固定化青霉素酰化酶生产6-APA通过中试鉴定

由中国科学院微生物研究所青霉素酰化酶组承担的国家“七五”攻关任务,经与太原制药厂、中国科学院生态环境研究中心协作进行的胞外青霉素酰化酶的筛选及固定化酶生产6-APA的研究工作,于1989年上半年完成。1989年8月28—29日,由中国科学院主持在山西省太原市召开     

用固定化细胞裂解苄基青霉素制备6-氨基青霉烷酸

高产青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞用明胶包埋,并由戊二醛将其固定。这种固定化细胞用来连续水解苄基青霉素,在37℃使用103天没有发现损失酶活性。它们已被用于6-氨基青霉烷酸的工业生产,效果令人满意。在七个半月内使用285次,水解速率没有明显下降。研究了固定化大肠杆菌细胞的酶性质,并与相应的天然细胞作了比较。发现固定化细胞的青霉素酰化酶比天然细胞的更稳定。     

用固定化细胞裂解苄基青霉素制备6-氨基青霉烷酸

高产青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞用明胶包(?),并由戊二醛将其固定。这种固定化细胞用来连续水解苄基青霉素,在37℃使用103天没有发现损失酶活性。它们已被用于6-氨基青霉烷酸的工业生产,效果令人满意。在七个半月内使用285次,水解速率没有明显下降。研究了固定化大肠杆菌细胞的酶性质,并与相应的天然细胞作了比较。发现固定化细胞的青霉素酰化酶比天然细胞的更稳定。     

明胶-戊二醛固定化细胞的改进

采用明胶-戊二醛在有机溶液中成球的方法制备固定化细胞,方法简便,固定化细胞酶活力为6.25—6.75单位/g(湿重)。用该固定化细胞裂解3.0—8.0%的青霉素溶液,裂解率达95.3%以上。裂解液经过浓缩后提取6-APA,产率为86.3%,不经浓缩直接提取6-APA,产品收率为72.4%,产品质量合格。     

固定化青霉素酰化酶的研究

将巨大芽孢杆菌胞外青霉素酰化酶通过共价键连接到醋酸纤维素载体上,制成的固定化青霉素酰化酶的表观活力达2000 u／g左右(PDAB法)。水解lO％(w／v)的青霉素G钾盐落液,使用30批,保留活力70％以上。6-氨基青毒烷酸(6-APA)总收率平均达88．37％。固定化青霉素酰化酶水解青霉素G的最适pH为9．95,最适温度为55℃,表观米氏常数为1.093×10-2mol／L,在pH 5．8-10．7,温度45℃以下酶的活力稳定。     

不同反应器裂解青霉素制备6-APA的条件

利用固定化酶或固定化细胞裂解青霉素制备6-APA(6-氨基青霉烷酸),在半合成青霉素工业上有重要意义。但上述反应过程中,反应液的pH逐渐下降,常使反应不能正常进行,因此研究适合的反应器和反应条件非常重     

简讯

青霉素酰化酶水解青霉素-G生产6-氨基青霉素烷酸(6-APA)我们从9个属234株细菌中筛选出19株产青霉素酰化酶的大肠杆菌,其中AS1.76和E110两株菌的酶活较强。通过培养条件试验,选出了两种适宜的培养基。一种是玉米浆-蔗糖培养基,另一种是鱼胨培养基,     

固定化青霉素酰化酶在光-pH敏感可回用两水相中裂解青霉素G为6-APA

两水相体系在发展中存在的关键问题是相体系回收困难.由于生产成本及降低污染的原因, 用过的相体系需要回收和重复使用.用环境敏感型溶解可逆聚合物形成可回用两水相体系是当前是为可行的回收方法。本文在光敏感可回用高聚物PNBC与pH敏感型可回用高聚物PADB形成的两水相体系中进行固定化青霉素酰化酶的相转移催化青霉素G产生6-APA的反应。在这个两水相体系中,通过优化,在1% NaCl 存在下,６－ＡＰＡ的分配系数可达5.78。催化动力学显示,达平衡的时间近7h,反应最高得率约85.3%（pH 7.8, 20℃）。较相近条件下的单水相反应得率提高近20%。在反应过程中,通过底物及产物的分配系数检测,发现底物分配系数变化不大,而产物6-APA及苯乙酸的分配系数发生很大变化,从而引起产物的得率变化。在两水相中,底物及产物主要分配在上相,固定化酶分配在下相,底物青霉素G进入下相经酶催化产生的6-APA及苯乙酸又转入上相,从而解除了青霉素酰化酶催化反应的底物及产物抑制作用,达到提高产物得率的效果。此外,采用固定化酶较固定化细胞效率高,占用下相体积小,较游离酶稳定性高,且完全单侧分配在下相。因此,在两水相中进行固定化酶的催化反应具有明显的优越性。形成两水相的高聚物PNBC通过488 nm 的激光照射或经滤光的450nm 光源照射得到回收;pH敏感型成相聚合物PADB可通等电点 4.1沉淀可实现循环利用,高聚物的回收率在95%-98%之间,按此回收率计算,聚合物可使用60次以上。     

