Научная статья на тему 'Биокаталитический синтез оптически чистых сульфоксидов'

Биокаталитический синтез оптически чистых сульфоксидов Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
393
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СУЛЬФОКСИДЫ / БИОКАТАЛИЗАТОРЫ / БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СУЛЬФИДОВ / ACINETOBACTER / ASPERGILLUS / GORDONIA / PSEUDOMONAS / RHODOCOCCUS / OPTICALLY PURE SULFOXIDES / BIOCATALYSTS / BIOTRANSFORMATION OF ORGANIC SULFIDES / AS-PERGILLUS

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Кылосова Татьяна Ивановна

Рассмотрены основные биокаталитические способы синтеза энантиомерно чистых сульфок-сидов, включающие использование индивидуальных ферментов и целых клеток микроорганизмов, принадлежащих к родам Acinetobacter, Aspergillus, Pseudomonas, Rhodococcus.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Кылосова Татьяна Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biocatalytic synthesis of optically pure sulfoxides

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.

Текст научной работы на тему «Биокаталитический синтез оптически чистых сульфоксидов»

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; tat-kylosova@yandex.ru; (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

Ошивасичнльй

X

IV к.

Ояьфш

Ааишецхяеааое сисгЕяие

е о

!

Ээаншсмф!

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.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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; tat-kylosova@yandex.ru; (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»

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.