青霉素酰化酶的固定化與應用新進展

【摘要】在如今醫療體系發展的過程中，青霉素酰化酶已經被廣泛的使用到了抗生素制備體系中，以及一些多肽合成體系中。高效的青霉素酰化酶使用，能夠最大限度的提升酶本身在PH值、溶劑極性、溫度等各個方面適用效果大幅度提高，這實際上已經成為了青霉素酰化酶在如今工業體系中應用的關鍵。本篇文章著重針對青霉素酰化酶的固定化以及應用進展進行了全面詳細的探討。

【關鍵詞】青霉素酰化酶；載體；固定化；反應介質；固定化酶的應用

【中圖分類號】R395.6 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）05-0688-01

青霉素酰化酶本身在實際使用的過程中，呈現出了良好的溶劑記性使用想以及反復使用的多方面穩定效果，由于這一特性的存在，使得青霉素酰化酶已經成為了工業體系的關鍵梭子啊。下文主要是從載體選擇固化以及應用的進展上來進行了全面詳細的探討。

1、載體形式

1. 1有機高分子載體

有機載體本身在實際使用的過程中，實際上具備了極為優秀的機械性強度，同時也完全可以通過產業化形式進行生產，天然性質的高分子載體在實際運行的過程過程中，表現出了極為優秀的傳質性能、無毒性，被廣泛使用到了殼聚糖、甲殼素之中。由于其本身呈現出的有機分子有著較高的強度，但是在傳質性能較差的情況下，例如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等一列的物質。而從相關的研究結果來看，在針對高密度環氧結構體系下的載體固定，使用青霉素酰化酶執行了相應的處理之后又，催化活力所表現出的相關游離酶在這一過程中大幅度的 提高，并且呈現出的重復使用穩定性也極強。

1.2無機分子載體

在如今材料學持續發展的過程中，已經涌現出了孔分子篩形式的載體，其本身能夠有效的對于高穩定的固化酶進行制備處理。在使用了無機載體執行表面修飾以及酶固定的相關措施之后，其本身所表現出的相關性能實際上必然能夠有較大幅度的提升。某小組在進行課題研究的過程中，曾直接使用表面氨基形式的介孔二氧化硅材料，來針對青霉素酰化酶加以固定處理，其中呈現出的活力實際上直接達到了90%及以上，特別是在循環使用10次的催化處理之后，其中所表現出的活力實際上依然是維持在94%的水平上。特別是在固化酶本身在負載率能夠達到9500的情況下，催化活力也就能夠達到200U/mg的級別以上，這對于其本身的載體性能來說，有著極大的提升。

1. 3復合載體

有機載體形式和無機載體形式，在實際使用的過程中，實際上各有各的優勢性存在。而絕大部分的研究，實際上都是直接立足于結合體系后，來使得這兩種形式的載體得以結合，有效的改進了材料本身表現出的多方面性能所在。

2青霉素酰化酶的固定化方法

固定方法本身在實際選擇的過程中，實際上就是在對于酶與載體所表現出的多方面固定過程加以選擇的種地那。在針對載體進行固定處理的過程中，通常情況下都涉及到了共價偶聯法、包埋法、吸附法等幾個方面的措施，而在針對無載體的固定處理過程中，就廣泛使用的是交聯酶聚集體、交聯酶這兩種處理措施。但同時，不同形式的固化方式也必然有著不同的特性，這方面必須要引起足夠的重視。

