酶工程-制备药物中间体的酶头孢菌素酰化酶头孢菌素及其中间体概述1.1 头孢菌素类抗生素头孢菌素类抗生素是目前在临床上使用的十分重要的一类抗菌药，对于以至中症、重症 感染有着显著的疗效，全球对其的需求量呈现不断上升的曲是，因此对它的研究也是抗生素 药物研究的一大热点1.2 7-氨基头孢烷酸7-氨基头抱烷酸(7-ACA)是合成头抱类抗生素最重要的中间体，一般由头抱菌素 C(Cephalosporin C, CPC)通过化学法或生物酶法裂解脱去侧链分子制备得到，其生产方法主要 包括化学法、生物酶法两种生物酶法生产7-ACA可以细分为两步酶法和一步酶法，两步酶 法已经得到工业化应用，而一步酶法尚处于实验室研发阶段HOOC-(HaC\OC-HN图1生物酶法生产7-ACA的示意图CH—0—CO-CH,COOHH 浮一—( H fhOC-H N H(JOCCOOH二、头抱菌素酰化酶的分类头抱菌素酰化酶是一类催化头抱菌素酰基侧链水解作用的酶基于主要底物和底物 偏好型，可将头抱菌素酰化酶分为以下三类1) 真正的 CPC 酰化酶这一类酶只水解CPC,不以戊二酰基-7-氨基头抱烷酸(GL-7-ACA )作为底物。
来源于 气单胞菌Aeromonas sp.的CPC酰化酶属于这一类2) GL-7-ACA 酰化酶这一类头抱菌素酰化酶对 GL-7-ACA 具有高催化活性，产物 7-ACA 得率较高，但对 CPC 活性较低来源于缺陷假单胞菌 Pseudomonas diminuta N176，Pseudomonas sp. strain SE83 acyII 这两个菌株都属于这一类3) GL-7-ADCA 酰化酶这一类头抱菌素酰化酶对戊二酰基-7-氨基去乙酰氧基头抱烷酸（GL-7-ADCA）有酰化 活性，但对其它底物如GL-7-ACA的活性未知三、头抱菌素酰化酶的研究现状经过多年的发展，两步酶法生产7-ACA的工艺已经趋于成熟，并在工业上广泛应用 两步酶法相比化学法操作工艺较简便，但依然存在一些需要解决的问题目前改进的催 化方式仍然存在一些不足因此，一些研究者讲目光投向一部酶法生产7-ACA工艺的研 究一步酶法是利用头抱菌素C酰化酶催化CPC使其直接脱去侧链（D-氨基已二酸）从而 生成7-ACA的生产工艺野生菌来源的CPC酰化酶的酶活性较低，不能满足工业催化要求，随着近年来科学 技术的发展，人们对CPC酰化酶进行了基因工程菌表达以及酶分子改造等方面的研究， 其酶活有了大幅度的提高，从而使一部酶法的大规模工业化应用有了可能。
酶分子改造方面的研究中针对GL-7-ACA为最优底物的改造，采取的主要突变策略 为：1） 扩大酶与底物分子侧链结合区域空间；2） 强化酶与底物的互相作用以稳定酶-CPC结合物；3） 突变非活性中心的其他区域的氨基酸，以使CPC的底物结合区域处于更为合适的催 化位置参考文献[1] 孙晨.酶法合成7_ACA工艺中关键酶D_省略_C酰化酶的定向进化和表达优化研究 华东理工大学 2013.4.25[2] 赵娟,李晋平,张建安,朱玉山.头抱菌素酰化酶的研究进展.山西：山西化工.2009. 29 （5）[3] 姚舜,罗晖,常雁红,于慧敏,李强,沈忠耀. 一步酶法生产 7-氨基头抱烷酸的研究进展. 现代化工. 2013.33（2）[4] Huabao Zheng,Jun Chena, Liuli Sua, Yuhua Zhaob, Yunliu Yanga, HongYu Zenge, Gang Xue, Sheng Yanga, Weihong Jianga. One-step purification and immobilization of his-tagged GL-7-ACA acylase. Enzyme and Microbial Technology, September 2007, 41⑷.474 -79。