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶在新型环氧载体ZH-HA上的固定化

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶共价结合在新型环氧-氨基型载体ZH-HA 上,通过对酶浓度、固定化时间、pH以及缓冲液浓度等条件的考察,确定了最优固定化条件:50 mg比活力6000 U/g的巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶蛋白和1g ZH-HA悬浮于pH 9.01 mol/L磷酸缓冲液,室温搅拌6 h,制得固定化巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶,活力2126 U/g湿载体,活力回收率7.67%.比较研究了固定化酶与原酶性质,原酶最适温度45℃,最适pH为8.0.固定化酶则分别是50℃和9.0,分别比溶液酶偏移5℃、1.0个pH单位.经过40批连续水解青霉素G钾盐,固定化巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶仍保持80%的活力,显示出良好的工作稳定性.     

工程菌E.coli MM2的固定化细胞制备

固定化细胞技术是七十年代兴起的一门应用技术。固定化细胞具有细胞密度高、易进行连续生产且稀释率高、不易被污染、产物易分离、可降低设备规模等优点,已成为生物合成、生物转化的有效工具,得到广泛应用。近十年来,人们把固定化细胞技术应用到工程菌的培养中取得了一些有价值的结果。用工程菌制得的固定化细胞裂解青霉素生产6-APA,已达工业化生产水平。据文献报道,工程菌固定化后可大大提高重组质粒的稳定性,并且外源基因能稳定地表达。本所马清钧研究员等构建的工程菌     

青霉素酰化酶在快速蛋白液相色谱仪上的分离纯化

由大肠杆菌AS1.76产生的青霉素酰化酶具有水解青霉素G产生6-APA,水解重排酸产生7-ADCA的作用,并且也具有合成青霉素类或头孢霉素类的作用。为了研究酶的物理化学性质,我们用Pharmacia FPLC系统对比酶进行了分离纯化,得到了聚丙烯酰胺凝胶电     

产青霉素酰化酶的大肠杆菌AS1.76的固定化

用在有机溶剂中成型的琼脂凝胶包埋,结合戊二醛处理的方法,制备产青霉素酰化酶的大肠杆菌AS1.76固定化细胞,其细胞含量可达50%以上。固定化细胞水解青霉素 G 钾盐的最适 pH 为8.0,比原细胞约高0.3pH 单位;最适温度与原细胞一样,均为45℃。固定化后,Hg2+对酶抑制作用降低,但酶对Fe3+、Cu2+等金属离子敏感性增加。在无底物情况下,与原细胞相比,固定化细胞对 pH 和热的稳定性增加;4℃保存14个月无活力损失。固定化细胞装柱,在pH7.7,37℃下连续裂解青霉素 G,转化率达95%以上。155天无明显酶活力损失。     

色谱反应分离器中青霉素G的水解特性

6-氨基青霉烷酸(6-APA)是半合成青霉素的关键中间体,通常采用固定床反应器在青霉素酰化酶作用下水解青霉素来制备^[1]。由于该反应是典型的产物抑制可逆反应,工业生产中需不断加碱中和苯乙酸,以维持反应在最适pH条件下进行。为进一步提高青霉素的水解速率,除了维持最适反应条件外．消除产物抑制具有重要作用。近年来一些研究者提出采用伴有分离作用的反应分离组合系统水解青霉素 制取6-APA。Ishimura等^[2]采用电渗析膜耦合式生物反应器连续移除苯乙酸．将反应速率提高了近1倍;陈坚等^[3]研究了固定化酶-离子交换组合系统移除苯乙酸过程。本文报道青霉素在生化反应与液相谱分离过程相耦合而形成的色谱反应分离器中的水解特性。     

固定化酶-离子交换组合系统进行青霉素G水解生产6-APA的模型化研究

采用固定化青霉素酰化酶(Penicillin acylase)在反应器中进行青霉素G水解生产6－APA,同时与离子交换柱相组合以连续地去除反应混合液中的苯乙酸。建立了离子变换柱的分格模型(Comparunent model)．在确定了青霉素G和苯乙酸沿柱高的浓度分布的基础上,与描述固定化酶反应器的状态方程相结合,得到了固定化酶－离子交换组合系统的数学模型。在将计算机模拟值与实验值进行验证后,探讨了组合系统中树脂量、循环流速和组合起始时间对青霉素G酶解过程的影响。     

