Возможности инженерно-энзимологических подходов
На этом, однако, возможности инженерно-энзимологических подходов в данной области не исчерпываются. Пенициллинамидазе присуща уникальная специфичность также и по отношению к гидролизу цефалоспори-нов: отщепляется только боковая группа, а 3-лактамный цикл остается нетронутым. Это использовали для создания второго технологического процесса – получения 7-АДЦК гидролизом соответствующего фенилацетатного производного. Таким образом, открывается путь к получению очень перспективных лекарственных средств на основе «полусинтетических» цефалоспоринов.
Другой путь применения ферментов в этой области – ферментативный синтез (З-лактамных антибиотиков. Гидролиз амидной связи – реакция обратимая:
Буквой Q здесь обозначено ядро антибиотика, образованное р-лактамным и серосодержащим кольцами. Пенициллинамидаза, как и любой химический катализатор, не смещает равновесия, а только увеличивает скорость его достижения. Значит, фермент катализирует как прямую реакцию – гидролиз, так и обратную – синтез антибиотика. Это обстоятельство используют для ферментативного синтеза.
Водный раствор, содержащий 6-АПК или 7-АДЦК, а также соответствующую кислоту, приводят в контакт с иммобилизированной пенициллинамидазой. Через некоторое время в растворе образуется равновесное количество антибиотика. Преимущество метода перед химическим ацилированием в его простоте; например, можно использовать прямо кислоту, а не ее хлорангидрид. Основной недостаток – крайне низкая скорость реакции для большинства R. Причина этого, как ни странно, кроется в качестве, считавшемся до сих пор большим преимуществом фермента, – в его высокой специфичности. Выделяемая в настоящее время пенициллинамидаза из Б, coli с высокой скоростью превращает субстраты, содержащие в боковой цепи, только бензильную группу, а gри наличии в боковой цепи также аминогруппы (ампициллин) скорость падает в 103-104 раз. Выход ищут в использовании ферментов из других источников, обладающих иной специфичностью.