CC BY
67
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2014 БИОЛОГИЯ Вып. 3
БИОТЕХНОЛОГИЯ
УДК 579.66+547.544
БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ОПТИЧЕСКИ ЧИСТЫХ СУЛЬФОКСИДОВ
Т. И. Кылосова
Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15; [email protected]; (342)2808114
Рассмотрены основные биокаталитические способы синтеза энантиомерно чистых сульфок-сидов, включающие использование индивидуальных ферментов и целых клеток микроорганизмов, принадлежащих к родам Аcinetobacter, Aspergillus, Pseudomonas, Rhodococcus.
Ключевые слова: оптически активные сульфоксиды; биокатализаторы; биотрансформация органических сульфидов; Acinetobacter; Aspergillus; Gordonia; Pseudomonas; Rhodococcus.
Введение
Оптически активные (энантиомерно однородные, хиральные) сульфоксиды находят широкое применение в химической и фармацевтической практике. Получение оптически чистых сульфок-сидов осуществляется в основном методами химического синтеза [Mata, 1996]. При использовании химических методов для получения хиральных сульфоксидов не всегда достигается высокая энан-тиоселективность реакций [Толстиков, Гришко, Ившина, 2003].
Альтернативой многостадийному химическому синтезу оптически активных соединений выступают биологические технологии, позволяющие существенно повысить уровень регио- и стереосе-лективности реакций. В качестве эффективных биокатализаторов процесса окисления прохираль-ных органических сульфидов используются ферментные препараты (окисигеназы, пероксидазы) [Zhang, Li, Xu, 2010; Ceccoli, Bianchi, Rial, 2014] и целые микробные клетки [Biotransformation ..., 2003; Isolation ..., 2009; Enantioselective ..., 2013; Highly ...,2013].
Оптически активные сульфоксиды
Оптически чистые сульфоксиды — соединения, обладающие широким спектром биологических свойств, начиная от вкусовых и ароматических предшественников до проявления антимикробной, противогрибковой активности [Fernandez, Khiar, 2003; Bently, 2005]. Биологически активные сульфоксиды обнаружены в составе экстрактов лука, чеснока, растений сем. Крестоцветные (горчица,
редис, двояко плодник). Хиральную сульфоксид-ную группу содержит полифункциональный антибиотик спарсомицин - продукт жизнедеятельности стрептомицетов Streptomyces sparsogenes [Толстиков, Гришко, Ившина, 2003].
Энантиомерно чистые сульфоксиды широко используются в качестве высокоэффективных фармаконов и экологически безвредных инсектицидов. Среди современных лекарственных средств, действующим началом которых являются хиральные сульфинилсодержащие соединения, можно отметить противоязвенные (пантопразол, рабепра-зол, лансопразол, омепразол, тенатопразол) и ноо-тропные (армодафинил) препараты, эффективность которых обусловлена различием в скорости метаболизма (S)- и (/^-сульфоксидов [Drag interaction ...,2001; McConathy, Owens, 2003; Armodafinil ...,2011].
В настоящее время хиральные органические соединения находят свое применение в качестве стереонаправляющих групп или хиральных строительных блоков для синтеза сложных по структуре фармацевтических препаратов [Synthesis ..., 2011; Cationic ..., 2013]. В асимметрическом синтезе сульфоксидная группа служит в качестве активного центра, способного с высокой стереоселектив-ностью контролировать реакции алкилирования или конденсации карбанионов с последующим восстановительным удалением RS(0)-rpynm>i при синтезе насыщенных соединений; введения, а затем удаления RS(0)-rpynm>i в виде сульфеновой кислоты при синтезе олефинов; циклоприсоедине-ния и альдольной конденсации [Сагепо, 1995; Прилежаева, 1998].