2. 1載體固定法

吸附法本身在實際執行的過程中，實際上就是通過載體的表面、酶表面兩個次級鍵來進行相互作用影響，進而有效的對于離子吸附、物理吸附等方面的需求加以滿足。物理吸附處理過程中，載體本身的表面實質上對于蛋白質的使用來說起到了良好的高吸附性影響。而對于離子吸附來說，其本身就是直接通過酶解離的方式，來促使其自身能夠和載體上存在的電荷正負極進行固定酶處理，也就是會所，酶本身在整個過程中沒有直接的參與到其中。而共價偶聯法在應用的過程中，實際上主要就是通過側鏈基團的方式，來促使載體自身的功能基團得以和共價鍵面之間保持良好的固定性。并且從交聯劑以及對于青霉素酰化酶進行了共價結合處理之后，固定化酶最終呈現出的酶活以及酶負載率，實際上相較于沒有經過洗滌處理的固化酶之間進行比較來看，并沒有出現極為明顯的下降先，也就是說，載體本身和青霉素酰化酶之間不存在吸附固定，而是以共價形式存在。

2. 2無載體固定法

（1）交聯酶晶體

晶體晶格中蛋白質濃度接近理論極限，濃縮的蛋白形成晶體，通過戊二醛等多功能試劑將酶永久交聯，分子中靜電反應和疏水反應數量增加，明顯增強了蛋白質的穩定性。交聯酶晶體可用于多膚合成、酶傳感器、化妝品和洗滌劑等需要高穩定性和高活性蛋白質的領域，應用前景廣泛。

（2）交聯酶聚集體

CLEAs的活性和穩定性可與CLECs相媲美。在CI_EAs制備中，濃縮的酶蛋白會發生物理聚集而形成超分子結構，加人無機鹽、有機溶劑或其他大分子試劑可使其聚集體沉淀析出，能保持酶的三維構象和活性。再用多功能交聯劑將該酶聚集體交聯捆綁形成CLEAs a CLEAs催化的高效轉化率和高效可循環再利用的特點，有利于實現固定化青霉素酰化酶的工業應用價值。

3固定化青霉素酰化酶的應用

3.1酶法制備6-APA和7-ADCA

在堿性的相關條件因素之下，青霉素本身的酰化酶催化水解處理過程中，能夠直接形成一些酰胺抗生素生成所必須要的中間體，例如6-APA和7-ADCA。在使用酶法進行催化處理的過程中，其自身所表現出的相關效率極高，同時還可以通過可重復性的使用來使得相關的成本大幅度降低，提升競爭優勢。同時，非水相在實際執行的過程中，還能夠有效的對于固定化青霉素進行酰化處理，進而促使其中的產物濃度、底物大幅度著增加，這對于提升預期發展方向來說，起到了至關重要的作用。同時還對于相關的反應速率有所提升，能夠使得產物6-APA能夠更好的進行提取、分離操作，有著良好的操作便捷性。

3.2酶法合成

用6-APA， 7-ADCA等中間體與新的D-氨基酸類在酸性條件下可合成各種具有新的抗菌活性和抗菌譜的半合成抗生素。固定化酶的酶法合成具有反應條件溫和、工藝操作簡單、無需基團保護等優勢。已報道的酶法合成產品有阿莫西林、頭抱氨節和氨節西林等。熱力學分析推測固定化青霉素酰化酶在非水相中的合成產率高于水溶液，可避免游離酶的不穩定性，但影響酶構象。

3.3多膚合成中脫保護

固定化青霉素酰化酶還可用于有機合成中活性基團的保護。有機合成中常用酰化方法保護一OH或-NHZ，利用固定化青霉素酰化酶溫和條件下水解，除去酰化的保護基，起到脫保護作用。

4結束語

綜上所述，現如今我國的醫療體系隨著疾病的增多，進入到了一個飛速發展的時期，這也推動了青霉素酰化酶的固定研究工作。雖然說直接通過適當的載體選擇，能夠使得酶種類在進行優化組合的過程中，呈現出良好的活力穩定性。那么單純的對于一些非本領域所涉及到的方法來期望達到高效的突破，實際上是遠遠不足的。如何提升青霉素固定化酶所表現出的重負使用穩定性、存儲穩定性，還必須要進行持續性的深入研究，保證載體得以符合催化反應的基本需求。這方面的完善，對于我國醫學體系的發展完善來說，起到了至關重要的作用。

參考文獻

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