Highly efficient and stereoselective biosynthesis of (2S,5S)-hexanediol with a dehydrogenase from Saccharomyces cerevisiae
摘要:
高光学纯度(2S,5S)-己二醇作为一种多用途的构建单元,可用于生产各种精细化学品和药物。在工业和商业规模上,目前通过面包酵母介导的2,5-己二酮还原反应制备该二醇。然而,这一过程存在空间时间产率不足的问题,约为每天每升4克(2S,5S)-己二醇。因此,需要开发一种新的合成路线,以实现更高的体积生产率。为此,通过纯化至均一性并随后进行MALDI-TOF质谱分析,鉴定了面包酵母中负责2,5-己二酮还原的酶。结果显示,与缺乏对2,5-己二酮活性的Gre2p缺失株相比,脱氢酶Gre2p主要负责该二酮的还原。利用重组酶进行生物还原,可获得转化率>99%且对映体过量>99.9%的(2S,5S)-己二醇。此外,该二醇的体积生产率达到了前所未有的70 g L−1 d−1 (2S,5S)-己二醇。米氏动力学研究表明,Gre2p能够催化2,5-己二酮的还原和(2S,5S)-己二醇的氧化,但还原的催化效率高出三倍。此外,研究了该酶对其他酮类化合物(包括更多的二酮)的还原能力,发现其应用可扩展到α-二酮和醛。