О Кылосова Т. П., 2014
Биокаталитический синтез оптически активных сульфоксидов с использованием целых клеток микроорганизмов
Биологический синтез оптически активных сульфоксидов может проводиться путем асимметрического окисления прохирального сульфида с образованием оптически чистого (S)- или (R)-сульфоксида и кинетического разделения рацемической смеси (S)- и (Я)-изомеров [Synthesis .... 2011] (рис. 1).
RT R; -
Цхкцрапшьй
6 О
Т
/К
Ошивасичнльй
X
IV к.
Ояьфш
Ааишецхяеааое сисгЕяие
е о
!
Ээаншсмф!
/К
IT ©
СЬнаивнзе СКИЗЕНИБ одного энашшуера всупьфсн
Рис. 1. Способы получения оптически чистых сульфоксидов
Возможность практической эксплуатации биологических катализаторов с целью трансформации прохиральных сульфидов показана в многочисленных работах [Holland, 2001; Fernandez, Khiar, 2003; Biocatalytic ..., 2006; Isolation ..., 2009; Resolution ...,2011; Zhang, Li, Xu, 2010; Protein engineering of nitrobenzene ..., 2013]. В качестве катализаторов процесса сульфоксидирования используются как индивидуальные ферменты [Zhang, Li, Xu, 2010; Ceccoli, Bianchi., Rial, 2014], так и целые микробные клетки [Biotransformation ..., 2003; Isolation ..., 2009; Enantioselective ..., 2013].
Перспективность использования целых клеток микроорганизмов в качестве биокатализаторов процесса синтеза оптически чистых соединений обусловлена тем, что спектр метаболизируемых ими веществ намного шире естественных субстратов отдельных ферментов [Synthesis ...,2011]. Исследования по биологической трансформации органических сульфидов в сульфоксиды проводятся преимущественно с использованием мицелиальных грибов [Biotransformation ..., 2003; Pinedo-Rivilla, Aleu, Collado, 2007; Stereoselective biotransformations .... 2009; Aspergillus genus ..., 2013], дрожжей [Oxidative ..., 1995; Bakers' yeast ..., 1995], бактерий [Biotransformation ..., 2003; Opposite enantioselectivi-ties ..., 2005; Isolation 2009; Enantioselective ..., 2013; Stereoselective oxidation ..., 2014]. также описаны единичные примеры с использованием микроводорослей [Daligault, Niguer-Chauvin, Patio. 2006].
Способность к биотрансформации аридалкил-сульфидов и бензотиофена обнаружена у грамагри-цательных бактерий родов Acinetobacter, Pseudomo-nas, Streptomyces. Так, мутант почвенных псевдо-
1§§гад Pseudomonas putida UV4, содержащий активную толуолдиоксигеназу, катализирует окисление тиоанизола с образованием соответствующего (Я)-фенилметилсульфоксида с оптической чистотой >90% [Toluene ..., 1998; The oxidation ..., 2013]. Показано, что P. montelii ТВ-1 катализирует образование (7?)-арилалкиловых сульфоксидов с химическим выходом 55-99% и энантиоселективностью 63-99% [Stereoselective oxidation ..., 2014]. В работе M.L. Mascotti с соавт. [,Aspergillus genus ..., 2013] впервые описаны эксперименты по биотрансформации алкил-и диалкилсульфидов с использованием Streptomyces phaeochromogenes NCIMB 11741, S. flavogriseus ATCC33331, S. hiroshimensis ATCC 27429. Несмотря на то, что полученные сульфоксиды зачастую обладали высокой оптической чистотой, химический выход их был незначительным (до 50%).
Высокой сульфидокисляющей активностью характеризуются актинобактерии родов Gordonia и Rhodococcus. Клетки Gordonia terrae ИЭГМ 136 и Rhodococcus rhodochrous ИЭГМ 66 катализируют образование (R)- и (S)- арилалкилсульфоксидов с энантиоселективностью 85 и 95% соответственно [Елькин, Гришко, Ившина, 2010; Enantioselective ..., 2013]. С использованием клеток Rhodococcus sp. ECU0066 детально исследован механизм образования (5)-энантиомернооднородного сульфоксида из метилфенилового сульфида путем селективного окисления (7?)-изомера в сульфон [Isolation ..2009] (рис. 2).
