Нетрадиционные пути получения ядер ?-лактамных антибиотиков ферментативной трансформацией пенициллинов и цефалоспоринов
Научная новизна. Впервые документирована и детально исследована активность пенициллинацилазы из E. coli в кислых средах (рН 3−4). Предложены и исследованы новые методы получения ядер Р-лактамных антибиотиков — 6-аминопенициллановой (6-АРА) и 7-аминодезацетоксицефалоспорановой (7-ADCA) кислот. Один из них заключается в ферментативном гидролизе соответствующих антибиотиков в кислых средах… Читать ещё >
Содержание
- Список принятых сокращений и обозначений
- Глава 1. Литературный обзор
- 1. 1. Ядра Р-лактамных антибиотиков
- 1. 1. 1. Р-лактамные антибиотики — представители класса антиинфекционных препаратов
- 1. 1. 2. Ядра р-лактамных антибиотиков
- 1. 1. 3. Физикохимические свойства ядер Р-лактамных антибиотиков
- 1. 1. 4. Основные методы получения ядер антибиотиков
- 1. 2. Пенициллинацилаза — основной фермент химии антибиотиков
- 1. 2. 1. Первый биокаталитический промышленный процесс
- 1. 2. 2. Пенициллинацилаза — представитель семейства Ntn-гидролаз
- 1. 2. 3. Субстратная специфичность пенициллинацилаз
- 1. 3. Получение ядер антибиотиков трансформацией пенициллинов и цефалоспоринов
- 1. 3. 1. Термодинамика гидролиза пенициллинов и цефалоспоринов
- 1. 3. 2. Кинетические закономерности ферментативного гидролиза Р-лактамных антибиотиков
- 1. 3. 3. Биокаталитическая трансформация пенициллинов и цефалоспоринов в промышленности
- 1. 4. Современные подходы к повышению производительности стадии биотрансформации антибиотиков
- 1. 1. Ядра Р-лактамных антибиотиков
- Глава 2. Экспериментальная часть
- 2. 1. Материалы
- 2. 2. Методы
- 2. 2. 1. Определение концентрации активных центров пенициллинацилазы
- 2. 2. 2. Определение активности пенициллинацилазы по гидролизу NIPАВ
- 2. 2. 3. Определение каталитических параметров гидролиза NTPAB в воде
- 2. 2. 4. Определение каталитических параметров гидролиза NIP АВ в D2O
- 2. 2. 5. Анализ компонентов реакции гидролиза антибиотиков в двухфазных системах 'вода-бутилацетат'
- 2. 2. 6. Ферментативный гидролиз в двухфазных системах
- 2. 2. 7. Проведение реакций гидролиза антибиотиков в двухфазных системах в условиях, близких к равновесию
- 2. 2. 8. Очистка L, D-PGCN-HC
- 2. 2. 9. Синтез изопропилового эфира фенилглицина
- 2. 2. 10. Синтез амида триптофана
- 2. 2. 11. Синтез изопропиламида фенилглицина
- 2. 2. 12. Анализ компонентов реакционной смеси при получении ядер антибиотиков ацильным переносом
- 2. 2. 13. Получение 6-АРА ферментативным переносом с PenG или PenV на амиды аминокислот
- 2. 2. 14. Получение 7-ADCA ферментативным переносом с CephG на амиды аминокислот
- 2. 2. 15. Получение 6-АРА ферментативным переносом с PenG на эфиры аминокислот
- 2. 2. 16. Получение 6-АРА ферментативным переносом на с PenG на нитрилы аминокислот
- 2. 2. 17. Определение рК аминогрупп производных аминокислот
- 2. 2. 18. Определение растворимости ацилированных производных аминокислот
- 2. 2. 19. Определение термодинамических констант синтеза фенилацетильных производных аминокислот
- 2. 2. 20. Синтез PenG'-L-PGCNH+
- 2. 2. 21. Синтез CephG'-L-PGCNH+
- 2. 2. 22. Получение 6-АРА, исходя из PenG'-L-PGCNTT
- 2. 2. 23. Получение 7-ADCA, исходя из CephG"-L-PGCNH+
- 2. 2. 24. Анализ компонентов реакционной смеси при конденсации фенилуксусной кислоты с фенилглицинонитрилом
- 2. 2. 25. Анализ оптической чистоты фенилглицинонитрила при его конденсации с фенилуксусной кислотой
- 2. 2. 26. Ферментативная конденсация фенилуксусной кислоты с фенилглицинонитрилом
- 2. 2. 27. Синтез ионных комплексов антибиотиков и производных аминокислот
- 3. 1. Ферментативный гидролиз р-лактамных антибиотиков в кислой среде в двухфазных системах «водный раствор — несмешивающийся с водой органический растворитель»
- 3. 1. 1. Теоретический анализ модели гидролиза антибиотиков в кислой среде в двухфазных системах
- 3. 1. 1. 1. Термодинамика гидролиза в двухфазных системах
- 3. 1. 1. 2. Факторы, влияющие на выход гидролиза
- 3. 1. 2. Экспериментальное исследование гидролиза антибиотиков в кислой среде в двухфазных системах
