青霉素酰化酶的生产及应用.ppt

1、青霉素酰化酶的生产与应用,一、青霉素酰化酶简介,青霉素酰化酶(青霉素酰基转移酶) 是一类催化断裂青霉素酰基侧链产生6 氨基青霉烷酸( 6APA) 和相应的有机酸的酶。根据底物特异性的不同,青霉素酰化酶可分为3 种类型:第一类由细菌产生,适合于水解青霉素G,大多为体内酶;第二类由放线菌、真菌产生,适合于水解青霉素V ,几乎均为体外酶;第三类由假单孢菌产生,适合于水解氨苄青霉素。,二、青霉素酰化酶的生产,青霉素酰化酶既是胞内酶又是胞外酶,可以通过产酶微生物的营养控制代谢及基因型改变,进行大规模的生产。大规模生产青霉素酰化酶的菌种有细菌、巨大芽孢杆菌、大肠杆菌、游动放线菌属、酵母菌及淡紫灰链霉菌等。

2、报道最多的是关于埃希氏菌属大肠杆菌发酵生产青霉素G 酰化酶。,三、青霉素酰化酶的固定化,随着青霉素酰化酶的应用日益广泛,该酶的固定化技术也取得了突破性进展。青霉素酰化酶催化水解反应制备6 APA 可以采用固定化细胞固定化酶2 种形式。固定化方法包括吸附、包埋、微胶囊化、离子交换、交联、共价连接等。例如,青霉素酰化酶可与DEAE 葡聚糖凝胶结合形成固定化酶、吸附在硅藻土铝盐载体上制成固定化酶。,四、青霉素酰化酶的应用,1、在半合成抗生素中间体制备中的应用 2、在半合成 内酰胺抗生素合成中的应用 3、在外消旋混合物的拆分中的应用 4、在肽合成中的应用,1、在半合成抗生素中间体制备中的应用,半合成抗

3、生素是通过酶法或化学法修饰原抗生素的结构,改进天然抗生素的性能,包括克服耐药性、增强抗菌活性、降低药物的毒副作用、扩展抗菌谱、提高稳定性等。青霉素酰化酶可以催化水解反应制备半合成抗生素中间体6 APA 和7 ACA。青霉素酰化酶催化的水解法不但克服了早期的化学转化法的缺点, 而且能够得到高产量的6APA 和7 ACA。,2、在半合成 内酰胺抗生素合成中的应用,青霉素酰化酶催化水解反应得到中间体6APA 和7 ACA 后,下一步可以生产半合成青霉素和头孢菌素。具体的是利用青霉素酰化酶催化酰基侧链和 内酰胺核的缩合反应，反应过程中青霉素酰化酶同样具有水解活性,通过固定生物催化剂,选择适宜的溶剂,调

4、节反应条件,提供高浓度的活化侧链供体及 内酰胺核等一系列条件可以减少水解反应。,3、在外消旋混合物的拆分中的应用,手性化合物的外消旋混合物,包括氨基酸、氨基酸酯、胺及仲醇等。青霉素酰化酶对苯乙酰胺基团有立体选择性。可用于胺和醇的拆分。青霉素酰化酶催化拆分得到的单一对映体可用作合成生物活性化合物的中间体。,4、在肽合成中的应用,青霉素酰化酶作为一种生物催化剂可以催化多种反应,如作为高效的生物催化剂催化直接的酶合成反应和酰基转移反应,对氨基酸的氨基进行保护和去保护。这一方法已经应用于肽及其衍生物的合成过程中。来自于E. coli 的青霉素G 酰化酶可用于催化合成天冬氨酰苯丙氨酸的甲基酯,该产品可用作食品的甜味剂。这种酶也可用于制备D苯基二肽, D 苯基二肽的酯可以通过闭环反应制备相应的环缩二氨酸。环缩二氨酸的用途非常广泛,可用作食品添加剂、壳多糖酶抑制剂等。,五、前景展望,青霉素酰化酶具有广泛的市场应用前景,青霉素酰化酶已有效地应用于半合成 内酰胺抗生素的生产、肽的合成和外消旋混合物的拆分中。随着酶技术的不断发展,青霉素酰化酶在固定化技术、非水相介质酶催化技术及定点突变技术等方面取得了一定的发展,而且研究者不断采用基因工程方法筛选产青霉素酰化酶的