Метилфениловый сульфид
Сульфон
(8)-сульфоксид
Рис. 2. Схема биотрансформации метилфенилового сульфида штаммом Rhodococcus sp. ECU0066
Описаны примеры синтеза энантиомерно однородных сульфоксидов путем асимметрического окисления рацемического метилфенилового сульфоксида с использованием представителей рода RJiodococcus. Недостатком данной методики является низкий целевой выход образующихся сульфоксидов, так как при этом 50% сульфоксида трансформируется в сульфон. Сульфоксиды по сравнению с сульфидами обладают меньшим токсическим действием на живые клетки, вследствие чего становится возможным использование более высоких концентраций рацемического сульфок-сидного субстрата [Isolation ..., 2009; Sequential
racemization ..., 2012].
При окислении сульфидов культурами мицел-лиальных грибов показано, что не существует строгой корреляции между видовой принадлежностью и их способностью к биотрансформации сульфидов. В работе H.L. Holland [2001] описан синтез (К)- сулъфоксидов с высокой оптической чистотой с помощью коллекционной культуры ми-целиального гриба Mortierella isabellina АТСС 42613. Грибы рода Aspergillus катализируют окисление различных арилалкиловых сульфидов с образованием (R)- сулъфоксидов с высокой энантио-селективностью (ее 100%) [Aspergillus genus ..., 2013]. Y. Yamazaki с соавт. [Stereoselectivity of microbial ..., 1996] проведено стереоспецифическое окисление металлоценовых сульфидов культурой М. isabellina DSM 1414. При этом получены соответствующие сульфоксиды с оптической чистотой от 86.4 до 96.6% и химическим выходом 48-73%. Описаны единичные примеры успешного использования дрожжей Saccharomyces cerevisiae в реакциях окисления тиоанизола, его иора-замещенных производных и бензилалкилсульфидов [Oxidative ..., 1995; Bakers'yeast..., 1995].
Биокаталитический синтез
оптически активных сульфоксидов
с использованием индивидуальных ферментов
Известно, что для асимметрического окисления прохиральных сульфидов могут быть использованы ферменты, относящиеся к классам оксигеназ и пероксидаз. Диоксигеназные ферменты из почвенных бактерий P. putida - толуолдиоксигеназы (ТДО) и нафталиндиоксигеназы (НДО) катализируют образование оптически активных алкиларил-и алкенарилсульфоксидов с ее 90%. Применение ТДО приводит преимущественно к образованию сульфоксидов с (/^-конфигурацией, в то время как при взаимодействии субстрата с НДО образуются исключительно (Л')-энантиомсры [Lee, Brand, Gibson, 1995]. Описана возможность получения энан-тиомерно обогащенных (S)-эна нтио мсрны\ фе-нилметил- и и-толилметилсульфоксидов (>99% ее) с помощью субстратспецифичной монооксигеназы из бактериальных клеток P. fluorescens [Substrate ..., 2003]. ФАД-зависимая циклогексанонмоноок-сигеназа катализирует процесс асимметрического окисления диалкил-, фенилалкил-, бензилалкил- и замещенных бензилалкилсульфидных субстратов в энантиомерно обогащенные сульфоксиды с ее до 99% [A widely ..., 1981].
Наряду с оксигеназами для биотрансформации органических сульфидов возможно использование пероксидаз. Показано, что полная конверсия тиоанизола в соответствующий (Л')-сульфоксид при участии пероксидазы хрена достигается при усло-
вии постепенного введения Н202 в реакционную среду (60% ее) [Recent ..., 1999). Гемсодержащий фермент хлорпероксидаза способна катализировать Н202-зависимый процесс окисления органических сульфидов. В качестве продуктов данной реакции образуются (/(^-сульфоксиды с химическим выходом от 33 до 100% и оптической чистотой 19-91%. Для получения оптически чистых сульфоксидов используются также ванадий-зависимые бромпероксидазы, которые катализируют окислительное галогенирование органических соединений через образование пероксида металла [Recent..., 1999].