- 3. 1. 2. 1. Особенности гидролиза антибиотиков в кислой среде в двухфазных системах
- 3. 1. 2. 2. Экспериментальная зависимость выхода ядра антибиотика от рН
- 3. 1. 2. 3. Зависимость выхода от начальной концентрации антибиотика
- 3. 1. 2. 4. Динамическое пересыщение раствора ядра антибиотика в ходе реакции
- 3. 1. 2. 5. Состояние равновесия при гидролизе антибиотиков в двухфазной системе
- 3. 1. 2. 6. Соответствие между термодинамически равновесным и кинетически достижимым выходом в исследуемых системах
- 3. 1. 1. Теоретический анализ модели гидролиза антибиотиков в кислой среде в двухфазных системах
- 3. 2. 1. рН-зависимость каталитических параметров гидролиза NIPAB
- 3. 3. 1. Идея метода
- 3. 3. 2. Критерии эффективности получения ядер антибиотиков ацильным переносом
- 3. 3. 3. Реализация ацильного переноса: термодинамически и кинетически К контролируемые режимы
- 3. 3. 4. 1. Процессы, сопряженные с ацильным переносом
- 3. 3. 4. 2. Математическая модель термодинамики ацильного переноса
- 3. 3. 4. 3. Качественный анализ термодинамики образования амидной связи в рамках синтетических потенциалов
- 3. 3. 4. 4. Величины синтетических потенциалов
- 3. 3. 4. 5. Количественный анализ термодинамики получения ядер антибиотиков ацильным переносом
- 3. 3. 6. Использование различных классов нуклеофилов для получения ядер антибиотиков ацильным переносом: эфиры аминокислот
- 3. 3. 6. 1. Бензиловыйэфир аланина
- 3. 3. 6. 2. Метиловый эфир гистидина
- 3. 3. 6. 3. Метиловый эфир фенилглицина
- 3. 3. 6. 4. Метиловый эфир триптофана
- 3. 3. 6. 5. Этиловый эфир фенилаланина
- 3. 3. 6. 6. Изопропиловый эфир L-фенилглицина
- 3. 3. 7. Использование различных классов нуклеофилов для получения ядер антибиотиков ацильным переносом: амиды аминокислот
- 3. 3. 7. 1. Амид фенилглицина
- 3. 3. 7. 2. Амид триптофана
- 3. 3. 7. 3. N-изопропиламид фенилглицина
- 3. 3. 8. Использование различных классов нуклеофилов для получения ядер антибиотиков ацильным переносом: нитрилы аминокислот
- 3. 3. 8. 1. Нитрил фенилглицина
- 3. 3. 8. 2. Нитрил фенилаланина
- 3. 4. 1. Определение термодинамических параметров комплексообразования из экспериментальных данных
- 3. 4. 2. Влияние комплексообразования между антибиотиком и нуклеофилом на термодинамику ацильного переноса
- 3. 4. 3. Энантиоселективность комплексообразования
- 3. 4. 4. Использование комплексообразования
- 3. 5. 1. Эффективность ферментативного прямого ацилирования
- 3. 5. 2. Перспективы использования разделения аминонитрилов прямым ацилированием
Нетрадиционные пути получения ядер ?-лактамных антибиотиков ферментативной трансформацией пенициллинов и цефалоспоринов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность темы
исследования. По всеобщим прогнозам антибиотики будут активно востребованы медициной по крайней мере еще несколько десятков лет, что ставит новые требования к эффективности и качеству их производства. Использование ферментов, пенициллинацилаз, для получения ядер Р-лактамных антибиотиков гидролизом пенициллинов и цефалоспоринов стало в свое время первым промышленным биокаталитическим процессом, открывшим новые перспективы развития фармацевтической промышленности. Благодаря этому, антибиотики стали самыми распространенными и доступными медикаментамипотребность в них возрастает и по сей день. В этой связи разработка новых подходов, позволяющих заменить химические стадии производства биотехнологическими, интегрировать процесс, сократить расход реагентов и т. д. являются весьма актуальными.
Цель и задачи исследования
Основной целью данной работы явилось исследование принципиально новых подходов, новых ферментативных процессов получения ядер Р-лактамных антибиотиков — 6-аминопенициллановой (6-АРА) и 7-аминодезацетоксицефалоспорановой (7-ADCA) кислот, исходя из таких субстратов как бензилпенициллин (PenG), феноксиметилпенициллин (PenV), бензилдезацетоксицефалоспорин (CephG). В задачи входило изучение термодинамики соответствующих процессов, а также кинетических закономерностей их протекания, оценка эффективности предложенных подходов в сравнении с традиционным процессомферментативным гидролизом.
