文 献 综 述

1、青霉素酰化酶的种类及来源

根据底物特异性不同 PGA 可分为三种类型。第一种为青霉素 G 酰化酶（PGA），它能水解青霉素 G，对苯乙酸衍生物有较强的亲和性，一般由细菌产生，为胞内酶；第二种为青霉素 V 酰化酶（PVA），主要水解青霉素 V，对苯氧基乙酸衍生物有特异性，主要为胞外酶；第三种类型为 α 氨酰基水解酶，特异性水解 α-氨酰基 β-内酰胺抗生素[1]。

1950年Sakaguchi和Murao首次在Pencillinumchrysogenum Q176中发现青霉素G酞化酶。在半合成p一内酞胺类抗生素工业中，主要采用细菌作为PGA的生产菌种。

细菌产生的PGA可分为两大类:革兰氏阴性菌PGA和革兰氏阳性菌PGAo，前者为胞内酶，存在于大肠杆菌(Escherichia coli),嗜柠檬酸克吕沃尔氏菌(Kluyvera citrophila)、雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri ),粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis } Af)、无色杆菌木糖氧化属(Achromobacter xylosoxidans)与假单胞菌属(Pseudomonas sp.)等;后者为胞外酶，存在于巨大芽抱杆菌(Bacillus megaterium)与粘节杆菌(Arthrobacter viscosus )。各种革兰氏阴性菌所产生的PGA之间的氨基酸序列非常相似，极有可能来自同一祖先。B. megaterium和A. viscosus的PGA序列之间也是如此。虽然阳性菌PGA的氨基酸顺序与阴性菌PGA之间有一定同源性，但它们之间有着更多差异，表明它们代表了PGA的不同进化分支[2]。青霉素G酞化酶（PGA）由α，β亚基组成，PGA的两亚基通过氢键作用结合在一起。单独的α和β亚基均不具有酶活性，只有当两者以适当的形式结合后才具有活性。PGA的α亚基识别底物的侧链，决定酶的底物专一性;β亚基包含催化位点以及与催化有关的残基(丝氨酸)。绝大多数青霉素G酞化酶是胞内酶[3]。

2、酶催化合成方法

酶法制备β-内酰胺抗生素酰胺化缩合反应的研究涉及的品种有氨苄西林、阿莫西林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢羟氨苄、头孢唑林、头孢丙烯、头孢克罗等。酶催化缩合反应类型一般有两类,一类为热力学控制的酶催化缩合反应,另一类为动力学控制的酶催化缩合反应[4]。

本实验利用实验室分离筛选的到的青霉素G酰化酶突变体进行抗生素的合成，通过优化合成条件如：反应温度、反应溶液酸碱度、投料比、有机溶剂种类和浓度以及缓冲溶液离子浓度等，达到产率最大化、缩短反应时间和降低反应成本的效果。

3、青霉素酰化酶的应用

青霉素酸化酶主要应用于半合成青霉素的工业生产中，可以催化制备高效、广谱、适用于不同用途的新型β-内酰胺抗生素。此酶可催化青霉素水解反应合成得到，青霉素的重要中间体6-氨基青霉烷酸（6-APA），同时此酶还可以进行催化酰化反应将6-APA合成新型青霉素。此外，作为生物催化剂的青霉素醜化酶在很多反应中有潜在的价值，如在肽的合成过程中用于保护氨基和释基，以及用于拆分手性化合物的外消旋混合物等[5]。