PEG修饰青霉素酰化酶及其在两水相生物转化体系中的分配

厅用对甲苯磺酰氯法,用聚乙二醇对青霉素酰化酶进行化学修饰,修饰酶的比活为未修饰酶的75％,稳定性比游离酶有了很大提高。酶在带修饰酶的聚乙二醇与葡聚糖组成的两水相体系中的分配系数为25。     

聚丙烯酸载体用于青霉素酰化酶的固定

以反应性单体丙烯酸和交联剂二乙烯基苯,以石油醚为致孔剂,通过悬浮聚合制备固定化酶的载体,并用于对青霉素酰化酶的固定。研究了丙烯酸与二乙烯基苯以不同摩尔比对青霉素酰化酶固定活性的影响,以及悬浮聚合时水油相比例的不同所合成的载体对固定化酶性能的影响。当丙烯酸和二乙烯基苯摩尔比为84.2:4时合成的载体固定青霉素酰化酶的酶活为2784U/g,而水油相比为2.75:1（丙烯酸和二乙烯基苯摩洋比为84.2:5）时固定青霉素酰化酶活达到2183U/g。固定青霉素酰化酶可使青霉素转化,得到半合成青霉素的中间体6-氨基青霉烷酸,由此可制成高效、广谱、服用方便的新青霉素。     

青霉素酰化酶研究——Ⅰ.抑制作用,纯化和性质

丙酮、乙醇和苯丙氨酸是大肠杆菌青霉素酰化酶的竞争性抑制剂,分别抑制模拟底物3-苯乙酰胺基6-硝基苯甲酸水解的活力。青霉素酰化酶粗酶液经硫酸铵盐析,pH5沉淀,SE-Sephadex C50层析,苯丙氨酸-Sepharose 4B疏水层析和DEAE-Sephadex A25层析可得纯酶,聚丙烯酰胺凝胶梯度电泳呈现一条带,比活为27.5u/mg蛋白。纯化总活力回收率为28.1%。青霉素酰化酶分子量约为90000,有两个亚基,分子量分别为70000和20000,其最适温度为40℃,最适pH为8.0,催化青霉素G水解的米氏常数为2.94mmol/L。     

功能基化聚丙烯酸甲酯固定化青霉素酰化酶

合成了一系列大孔丙烯酸甲酯－二乙烯苯交联共聚物,经酰肼化、叠氨后固定青霉素酰化酶,考察了反应条件对固定化酶的影响,当交联剂用量为３０％,至孔剂量为１３０％,混合致孔剂（正庚烷与乙酸乙酯）中正庚烷的质量分数为５５％时,所制的载体经活化后得到的固定化酶酶活较高,为９５ｕ／ｇ（湿）,用分批式反应器连续水解青霉素Ｇ钾盐,使用６３批次后仍保留酶活７９．４％。     

聚甲基丙烯酸缩水甘油酯固定化青霉素酰化酶性质的研究

应用反相悬浮技术合成了珠状甲基丙烯酸缩水甘油酯 - N ,N′-亚甲基双 (丙烯酰胺 )共聚物 ,并将巨大芽孢杆菌 ( Bacillus megaterium)青霉素酰化酶共价偶联到甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物载体上 ,制成固定化青霉素酰化酶 ,其表观活性为 3 71 U/g(干重 ) ,水解青霉素 G钾盐的最适温度为 47°C,最适 p H为 8.5 ,在 p H4.5～ 9.0 ,温度 40°C以下时酶的活性稳定 ,表观米氏常数 Km为 1 .3 3× 1 0 -2 mol/L ,最大反应速度 vmax为 1 .2 7× 1 0 -5mol/min,固定化酶在 4°C冰箱保存 3 5 d,再水解 w=0 .0 2的青霉素 G钾盐溶液 ,重复使用 3 0次 ,保留酶活性 88.1 %。     

青霉素G酰化酶调节基因定点诱变的研究

构建了大肠杆菌中青霉素G酰化酶（PAC）的调节基因（pacR）翻译起始密码定点突变株。对突变后PAC的表达调控特征进行了研究，结果表明：突变株的pac基因表达后能正常加工成24ku、65ku的α亚基和β亚基；突变后，虽然PAC表达仍需要苯乙酸诱导，但是，可诱导性提高，形成低组成型表达，无葡萄糖有分解代谢物阻遏效应，因而pacR对PAC表达水平存在着影响，pacR基因是葡萄糖以及它的分解代谢物在分子水平上影响PAC表达的另一作用因素。采用突变株进行发酵生产中，PAC产量较亲株提高3倍，而且可以采用葡萄糖作为碳源，有利于改善PAC的生产。     

