中国科学院成都生物研究所科研成果

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1、中国科学院成都生物研究所最新科研成果1、非天然氨基酸的合成与转化联系人：罗应刚　　电话：028-85229742；13689078208E-mail：yinggluo@cib.ac.cn一、项目背景：国内外本项目基本情况2003年以来，世界氨基酸产品市场总规模保持在570亿~590亿美元，且发展势头十分强劲。目前，我国已成为世界氨基酸生产大国，年出口氨基酸原料药在10万吨以上。但是小品种药用氨基酸如丝氨酸、环丝氨酸等产品仍存在较大的供应缺口，如药用L-丝氨酸年需求达650吨以上，并且每年增长达15%以上；环丝氨酸是用来治疗耐多种药物型结核病的专利药，目前仅美

2、国礼来具有生产专利权，2005年礼来将生产专利权转让给浙江海正药业，海正获得的利润超过300万美元。本项目涉及的氨基酸品种包括：L-磺基丙氨酸及其酯、L-卤代丙氨酸、L-丝氨酸、环丝氨酸，具体背景分述如下：（1）L-磺基丙氨酸是一种重要的生化试剂，有广泛的生理作用，在医药、化妆品、洗涤剂等行业的应用日益广泛。L-磺基丙氨酸具有抗病毒活性，可抑制癌细胞的扩散而对未感染细胞无任何副作用。以L-磺基丙氨酸为原料还可合成具有抗疱疹病毒的药物。L-磺基丙氨酸还是合成美容、美发、护肤用品的重要组分。以磺基丙氨酸二溴乙烷及丁氨二酸为主要原料合成的乙基丁氨二酸磺基丙氨酸(E

3、AC)和以磺基丙氨酸盐、烷基马来酸酯为原料合成的磺基丙氨丁二酸酯作为洗涤助剂三聚磷酸钠的替代产品，兼具有可生物降解和去污力强两大优点，因络合多种金属离子，防锈、防垢、防蚀性能优异，可广泛用于工业及生活用洗涤剂以及油田水处理、水泥改性等方面。10总之，L-磺基丙氨酸有广阔应用前景。目前，L-磺基丙氨酸的制备方法有：由L-胱氨酸在盐酸介质中用溴做氧化剂制得。直接用液溴做氧化剂，不仅价格昂贵、成本高而且腐蚀严重，还存在废液排放等环境污染问题。也有使用二甲亚砜为氧化剂的合成方法，但反应时间长、杂质多、精制困难。另外也有使用过氧化物为氧化剂制备的，其反应条件要求高温，

4、操作复杂。特别是L-磺基丙氨酸酯的制备均是两步制得，即先由L-胱氨酸制得L-磺基丙氨酸，再由L-磺基丙氨酸酯化而得。（2）L-氯代丙氨酸是具有生理活性的氨基酸，它也是合成药物、杀虫剂等的重要中间体，在构建非天然氨基酸方面有重要的应用。L-氯代丙氨酸制备可由3-氯-2-氧代丁酸为底物通过酶法转化而得到，但底物成本较高。其化学合成也可通过丙氨酸的光化学氯代而得，因同时伴有二氯代或三氯代产物，所以分离纯化十分困难。也有通过丝氨酸酯化，再与五氯化磷反应而得，此法由于丝氨酸的高价位，因而十分不经济。（3）L-丝氨酸属于非必须氨基酸，具有许多重要的生理功能和作用，因此，

5、在医药、食品、化妆品中均有较为广泛的应用。其制备方法主要有蛋白质水解提取法（水解损失率较高，水解设备腐蚀严重，环境污染严重，水解所得的氨基酸是混合氨基酸，还须进一步分离、精制，这又增加了生产操作的复杂性，成本高）、发酵法（日本用以甘氨酸、甘油酸为前体发酵生产L-丝氨酸，但此法对设备要求较高，产酸率一般较低，分离困难，后处理麻烦，提取率低，因而成本高、价格较贵）、酶法（酶法生产虽然具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高等特点，但要将它们应用于工业化生产，还需要进一步研究。如何获得廉价的合成底物和酶源是这一方法能否成立的关键）和化学合成法（化学合成法最大

6、的优点是可采用多种化学原料，多种工艺路线，生产规模大，产品易分离提纯。但是此法最大的缺点是：得到的都是DL-丝氨酸，因此都必须进行拆分，才能得到L—型氨基酸，这无形中又增加了成本，且拆分过程只用了一半的氨基酸）。（4）环丝氨酸(Cycloserine)，又称氧霉素，是从链霉菌代谢物中发现的一种广谱抗生素。它对结核病、非结核性呼吸道感染、中耳炎、腹泻等均有一定的疗效，临床上主要用于抗结核杆菌，特别是对链霉菌产生的耐药性结核杆菌。近年来，环丝氨酸不仅仍然作为抗结核病的二线药物应用于临床，而且是合成非典型β-内酰胺抗生素Lactivicin的重要中间体。目前，环丝

7、氨酸的制备可由L-丝氨酸先制得L-氯代丙氨酸后再与羟胺盐酸盐反应制备，由于L-丝氨酸的高价位，目前仍主要采用生物合成法。本项目产品将替代进口，并出口创汇。二、项目主要内容：10以我国大量生产的L-胱氨酸（4万元/吨）为原料，实现L-磺基丙氨酸及其酯（国际价格极高）的简易、低成本制备，以及以卤代丙氨酸（国际价格极高）为核心中间体的L-丝氨酸（50万元/吨）和L-环丝氨酸（1500万元/吨）的低成本开发。三、项目阶段：成果所处的阶段本项目自2003年开始研发，目前已完成所有产品的小试、初试工作，进一步的工作是中试和产业化。四、项目技术优势：就技术而言本项目与国内

8、外竞争产品优势针对上述四个氨基酸产品，我们都具有自主