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普瑞巴林(Pregabalin)是γ-氨基丁酸的3位异丁基取代物。由于其良好的神经病理性疼痛和癫痫治疗效果,被IASP、EFNS和NICE等多个国际指南推荐为一线治疗药物。自上市以来,其销售额不断攀升,己成为全球畅销药市场的“重磅炸弹”,2012年销售额达41.58亿美元。工业化的第二代普瑞巴林合成工艺引入商品化脂肪酶Lipolase,选择性拆分外消旋2-羧乙基-3-氰基-5-甲基己酸乙酯制备普瑞巴林关键手性中间体(S)-2-羧乙基-3-氰基-5-甲基己酸,但其原子经济性较低。因此,本文以外消旋3-氰基-5-甲基己酸乙酯为底物,通过酶法对其进行选择性水解合成普瑞巴林关键手性中间体,从而重构普瑞巴林关键手性中间体酶法合成工艺,建立更为绿色、高效的普瑞巴林合成新工艺。通过筛选商品化脂肪酶,发现Lipase PS IM(Pseudomonas cepacia)能够高选择性水解3-氰基-5-甲基己酸乙酯制备(S)3-氰基-5-甲基己酸乙酯。该水解反应最适温度为35℃,pH为6.0;在0.01-0.5 M底物浓度范围内,无底物抑制现象;底物浓度达到2.0 M时,催化反应仍能有效进行,(S)3-氰基-5-甲基己酸乙酯的ee值达到99.2%,浓度为0.89 M(162.9 g/L),产率 44.5%。从土壤中筛选获得能够高选择性水解3-氰基-5-甲基己酸乙酯生成(S)3-氰基-5-甲基己酸的菌株ZJB-09277;经形态学观察、Biolog系统鉴定、16SrDNA序列分析和系统发育树分析,该菌株鉴定为节杆菌(Arthrobacter sp.)。Arthrobacter sp.ZJB-09277水解不同链长对硝基苯酚酯的研究表明,其产酶为酯酶。通过培养基单因素优化确定了Arthrobacter sp.ZJB-09277产酯酶的最优培养基(g/L):柠檬酸钠15,酵母提取粉30,Na2HPO4 1.0,KH2PO41.0,MgSO4·7H2O 0.5,CuCl2 0.02,FeS04·7H20 0.01,NaCl 1.0;培养条件:装液量20%,接种量2.0%,初始pH 7.0,30℃,150 rpm;优化后菌体干重达9.1 g/L,酶活达8.7 U/L。合成系列外消旋3-氰基-5-甲基己酸酯,并考察Arthrobactersp.ZJB-09277选择性水解性能,发现该酯酶水解外消旋3-氰基-5-甲基己酸酯的空间位阻效应明显;在35℃,pH 8.0,含50%二甲基亚砜的反应体系中,Arthrobacter sp.ZJB-09277能够高选择性的拆分3-氰基-5-甲基己酸乙酯(100 mM),反应18 h,转化率达44.6%,eep达到95.1%,E达80;在50%的二甲基亚砜中贮存120 h仍未见该菌株酶活有明显下降,具有良好的二甲基亚砜耐受能力。