Научная новизна. Впервые документирована и детально исследована активность пенициллинацилазы из E. coli в кислых средах (рН 3−4). Предложены и исследованы новые методы получения ядер Р-лактамных антибиотиков — 6-аминопенициллановой (6-АРА) и 7-аминодезацетоксицефалоспорановой (7-ADCA) кислот. Один из них заключается в ферментативном гидролизе соответствующих антибиотиков в кислых средах в двухфазных системах «водный раствор — несмешивающийся с водой органический растворитель». Другой оригинальный подход состоит в получении ядер не гидролизом, как в традиционной схеме, а ферментативным ацильном переносом на внешний нуклеофил: эфиры, амиды и нитрилы аминокислот. Проведено детальное изучение термодинамических и кинетических закономерностей протекания предложенных процессов получения ядер антибиотиков. Попутно обнаружено и исследовано явление образования ионных комплексов между антибиотиками и производными аминокислот.
Показана способность ПА из E. coli эффективно использовать фенилуксусную кислоту в качестве ацилирующего агента в кислых средах.
Практическая значимость работы. Благодаря установленной активности фермента (ПА из E. coli) в кислых средах расширен спектр его применений в биокатализе. В частности, показана его эффективность в получении ядер антибиотиков гидролизом в кислых средах в двухфазных системах, что позволяет интегрировать стадии биосинтеза антибиотика и его трансформации с получением соответствующего ядра. Показана возможность получения ядер антибиотиков ферментативным ацильным переносом с выходом, превышающим 99%. Производительность предложенного процесса в несколько раз превышает производительность традиционного ферментативного гидролиза. Показана эффективность получения ядер антибиотиков ацильным переносом в кислых средах на нуклеофилы с низким рК (нитрилы аминокислот). Высокая энантиоселективность ацильного переноса, демонстрируемая ПА из E. coli, позволила также сопрячь процессы получения ядра антибиотика с разделением рацемата нуклеофила. Было показано, что фенилуксусная кислота способна выступать в кислых средах ацилирующим агентом, не уступающим по эффективности активированным производным.
Основные результаты и выводы.
1. Исследован ферментативный гидролиз Р-лактамных антибиотиков в кислой среде (рН 3−4) в двухфазных системах «водный раствор — несмешивающийся с водой органический растворитель». Термодинамически равновесный выход 6-АРА и 7-ADCA в рассмотренных условиях составляет 90% и 99% соответственно.
2. Отмечено образование стабильных пересыщенных растворов ядер антибиотиков в ходе гидролиза в двухфазной системе в кислой среде. Показано, что вследствие пересыщения кинетически достижимый выход 6-АРА и 7-ADCA снижается соответственно до 70% и 90%.
3. Впервые документирована и детально исследована активность пенициллинацилазы из Exoli в кислых средах. Показано, что протонирование группы с рК~5 лишь частично снижает активность фермента, в то время как ключевая в катализе группа имеет рК~3 и может быть соотнесена с аминогруппой SerlB, обладающей аномально низкой основностью.
4. Исследован метод получения ядер Р-лактамных антибиотиков ферментативным ацильным переносом на внешний нуклеофил: эфиры, амиды и нитрилы аминокислот. Продемонстрировано повышение выхода ядра до 99% и выше с использованием метилового эфира и амида триптофана, этилового эфира фенилаланина, изопропилового эфира фенилглицина, фенилаланинонитрила.
5. Показано, что при подходящем выборе нуклеофила (фенилаланинонитрил) вклад конкурирующей реакции гидролиза не превышает 1%.
6. Продемонстрировано увеличение производительности процесса в несколько раз в сравнении с традиционным гидролизом, как за счет ускорения реакции, так и за счет повышения концентраций реагентов.
7. Показана эффективность ацильного переноса в кислых средах на нитрилы аминокислот, сопровождаемого осаждением ядра антибиотика.
8. Исследована термодинамика и энантиоселективность образования ионных комплексов р-лактамных антибиотиков с эфирами, амидами, нитрилами аминокислот. Показан пример разделения рацемата фенилглицинонитрила с помощью энантиоселективной кристаллизации.
9. Обнаружена способность ПА из E. coli использовать фенилуксусную кислоту в качестве эффективного ацилирующего агента в кислой среде. Проведено разделение рацемата фенилглицинонитрила с помощью энантиоселективного ацилирования ФУК в водной среде.
Список литературы
- A. Bruggink Short course of industrial chemistry, Moscow State University, 2003.
- H.C. Егоров Основы учения об антибиотиках, изд-во МГУ, 1994.
- Б.П Брунс, Е. М. Савицкая, Н. Н. Шелленберг, Г. С. Либинсон, Т. С. Колыгина, Е. Н. Дружинина, Физикохимические свойства 6-аминопенициллановой кислоты кривые титрования и растворимость, Антибиотики, 1962, 7, 440−442.
- П.С. Ныс, Е. В. Кольцова, Н. Н. Шелленберг, Е. М. Савицкая, М. М. Левитов, Физикохимические свойства 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты, Антибиотики, 1976, 5,391−394.
- М.С. Булычева, П. С. Ныс, Е. М. Савицкая, Физикохимические свойства 7-аминоацетоксицефалоспорановой кислоты, Антибиотики, 1977, 12, 1073−1076.
- Г. С. Либинсон, Устойчивость 6-аминопенициллановой кислоты в водных растворах низкой и средней концентрации, Хим. Фарм. Ж., 1971, 9, 37−41.
