【文章內(nèi)容簡介】 苷酸和糖等化合物，其中糖基轉(zhuǎn)移酶已被用來制備新型的糖。 ? X— Y + Z 轉(zhuǎn)移酶 X + Z— Y ? 糖苷化酶（ glycosidses） ?糖苷化酶能催化糖苷鍵的水解，故又稱糖水解酶（ glycohydrolases）。該酶不需要任何輔酶，是真正的水解酶。這種水解酶有兩種類型：外糖苷化酶和內(nèi)糖苷化酶，前者僅水解末端糖苷鍵，后者可水解糖鏈中部的糖苷鍵。 ?由糖苷化酶水解的逆反應(yīng)可用于糖苷的合成，利用游離單糖作為底物直接進(jìn)行糖苷合成反應(yīng)稱為直接糖基化，這是一個熱力學(xué)控制的反應(yīng)。由于反應(yīng)的平衡常數(shù)有利于水解反應(yīng)，因此必須采用高濃度的單糖和親核試劑，反應(yīng)產(chǎn)率一般很低，產(chǎn)物為粘稠糖漿。 裂合反應(yīng) ?裂合酶 （ lyases， EC ）能催化一種化合物裂為兩種化合物或其逆反應(yīng)。 ?這類酶包括 醛縮酶、水合酶和脫羧酶 等。裂合酶在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，它們能催化 C— C、 C— N和 C— O等鍵的裂合和生成，有時還伴隨雙鍵的形成。 ?裂合酶的逆反應(yīng)也有很高的工業(yè)應(yīng)用價值，如工業(yè)上應(yīng)用苯丙氨酸氨裂解酶和天冬氨酸酶催化合成 L苯丙氨酸和 L天冬氨酸。 醛縮酶 ?醛縮酶（ aldolases）能催化不對稱 C— C鍵的形成，并能使分子延長 2~3個碳單位，對有機(jī)合成極為有用。該酶常用于糖的合成，如氨基糖、硫代糖和二糖類似物的合成。醛縮酶的底物專一性不高，能催化多種底物反應(yīng) 。 轉(zhuǎn)酮醇酶 ?轉(zhuǎn)酮醇酶 （ transketolase）以 Mg2+和焦磷酸硫胺素（ TPP）為輔酶，催化羥甲基酮基從一個磷酸酮糖分子轉(zhuǎn)移到另一個磷酸醛糖分子中，該酶催化醛糖鏈立體選擇性地延伸兩個碳單位，她是很有前途的生物催化劑。偶姻反應(yīng) （ acyloin reactions）是指兩個分子醛縮合形成酮醇的反應(yīng)，如兩分子丁醛縮合形成丁偶姻（ C3H7CHOHCOC3H7）。 加成和消去反應(yīng) ?裂合酶還可以催化小分子化合物如水和氣惱不對稱加成到 C==C雙鍵，以及氫氰酸加成到C==O鍵上。 ?由 醇腈酶 （ oxynitrilase）催化的氰醇反應(yīng)所生成的手性氰醇，是合成除蟲菊酯類沙蟲劑的醇基部分。 加成和消去反應(yīng) ?這類酶催化反應(yīng)還包括：水和氨的加成反應(yīng)（如利用不同的微生物細(xì)胞能夠?qū)Σ煌〈奶继茧p鍵進(jìn)行加水反應(yīng)，具有很好的手性合成應(yīng)用前景）、 Michael加成反應(yīng)、鹵化反應(yīng)和脫鹵素反應(yīng)等。 第三節(jié) 參與藥物制備過程重要反應(yīng)的酶類及作用機(jī)制 ? 已經(jīng)研究和應(yīng)用了各種各樣的微生物來源酶于有關(guān)藥物制備和其他精細(xì)化學(xué)品的制備，特別是在消旋體的拆分、不對稱合成，以及其他復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用。 ? 盡管經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)都能夠?qū)崿F(xiàn)這些過程，但用于酶催化反應(yīng)的微生物資源的可再生性、反應(yīng)過程的環(huán)境友好性，以及其他化學(xué)反應(yīng)無法比擬的優(yōu)越性，愈來愈多化學(xué)反應(yīng)將被酶促反應(yīng)所取代。這些酶類參與的反應(yīng)涉及到如下幾個方面。 生物催化拆分 ?生物催化拆分 （ biocatalytic resolutions），即為利用酶對對映異構(gòu)體中的一種手性分子具有特異性的催化作用，而對對映異構(gòu)體中的另一種手性分子不起作用這樣的特性，將具有催化特異性的一種對映異構(gòu)體轉(zhuǎn)化為所希望的對映體純的產(chǎn)物 /中間體。 ?至今為止，在生物催化拆分中使用最多的是水解酶。 生物催化拆分 ?從經(jīng)濟(jì)的角度看，利用水解酶進(jìn)行拆分是不合算的，因?yàn)閺睦碚撋现v，其最高得率僅為50％。