Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/52383
標題: Stereoselective Synthesis of (1S, 2S)-(+)-Pseudoephedrine and L-phenylephrine by Ketone Reductases (I)
利用酮還原脢立體選擇性生合成(1S,2S)-(+)-Pseudoephedrine及L-phenylephrine(I)
作者: 許文輝
關鍵字: 農業化學類;應用研究;(+)-pseudoephedrine;基因選殖及表現;蛋白質工程;生物轉換;L-phenylephrine;ketone reductase
摘要: 
(-)-Ephedrine、phenylpropanolamine、(+)-pseudoephedrine及L-phenylephrine主要是用來鬆弛支氣管,治療鼻黏膜腫脹,因此廣泛被添加入傷風感冒及過敏藥物中。(-)-Ephedrine由麻黃萃取,若長期使用,會有心悸、焦慮不安、高血壓、心律不整等副作用。Phenylpropanolamine (PPA)長期使用會引起嚴重高血壓異常、恐懼、焦慮不安、腦部出血及肺水腫,近年來,又發現有引起出血性中風的疑慮,美國FDA在2000年11月,下令PPA逐步下架。在全球市場沒有更好替代品的情況下,(+)-pseudoephedrine及L-phenylephrine的市場再度受到重視,需求量往上提昇。(+)-Pseudoephedrine及L-phenylephrine均屬不對稱化合物(chiral compound),由於國際上強烈要求醫藥品採用不對稱化合物以降低副作用,以及人類無法忍受化學合成對環境造成之衝擊。學術界及產業界已積極投入利用酵素法進行藥物之不對稱生合成。惟截至目前為止,有關此兩種藥物生合成之報告及專利非常少。本計畫提出三種利用酵素方法生合成(+)-pseudoephedrine及L-phenylephrine的新產程,這些方法不會牴觸到國外之專利。(+)-Pseudoephedrine的生合成,將使用前驅物(2S)-2-[benzyl(methyl)amino]-1-phenylpropan-1-one (Process1)或ethyl (1S)-1-methyl-2-oxo-2-phenylethylcarbamate (Process 2)進行菌種篩選,微生物轉換前驅物所產生的中間產物,經過簡單的化學反應後,即能得到(+)-pseudoephedrine,經評估所篩到的菌種之轉換能力,從中選取一株轉換能力較佳者,繼續進行基因選殖、大量表現…等研發工作。至於Process 3則是以1-(3-hydroxyphenyl)-2-(methylamino)ethanone為前驅物,篩選能合成L-phenylephrine之微生物。由於所篩到的微生物之ketone reductase不可能有很好的酵素活性,因此,將利用基因工程及蛋白質工程技術提昇酵素之轉換能力。我們的研究工作將在5年內完成,前三年的工作如下:第一年一、建立ketone reductase生產菌的快速篩選平台。二、篩選能將(2S)-2-[benzyl(methyl)amino]-1-phenylpropan-1-one轉換成為(1S,2S)-(N- benzylmethyl)-pseudoephedrine (Process 1)的菌株,並分析其副產物生成情形。三、篩選能將ethyl (1S)-1-methyl-2-oxo-2-phenylethylcarbamate轉換成為ethyl(1S,2S)-2- hydroxy-1-methyl-2- phenylethylcarbamate (Process 2)的菌株,並分析其副產物生成情形。四、Ketone reductase (Process 1或2)之純化及生化性質分析。五、Ketone reductase基因(Process 1或2)之選殖。第二年一、Ketone reductase基因 (Process 1或2)的選殖、大量表現及生化性質分析。二、篩選能將1-(3-hydroxyphenyl)-2-(methylamino)ethanone轉換成為L-phenylephrine (Process 3)的菌株並分析其副產物生成情形。三、Ketone reductase (Process 3)之純化及生化性質分析。四、利用化學法將(1S,2S)-(N-benzylmethyl)-pseudoephedrine或ethyl(1S,2S)-2- hydroxy-1-methyl-2- phenylethylcarbamate轉成(+)-pseudoephedrine (此部分將由本校楊登貴教授負責執行)。第三年一、Ketone reductase基因 (Process 1或2)的大量表現及E. coli轉形株之培養條件對轉換能力的影響。二、Ketone reductase (Process 1或2)的選位突變及轉換能力分析。三、Ketone reductase (Process 1或2)之3-D結構分析(此部份將與清華大學生科系王雯靜教授合作執行)。四、Ketone reductase基因 (Process 3)的選殖及大量表現。若一切順利,在本研究之第四及第五年期間,將進一步利用蛋白質工程技術改善ketone reductase之活性及探討如何提昇輔因子(NADH及NADPH)的生合成,以加速轉換效率,並利用基因重組E. coli進行生物轉換產程之最適化。
URI: http://hdl.handle.net/11455/52383
其他識別: NSC93-2313-B005-051
Appears in Collections:分子生物學研究所

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