В настоящее время ряд публикаций посвящен исследованиям по повышению эффективности и стабильности биокатализаторов, включающим применение иммобилизованных микробных клеток; введение дополнительных ростовых субстратов; культивирование бактерий в двухфазных системах; разработку генетически модифицированных биокатализаторов [Елькин, Гришко, Ившина, 2010; Protein engineering of toluene ..., 2008; The oxidation ..., 2013; Protein engineering of nitrobenzene ..., 2013; Development ..., 2013]. Так, J. Shainsky с соавт. [Protein engineering of nirobenzene ..., 2013] использовали нитробензолдиокисигеназу, выделенную из Comamonas sp., для окисления различных пара-замещенных арилалкиловых сульфидов. Методом сайт-направленного мутагенеза удалось повысить эффективность данного фермента для направленного окисления сульфидов более чем в 10 раз. J.-D. Zhang с соавт. [Sequence analysis ..., 2010] проводили успешные эксперименты по биотрансформации арилалкильных сульфидов с конверсией от 70 до 95% и энантиомерным избытком 80-100%, используя рекомбинантную Р450-зависимую монооксигеназу (таблица).
Окисление сульфидов (Ri-S-R2) в сульфоксиды
индивидуальной Р450-зависимой монооксигеназой из Rhodococcus sp. ECU0066
Ri r2 Конверсия, (%) ее, (%)* Конфигурация
СбР5 СНз 17.8 86.5 (S)
Р- СН3- СН3 68.7 87.0 (S)
СбН5
р- СН30- СНз 83.5 63.5 (S)
СбН5
р- F- СбН5 СН3 37.4 90.0 (S)
Р-С1-СбН5 СН3 88.6 99.0 (S)
СбН5 с2н5 31.8 99.0 (S)
Примечание. *ее-энантиомерный избыток. Цит. по Sequence analysis ..., 2010.
Рекомбинантная 4-ацетофенон монооксигеназа, выделенная из Pseudomonas fluoresceins АСВ, была использована G. de Gonzalo с соавт. [Biocatalytic ..., 2006] для получения арилалкиловых сульфок-сидов с высоким выходом и оптической чистотой. Так был получен сульфоксид тиоанизола с 99%-ной энантиоселективностью и степенью конверсии 96%. Показана возможность коэкспрессии генов формиатдегидрогеназы из Candida boidinii и цик-логексанонмонооксигеназы из Acinetobacter cal-coaceticus NCIMB 9871 в Escherichia coli, что позволило сконструировать рекомбинантный штамм, способный синтезировать (К)-сульфоксиды с высокой энантиоселективностью (ее 99%) [Development ..., 2013].
Применение двухфазных систем для биотрансформации органических сульфидов позволяет использовать более высокие концентрации субстрата и обеспечивает защиту живых бактериальных клеток от его токсического влияния [Klibanov, 2003; Biocatalytic ..., 2006; Resolution ...,2011; Highly ..., 2013]. Y.-C. He с соавт. [Highly ..., 2013] путем биотрансформации метилфенилового сульфида в двухфазной системе октан-вода клетками Rhodococcus sp. CCZlO-1 удалось получить 118 ммоль целевого (8)-сульфоксида с высокой энантиоселективностью (ее 99.9%).
Заключение
Перспективность использования оптически активных сульфоксидов в химической и фармацевтической промышленности обусловливает поиск высокоэффективных биокатализаторов для стереосе-лективного окисления прохиральных сульфидов.
