных процессов фармацевтической химии с использованием ферментов.[8]
В настоящее время часто применяется способ, в котором процесс синтеза и регенерации осуществляется непосредственно в бактериальной клетке. Так, ген ФДГ из дрожжей Candida boidini был экспрессирован в E.coli и используется в процессах синтеза ксилитола из ксилозы и S-1-(2-хлорфенил)этанола из o-хлорацетофенона [11]. Одним из распространенных приемов для работы с ферментами является их иммобилизация на твердых носителях. Авторами из [12] была проведена иммобилизация формиатдегидрогеназы из дрожжей Candida methylica, а также других ферментов на наночастицы и проводился синтез S-1,2-пропандиола высокой степени оптической чистоты.
III. ВЫВОДЫ
1. Ферментативный метод является одним из наиболее перспективных способов получения оптически активных соединений.
2. Ферменты, участвующие в процессе хирального синтеза, используют такие кофакторы как NADH и NADPH. Использование этих дорогостоящих кофакторов экономически невыгодно, поэтому было предложено использование других ферментов для регенерации кофактора.
3. Одним из ферментов, широко используемых для регенерации кофактора является формиатдегидрогеназа. FDH имеет широкий pH-оптимум, хорошую термостабильность, высокую стереоспецифичность. Выход реакции может достигать 100%, а продукт (углекислый газ) может быть легко удален из системы, что делает реакцию необратимой. FDH является одним из самых перспективных ферментов, используемых в процессах синтеза оптически активных соединений.
IV. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты.,1982, т. 2, с.407-415
2. Тишков В.И. Регенерация кофакторов в биосинтезе хиральных соединений с помощью дегидрогеназ. Вестник московского университета. 2002, т.43, №6, с.381-388
3. Wichmann R., Vasic-Racki D. Cofactor Regeneration at the Lab Scale, Adv Biochem Engin/Biotechnol, 2005, 92, p.225-260
4. Родионов Ю.В. Метаболизм формиата у микроорганизмов. Успехи микробиологии, 1981, т.16, с.104-138
5. Ferry J.G. Formate dehydrogenase. FEMS Microbiol.Rev., 1990, v.7, p.377-382
6. Vinals C., Depiereux E., and Feytmans E. Prediction of structurally conserved regions of D-specific hydroxy acid dehydrogenases by multiple alignment with formate dehydrogenase. Biochem.Biophys.Res.Commun., 1993, v.192, p.182-188
7. Tishkov V.I., Galkin A.G., and Egorov, A. M. Kinetic isotope effect and pre-steady state kinetics of the reaction catalyzed by bacterial formate dehydrogenase. Biochimie, 1989, v.71, p.551-557
8. Тишков В.И., Попов В.О. Механизм действия формиатдегидрогеназы и ее практическое применение, Биохимия, 2004, т.69, №11, с.1537-1554
9. Алексеева А.А., Савин С.С., Тишков В.И. NAD+-зависимая формиатдегидрогеназа растений. Acta Naturae, 2011, v.3, № 4, 40-56
10. Tishkov V.I., Popov V.O. Protein engineering of formate dehydrogenase, Biomolecular Engineering, 2006, 23, p.89-110
11. Mädje K, Schmölzer K, Nidetzky B, Kratzer R. Host cell and expression engineering for development of an E. coli ketoreductase catalyst: Enhancement of formate dehydrogenase activity for regeneration of NADH. Microb Cell Fact. 2012 v. 11, p.11-17
12. Demir AS, Talpur FN, Betul Sopaci S, Kohring GW, Celik A. Selective oxidation and reduction reactions with cofactor regeneration mediated by galactitol-, lactate-, and formate dehydrogenases immobilized on magnetic nanoparticles. J Biotechnol. 2011 v. 10, p.176-183.
Дата добавления: 2015-10-29; просмотров: 120 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Общие сведения о классе оксидоредуктаз | | | Wortschatz zum Text |