手性胺和非天然氨基酸被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、精細(xì)化學(xué)品、化妝品、食品和農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。ω-轉(zhuǎn)氨酶能夠拆分伯胺消旋體和催化前手性羰基底物的不對(duì)稱加氨，催化條件溫和，反應(yīng)無(wú)需額外的輔酶循環(huán)，且具有較高的催化速率和立體選擇性，有利于實(shí)現(xiàn)手性胺類化合物的綠色生產(chǎn)。
中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所朱敦明研究員和吳洽慶研究員帶領(lǐng)的生物催化反應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)針對(duì)新ω-轉(zhuǎn)氨酶的生物催化進(jìn)行了一系列的研究。從基因數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選鑒定出一種新的(S)立體選擇性ω-轉(zhuǎn)氨酶（(S)-TA）和五種新的(R)立體選擇性ω-轉(zhuǎn)氨酶（(R)-TA），并測(cè)定了其酶學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了水相和有機(jī)相催化應(yīng)用試驗(yàn)。
來(lái)自Burkholderia vietnamiensis的(S)立體選擇性ω-轉(zhuǎn)氨酶（HBV）具有廣泛的底物譜。以乙醛酸為氨基受體，HBV可拆分獲得多種光學(xué)純的(R)構(gòu)型手性胺，包括：(R)-α-苯乙胺、(R)-1-苯丙胺、(R)-4-苯基-2-丁胺和(R)-α-四氫萘胺（ee值均大于99%）。與文獻(xiàn)報(bào)道的只能以β-酮酸為底物合成β-氨基酸的ω-轉(zhuǎn)氨酶不同，HBV能夠以β-酮酸酯（如β-丁酮酸乙酯和β-戊酮酸乙酯）為底物不對(duì)稱胺化生成β-氨基酸酯，繞過(guò)了β-酮酸不穩(wěn)定這一難題，提供了一條ω-轉(zhuǎn)氨酶催化生產(chǎn)β-氨基酸的新路徑。
五種新的(R)立體選擇性ω-轉(zhuǎn)氨酶（HFO、HNH、HTA、HTR和HTV）分別來(lái)自Fusarium oxysporum，Nectria haematococca，Trichoderma atroviride，Trichoderma reesei 和Trichoderma virens。這五種 (R)-TA對(duì)丙酮酸、2-丁酮酸、2-戊酮酸、巰基丙酮酸、乙酰乙酸乙酯、β-戊酮酸乙酯和4-戊酮酸等酮酸和酮酯都具有顯著活性，所得產(chǎn)物為相應(yīng)的非天然氨基酸或酯類，其ee值均大于99%。
高立體選擇性是酶進(jìn)行不對(duì)稱催化的特性，ω-轉(zhuǎn)氨酶具有生產(chǎn)光學(xué)純手性胺和非天然氨基酸的工業(yè)應(yīng)用潛力。兩種不同立體選擇性ω-轉(zhuǎn)氨酶的獲得，豐富了現(xiàn)有的ω-轉(zhuǎn)氨酶資源，特別是增加了可供使用的稀有(R)-TA數(shù)量，為ω-轉(zhuǎn)氨酶生物催化的后續(xù)研究和工業(yè)應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“973”項(xiàng)目（No. 2011CB710801）、國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 21072151）和中國(guó)科學(xué)院研究生科技創(chuàng)新專項(xiàng)基金（No. Y2J8041021）的資助。并已申請(qǐng)國(guó)家專利2項(xiàng)（201310556932.X和201310556825.7）。
研究結(jié)果分別發(fā)表在Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 和 Applied Microbiology and Biotechnology 雜志上，天津工生所生物化工專業(yè)博士生姜進(jìn)舉為論文第一作者。