- Т. Yamana, A. Tsuji, Y. Muzakami, Kinetic approach to the development in p-Iactam antibiotics. I. Comparative stability of semisynthetic penicillins and 6-aminopenicillanic acid in aqueous solution, Chem. Pharm. Bull., 1974, 22, 1186−1197.
- T. Yamana, A. Tsuji, Comparative stability of cephalosporins in aqueous solution. Kinetics and mechanism of degradation, J. Pharm. Sci., 1976, 65, 1566−1574.
- Г. С. Либинсон, Проблемы стандартизации антибиотиков. Устойчивость пенициллинов и цефалоспоринов в растворах, Антибиотики, 1983, 2, 56−75.
- F.R. Batchelor, F.P. Doyle, J.H.C. Nayer, G.N. Rolinson, Synthesis of penicillin: 6-APAin penicillin fermentation, Nature, 1959, 183, 257−258.
- K. Kato, Further notes on penicillin nucleus, J. Antibiotics, 1953, 6, 184.
- H.W.O. Weissenburger, M.G. Van der Hoeven, Reel. Trav. Chim. Pays-Bas, 1970, 89, 1081−1084.
- J.G. Shewale, H. Sivaraman, Penicillin acylase: enzyme production and its application in the manufacture of 6-APA, Proc. Biochem. 1989, 24, 146−154.
- J.G. Shewale, B.S. Desphande, V.K. Sudhakaran, S.S. Ambedkar, Penicillin acylases: applications and potentials, Proc. Biochem. 1990, 25, 97−103.
- G.N. Rolinson, F.R. Batchelor, D. Butterworth, J. Cameron-Wood, M. Cole, G.C. Eustace, M.V. Hart, M. Richards, E.B. Chain, Formation of 6-aminopenicillanic acid from penicillin by enzymatic hydrolysis. Nature, 1960, 187, 236−237.
- H.T. Huang, A.R. English, T.A. Seto, G.M. Shull, B.A. Sobin, Enzymatic hydrolysis of the side chain of penicillins, J. Am. Chem. Soc, 1960, 82, 3790−3791.
- C.A. Claridge, A. Gourevitch, J. Lein, Bactarial penicillin amidase, Nature, 1960, 187, 237−238.
- R.B. Morin, B.G. Jackson, R.A. Mueller, E.R. Lavagnino, W.B. Scanlon, S.L. Andrews, Chemistry of cephalosporin antibiotics. III. Chemical correlation of cephalosporin and penicillin antibiotics, J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 1896−1897.
- J. Velasco, J.L. Adrio, A.M. Moreno, B. Diez, G. Soler, J.L. Barredo, Environmentally safe production of 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid (7-ADCA) using recombinant strains of Acremonium chrysogenum, Nature Biotechnol, 2000, 57, 328−332.
- F. Alfani, M. Cantarella, N. Cutarella, A. Gallifuoco, P. Golini, D. Bianchi, Enzymatic conversion of cephalosporin С into glutaryl 7-aminocephalosporanic acid. A study in different reactor configurations, Biotechnol. Lett. 1997, 19, 175−178.
- Sakaguchi K. and Murao S. A preliminary report on a new enzyme, «penicillin-amidase». J. Agr. Chem. Soc. (Japan). 1950, 23,411−414.
- Murao S. Penicillin-amidase. 3. Mechanism of penicillin-amidase on sodium penicillin. J. Agr. Chem. Soc. (Japan). 1955, 29, 404−407.
- D.A. Self, G. Kay, M.D. Lilly The conversion of benzylpenicillin to 6-aminopenicillanic acid using an insoluble derivative of penicillin amidase, Biotechnol. Bioeng. 1969, 11, 337−348.
- Patent 1 183 260 (England) Insolubilized enzymes and their preparation and use / M.D. Lilly, G. Kay, R.J. Wilson, A.K. Sharp, 1970.
- D. Warburton, P. Dunnil, M.D. Lilly Conversion of benzylpenicillin to 6-aminopenicillanic acid in a batch reactor and continuous feed stirred tank reactor using immobilized penicillin amidase, Biotechnol. Bioeng. 1973, 15, 13−25.
- A. Parmar, H. Kumar, S.S. Marawaha, J.F. Kennedy Advances in enzymatic transformation of penicillins to 6-aminopenicillanic acid, Biotechnology Advances, 2000, 18, 289−301.
- A.L. Margolin, Novel crystalline catalysts, Trends in Biotechnology, 1996, 14, 223−230.
- Y. Yao, J.J. Lalonde Unexpected enantioselectivity and activity of penicillin acylase in the resolution of methyl 2,2-dimethyl-l, 3-dioxane-4-carboxylate, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2003, 22, 55−59.
- L. Cao, L. F. van Rantwijk, R. A. Sheldon Cross-linked enzyme aggregates: a simple and effective method for the immobilization of penicillin acylase, Org. Lett. 2000, 2, 1361−1364.