В последнее время исследования по биокаталитическому синтезу энантиомерно чистых сульфоксидов развиваются довольно интенсивно [Stereoselective biotransformations ..., 2009; Aspergillus genus ..., 2013; Enantioselective ..., 2013; The oxidation ..., 2013; Protein engineering of nitrobenzene ..., 2013; Stereoselective oxidation ..., 2014]. Несмотря на высокую эффективность использования чистых ферментных препаратов в реакциях энантиоселективно-го сульфоксидирования, проблемы выделения и обеспечения стабильности ферментов ограничивают их использование в практике. Указанные недостатки позволяют не применять целые микробные клетки, многочисленные примеры успешного использования которых представлены в литературе [Holland, 2001, Biotransformation ..., 2003; Enantioselective ..., 2013; Highly ..., 2013; Development ..., 2013]. При этом биокатализаторы на основе целых клеток перспективны в синтезе более структурно сложных молекул, а именно таких фармакологически значимых сульфинилсодержащих соединений, как (S)-омепразол или (^)-модафинил [Fernandez, Khiar, 2003; Olivo, Lozada, 2009; Whole-cell..., 2011].
Анализ литературных данных свидетельствует о
возрастающем спросе современных методов генной инженерии для регуляции эффективности биокаталитических процессов синтеза оптически чистых сульфоксидов [Protein engineering of toluene ..., 2008; The oxidation ..., 2013; Protein engineering of nitrobenzene ..., 2013; Development..., 2013].
Библиографический список
Гришко В.В., Ившина И.Б., Толстиков А.Г. Биотрансформация тиоанизола актинобактерия-ми Rhodococcus sensu stricto II Биотехнология. 2004. № 5. С. 49-56.
Елькин АЛ., Гришко В.В., Ившина И.Б. Окислительная биотрансформация тиоанизола свободными и иммобилизованными клетками Rhodococcus rhodocrhous ИЭГМ 66 // Прикл. биохим. и микробиол. 2010. Т. 46, № 6. С. 637-643.
Прилежаева Е.Н. Химия сульфоксидов и суль-фонов // Получение и свойства органических соединений серы / под ред. Л.И. Беленького. М.: Химия, 1998. С. 115-259.
Толстиков А.Г., Гришко В.В., Ившина И.Б. Энан-тиоселективное биокаталитическое окисление органических сульфидов в хиральные суль-фоксиды // Современные проблемы асимметрического синтеза. Екатеринбург, 2003. С. 165-205.
Armodafinil versus Modafinil in patients of excessive sleepiness associated with shift work sleep disorder: a randomized double blind multicentric clinical Trial / D.V. Tembe et al. // Neurol. Res. Internal Vol. 2011. doi: 10.1155/2011/514351.
Aspergillus genus as a source of new catalysts for sulfide oxidation / M.L. Mascotti et al. // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2013. Vol. 82. P. 32-36.
A widely useful chiral stationary phase for the high-performance liquid chromatography separation of enantiomers / W.H. Pirkle et al. // J. Am. Chem. Soc. 1981. Vol. 103. P. 3964-3966.
Bakers' yeast oxidation of methyl para-tolylsuifide: synthesis of a chiral intermediate in the preparation of the mevinic acid-type hypocholestemic agents / J. Tang et al. // Tetrahedron. 1995. Vol. 51(48). P. 13217-13238.
Bently R. Role of sulfur chirality in the chemical processes of biology // Chem. Soc. Rev. 2005. Vol. 34. P. 609-624.
Biocatalytic properties of Baeyer-Villiger monoox-ygenases in aqueous-organic media / G. de Gonzalo et al. // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2006. Vol. 39. P. 91-97.
Biotransformation of sulfides by Rhodococcus eryt-hropolis / H.L. Holland et al. // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2003. Vol. 22(3-4). P. 219-223.
Careno M. C. Applications of sulfoxides to asymmetric synthesis of biologically active compounds // Chem. Rev. 1995. Vol. 95(6). P. 1717-1760.
