Significantly increased catalytic activity ofCandida antarcticalipase B for the resolution ofcis-(±)-dimethyl 1-acetylpiperidine-2,3-dicarboxylate

Abstract

Structure-based semi-rational engineering approach was applied to alter the binding pocket and substrate channel for enhancing the activity of CALB towards moxifloxacin chiral intermediate.

Biocatalysis: Enzymatic Synthesis for Industrial Applications

“…The power of directed evolution of lipase was well‐demonstrated in a recent report about the engineering of the Candida antarctica lipase B (CALB) for the resolution of cis ‐dimethyl‐1‐acetylpiperidine‐2,3‐dicarboxylate ( cis ‐ 81 ) for the production of Moxifloxacin 82 (Scheme 28). [112] A single I189K mutation of CALB boosted its specific activity more than 200‐fold while maintaining the excellent enantioselectivity in the hydrolysis of cis ‐ 81 . With the purified CALB variant (I189K) (0.1 g L −1 ), 1 m cis ‐ 81 (243 g L −1 ) was hydrolyzed to give (2 S , 3 R )‐ 81 with 49.9 % conversion in 5 h. The STY reaches 24 g L −1 h −1 with a high product/catalyst ratio of 1200.…”

“… A lipase‐based kinetic resolution process for the synthesis of the (2 S , 3 R )‐dimethyl‐1‐acetylpiperidine‐2,3‐dicarboxylate 81 for the production of Moxifloxacin 82 [112, 130] …”

Novozym 435: the “perfect” lipase immobilized biocatalyst?

“…[153][154][155] CALB properties have been improved via genetic tools. [156][157][158][159] Some papers are based on the comparison of commercial CALB and some other recombinant CALB expressed in different hosts (mainly Pichia pastoris) presenting in some cases very different properties. [160][161][162][163][164][165][166]…”

Biokatalyse: Enzymatische Synthese für industrielle Anwendungen

“…Die Potenz der gerichteten Evolution von Lipasen wurde in einer aktuellen Verçffentlichung fürd as Engineering der Lipase Ba us Candida antarctica (CALB) fürd ie Racematspaltung des cis-Dimethyl-1-acetylpiperidin-2,3-dicarboxylates (cis-81)gezeigt, welches zur Herstellung von Moxifloxacin 82 dient (Schema 28). [112] Ein einfache I189K-Mutation von CALB steigerte die spezifische Aktivitätm ehr als 200-fach, während die exzellente Enantioselektivitäti nd er Hydrolyse von cis-81 erhalten blieb.Mit der gereinigten CALB-Variante (I189K) (0.1 gL À1 )w urde 1m cis-81 (243 gL À1 )h ydrolysiert und ergab (2S,3R)-81 bei 49.9 %U msatz in 5h.D ie RZA erreichte 24 gL À1 h À1 bei einem hohen Produkt/Katalysator-Verhältnis von 1200. Zusätzlich wurde diese CALB-Variante (I189K) immobilisiert und in der Racematspaltung von cis-81 (100 gL À1 )i ne inem Rührkesselreaktor für5 0Zyklen (durchschnittliche RZA:5 0gL À1 h À1 )o der in einem rezirkulierten Festbettreaktor für5 0Zyklen (durchschnittliche RZA:59gL À1 h À1 )eingesetzt.…”

“…Die Potenz der gerichteten Evolution von Lipasen wurde in einer aktuellen Veröffentlichung für das Engineering der Lipase B aus Candida antarctica (CALB) für die Racematspaltung des cis ‐Dimethyl‐1‐acetylpiperidin‐2,3‐dicarboxylates ( cis ‐ 81 ) gezeigt, welches zur Herstellung von Moxifloxacin 82 dient (Schema 28). [112] Ein einfache I189K‐Mutation von CALB steigerte die spezifische Aktivität mehr als 200‐fach, während die exzellente Enantioselektivität in der Hydrolyse von cis ‐ 81 erhalten blieb. Mit der gereinigten CALB‐Variante (I189K) (0.1 g L −1 ) wurde 1 m cis ‐ 81 (243 g L −1 ) hydrolysiert und ergab (2 S ,3 R )‐ 81 bei 49.9 % Umsatz in 5 h. Die RZA erreichte 24 g L −1 h −1 bei einem hohen Produkt/Katalysator‐Verhältnis von 1200.…”