- L. Cao, L. M. van Langen, F. van Rantwijk, R. A. Sheldon Cross-linked aggregates of penicillin acylase: robust catalysts for the synthesis of p-lactam antibiotics, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2001, 11,665−670.
- J.A. Brannigan, G. Dodson, H.J. Duggleby, P.C. Moody, J.L. Smith, D.R. Tomchick, A.G. Murzin A protein catalytic framework with an N-terminal nucleophile is capable of self-activation, Nature, 1995, 378,416−419.
- H.J. Duggleby, S.P. Tolley, C.P. Hill, E.J. Dodson, G. Dodson, P.C. Moody, Penicillin acylase has a single-amino-acid catalytic centre, Nature, 1995,373,264−268.
- C. Oinonen, J. Rouvinen, Structural comparison of Ntn-hydrolases, Protein. Sci. 2000. 9, 2329−2337.
- C.G. Suresh, A.V. Pundle, K.N. Rao, H. SivaRaman, J.A. Brannigan, C.E. McVey, C.S. Vcnna, Z. Dauter, E.J. Dodson, C.G. Dodson Penicillin V acylasc crystal structure reveals new Ntn-hydrolasc family members, Nature Struct. Biol. 1999 6,414−416.
- J. Pci, N.V. Grishin Peptidase family U34 belongs to the superfamily of N-terminal nucleophile hydrolases, Protein Sci. 2003, 12, 1131−1135.
- G. Schumacher., D. Sizmann, H. Haug, P. Buckel. A. Bock Penicillin acylase from E. coli: unique gene-protein relation, Nucleic Acid. Res. 1986, 14, 5713−5727.
- M. Cole Properties of the penicillin deacylase enzyme of Escherichia coli, Nature. 1964. 203, 519−520.
- M. Cole Deacylation of acylamino compounds other than penicillins by the cell-bound penicillin acylasc of Escherichia coli, Biochem. J. 1969, 115, 741−745.
- H.C. Бондарева, M.M. Левитов, M.C. Рабинович Изучение субстратной специфичности пенициллинацилазы из Exoli, Биохимия, 1969, 34, 478−783.
- М. Van der Mey. Е. De Vroom Substrate specificity of immobilized penicillin-G acylase, Bioorg. Med. Chem. Lett. 1994, 4, 345−348.
- M. Robak, A. Szewczuk Penicillin amidase from Proteus rettgeri, Acta Biochimica. Polonica. 1981, 28 275−284.
- D. Chiang, RE. Bennet Purification and properties of penicillin amidase from Bacillus megaterium. J. Bacteriol. 1967, 93, 302−308.
- Г. Г. Чилов, Д. Т. Гуранда, B.K. Швядас Роль гидрофобности в связывании спиртов активным центром пенициллинацилаз, Биохимия, 2000, 65, 1135−1139.
- A. Plaskie, Е. Roets, Н. Vanderhaeghe Substrate specificity of penicillin acylase of E.coli. J. Antibiotics. 1978, 31,783−788.
- И.А. Ямсков, M.B. Буданов, В. А. Даванков, П. С. Ныс, Е. М. Савицкая Энантиоселективный гидролиз N-фенилацетал-0,Ь-С-фснилглицина пенициллинамидогидролазой из E. coli и ее иммобилизированными препаратами. Биоорг. химия. 1979, 5, 604−610.
- Д. Т. Гуранда Субстратная специфичность и стереоспецифичность пенициллинацилаз из Escherichia coli и Alcaligenes faecalis, диссертация на соискание кандидата хим. наук, Москва, МГУ им. М. В. Ломоносова, 2000.
- V.K. Svedas, M.V. Savchenko, A.I. Bcltser, D.F. Guranda Enantioselective penicillin acylase-catalyzed reactions: factors governing substrate and stereospecificity of the enzyme, Ann. N.-Y. Acad. Sci. 1996,799, 659−669.
- W.B. Alkema, A.K. Prins, E. de Vries, D.B. Janssen Role of alphaArgl45 and betaArg263 in the active site of penicillin acylase of Escherichia coli, Biochem J. 2002, 365, 303−9.
- A.S. Soloshonok, A.G. Kirilenko, N.A. Fokina, I.P. Shishkina, S.V. Galushko, V.P. Kukhar, V.K. Svedas, E.V. Kozlova Biokatalytic resolution of p-fluoroalkyl-p-amino acids, Tetrahedron: Asymmetry. 1994, 5, 1119−1126.
- Svedas V., Guranda D" Van Langen L., Van Rantwijk F. and Sheldon R. Kinetic study of penicillin acylase from Alcaligenes faecalis. FEBS Lett. 1997, 417, 414−418.
- D.T. Guranda, L. M. van Langen, F. van Rantwijk, R. A. Sheldon, V. K. Svedas Highly efficient and enantioselective enzymatic acylation of amines in aqueous medium, Tetrahedron: Asymmetry, 2001, 12, 1645−1650.
- J. G. Shewale, V. K. Sudhakaran Penicillin V acylase: Its potential in the production of 6-aminopcnicillanic acid. Enzyme Microb. Technol. 1997, 20, 402−410.