Cationic arene ruthenium (II) complexes with chelating P-functionalized alkyl phenyl sulfide and sulfoxide ligands as potent anticancer agents / G. Ludwig et al. // Dalton Trans. 2013. Vol. 42. P. 3771-3744.
Ceccoli R.D., Bianchi D.A., Rial D. V. Flavoprotein monooxygenases for oxidative biocatalysis: recombinant expression in microbial hosts and applications // Front. Microbiol. 2014. Vol. 5(25). doi: 10.3389/fmicb.2014.00025.
Daligault F., Niguer-Chauvin C., Patín H. Microal-ga Chlorella sorokiniana: a new sulfoxidation biocatalyst // Org. Biomol. Chem. 2006. Vol. 4. P.1474-1477.
Development of a whole-cell biocatalyst with NADPH regeneration system for biosulfoxida-tion / X.-H. Zhai [et al.] II J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 40. P. 797-803.
Drug interaction studies with esomeprazole, the (S)-isomer of omeprazole / T. Andersson et al. // Clin. Pharmacokinet. 2001. Vol. 40(6). P. 411-426.
Enantioselective oxidation of sulfides to sulfoxides by Gordonia terrae IEGM 136 and Rhodococcus rhodochrous IEGM 66 / A. A. Elkin [et al.] II J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2013. Vol. 89. P. 82-85.
Expanding the toolbox for enantioselective sulfide oxidations: Streptomyces strains as biocatalysts / M.L. Mascotti et al. // Biocatal. Agricul. Biotechnol. 2013. Vol. 2. P. 399-402.
Fernández I., Khiar N. Recent developments in the synthesis and utilization of chiral sulfoxides // Chem. Rev. 2003. Vol. 103. P. 3651-3705.
Holland H.L. Biotransformation of organic sulfides //Nat. Prod. Rep. 2001. Vol. 18. P. 171-181.
Highly enantioselective oxidation of phenyl methyl sulfide and its derivatives into optically pure (S)-sulfoxides with Rhodococcus sp. CCZU10-1 in an n-octane-water biphasic system / Y.C. He et al. II Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 97(24). P. 10329-37.
Isolation of Rhodococcus sp. strain ECU0066, a new sulfide monooxygenase-producing strain for asymmetric sulfoxidation / A.T Li et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2009. Vol. 75. P. 551-556.
Klibanov A.M. Asymmetric enzymatic oxidoreduc-tions in organic solvents // Curr. Opin. Biotechnol. 2003. Vol. 14. P. 427-431.
Lee K., Brand J.M., Gibson D.T. Stereospecific sulfoxidation by toluene and naphthalene dioxyge-nases // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995. Vol. 212. P. 9-15.
Mata E. G. Recent advances in the synthesis of sulfoxides from sulfides // Phosphorus. 1996. Vol. 117. P. 231-286.
McConathy J., Owens M.J. Stereochemistry in Drug Action// J. Clin. Psychiatry. 2003. Vol. 5(2). P. 70-73.
Olivo H.F., Lozada A.V.O. Microbial sulfoxidation and amidation of benzhdrylsulfanyl carboxylic acids and uses thereof // Patent US 07553646.
2009.
Opposite enantioselectivities of two phenotypically and genotypically similar strains of Pseudomonas frederiiksbergensis in bacterial whole-cell sulfoxidation / W. Adam et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2005. Vol. 71(4). P. 2199-2202.
Oxidative biotransformations by microorganisms: stereoselective sulfoxide formation by Saccha-romyces cerevisiae /1. Beecher et al. // Biotechnol. Lett. 1995. Vol. 17. P. 1069-1074.
Pinedo-Rivilla C., Aleu J., Collado I.G. Enantiomeric oxidation of organic sulfides by the filamentous fungi Botrytis cinerea, Eutypa lata and Tri-choderma viride H J. Mol. Catal. B: Enzym. 2007. Vol. 49. P. 18-23.
Preparation of pharmaceutically active compounds by biooxidation / R. Holt et al. // Patent US 5840552. 1998.
