[发明专利]一种6-APA的制备方法及青霉素酰化酶激活剂的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种6-氨基青霉烷酸的制备方法和青霉素酰化酶激活剂及其在制备6-氨基青霉烷酸中的应用。

背景技术

6-氨基青霉烷酸(6-aminopenicillanicacid，6-APA)为白色片状结晶，是合成各种半合成青霉素的重要中间体，用途很广。以此为原料进行化学结构修饰，接上不同结构的侧链，可以制造出对青霉素耐药菌敏感、抗菌谱更广的新的半合成青霉素，如氨苄青霉素、羟氨苄青霉素、苯氧甲基青霉素，以及其它的具有更宽抗菌谱的各种半合成青霉素。目前国内6-APA的年产量超过30000吨。

目前工业上去除青霉素侧链裂解成6-APA，主要有微生物酶催化裂解法和化学裂解法。随着生物工程技术的迅速发展，采用固定化酶或固定化细胞生产6-APA,不仅工艺大为简化，经济效益明显，且可得到纯度较高的6-APA。近年来酶法逐渐成为工业上生产6-APA的主流。

化学裂解法。用于工业生产的化学裂解的工艺路线是：在极低的温度下，先将青霉素的羧基转变成硅酯保护起来，再使侧链上的酰胺活化，通过形成青霉素取代亚胺醚衍生物，然后在极温和的条件下，选择性地水解断链成6-APA。

生物酶催化法。在自然界中细菌、放线菌、酵母和高等真菌都可以产生青霉素酰化酶。随着现代生物技术的发展，在酶的菌株改良、发酵自动化、酶的大规模化、酶的固定化、反应器设计、后续工艺等各个领域同时取得进展，青霉素酰化酶用于6-APA的制备已经非常成熟。固定化酶可以重复使用，容易从反应液中分离，可以有效防止对产物的蛋白污染和微生物污染等。在反应器内加入一定量的固定化酶，把一定浓度的青霉素溶液与固定化酶在搅拌的作用下，使酶和青霉素充分接触。在酶的催化下，青霉素不断的裂解成6-APA和苯乙酸，溶液的pH值下降，补加一定浓度的氨水使pH值维持在8.0，当pH值不在下降并维持10分钟，到达反应终点。上述的裂解液中加入一定的甲醇，用盐酸调pH值至4.2，使6-APA结晶析出，然后过滤、干燥得到成品。

直通工艺流程。现有的工艺是把青霉素钾盐成品溶解成水溶液，然后裂解。而青霉素钾盐是从水溶液中提取结晶出来的。为进一步缩短工艺流程，降低成本和能耗，不再使青霉素结晶出来。在青霉素发酵液的前处理工艺中作适当的工艺改进，得到一定浓度和纯净度的RB液(青霉素提取过程中的水溶液)进行裂解。并对裂解液萃取，然后结晶得到6-APA。这样大大简化了工艺流程。

以上三种工艺，是随着生物技术的发展和青霉素提取工艺的不断改进等技术进步的结果。其中，化学法反应条件要求严格，需要使用多种昂贵的化学试剂，并要求在-40℃极低的温度下反应。另一方面产生环保难处理的高浓度的有机废水。因此化学法基本淘汰。生物法使用固定酶裂解，固定酶能反复使用上千次，收率也比化学法高3％～5％，因此在很大程度水提高了生产效率，降低了生产成本，并减轻了环保压力。

生物酶催化法中，若能寻找到青霉素酰化酶的激活剂，或许能进一步提高6-APA的生产效率。目前尚未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种青霉素酰化酶的激活剂，该激活剂能显著提高青霉素酰化酶的催化效率，用于制备6-APA时能显著提高6-APA的生产效率。

上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

一种青霉素酰化酶激活剂，化学结构式如下：

所述的青霉素酰化酶激活剂在制备6-氨基青霉烷酸中的应用。

一种6-氨基青霉烷酸的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，向青霉素发酵液中加入青霉素酰化酶进行裂解反应，同时加入如上所述的青霉素酰化酶激活剂，反应结束后得到包含6-氨基青霉烷酸、苯乙酸和青霉素菌丝的混合液；

步骤S2，将混合液依次经过微滤、超滤分离除去青霉素菌丝和大分子物质，将溶液经过纳滤浓缩得到6-氨基青霉烷酸和苯乙酸的浓缩混合溶液；所述微滤、超滤和纳滤中所使用的过滤膜为有机膜、陶瓷膜或金属膜；

步骤S3，将6-氨基青霉烷酸和苯乙酸的浓缩混合溶液进行脱色处理后，使用树脂将浓缩混合溶液中的苯乙酸吸附分离，得到6-氨基青霉烷酸的水溶液；

步骤S4，调节6-氨基青霉烷酸的水溶液的pH值至6-氨基青霉烷酸的等电点即可得到6-氨基青霉烷酸结晶，过滤洗涤干燥后即可得到6-氨基青霉烷酸。