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一步酶法從頭孢菌素 C（ CPC）生產(chǎn) 7－氨基頭孢烷酸（ 7－ACA）菌株及催化工藝

一步酶法從頭孢菌素 c（CPC）生產(chǎn) 7－氨基頭孢烷酸（ 7-ACA）是繼我們研發(fā)的兩步酶法工藝成功應用于工1 成果簡介一步酶法從頭孢菌素 c（CPC）生產(chǎn) 7－氨基頭孢烷酸（ 7-ACA）是繼我們研發(fā)的兩步酶法工藝成功應用于工業(yè)生產(chǎn)以后，在生產(chǎn)頭孢菌素類抗生素醫(yī)藥中間體技術的又一個突破。與化學法和兩步酶法相比，一步酶法有工藝簡單、環(huán)保和轉化率高、產(chǎn)品質量好等優(yōu)點。該技術采用基因工程技術對 CPC 酰化酶（一步酶法用酶）的基因進行了改造，獲得了能夠高效催化 CPC 到 7-ACA 的突變基因。通過我們自己構建的高效啟動子 HP 以及優(yōu)化組合的調控表達元件，構建并篩選出了能夠高效、高活性表達一步酶法用酶——CPC 酰化酶的基因工程細胞株。這是國內第一個使得 CPC 酰化酶活性能夠達到工業(yè)應用水平的技術。由于采用了高效的表達系統(tǒng)和穩(wěn)定的質粒，以及組成型表達結構，使得該基因工程菌遺傳特性非常穩(wěn)定，在發(fā)酵制酶的過程中不需要添加任何抗生素和誘導劑就可以實現(xiàn)高效、高活性表達。在高效表達 CPC 酰化酶的基礎上，我們通過在表達基因上同時引入的特殊基因序列，使得蛋白的純化和固定化工藝一步進行。通過自己開發(fā)研制的可重復使用的固定化載體，可以使得固定化酶活性達到 60U/g 以上。采用我們研制的特異性純化介質，可以從菌體破碎液中一步純化和固定化 CPC 酰化酶，酶收率在 90 ％以上，固定化酶活達到 60U/g 以上。固定化酶可以重復使用 20 批以上，純化和固定化用載體可以重復使用。2 技術指標菌種：基因工程大腸桿菌，卡那抗性，組成型表達。發(fā)酵溫度： 37℃ 培養(yǎng) 基：普通的大腸桿菌培養(yǎng)基，主要成分有玉米漿等廉價的營養(yǎng)源。發(fā)酵周期： 20 小時發(fā)酵酶活： 3U/ml 以上（ 5 升發(fā)酵罐）特點：遺傳特性穩(wěn)定，不需要添加誘導劑和抗生素，工藝簡單。3 合作方式小試技術轉讓或合作進行中試。4 所屬行業(yè)領域醫(yī)療衛(wèi)生。業(yè)生產(chǎn)以后，在生產(chǎn)頭孢菌素類抗生素醫(yī)藥中間體技術的又一個突破。與化學法和兩步酶法相比，一步酶法有工藝簡單、環(huán)保和轉化率高、產(chǎn)品質量好等優(yōu)點。該技術采用基因工程技術對 CPC 酰化酶（一步酶法用酶）的基因進行了改造，獲得了能夠高效催化 CPC 到 7-ACA 的突變基因。通過我們自己構建的高效啟動子 HP 以及優(yōu)化組合的調控表達元件，構建并篩選出了能夠高效、高活性表達一步酶法用酶——CPC 酰化酶的基因工程細胞株。這是國內第一個使得 CPC 酰化酶活性能夠達到工業(yè)應用水平的技術。由于采用了高效的表達系統(tǒng)和穩(wěn)定的質粒，以及組成型表達結構，使得該基因工程菌遺傳特性非常穩(wěn)定，在發(fā)酵制酶的過程中不需要添加任何抗生素和誘導劑就可以實現(xiàn)高效、高活性表達。在高效表達 CPC 酰化酶的基礎上，我們通過在表達基因上同時引入的特殊基因序列，使得蛋白的純化和固定化工藝一步進行。通過自己開發(fā)研制的可重復使用的固定化載體，可以使得固定化酶活性達到 60U/g 以上。采用我們研制的特異性純化介質，可以從菌體破碎液中一步純化和固定化 CPC 酰化酶，酶收率在 90 ％以上，固定化酶活達到 60U/g 以上。固定化酶可以重復使用 20 批以上，純化和固定化用載體可以重復使用。

清華大學 2021-04-13

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