吴彦霏 ， 许国超 ， 周婕妤 ， 倪 晔 *

（1. 江南大学 生物工程学院， 江苏 无锡 214122；2. 江南大学工业生物技术教育部重点实验室， 江苏 无锡214122）

大量的天然和非天然生物活性物质分子中具有一个或多个哌啶环，包括许多市售的活性药物成分[1-2]。 手性哌啶醇及其衍生物是制药工业中重要的中间体，比如（S）-N-Boc-3-羟基哌啶（（S）-NBHP）是合成依鲁替尼药物的关键手性中间体，其市售品名为Imbruvica，是一种靶向B 细胞的抗癌药物[3-5]。依鲁替尼已于2013 年获得美国食品和药物管理局的批准用于治疗套细胞淋巴瘤， 分别于2014 年和2015 年获得批准用于治疗慢性淋巴细胞性白血病和淋巴浆细胞性淋巴瘤[6]。 目前手性哌啶醇主要是通过化学方法将原料通过多步转化制备而得，产率和产品纯度不理想[7]。 最近，酮还原酶（KRED）催化N-Boc-3-哌啶酮（NBPO）的不对称还原反应在手性哌啶醇的合成中显示出良好的性能。2014 年通过商业KRED 实现100 g/L NBPO 的生物转化， 首开醇脱氢酶合成（S）-NBHP 的先河[8]。 然而，本篇研究中所采用的KRED 及其后报道的醇脱氢酶均具有一定程度的底物抑制和产物抑制，且反应需要添加昂贵的辅酶，不利于高浓度条件下实现酶法规模化制备（S）-NBHP。 因此，筛选具有良好催化性能的醇脱氢酶（或酮还原酶）对实现高效酶法制备（S）-NBHP具有重要意义。

作者对本实验室保存的还原酶库进行了筛选，旨在获得对NBPO 具有优良催化性能的还原酶。 该酶库中的还原酶具有20%~50%的氨基酸序列同源性，并能够催化还原多种酮类物质。 研究发现，来源Kluyveromyces polyspora的醇脱氢酶KpADH 显示出较大的潜力，适用于酶法不对称合成（S）-NBHP。……