固定化青霉素酰化酶动力学参数测定

本文介绍一种测定固定化酶催化反应动力学参数的新方法。在纤维间扩散阻力和外扩散阻力存在下,改变底物输送流速,测定纤维状固定化酶的一系列对应反应初速度;用双倒数图和Dixon图分别求各种流速下的表观米氏常数(K_m~(?))和表观产物抑制常数,再用所求得的各种表观动力学参数与对应的底物输入酶柱的线速度倒数的线性关系式,两次图解求得本征动力学参数。采用这一方法求得纤维状固定化青霉素酰化酶催化重排酸水解的本征米氏常数(K_m)、产物7-ADCA和苯乙酸抑制常数的本征值(K_p,K_q)分别为6.9,16.8和94.4mmol/L。     

高分子载体材料对青霉素酰化酶的固定化作用

介绍了天然高分子材料和合成高分子材料对青霉素酰化酶的固定化作用，着重讨论了高分子材料的制备、性质及其表面修饰对固定化酶活性和使用稳定性的影响。     

分子伴侣GroEL对青霉素G酰化酶亚基折叠的影响

采用Tac启动子控制表达质粒，在不同的宿主细胞中表达了青霉素G酰化酶（PAC），检测这些菌株所表达的PAC活性，分析细胞内分子伴侣GroEL含量，PAC翻译后加工为α，β亚基的状况，以及它们之间的关系，结果表明：质粒pKK-SP在不同宿主中表达时，翻译后加工状况有明显差异，单位质量细胞所表达的PAC活性与翻译后加工效率相关，且与细胞内分子伴侣GroEL在菌体总蛋白中含量正相关，同时也阐明了亚基的折叠成为翻译后加工过程的限制步骤，细胞内分子伴侣GroEL有助于PAC亚基的折叠和稳定。     

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的分离纯化及酶学性质

采用DEAE-Sepharose阴离子交换层析和Butyl-Sepharose CL 4B疏水层析,从重组大肠杆菌DH5a菌体中分离纯化得到粪产碱杆菌青霉素G酰化酶(AfPGA).经纯化,AfPGA纯度较粗酶提高50.6倍、比活达到212.7 U/mg,经HPLC测定纯度为92.8%,收率为78%.理化性质分析表明:AfPGA含有2个亚基(α亚基和β亚基,其Mw分别为2.90×104和5.92×104;AfP-GA等电点约为7.9～8.0,最适pH约为10.0,并在pH>7.0时表现出了稳定的催化活力.     

固定化青霉素酰化酶在光敏感可再生两水相体系中催化青霉素G为6-APA

在一种光敏感可再生高聚物(PNBC 300000)与葡聚糖20000(Dextran 20000)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,当pH为7.8,底物浓度为62 mmol/L,反应温度为20℃,在50 mmol/L KCl存在下,6-APA的分配系数可达8.4。催化动力学显示,达到平衡的时间近6 h,PG(Na)转化率约82.6%。3批半连续反应转化率为60%~70%,较相近条件下的单水相反应得率提高近20%。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。形成两水相的高聚物通过488 nm的激光照射可实现循环利用,高聚物的光照回收率在95%~98%。     

粪产碱杆菌青霉素酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达优化

在5L发酵罐中进行了表达粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的重组枯草杆菌WB600(pMA5)的发酵研究。实验表明，发酵液中的葡萄糖浓度和菌体产酶能力密切相关，维持低葡萄糖水平，可以提高枯草杆菌WB600(pMA5)青霉素G酰化酶的合成能力。采用混合碳源进行发酵，在生长阶段流加葡萄糖，并维持低浓度，在发酵12h菌体浓度达到约13．8g／L时停止流加葡萄糖，使茵体利用发酵液中的可溶性淀粉作为碳源，避免葡萄糖的代谢副产物对茵体产酶能力的抑制，青霉素G酰化酶的表达水平从原来的55u／L提高到582u／L。     

HPLC测定叶酸-青霉素G酰化酶对N-苯乙酰化阿霉素的催化活性

目的:利用高效液相色谱法测定叶酸-青霉素G酰化酶(PGA)对N-苯乙酰化阿霉素(DOXP)的催化活性,为叶酸导向的酶催化前体药物的肿瘤治疗(FDEPT)研究奠定理论基础。方法:色谱柱为Diamonsil C18(250 mm×4.6 mm,5μm);流动相为乙腈-水,用85%磷酸调节pH至2.4;梯度程序:0~3 min为24%乙腈,3~15min为80%乙腈;紫外检测波长:495 nm;流速:1 mL/min。结果:DOXP和酶解产物阿霉素的tR分别为5.5 min和12.3 min,原酶PGA和叶酸-PGA偶联酶对DOXP的Km和vmax分别为15μmol/mL,0.094μmol/(min.mg)和19μmol/mL,0.086μmol/(min.mg)。结论:DOXP为PGA的较好底物,叶酸与PGA偶联对酶的催化活性的影响较小。     