- Y.B. Tewari, R.N. Goldberg Thermodynamics of the conversion of penicillin G to phenylacetic acid and 6-aminopenicillanic acid, Biophys. Chem. 1988,29,245−252,.
- П.С. Ныс, Д. Э. Сатарова, JI.B. Подшибякина, В. Б. Корчагин, Е. М. Савицкая Псницилиинамидаза из E.coli. Кинетические и равновесные параметры ферментативного гидролиза 8-фенилацетамидодезацетоксицефалоспорановой кислоты. Антибиотики, 1980, 11,808−815.
- R.D. Godoy, L.F. Sanabria, A. Gomez Aguiree, L. Giraldo, A. Gomez Ordonez, G. Buitrago Reaction heat measurements in the enzymatic hydrolysis reaction of penicillin GK to obtain 6-APA, Enzyme Microb. Technol. 1996, 19, 585−589.
- CO Roclie Diagnostics Corporation, http://www.roche-applied-science.com/indbio/ind/framesetbiocatalysts.htm
- Y.B. Tewari, R.N. Goldberg Thermodynamics of the conversion of penicillin G to phenylacctic acid and 6-aminopenicillanic acid, Biophys. Chem. 1988,29,245−252,.
- П.С. Ныс, Диссертация на соискание звания доктора химических наук, Москва, 1983.
- И.В. Березин, А. А. Клесов, A. J1. Марголин, П. С. Ныс, Е. М. Савицкая, В. К. Швядас Изучение пенициллинамидазы из E.coli. рН-зависимость кинетических параметров ферментативного гидролиза бензилпенициллина, Антибиотики, 1976, 21, 411−415.
- В.К. Швядас, А. А. Клесов, A.JI. Марголин, П. С. Ныс, Е. М. Савицкая, И. В. Березин Изучение пенициллинамидазы из E.coli. Кинетика ферментативного гидролиза 7-фенилацетамидодезацетоксицефалоспорановой кислоты, Антибиотики, 1976, 21, 698−704.
- П.С. Ныс, Д. Э. Сатарова, JI.B. Подшибякина, В. Б. Корчагин, Е. М. Савицкая Пеницилиинамидаза из E.coli. Кинетические и равновесные параметры ферментативного гидролиза 8-фенилацетамидодезацетоксицефалоспорановой кислоты, Антибиотики, 1980, 11, 808−815.
- V.K. Sudhakaran, B.S. Deshpande, S.S. Ambedkar, G.C. Shewale Enzymatic hydrolysis of 7-phenylacetamidodesacetoxycephalosporanic acid by immobilized penicillin G acylase, Hindustan Antibiot Bull, 1989,31,79−82.
- C.K. Lee, Performance of a cyclic operated multicolumns recirculated packed bed batch reactor for 6-APA production, Bioprocess Eng. 1997, 16, 237−242.
- A.M.A. Nabais, J.P. Cardoso Enzymatic conversion of benzylpenicillin to 6-aminopenicillanic acid in concentrated ultrafiltrated broths, Bioprocess Eng. 2000,23, 191−197.
- A.M.A. Nabais, J.P. Cardoso Purification of benzylpenicillin filtered broths by ultrafiltration and effect on solvent extraction, Bioprocess Eng. 1999, 21, 157−163.
- A.M.A. Nabais, J.P. Cardoso Ultrafiltration of fermented broths and solvent extraction of antibiotics, Bioprocess Eng. 1995, 13,215−221.
- A.M.A. Nabais, J.P. Cardoso Concentration of ultrafiltrated benzylpenicillin broths by reversed osmosis, Bioprocess Eng. 2000, 22,215−221.
- K. Shugerl Integrated processing of biotechnology products, Biotechnology Advances, 2000, 18, 581−599.
- T. Barenschee, T. Sheper, K. Shugerl An integrated process for production and biotransformation of penicillin, J. Biotechnol. 1992, 26, 143−154.
- D. Rindfleisch, B. Syska, Z. Lazarova, K. Shugerl Integrated membrane extraction, enzyinic conversion and electrodialysis for the synthesis of ampicillin from pcnicillin G, Process Biochem. 1997, 32, 605−616.
- H.K. Gaidhani, K.L. Wasewar, V.G. Pangarkar Intensification of enzymatic hydrolysis of penicillin G: Part 1. Equilibria and kinetics of extraction of phenylacctic acid by Alamine 336, Chem. Eng. Sci. 2002, 57, 1979−1984.
- H.K. Gaidhani, V.L. Tolani, K.V. Pangarkar, V.G. Pangarkar Intensification of enzymatic hydrolysis of penicillin G: Part 2. Model of enzymatic reaction with reactive extraction, Chem. Eng. Sci. 2002, 57, 1985−1992.
- J. Danzig, W. Tischer, C. Wandrey Continuous enzyme-catalyzed production of 6-aminopenicillanic acid and product concentration by reversed osmosis, Chem. Eng. Technol. 1995, 18, 256−259.
- X. Cao, X.Y. Wu, T. Wu, K. Jin, B.K. Hur Concentration of 6-aminopenicillanic acid from penicillin bioconversion solution and its mother liquor by nanofiltration membrane, Biotechnol. Bioprocess Eng. 2001,6,200 204.
