日前，中国科学院植物生理生态研究所分子微生物学开放实验室的研究人员对半合成β-内酰胺类抗生素工业用酶的研究获得重大进展。该实验研究人员经过10余年的潜心钻研，成功研发出固定化D-氨基酸氧化酶和固定化GL-7-ACA酰化酶的生产技术，从而为实现国内β-内酰胺类抗生素产业化生产由"化学裂解法向酶技术法过度"提供了先进的技术保障。

 

    β-内酰胺类抗生素（包括青霉素类和头孢霉素类抗生素）是全球医药领域销售额最大的品种之一。我国青霉素工业盐的年发酵产量达2.8万吨，占全世界市场份额的60%；同时头孢菌素类产品的产量也位居全球第一。头孢菌素C和相当部分的青霉素工业盐被用于制造相应的6-氨基青霉烷酸（6-APA）、7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸（7-ADCA）和7-氨基头孢烷酸（7-ACA）等中间体，并由此制成具有各种治疗效果的其它半合成β-内酰胺类抗生素产品。

 

    该实验室负责人指出，我国是β-内酰胺类抗生素生产大国但不是强国，这主要表现在由青霉素和头孢菌素原料生产3大中间体（6-APA，7-AD鄄CA和7-ACA）及其下游产品的能力较弱，造成产品成本高，质量和附加值较低。例如其中的7-ACA在国外已经实现了生物酶法生产，而我国仍沿用成本高、对环境污染极大的化学裂解法。主要原因是酶技术被欧美制药公司封锁，市场上进口的固定化D-氨基酸氧化酶和固定化GL-7-ACA酰化酶价格高昂，造成酶法生产7-ACA成本居高不下。因此，要想通过酶技术工业化大规模生产青霉素类和头孢霉素类抗生素的中间体，惟有自行开发才是国内制药企业今后真正的出路。

 

    据介绍，早在"七五""八五"攻关期间，该实验室的研究人员就开展了两步酶法转化头孢菌素C为7-ACA的实验研究。他们采用基因克隆、基因体外钝化、体内DNA重组和细胞融合等多种生物技术，构建了能够生产D-氨基酸氧化酶和GL-7-ACA酰化酶的多倍体三角酵母，同时培养出了适合于酶促转化的宿主菌以及基因工程菌等多株工业用菌种，建立了产酶菌株的发酵、头孢菌素C的酶促转化和产品提取纯化等"两步酶法生产7-ACA"的技术工艺路线。之后，该实验室又与浙江海正药业股份有限公司合作，进行了中试放大的"九五"攻关研究，在150升酶反应罐中，以3%头孢菌素C发酵精制液时，无需结晶过程而是被两步酶反应直接转化为产品7-A鄄CA，其总转化率为73.4%，7-ACA的结晶质量达到国际标准。从而实现了本项目"九五"攻关预期目标，并通了过国家科技部的项目验收和成果认定。

 

    另外，在国家自然科学基金、"863计划"和"973计划"的资助下，该实验室研究人员利用自己建立的生物催化剂快速开发技术平台，除了固定化D-氨基酸氧化酶和固定化GL-7-ACA酰化酶，还分别研制出了耐乙酸丁酯的固定化青霉素G酰化酶、头孢合成用固定化青霉素G酰化酶和D-海因酶/D-氨甲酰水解酶等第二代β-内酰胺类抗生素用生物催化剂，目前已获得技术专利十余项。小试的各项指标均达到或超过国外同类催化剂水准；随后他们与哈药集团等大型企业合作进行了相关产品的中试放大试验，其中某些项目已被推荐到国家发改委申报2005年生物产业升级和结构调整重大项目。

 

    这些生物催化剂的应用，将进一步降低国内β-内酰胺抗生素中间体包括母核和侧链的生产成本，逐步实现清洁高效的生产工艺流程，提高β-内酰胺类抗生素的生产技术水平，进而带动我国整个半合成β-内酰胺类抗生素工业的新发展。

 

（转载自“中国生物技术信息网”）