Protein engineering of nirobenzene dioxygenase for enantioselective synthesis of chiral sulfoxides / J. Shainsky et al. // Protein Eng. Des. Sei. 2013. Vol. 26(5). P. 335-345.
Protein engineering of toluene monooxygenases for synthesis of chiral sulfoxides / R. Feingersch et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2008. Vol. 75(5). P. 1555-1566.
Recent biotechnological developments in the use of peroxidases / S. Colonna et al. // Trends Biotechnol. 1999. Vol. 17(4). P. 163-168.
Resolution of racemic sulfoxides with high productivity and enantioselectivity by a Rhodococcus sp. strain as an alternative to biooxidation of prochiral sulfides for efficient production of enantiopure sulfoxides / A.T. Li et al. // Biore-sour. Technol. 2011. Vol. 102. P. 1537-1542.
Sequence analysis and heterologous expression of a new cytochrome P450 monooxygenase from Rhodococcus sp. for asymmetric sulfoxidation / J.-D. Zhang et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol.
2010. Vol. 85. P. 615-624.
Sequential deracemization of sulfoxides via whole-cell resolution and heterogenous oxidation / M. Tudorache et al. // Appl. Catal. A: General. 2012. Vol. 441-442. P. 42-46.
Significantly improved asymmetric oxidation of sulfide with resting cells of Rhodococcus sp. in biphasic system / A.T. Li et al. // Process Biochem. 2011. Vol. 46. P. 689-694.
Stereoselective biotransformations using fungi as biocatalysts / K.B. Borges et al. // Tetrahedron: Asymmetr. 2009. Vol. 20. P. 385-397.
Stereoselective oxidation of sulfides to optically active sulfoxides with resting cells of Pseudomonas monteilii CCTCC M2013683 / Y. Chen et al. // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2014. Vol. 106. P. 100-104.
Stereoselectivity of microbial oxygenation of metal-locene sulphides with different substituent size and central atom / Y. Yamazaki et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1996. Vol. 45. P. 595-599.
Substrate Specificity and Enantioselectivity of 4-Hydroxyacetophenone Monooxygenase / N.M. Kamerbeek et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2003. Vol. 69(1). P. 419-426. Synthesis of enantioenriched sulfoxides / G.E O'ma-
hony et al.//ARKIVOC. 2011. P. 1-110. The oxidation of alkylaryl sulfides and ben-zo[b]thiophenes by Escherichia coli cells expressing wild-type and engineered styrene monooxygenase from Pseudomonas putida CA-3 / J. Nikodinovic-Runic et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 97. P. 4849-5858.
Toluene and naphthalene dioxygenase-catalysed sulfoxidation of alkyl aryl sulfides / D.R. Boyd et al. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1998. Vol. 12. P. 1929-1933. Whole-cell oxidation of omeprazole sulfide to enan-tiopure esomeprazole with Lysinibacillus sp. B71 / P. Babiak et al. // Bioresour. Technol. 2011. Vol. 102. P. 7621-7626. Zhang J-D., Li А.-Т., Xu J.-И. Improved expression of recombinant cytochrome P450 monooxygenase in Escherichia coli for asymmetric oxidation of sulfides // Bioprocess Biosyst. Eng. 2010. Vol. 33. P. 1043-1049.
Поступила в редакцию 20.06.2014
Biocatalytic synthesis of optically pure sulfoxides T. I. Kylosova, Phd student
Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia, 614990; [email protected]; (342)2808114
The main ways of biocatalytic synthesis of enantiomerically pure sulfoxides are described, including the use of individual enzymes and whole-cells of microorganisms belonging to the genera Acinetobacter, Aspergillus, Pseudomonas, Rhodococcus.
Key words: optically pure sulfoxides; biocatalysts; biotransformation of organic sulfides; Acinetob acter, Aspergillus; Gordonia; Pseudomonas; Rhodococcus.
Кылосова Татьяна Ивановна, аспирант
ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