- В. Дженкс Катализ в химии и энзимологии, Москва, 'Мир', 1972.
- М. Reschke, К. Schugerl Reactive extraction of penicillin I: Stability of penicillin G in the presence of carriers and relationships for distribution coefficients and degrees, Chem. Eng. J. 1984. 28, B1-B9.
- V.K. Svedas, A.L. Margolin, I.V. Berezin Enzymatic synthesis of b -lactam antibiotics: a thermodynamic background, Enzyme Microb. Technol. 1980,2, 138−144.
- И.В. Березин, А. А. Клесов, П. С. Ныс, Е. М. Савицкая, В. К. Швядас Кинетика гидролиза бензилпенициллина, катализируемого пенициллинамидазой, Антибиотики. 1974, 19, 880−887.
- J.B. Jones Enzymes in organic synthesis, Tetrahedron, 1986, 42, 3351−3403.
- Y.L. Khmelnitsky, I.N. Zharinova, I.V. Berezin, A.V. Levashov, K. Martinek Detergentless inicroemulsions. A new microheterogeneous medium for enzymatic reaction, Ann. N. Y. Acad. Sci. 1987, 501, 161−164.
- M.B. Diender, A.J.J. Straathof, J.J. Heijnen Predicting enzyme catalyzed reaction equilibria in cosolvent-water mixtures as a function of pH and solvent composition, Biocatal. Biotransform. 1998, 16, 275−289.
- M. Reschke, K. Schugerl Reactive extraction of penicillin II: Distribution coefficients and degrees of extraction Chem. Eng. J. 1984, 28, В11-B20.
- G. Alvaro, R. Fernandez-Lafuente, R.M. Blanco, J.M. Guisan Immobilization-stabilization of penicillin Gacylase from Escherichia coli, Appl. Biochem. Biotechnol. 1990, 26, 181−195.
- J. Masarova, D. Mislovicova, P. Gemeincr, E. Michalkova. Stability enhancement of Escherichia coli penicillin G acylase by glycosylation with yeast mannan, Biotechnol. Appl. Biochem. 2001, 34, 127−133.
- L.A.M. van der Wielen, K.Ch.A.M. Luyben Integrated product formation and recovery in fermentation, Curr. Opin. Biotechnol. 1992, 3, 130−138.
- G.G. Chilov, V.K. Svedas Enzymatic hydrolysis of beta-lactam antibiotics at low pH in a two-phase «aqueous solution water-immiscible organic solvent» system" Can. J. Chem. 2002, 80,699−707.
- J. L. den Hollander, M. Zomerdijk, A. J. J. Straathof, L. A. M. van der Wielen Continuous enzymatic penicillin G hydrolysis in countercurrent water-butyl acetate biphasic systems, Chem. Eng. Sci. 2002, 57, 1591−1598.
- G. Chilov, A. Sidorova, V.K. Svedas How does Ntn-hydrolase act: a quantum mechanical insight, 6th World Congress of Theoretically Oriented Chemists, Lugano, Switzerland, 2002, Abstract PC 441.
- G. Chilov, A. Sidorova, V.K. Svedas Quantum chemistry of penicillin acylase action, 6th session of the V. A. Fock School on Quantum and Computational Chemistry, V. Novgorod, 2003, Abstract 782, p. 120.
- W.B. Alkema, A.K. Prins, E. de Vries, D.B. Janssen Role of alphaArgl45 and betaArg263 in the activc site of penicillin acylase of Escherichia coli, Biochem. J. 2002, 365, 303−309.
- W.B. Alkema, A.J. Dijkhuis, E. De Vries, D.B. Janssen, The role of hydrophobic active-site residues in substrate specificity and acyl transfer activity of penicillin acylase, Eur. J. Biochem. 2002, 269, 2093−2100.
- M. Morillas, C.E. McVey, J. A. Brannigan, A.G. Ladurner, L.J. Forney, R. Virdcn Mutations of penicillin acylase residue B71 extend substrate specificity by decreasing steric constraints for substrate binding, Biochem. J. 2003, 371, 143−150.
- C.E. McVey, M.A. Walsh, G.G. Dodson, K.S. Wilson, J.A. Brannigan Crystal structures of penicillin acylase enzyme-substrate complexes: structural insights into the catalytic mechanism, J. Mol. Biol. 2001, 313,139−50.
- АЛ Марголин, B.K. Швядасб П. С. Ныс, E.B. Кольцова, E.M. Савицкая, И. В. Березин Пенициллинамидаза из E.coli. Изучение рН-зависимости равновесной константы гидролиза ампициллина, Антибиотики, 1978, 2, 114−117.
- N. Kishore, Y.B. Tewari, W.T. Yap, R.N. Goldberg Thermodynamics of the hydrolysis of penicillin G and ampicillin, Biophys. Chem. 1994,49, 163−174.
- M.B. Diender, A.J.J. Straathof, J.J. Heijnen Predicting enzyme catalyzed reaction equilibria in cosolvent-water mixtures as a function of pH and solvent composition Biocatal. Biotransform. 1998, 16, 275−289.
