Báo cáo Y học: Chiral alcohol production by NADH-dependent phenylacetaldehyde reductase coupled with in situ regeneration of NADH

Chiral alcohol production by NADH-dependent phenylacetaldehyde reductase coupled with in situ regeneration of NADH

Tác giả: Nobuya Itoh, Michiko Matsuda, Mariko Mabuchi, Tohru Dairi and Jincun Wang

Lĩnh vực: Biotechnology research center, Toyama Prefectural University, Toyama, Japan

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này tập trung vào việc sản xuất các loại rượu chiral quang hoạt một cách hiệu quả bằng cách sử dụng enzyme phenylacetaldehyde reductase (PAR) phụ thuộc NADH. Enzyme này, được biểu hiện trong tế bào E. coli tái tổ hợp, có khả năng khử các ketone thơm và β-ketoester thành các rượu thứ cấp quang hoạt với độ tinh khiết enantiomeric cao. Một điểm đáng chú ý của phương pháp này là khả năng tự tái tạo NADH tại chỗ nhờ sự hiện diện của 2-propanol, loại bỏ sự cần thiết của hệ thống tái tạo đồng yếu tố bên ngoài. Quy trình này đã chứng minh hiệu quả trong việc sản xuất các trung gian dược phẩm quan trọng, mang lại năng suất cao và độ tinh khiết enantiomeric vượt trội, mở ra tiềm năng ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ không đối xứng.

Mục lục chi tiết:

• Chiral alcohol production by NADH-dependent phenylacetaldehyde reductase coupled with in situ regeneration of NADH
• Correspondence to N. Itoh, Biotechnology Research Center, Toyama Prefectural University, Kosugi, Toyama 939-0398 Japan.
• Abbreviations: ADH, alcohol dehydrogenase; Boc-PN, N-Boc-3-pyrrolidinone; Boc-PL, N-Boc-3-pyrrolidinol; m-CPC, m-chlorophenacyl chloride; CCE, 2-chloro-1-(3-chlorophenyl)ethanol; ECOB, ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate; ECHB, ethyl 4-chloro-3-hydroxybutanoate; e.e., enantiomeric excess; KPB, potassium phosphate buffer; PAR, phenylacetaldehyde reductase; IPTG, isopropyl thio-β-D-galactoside.
• Enzymes: NAD+-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.1); NADP+-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.2); carbonyl reductase (EC 1.1.1.184); phenylacetaldehyde reductase (EC 1.1.1.-).
• (Received 2 December 2001, revised 4 March 2002, accepted 22 March 2002)
• Keywords: phenylacetaldehyde reductase; NADH regeneration; chiral alcohol; asymmetric reduction; Corynebacterium sp.
• MATERIALS AND METHODS
• Chemicals
• Bacterial strain, vectors and culture conditions
• Purification of recombinant PAR
• Enzyme assay and determination of substrate specificity
• Enzymatic reaction and reaction mixture analysis
• Determination of absolute configuration of products
• RESULTS
• Expression of PAR
• Substrate and stereospecificity of PAR
• Kinetic parameters of the PAR reaction
• Optimized conditions for PAR-catalyzed production of (R)-CCE
• Production of (R)-ECHB
• Production of (S)-Boc-PL
• DISCUSSION
• ACKNOWLEDGEMENTS
• REFERENCES