文 献 综 述

1.1 手性、手性技术及手性生物催化

1.1.1手性

手性，是指一个有机分子具有不对称性的性质，即该分子与其镜像不重合。在微观的分子层面上，手性的性质也得以体现：分子的手性通常是分子中的手性碳原子引起，即和一个碳原子相连的四个基团都互不相同^[1]。20世纪60年代，手性概念开始进入化学领域。手性分子的物理现象在宏观上表现为光学活性。

作为自然界的基本属性之一，手性也广泛存在于生物系统中。生物体中，大多数活性物质都具有光学活性，例如蛋白质、核酸、糖类和酶等。在自然界中，手性对于生物生命活动具有重要意义。近几十年来，手性化学研究在多个领域尤其是生物医药学科中发展迅速^[2]。

1.1.2手性药物

手性药物是指药物化合物分子中引入了手性中心，形成了单一的光学异构体，具有光学活性^[3]。将互为镜像关系但不能重合的一对药物结构称为对映体，对映体旋转方向不同，分为左旋、右旋和外消旋三种，分别用（#8212;）（ ）（#177;）表示。不同手性的药物与生物体发生反应时，作用效果是不同的，这是由于手性分子在生物体内与体内大分子通过严格的手性配对来进行反应。可以看出，手性药物各对应体物理化学性质相似（仅旋光性不同），但它们的药效学、药动学和毒理学可能存在很大差异^[4] 。随着人们对手性药物研究的不断深入及各项相关技术如拆分技术、不对称技术等的发展，医药领域正兴起手性药物研发的高潮。

1.1.3手性生物催化

生物催化也成为生物转化，是指利用生物材料进行化学反应。例如微生物转化反应确切的说是指利用微生物代谢过程中的某个酶或一组酶对底物进行催化得到特定产物的过程^[5] 。生物催化是获得手性药物和中间体最有前景的手段之一^[6] 。现代生物转化研究一般认为始于巴斯德时代，但工业化生物催化最重要的里程碑应该是二十世纪五十年代利用微生物对甾体化合物的结构构造^[7] 。我们知道酶催化具有高效性，专一性，温和性等特点，生物催化同样具有此特点。目前应用于手性技术的主要是选择性生物催化。含手性结构药物的两个对映体，它们在生物体中表现出来的活性往往差异巨大，甚至毒性和药理作用完全相反，因此药物研发中应对手性格外重视，而生物催化的优势恰好为手性结构药物研发中的矛盾提供了解决方案，从而也极大推动了手性生物催化的发展。手性生物催化的特点就是对底物有高度的立体选择性，这与酶的专一性对应。手性技术，尤其是手性拆分、手性合成等，生物催化特别适用于它们，因为在此过程中，可以不用使用传统手性技术所需要的手性介质，手性溶剂等，直接将底物转化为单一对映异构体的光学活性产物。同时，手性生物催化产率高，副反应少，原料利用率高，符合绿色化学的要求，对于追求经济利益和保护环境协调发展具有重要意义，因此发展前景良好。

1.2辅酶