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为解决 L-DOPA 大规模化学合成成本高、环境挑战大的问题，研究人员开展酪氨酸酶（Tyrosinase）催化 L - 酪氨酸转化为 L-DOPA 的研究。通过制备酪氨酸酶交联酶聚集体（TY CLEAs），结合脱脂牛奶和抗坏血酸抑制副产物，实现 1210.95 mg?L?1?h?1 的高生产效率，为绿色合成提供新路径。
在治疗帕金森病的药物中，L-3,4 - 二羟基苯丙氨酸（L-DOPA 或 Levodopa）占据着重要地位，它能有效缓解帕金森病患者的症状。然而，目前 L-DOPA 的大规模化学合成面临着两大难题：一是成本高昂，复杂的化学反应步骤和大量的试剂消耗使得生产成本居高不下；二是环境挑战严峻，化学合成过程中可能产生大量有害废弃物，对生态环境造成不良影响。此外，化学合成还存在潜在的外消旋化风险，可能影响产物的纯度和药效。因此，开发一种高效、环保且能避免外消旋化的 L-DOPA 合成方法成为科学界和工业界的迫切需求。
为了攻克这些难题，研究人员开展了利用酶催化合成 L-DOPA 的研究。来自相关研究机构的科研团队聚焦于酪氨酸酶（Tyrosinase）的应用，该酶能够催化 L - 酪氨酸转化为 L-DOPA。他们的研究成果发表在《Chirality》上，为 L-DOPA 的合成提供了新的思路和方法。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：从双孢蘑菇中提取酪氨酸酶，并将其固定为交联酶聚集体（TY CLEAs）；使用市售脱脂牛奶作为蛋白质供给体，同时利用抗坏血酸作为还原剂；评估 TY CLEAs 在不同温度、pH 水平和有机溶剂中的稳定性；通过添加表面活性剂，优化反应条件以提高 L-DOPA 的生产效率。
酪氨酸酶交联酶聚集体的制备与活性
通过特定工艺将提取的酪氨酸酶制备成交联酶聚集体（TY CLEAs），经测定，其活性达到 31.32 单位 / 克。交联酶聚集体这种固定化形式，有助于提高酶的稳定性和重复利用率，为工业化应用奠定了基础。
脱脂牛奶与抗坏血酸的协同作用
研究发现，脱脂牛奶不仅能作为蛋白质 feeder，还具有抗氧化特性。它与抗坏血酸共同作用，能够有效抑制 L - 多巴醌的后续氧化，从而防止副产物 L - 多巴色素的形成。这一发现解决了酶催化过程中副产物生成的问题，提高了目标产物的纯度和产率。
酶稳定性评估与反应条件优化
在不同温度、pH 水平和有机溶剂环境下对 TY CLEAs 的稳定性进行评估，结果表明其具有较好的稳定性，能够在多种复杂环境中保持催化活性。进一步优化反应条件，当使用 10 单位的酶、底物浓度为 15 mM 并添加表面活性剂时，实现了 1210.95 mg?L?1?h?1 的高生产效率。
研究结论表明，利用酪氨酸酶交联酶聚集体（TY CLEAs）催化合成 L-DOPA 的方法，相比传统化学合成具有显著优势。该方法不仅提高了合成效率和产率，还避免了外消旋化问题，同时借助脱脂牛奶和抗坏血酸的协同作用有效抑制了副产物的生成。此外，TY CLEAs 良好的稳定性使其在不同反应环境中具有广泛的适用性。这一研究成果为 L-DOPA 的绿色高效合成提供了新的技术路径，有望降低生产成本，减少环境负担，对帕金森病治疗药物的生产具有重要的实际意义和应用前景。同时，该研究也为酶催化技术在药物合成领域的进一步发展和应用提供了有益的参考和借鉴。