叶酸-PGA偶联酶的制备及体外催化活性动力学性质

目的制备叶酸与青霉素酰化酶G（PGA）偶联酶并测定其体外催化活性动力学性质，为叶酸导向酶催化前体药物的肿瘤冶疗（FDEPT）奠定基础。方法通过双功能偶联剂1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）碳二亚胺（EDC）将叶酸与PGA偶联．产物经Sephadex G-25纯化。根据叶酸在363nm处的摩尔吸收系数计算偶联比。以PDAB法测定偶联酶的催化活性。结果偶联酶的偶联比为3～4；比活约为29.8U／mg；偶联酶和原酶作用的最适pH均为8.0，最适温度为55℃，偶联酶和原酶在pH5～8的范围内都较稳定，Km和Vmax值分别为4.92μmol／ml，3.28U／ml和4.71μmol／ml,37U／ml。结论叶酸与PGA偶联不会导致PGA催化活性降低。     

遗传密码子拓展技术在赖氨酸酰化修饰研究中的应用

赖氨酸酰化修饰在细胞中普遍存在,控制着蛋白质的多种功能;然而,在活细胞中进行特定位点酰化修饰的生物学功能研究还存在困难。近年来发展的遗传密码子拓展（genetic code expansion,GCE）技术通过正交的氨酰基-tRNA合成酶/tRNA能够在活细胞内定向插入与天然酰化修饰结构一致的非天然氨基酸(unnatural amino acids, UAAs),实现在精准引入酰化修饰的基础上研究目的蛋白的理化性质和生物学行为的改变。此外,GCE技术还能定点引入无法被去酰化酶识别的模拟酰化修饰的UAAs,从而提高目的蛋白赖氨酸酰化修饰产物的稳定性。在目的蛋白特定位点插入“光交联”型UAA则被用于阐明酰化修饰蛋白的互作蛋白质组。根据不同结构和功能的酰化修饰分类,分别阐述了GCE技术结合上述3类UAAs的新颖设计,及其在研究蛋白酰化修饰对目的蛋白的活性、稳定性、细胞定位、蛋白质-DNA相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用等功能影响中的应用。最后,展望了GCE技术在蛋白质酰化修饰研究中的局限和应用前景。     

修饰超氧化物歧化酶的制备、性质及代谢

右旋糖酐用高碘酸钠氧化或溴化氰活化后,与SOD共价结合制得Dx(IO_4)-SOD和Dx(CN)-SOD(Ⅰ)。它们的活力保存分别为81%和70%。在抗热、抗酸碱和抗蛋白水解酶等能力均比天然SOD高。静脉注射天然SOD和Ⅰ,在小白鼠血浆中的半衰期分别为4.06和41.46分钟,Ⅰ的半衰期明显提高,清除率大大下降。     

粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶拆分制备（S)-2-氨基-4-苯基丁氨酸

粪产碱杆菌来源的青霉素G 酰化酶（Alcaligenes faecalis penicillin G acylase ,AfPGA）可以对映选择性地水解N苯乙酰苯基丁氨酸制备（S）-2-氨基-4-苯基丁氨酸。反应体系的pH及温度对酶的对映选择性影响不显著。研究表明,水饱和的乙酸乙酯体系要优于传统的水相体系,该体系显著提高了底物N苯乙酰化苯基丁氨酸的溶解度,并可简化产物的分离过程。当底物的转化率为48.6%时,（S）2氨基4苯基丁氨酸的光学纯度（e.e.值）为99.8%。     

固定化酶催化合成头孢克洛与产物的分离纯化

应用来源于粪产碱杆菌的青霉素G酰化酶催化合成头孢克洛,并对生物转化反应过程进行了研究。在反应条件：pH 7.0、25 ℃、磷酸钠缓冲体系、加酶量3 U/mL和底物浓度60 mmol/L时,转化率达到85%,表明粪产碱杆菌青霉素G酰化酶具有较高的催化活力。研究了新型分离纯化方法,经过树脂分离的产物纯度超过95%,主要杂质含量小于0.5%,可以达到药典要求,为生物法合成头孢抗生素走向产业化奠定了基础。     

固定化酶裂解Pen-GK生产6-APA的实验设计及其工业化

本文通过研究固定化青霉素酰化酶裂解青霉素工业钾盐(Pen-GK)生产6-APA的反应机理，确定了最佳裂解实验流程，并对裂解罐的搅拌装置、pH自控装置、加氨装置、温度自控装置、过滤系统等进行了最佳设计。