Механизм действия пенициллинамидазы
Следовательно, имея в своем распоряжении 6-АПК, можно уже чисто химическими методами получать пенициллины с оптимальным набором свойств. Химический синтез 6-АПК хотя и возможен, но слишком трудоемок для промышленного использования. Достаточно дешевый источник 6-АПК – биосинтетический бензилпенициллин, гидролиз которого давал бы 6-АПК. Однако химический гидролиз бензилпенициллина идет преимущественно не по амидной связи с 6-амино-группой, а по более лабильной амидной связи напряженного р-лактамного кольца. И здесь на помощь приходит уникальная специфичность ферментативного катализа: под действием фермента пенициллинамидазы идет расщепление только требуемой связи и не затрачивается р-лактамное кольцо:
Были подробно изучены кинетика и механизм действия пенициллинамидазы, способы ее иммобилизации и стабилизации. Оказалось, что этот фермент по механизму гидролиза близок к химотрипсину, легко включается в полиакриламидный гель, модифицированный глутаровым альдегидом, и обладает в нем достаточно высокой стабильностью.
Процесс с использованием иммобилизованной пенициллинамидазы внедрен в производство в последние годы. Это открыло доступ к широкомасштабному производству многих «полусинтетических» пенициллинов, обладающих высокой устойчивостью в кислых средах, высокой активностью по отношению к большому количеству микробов, низкой токсичностью для организма человека, а также устойчивостью к ферменту (3-лактамазе, гидролизующему в отличие от пенициллинамидазы лак-тамное кольцо, что приводит к полной потере антибиотической активности. Последнее обстоятельство важно, ибо многие микробы, содержащие р-лактамазу, устойчивы к действию бензилпенициллина и некоторых других пенициллинов.