一种芳环单加氧扩环酶及其在制备氧杂环庚三烯-2(3h)-酮类化合物中的应用
【技术领域】
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[0001]本发明属于生物有机合成领域，具体涉及一种芳环单加氧扩环酶，其制备方法及其在制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物中的应用。
【背景技术】
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[0002]氧杂环庚三烯酮结构单元广泛存在于多种天然产物中，这些天然产物往往具有复杂的结构和广谱的生理活性，是新药开发的重要基础。在氧杂环庚三烯酮类化合物的各种结构类型中，氧杂环庚三烯-2 (3H)酮结构单元则非常少见，仅出现在
I,5-Secovibralactone (I)、RetipolideC, D (2, 3)等少数几个天然产物及通过化学修饰获得的天然产物衍生物(4，5)中。由于氧杂环庚三烯_2(3H)酮结构中七元环较大的环张力以及烯醇式的存在，通过化学合成这类化合物仍然是一项很有挑战性的工作，目前有关这类化合物的合成方法报道极少，Enrique Aguilar等人报道了利用过渡金属金催化环丙基炔的环化异构化高产率构建氧杂环庚三烯_2(3H)酮的方法(Fernandez-Garcla et al., Reg1selective synthesis of oxepinones and azepinonesby gold-catalyzed eye1isomerizat1n of funct1nalyzed cyclopropyl alkynes.Chem.Commun.2013, 11185 - 11187)，但是由于底物合成路线较长，制备复杂，催化剂昂贵，且操作要求严格等因素使得该方法的应用受到很大的限制。由于氧杂环庚三烯-2 (3H)酮化合物来源稀少，对其深入研宄和进一步开发利用的工作难以开展。目前制备主要以化学合成为主，而生物酶制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮在国内外均未见报道。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是提供一种芳环单加氧扩环酶，其制备方法及其在制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物中的应用。本发明用来自褐盖韧革菌的芳环单加氧扩环酶作催化剂，只需一步反应即可由酚类芳环化合物催化制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物。本发明的方法催化效率高，专一性强、反应条件温和、对环境友好，方法简捷，酶反应操作方便。其芳环单加氧扩环酶活性提高了 70倍以上。
[0004]为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案:
[0005]芳环单加氧扩环酶，其由下述方法制备而得:将真菌褐盖韧革菌(Boreostereumvibrans)的菌丝勾楽上清液经过凝胶过滤、离心浓缩步骤制备而得。
[0006]芳环单加氧扩环酶，其由下述方法制备而得:由发酵培养得到的褐盖韧革菌菌丝在缓冲液中匀浆，匀浆液经离心后得到上清液，将上清液加入S^hadex G-25凝胶柱进行凝胶过滤，收集第一个洗脱峰并浓缩。
[0007]所述的芳环单加氧扩环酶的制备方法，由发酵培养得到的褐盖韧革菌菌丝在缓冲液中匀浆，匀浆液经离心后得到上清液，将上清液加入S^hadex G-25凝胶柱进行凝胶过滤，收集第一个洗脱峰并浓缩。
[0008]氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物的制备方法，应用所述的芳环单加氧扩环酶作为生物催化剂，在温和的条件下催化酚类芳环化合物进行单加氧扩环氧化生成氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物。
[0009]氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物的制备方法，应用所述的芳环单加氧扩环酶作为生物催化剂，以酚类芳环化合物为底物，助溶剂为DMSO，在28°C恒温水浴中，经过单加氧扩环氧化生成氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物，酶制备和酶催化的缓冲液pH值为7.5 (Hepes, 25mM)。
[0010]所述的芳环单加氧扩环酶在制备氧杂环庚三烯-2(3H)-酮类化合物中的应用，应用所述的芳环单加氧扩环酶作为生物催化剂，在温和的条件下催化酚类芳环化合物进行单加氧扩环氧化生成氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物。
[0011 ] 所述的芳环单加氧扩环酶在制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物中的应用，应用所述的芳环单加氧扩环酶作为生物催化剂，以酚类芳环化合物为底物，助溶剂为DMSO，在28°C恒温水浴中，经过单加氧扩环氧化生成氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物，酶制备和酶催化的缓冲液PH值为7.5 (Hepes, 25mM)。
[0012]由发酵培养得到的褐盖韧革菌菌丝在缓冲液中匀浆，匀浆液经离心后得到上清液，将上清液加入S^hadex G-25凝胶柱进行凝胶过滤，收集第一个洗脱峰并浓缩制成粗酶。以化合物6或8为底物，助溶剂为DMSO，在28°C恒温水浴中，利用该酶可制得氧杂环庚三烯-2(3H)_酮类化合物。经过优化的酶制备和酶催化的缓冲液pH值为7.50fepes，25mM)。
[0013]与现有技术相比，本发明具备如下的优益性:
[0014]1.与一般的化学催化相比，本发明的反应具有催化效率高，专一性强、反应条件温和、对环境友好等优点。
[0015]2.与上清液粗酶相比，经过S^hadex G_25凝胶过滤处理得到的粗酶，其芳环单加氧扩环酶活性提高了 70倍以上。
[0016]3.粗酶制备方法简捷，酶反应操作方便。
【附图说明】
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[0017]图1为氧杂环庚烯-2 (3H)-酮类化合物的结构；
[0018]图2为芳环单加氧扩环酶催化制备氧杂环庚三烯-2 (3H)-酮类化合物I和7 ;
[0019]图3为上清液粗酶对化合物6的转化(对照);
[0020]图4为凝胶过滤处理后的粗酶对化合物6的转化；
[0021]图5为不同缓冲液对芳环单加氧扩环酶催化6形成7的影响。
【具体实施方式】
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[0022]下面结合附图，用以下具体实施例对本发明的实质性内容作进一步说明，但并不以此来限定本发明。
[0023]下述实施例中，无特殊说明，均为常规方法。
[0024]下述实施例中，所述百分含量如无特殊说明，均为质量百分含量。
[0025]实施例1:
[0026]芳环单加氧扩环酶的制备:
[0027]在1mL预冷的缓冲液(pH7.5Hepes, 25mM)中加入1g褐盖韧革菌菌丝进行匀浆，勾楽液在4°C下9000rpm离心15分钟，取上清液，得到体积约1mL的粗酶，将其中5mL用于实施例2，剩余5mL上样S印hadex G-25凝胶柱，用25mM pH7.5H