环氧聚胺——一种细胞固定化的新型交联剂

近年来随着人们对酶和微生物细胞固定化研究的逐渐深入,对固定化的各种载体材料和固定化方法也进行广泛研究。本文报道一种固定化酶的新型交联剂——环氧聚胺(Epoxy-polyamine简称E.P.A.)用于游动放线菌葡萄糖异构酶和大肠杆菌青霉素酰化酶交联固定化的研究结果。一、材料和方法 1.菌体及试剂 (1)菌体含青霉素酰化酶之大肠杆菌,由华北制药厂提供。含葡萄糖异构酶之游动放线菌,由上海新型发酵厂提供。 (2)环氧聚胺上海市化学试剂商店。     

扩散效应对固定化细胞裂解青霉素的影响

考察了扩散效应对明胶-戊二醛包埋法制备的固定化高产青霉素酰化酶大肠杆菌细胞裂解反应速度的影响。以有效系数η的大小来判断内扩散阻力的程度。η值代表固定化细胞表现活性与匀浆后固定化细胞活性的比例。     

聚丙烯腈纤维固定化青霉素酰化酶合成头孢氨苄的研究

将巨大芽孢杆菌胞外青霉素酰化酶通过共价键结合到聚丙烯腈纤维的衍生物上。制成的丝状固定化青霉素酰化酶表现活力达 1 5 3U g(湿重 )。固定化酶合成头孢氨苄的最适pH为 6 5 ,最适温度为 40℃。 7 ADCA的投料浓度以 4%为好 ,7 ADCA与PGME的投料量比率为1∶2 ,最佳用酶量为 1 70U g 7 ADCA。在pH6 5、温度 3 0℃时 ,固定化酶对 7 ADCA的表观米氏常数K7 ADCA为 0 1 6 2mol L ,对PGME的表观米氏常数KPGME为 0 3 6 4mol L ,最大反应速度Vmax为0 0 4 6 2mol·L- 1·min- 1,用固定化酶合成头孢氨苄 ,使用 5 0次保留酶活力 83 9%     

固定化巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶酶促合成头孢氨苄的研究

β—内酰胺系列抗菌素抗菌谱广、疗效高、毒副作用小,国际上研究与应用日渐广泛深入。头孢氨苄(Cephalexin)是重要的半合成抗菌素之一,由头孢霉素母核7—氨基脱乙酰氧基头孢烷酸(简称7-ADCA)和侧链结构物苯甘氨酸或其甲酯(PGME)经酰化而生成。酰化有化学法和酶法两种。采用青霉素G酰化酶或a—氨基酸酯酶或,a—氨酰转移酶的酶法,具有工艺操作简单、无需基团保护、环境污染轻等优点。继日本人于70年代初试验成功酶法之后,80年代初我们开展了这方面研究。制备方面,胞外酶优于胞内酶;使用方面,固定化酶优于固定化细胞。在用具有青霉素G酰化酶活性的固定化大肠杆菌(Escherichia coli)细胞合成头孢氨苄的基础上,又研究了用固定化巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)BP931胞外青霉素G酰化酶酰化合成头孢氨苄的条件。本文报道这一研究结果。     

渗透压冲击法快速高效提取青霉素酰化酶

青霉素在临床上的大量使用造成了细菌的耐药性增强,青霉素本身又具有不宜口服、过敏性强等缺点,人们正致力于研究有诸多优良特性的半合成青霉素。大肠杆菌青霉素酰化酶用于裂解青霉素生产6-氨基青霉烷酸(即6-ＡＰＡ,半合成青霉素的重要中间体),该酶的提取、纯化和固定化研究在半合成青霉素工业有重要的意义[1]。大肠杆菌青霉素酰化酶属胞内酶,文献报道多采用超声波法提取,该法得到的粗酶液比活低,一般要经过四、五步纯化才能得到较高比活[2,3,4]的酶液。采用渗透压冲击法提取青霉素酰化酶,得到的粗酶液比活高,只需经过硫酸铵沉淀一步纯化就…     

几种纤维素及无机吸附载体对青霉素酰化酶的吸附作用及其固定化

本文就几种纤维素和无机吸附载体对青霉素酰化酶的吸附作用及其固定化进行了研究,结果表明:DEAE-纤维素、EYI-纤维素、微晶纤维素、CM-纤维素、羟基磷灰石、中性氧化铝、硅藻土及粉末状膨润土对青霉素酰化酶都有很强的吸附能力,其固定化青霉素酰化酶的比活分别在1.47～19.43u/g之间,活力回收率为16.3％至84％,几种固定化酶的最适pH均较游离酶低,且其操作稳定性较好。