- J. Tramper, H.H. Beeftink, A.E.M. Janssen, C.G.P.H. Schroen, V.A. Nierstrasz, P.J. Kroon, R. Bosma Thermodynamically controlled synthesis of b-lactam antibiotics. Equilibrium concentrations and side-chain properties, 1999, 24, 498−506.
- R.V. Ulijn, L. De Marin, P.J. Hailing, B.D. Moore, A.E. Janssen Enzymatic synthesis of beta-lactam antibiotics via direct condensation, J. Biotechnol, 2002, 99,215−222.
- R. Didziapetris, B. Drabnig, V. Schellenberger, H.-D. Jakubke, V. Svedas, Penicillin acylase catalyzed protection and deprotection of amino groups as a promising approach in enzymatic peptide synthesis, FEBS Lett. 1991, 287, 31−33.
- R.J. Didziapetris, V.K.§ vedas, Penycillin acylase catalyzed acyl group transfer to aminoacids, their esters and peptides: a kinetic study, Biomed. Biochim. Acta. 1991, 50, 237−242.
- F.H. Carpenter The free energy change in hydrolytic reactions: the non-ionized compound convention, J. Am. Chem. Soc. 1960, 82, 1111−1122.
- Е.Д. Дьяченко, JIB. Козлов, B.K. Антонов Свободная энергия гидролиза различных амидных связей, образованных а-карбоксильными группами ациламинокислот, Биоорг. Хим. 1977, 3, 99−104.
- Е.Д. Дьяченко, Л. В. Козлов, В. К. Антонов Свободная энергия гидролиза п-нитроанилидов N-ацетиламинокислот. Биохимия 1971, 36, 981−984.
- А.П. Кондратьева, Е. Н. Дружинина, Б. П. Брунс, Т. А. Николаева Устойчивость 6-АРА в водных растворах. Антибиотики, 1962, 2, 442−446.
- Д.М. Уголева Изучение ферментативного синтеза N-фенилацетильных поизводных аминокислот и их эфиров, катализируемого пенициллинацилазой, в системах «водный раствор-осадок». Дипл. работа. Хим. ф-т МГУ, кафедра хим. энзимологии. М. 1998.
- A. Bruggink, Е.С. Roos, E. de Vroom Penicillin acylase in the industrial production of beta-lactam antibiotics. Org. Process Res. Dev. 1998, 2, 128−133.
- A.M. Blinkovsky, A.N. Markaryan Synthesis of beta-lactam antibiotics containing alpha-ami nophcnylacetyl group in the acyl moiety catalyzed by D-(-)-phenylglycyl-beta-lactamide amidohydrolase. Enzyme Microb Technol 1993, 15, 965−73.
- M.I. Youshko, G.G. Chilov, T.A. Shcherbakova, V.K. Svedas, 'Quantitative characterization of the nucleophile reactivity in penicillin acylase-catalyzed acyl transfer reactions' Biochim. Biophys. Acta: Proteins & Proteomics, 2002, 1599, 134−140.
- W.H.J. Boesten, Eur. Pat. Appl. EP 442 585, 1991
- T. Sugai, — T. Yamazaki, — M. Yokoyama, H. Ohta, Biocatalysis in organic synthesis: the use of nitrile- and amide-hydrolyzing microorganisms, Biosci. Biotechnol. Biochem. 1997, 61, 1419−1427.
- I. Ospiran, C. Jarret, U. Strauss, W. Kroutil, R.V.A. Orru, U. Felfer, A.J. Willetts, K. Faber, Large-scale preparation of a nitrile-hydrolysing biocatalyst: Rhodococcus R 312 (CBS 717.73), J. Mol. Catal. B: Enzym 1999,6, 555−560.
- A. Stolz, S. Trott, M. Binder, R. Bauer, B. Hirrlinger, — N. Layh, H.-J. Knackmuss, Enantioselectivc nirile hydratases and amidases from different bacterial isolates, J. Mol. Catal. B: Enzym. 1998, 5, 137−141.
- M.A. Wegman, U. Heinemann, F. Van Rantwijk, A. Stolz, R.A. Sheldon, Stereoselective nitrile hydratase-catalysed hydration of D-phenylglycine nitrile, Org. Proc. Res. Dev. 2000, 4, 318−322.
- C.M. Hjort, S.E. Godtfredsen, C. Emborg, Isolation and characterization of a nitrile hydratase ofrom a Rhodococcus sp., J. Chem. Tech. Biotechnol. 1990, 48, 217−226
- N. Layh, B. Hirrlinger, A. Stolz, H.-J. Knackmuss Enrichment strategies for nitrile-hydrolysing bacteria, Appl Microbiol Biotechnol 1997,47,668−674.
- M.A. Wegman, U. Heinemann, F. Van Rantwijk, A. Stolz, R.A. Sheldon, Hydrolysis of D, L-phenylglycine nitrile by new bacterial isolates J. Mol. Catal. B: Enzym. 2001, 11,249−253.