手性β-羟基-α-氨基酸类化合物是很多天然产物及药物分子的重要结构单元，广泛应用于氟苯尼考、甲砜霉素等兽用抗生素药物分子合成。l-苏氨酸转醛醇酶（LTTA）作为一类磷酸吡哆醛（PLP）依赖型的酶，在催化l-苏氨酸与醛类底物合成β-羟基-α-氨基酸时表现出较强的手性中心控制力。

中国科学院天津工业生物技术研究所朱敦明、吴洽庆研究员带领的生物催化与绿色化工研究团队为实现转醛醇酶的高效快速筛选，开发了一种基于焦磷酸硫胺素（ThDP）依赖型酶的可视化高通量筛选技术，并对来源于假单胞菌(Pseudomonas sp. EMN2)的l-苏氨酸转醛醇酶进行设计改造，获得了催化活性与立体选择性都大幅提高的突变体酶，实现了不同β-羟基-α-氨基酸类化合物的高效不对称合成。针对对甲砜基苯甲醛这一底物，突变体M3相较于野生型，催化效率(k_cat/K_m)提高160倍且立体选择性（de值）高达97.3%。利用突变体M3实现了两种关键药物中间体（l-threo-对甲砜基苯丝氨酸和l-threo-对硝基苯丝氨酸）的克级规模制备，时空产率分别达到20 g L^-1 h^-1、23 g L^-1 h^-1，为进一步工业化应用奠定了坚实的基础。

该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及先正达博士生项目的支持。相关研究成果近日发表在ACS Sustain. Chem. Eng.期刊上，天津工生所博士生李宗浩为该论文第一作者，朱敦明研究员、吴洽庆研究员和姚培圆研究员为该论文的通讯作者。

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酶促不对称合成手性β-羟基-α-氨基酸类化合物