1.4 酮还原酶在手性药物合成中的应用

近年来，酮还原酶超级家族被分为 15 种类家族，大约有 150 个成员组成，此外，没

有被列入酮还原酶超级家族中的那些功能至今还不确定的蛋白质将近 130 个，这 130 个功 能未知的蛋白质不乏具有酮还原酶活性的蛋白质。生物界中广泛存在着一种能够催化大多 数羧基化合物进行氧化还原反应的酮还原酶，它作为氧化还原酶家族中的一员，尤其能催 化一些拥有醛或酮中间产物突变体的氧化还原[11]。酮还原酶一般情况下是以单体形式存 在的，约为 35 kDa，大概含有 320 个氨基酸残基，它能够有效的催化脂肪族和芳香族中 含有酮基或醛基类物质，具有广泛的催化底物谱。据报道知，目前表现出酮还原酶特有的 催化特性的酶主要有三种:第一种是可以将 R-CH2-O-CH2-R1 或 R-CHO 类化合物还原成对 应的醇类，如催化还原醛基类化合物其化学反应式为 R-CHO + H2O 羰基还原酶 R-CH2OH;第 二种主要是针对各种醛类化合物的还原，即醛还原酶；第三种是可以还原一种化合物中含 有多个羟基醛或拥有乙醇醛类的化合物，即醛糖还原酶，但是催化还原含有醛基的糖醛酸 类化合物效果不是很理想[12]。

手性醇可用于手性药物的合成，此外，它还应用于天然产品及农用化学品的合成，具 有很高的工业应用价值。制备光学纯的手性醇至关重要，它的主要反应原料是前手性羰基 化合物，需要通过一定技术手段不对称还原而生成，主要有三种转化途径，分别为利用水 解酶不对称拆分前手性羰基化合物拆分、通过化学反应不对称还原拆分和生物催化不对称 还原前手性羰基化合物 [13]。利用化学不对称还原法制备手性醇存在着很多问题，如选用 催化剂时要考虑催化剂本身是否有剧毒，是否影响产物使用的安全性；工业生产手性醇还 需要考虑生产成本，若反应条件过于苛刻、反应产率较低等，此法就不适合工业生产；获 得光学纯的手性醇才能达到生产的目的，通过化学方法制备的手性醇往往纯度不高，这些 因素都表明用化学不对称还原法制备手性醇不是一个理想的方法[14]。随着生物技术的发 展，酶逐渐渐入人们的视野，与传统的化学方法相比，醛酮还原酶不对称催化还原手性羰 基化合物合成手性醇具有反应条件温和、生产成本低、立体和区域选择性高、环境污染小、 催化效率高等优点，这些优点使得生物催化剂催化合成手性醇脱颖而出。来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/

目前，主要还是通过不对称还原羰基化合物来制备手性醇