一种利用醛酮还原酶制备（S）-3-羟基四氢呋喃的方法

本申请涉及生物催化与生物医药中间体制备，尤其是涉及一种利用醛酮还原酶制备（s）-3-羟基四氢呋喃的方法。

背景技术：

1、（s）-3-羟基四氢呋喃[（s）-3-hydroxytetrahydrofuran，s-3-hthf]是一种重要的手性含氧杂环化合物，可作为药物合成中的关键手性中间体，在医药及精细化工领域具有较高的应用价值，其中，（s）-3-羟基四氢呋喃可用于恩格列净等药物的合成。

2、目前，（s）-3-羟基四氢呋喃的制备主要采用化学催化或生物催化方法，传统化学合成过程中通常存在反应条件较为苛刻、立体选择性控制困难、副反应较多以及环境负荷和生产成本较高等问题；随着绿色化学和生物制造技术的发展，利用酶催化方法制备手性化合物受到越来越多的关注。

3、醛酮还原酶是一类能够催化羰基化合物还原反应的氧化还原酶，在手性醇类化合物制备过程中具有较好的应用潜力。通过酶资源挖掘、蛋白质工程及定向进化等技术，可以获得具有较高催化活性和立体选择性的醛酮还原酶。

4、然而，现有生物催化方法在催化四氢呋喃-3-酮制备（s）-3-羟基四氢呋喃的过程中，仍可能存在催化效率、酶稳定性及高底物浓度耐受性等方面的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供的一种利用醛酮还原酶制备（s）-3-羟基四氢呋喃的方法，采用如下的技术方案：

2、一种利用醛酮还原酶制备（s）-3-羟基四氢呋喃的方法，包括如下步骤：

3、以四氢呋喃-3-酮为底物，将底物加入反应体系中；

4、向反应体系中加入具有立体选择性的醛酮还原酶突变体以及辅酶循环体系，使四氢呋喃-3-酮发生不对称还原反应；

5、反应完成后，得到含有（s）-3-羟基四氢呋喃的反应液，对该反应液进行分离纯化，得到（s）-3-羟基四氢呋喃。

6、可选地，醛酮还原酶突变体可以通过基因挖掘、数据库筛选、同源建模、功能预测、分子对接、半理性设计、易错pcr和定向进化等技术中的一种或多种获得。

7、可选地，醛酮还原酶突变体为以ralstonia eutropha来源的醛酮还原酶为出发酶，经蛋白质工程改造获得的具有四氢呋喃-3-酮还原活性的醛酮还原酶突变体。

8、可选地，醛酮还原酶催化反应需要辅酶参与，辅酶为nadh或nadph。

9、可选地，辅酶循环体系可以包括辅酶再生酶以及能够提供还原当量的共底物，辅酶再生酶为葡萄糖脱氢酶。

10、可选地，反应体系为水性反应体系，通过调节反应温度、ph、底物浓度、酶用量、辅酶浓度以及反应时间等条件，使四氢呋喃-3-酮向（s）-3-羟基四氢呋喃转化。

11、可选地，不对称还原反应完成后，根据反应体系组成采用固液分离、萃取、浓缩和精制中的一种或多种处理进行产物分离纯化。

12、可选地，不对称还原反应的反应温度为20~50℃，反应ph为5.5~8.5。

13、本发明的有益效果如下：

14、本发明利用经酶资源挖掘与蛋白质工程改造获得的醛酮还原酶突变体，催化四氢呋喃-3-酮不对称还原制备（s）-3-羟基四氢呋喃，具有反应条件温和、立体选择性较高和环境负荷较低等优点，并结合辅酶循环体系提高催化过程经济性，从而建立适用的生物催化方法；该酶法制备路线还可与四氢呋喃-3-酮低成本制备工艺及后续分离纯化工艺相结合。

1.一种利用醛酮还原酶突变体制备（s）-3-羟基四氢呋喃的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醛酮还原酶突变体可以通过基因挖掘、数据库筛选、同源建模、功能预测、分子对接、半理性设计、易错pcr和定向进化等技术中的一种或多种获得。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述醛酮还原酶突变体为以ralstoniaeutropha来源的醛酮还原酶为出发酶，经蛋白质工程改造获得的具有四氢呋喃-3-酮还原活性的醛酮还原酶突变体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述醛酮还原酶催化反应需要辅酶参与，所述辅酶为nadh或nadph。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅酶循环体系可以包括辅酶再生酶以及能够提供还原当量的共底物，所述辅酶再生酶为葡萄糖脱氢酶。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应体系为水性反应体系，通过调节反应温度、ph、底物浓度、酶用量、辅酶浓度以及反应时间等条件，使四氢呋喃-3-酮向（s）-3-羟基四氢呋喃转化。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不对称还原反应完成后，根据反应体系组成采用固液分离、萃取、浓缩和精制中的一种或多种处理进行产物分离纯化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述不对称还原反应的反应温度为20~50℃，反应ph为5.5~8.5。