這一不足從理論上講，通過有效地結(jié)合外消旋化可以來彌補(bǔ)。這種通過外消旋化來得到單一對映體的方法，即為 動態(tài)動力學(xué)拆分 （ dynamic kiic resolution）。 ?外消旋化可以自發(fā)進(jìn)行，如乙內(nèi)酰脲；也可以通過改變反應(yīng)條件，如 pH和溫度；或者通過使用外消旋酶來進(jìn)行。 對映體會聚轉(zhuǎn)化 ?另外一條能夠得到 100%對映體轉(zhuǎn)化收率的不同路線是 對映體會聚轉(zhuǎn)化（ enantioconvergent transformations），即或是利用兩種對映體互補(bǔ)的酶進(jìn)行不同區(qū)域特異性的轉(zhuǎn)化，或是結(jié)合使用酶催化和化學(xué)催化的方法，使得到 100%的轉(zhuǎn)化收率。 ?前一種方法的適用范圍不廣，后一種方法已經(jīng)在（ R） Nifenalol（硝苯洛爾）的制備過程中獲得了成功，其利用環(huán)氧化物水解酶催化和硫酸催化相結(jié)合的方法（如圖所示）。 利用化學(xué) 酶水解對 硝基苯乙烯氧化物對映體會聚合成（ R） Nifenalol的途徑 去對稱化反應(yīng) ?利用不同的水解酶或水合酶進(jìn)行 去對稱化（ desymmetrization）， 是一種非常有效的特異性反應(yīng)。一個對稱的前手性分子，利用某一種特定的酶促僅對分子中的一個功能基團(tuán)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，最終得到一個所期望的手性分子，這就是去對稱化。 ?圖所示為美國 ScheringPlough公司利用脂肪酶，對 2取代 1,3丙二醇進(jìn)行去對稱化轉(zhuǎn)化，最終得到合成抗真菌藥物 SCH1048的關(guān)鍵手性中間體。 利用脂肪酶對 2取代 1,3丙二醇進(jìn)行 去對稱化的轉(zhuǎn)化反應(yīng) 不對稱合成 ?相對于生物催化拆分，用于生物催化不對稱合成的底物是一種 前手性前體 ，其通過對映體加成反應(yīng)，可以被轉(zhuǎn)化為所期望的光學(xué)活性化合物。與去對稱化反應(yīng)相似，這些反應(yīng)具有產(chǎn)生定量收率的所期望的光學(xué)活性化合物。 ? 參與藥物制備過程重要反應(yīng)的酶的種類很多，以下就脂肪酶、環(huán)氧化物水解酶和糖苷化酶的作用機(jī)制及有關(guān)內(nèi)容作一闡述。 一、脂肪酶 ?很多細(xì)菌能夠產(chǎn)生脂肪酶。 脂肪酶既能夠水解長鏈?；视?，也能夠合成長鏈酰基甘油（如圖所示） 。 ?由于脂肪酶所催化的水解反應(yīng)和合成反應(yīng)都具有區(qū)域選擇性（ regioselectivity）和對映體選擇性（ enantioselectivity），因此，該酶已被作為重要的立體選擇性生物催化劑，用于有機(jī)化學(xué)合成。 （一） 脂肪酶的定義 ? 脂肪酶的簡單定義為：催化長鏈?；视退猓ɑ蚝铣桑┑聂然ッ福?carboxylesterase）； ? 如果以三油酰甘油酯（ trioleoylglycerol）為標(biāo)準(zhǔn)底物時， 水解含有?；滈L大于 10個碳原子的甘油酯時，往往被稱之為脂肪酶（ lipase），如果當(dāng)以三丁酸甘油酯為標(biāo)準(zhǔn)底物時，水解含有小于 10個碳原子的甘油酯時，往往被稱之為酯酶（ esterase）。 但應(yīng)該注意的是，這些脂肪酶往往具有優(yōu)先水解酯酶底物。 ? 另外一種更為容易的理解的含義是：對于 含大的手性羧酸和小的醇的酯，其水解或酯交換由酯酶催化，而對由小的羧酸和大的手性醇構(gòu)成的酯，則由脂肪酶催化 ，如圖所示。 R O R1OH2OR O HOR1O H酶R * O R 39。OR O R 39。 *O1 型2 型大 （ 手 性 ） 小小大 （ 手 性 ）酯 酶脂 肪 酶脂肪酶和酯酶催化的酯水解反應(yīng) 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的一些微生物來源的脂肪酶 微生物名稱 用途 Candida rugosa Candida Antarctica A/B Thermomyces lanuginosus Rhizomucor miehei 有機(jī)合成 有機(jī)合成 洗滌劑