抗肝炎手性异甘草酸化合物脂肪酶催化拆分制备的调控机理及其自组装超分子共晶的研究

Isoglycyrrhizinate is an anti-hepatitis clinically significant first-line drug, which has anti-inflammatory effects, protecting liver cell membrane and improving liver function. In this study the stereoselective catalysis mechanism of lipase was focused on. The stereoselective hydrolysis process for high purity isoglycyrrhizinate from their racemates would be set up. The binding domain and catalytic domain of lipase were further studied. The chiral recognition of lipase and substrate was analyzied. The catalytic reaction kinetics of lipase was studied and kinetic resolution of isoglycyrrhizinate was established. New technology of lipase catalysis in micro-water organic solvent reaction medium, fixed bed catalysis and centrifugal extraction separation, byproduct 18β-glycyrrhizic ester isomerization, and self-assembled supramolecular co-crystal of isoglycyrrhizinate, to achieve an important breakthrough of high chiral purity of isoglycyrrhizinate and new chiral drugs development process. The research will further enrich the basis theorey of lipase, and provide technical supports for creating a higher standard of quality, safety and better efficacy of new drug. This project has important academic significance and application value.

异甘草酸是一种抗肝炎的重大临床一线药物，具有抗肝炎、保护肝细胞膜及改善肝功能的作用。本课题以脂肪酶手性选择性催化机理为主要研究对象，以消旋甘草酸酯不对称水解生成高光学纯度异甘草酸的反应过程为应用研究体系，研究脂肪酶的催化结构域与结合域一般规律，揭示脂肪酶三维分子结构与底物分子手性选择性的识别规律。研究脂肪酶催化反应动力学规律，建立异甘草酸不对称水解动力学拆分的高效反应体系，以及研究脂肪酶与微水有机溶媒反应介质相互适应性规律、固定床催化反应-离心萃取分离耦合、副产物18β-甘草酸酯异构化循环再利用、异甘草酸共晶的超分子自组装排列等新技术，实现高手性纯度异甘草酸创制工艺的重要突破。本课题的研究成果将进一步丰富脂肪酶的基础理论研究，为创制出质量标准更高、安全性更好、疗效更好的新药品种提供基础理论研究支撑，故本课题研究具有重要学术研究意义和重大应用价值。

异甘草酸是一种抗肝炎的重大临床一线药物，具有抗肝炎、保护肝细胞膜及改善肝功能的作用。异甘草酸镁注射剂在急慢性肝炎、药物性肝损伤等临床应用上显示出独特优势，取得了巨大成功。以18β甘草酸甲酯、18α异甘草酸甲酯为底物，筛选20余种脂肪酶的催化活性，获得的产碱假单胞菌脂肪酶的立体选择性最好，其e.e.値达到99%。对该脂肪酶进行分离纯化，获得电泳纯的脂肪酶蛋白。以甘草酸，异甘草酸的甲酯为底物，探索脂肪酶与不同酯基底物的催化反应规律。进行脂肪酶催化反应动力学的研究，包括反应动力学类型，研究底物浓度、产物浓度等对脂肪酶催化反应速率影响，建立合理反应动力学模型，进行动力学参数的研究，为脂肪酶催化工艺及关键工艺参数打下理论基础。进行脂肪酶催化反应机理分析，脂肪酶进行同源性分析，使用SWISS-MODEL进行了同源建模，在AUTODOCK4.0 软件进行了分子对接计算，对接结果在PyMOL中进行可视化处理。进行脂肪酶催化反应体系研究，分别进行了有机溶剂体系和离子液体体系的脂肪酶催化拆分异甘草酸的研究，并考察了重复使用脂肪酶催化活性的稳定性。进行基于分子自组装理论重结晶纯化18β甘草酸单铵盐的研究，该技术易于产业化，产品质量达到中国药典、美国药典、欧洲药典的要求。进行甘草酸异构化研究，研究了碱的种类、浓度、温度的影响因素，发现了特殊的溶剂化效应，使得产物中18α甘草酸/18β甘草酸异构体比例达到4.5:1，远超过常规消旋化α/β异构体1:1的比例。利用柱式固定化脂肪酶进行选择性水解制备异甘草酸甲酯的研究。通过异甘草酸三铵盐、单铵盐、二铵盐的成盐结晶分子自组装形式，进行异甘草酸有效纯化。进行了异甘草酸镁水合物的分子自组装重结晶纯化规律研究，获得纯度99.5%异甘草酸镁，实现高手性纯度异甘草酸镁创制工艺的重要突破。.本课题的研究成果将进一步丰富脂肪酶的基础理论研究，为创制出质量标准更高、安全性更好、疗效更好的新药品种提供基础理论研究支撑，故本课题研究具有重要学术研究意义和重大应用价值。