文档介绍：无溶剂体系中蛋白酶催化氨基酸糖酯合成研究黄成红马林* 中山大学化学与化工学院,有机化学研究所,广州, 510275 摘要在无溶剂体系中, α-糜蛋白酶催化 N- 叔丁氧酰基-L- 苯丙氨酸乙酯与 D- 葡萄糖进行酯交换反应,结果表明是在 6 位伯羟基(6-OH) 进行定位酰化。生成的氨基酸葡萄糖酯可通过 HPLC-UV 定性并定量检测, 最适条件下的反应转化率达到 90% 以上。关键词蛋白酶,无溶剂体系, α-糜蛋白酶,苯丙氨酸,葡萄糖 1 前言糖类是自然界广泛存在的一大类生物活性分子。近年来糖科学的发展,揭示了糖类在生命过程中起着重要作用, 参与了许多生理和病理现象。在细胞表面的大量受体分子几乎都是糖蛋白或糖酯类糖链化合物,对生物信息的传递作用起着重要作用[1]。糖酯作为一种生物功能分子和化工原料具有重要价值, 可用于医药、食品及高分子材料,具有其他单体无可比拟的优越性。已经合成并应用的糖酯多是高级脂肪酸糖酯、芳香酸糖酯, 而氨基酸糖酯, 除了甘糖酯已较为广泛的应用于医药外, 其他还不多见报道。氨基酸及多肽作为另一大类生物活性分子,具有多种生理功能。我们试图将氨基酸及多肽的官能团引入糖类化合物,形成一类具有多种生理机能的氨基酸糖酯化合物。但是氨基酸和多肽的化学合成,由于需要保护与脱保护,合成比较困难,为此 Cerovsky 等人用有机相酶催化反应,进行氨基酸糖酯合成的研究,反应转化率达到 20-60% ,并表明产物主要是 6 位氨基酸糖酯[2] 。糖是极性化合物,需要选择强极性溶剂如吡啶、 DMF 等( 或者将糖形成糖苷或其他衍生物以增加它在有机溶剂中溶解性) [3,4] , 而酶是水溶性的, 不溶于有机溶剂, 这就给有机溶剂中酶催化反应带来许多困难,而无溶剂条件下或超饱和体系中酶催化可以解决这些问题。为此我们用蛋白水解酶进行氨基酸糖酯的合成研究。α-糜蛋白酶是一种研究比较多的酶, 有较好的催化活性, 它能催化水解 L 型芳香族氨基酸( 如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸) 所组成的肽键、酰胺键和酯键[5]。用α-糜蛋白酶直接催化苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸与葡萄糖进行酯化反应, 之后先将苯丙氨酸形成酯, 再与葡萄糖进行酯交换反应,反应式如下( scheme1 ): NH-BOC CH C CHPh HO O O OH OH OH OH CHOH -chymotrypsin -EtOH O OH OH OH OH CHO NH-BOC CH C CHPh O + ? Scheme1 N- 叔丁氧酰基-L- 苯丙氨酸乙酯与葡萄糖的酯交换反应 2 实验 仪器和材料 78-1 磁力加热搅拌器仪器, GKC-11R1 型可控恒温水浴锅, SHZ-D 循环水式真空泵, ZF- Z 型三用紫外仪, HP1100 型高效液相色仪, DAD 检测器。 N- 叔丁氧酰基- L- 酪氨酸、 N- 叔丁氧酰基-L- 赖氨酸、 N- 叔丁氧酰基-L- 苯丙氨酸均购于 Sigma, Aldrich 公司,蛋白酶购于日本化成工业株式会社, α- 糜蛋白酶、胃蛋白酶 DMAP 和 DCCI 均为国产,其它试剂均为分析纯,购于广州化学试剂厂。 实验方法 蛋白酶催化氨基酸与葡萄糖的酯化反应将3 种氨基酸: N- 叔丁氧酰基- L- 酪氨酸、 N- 叔丁氧酰基-L-