扩环酶的研究进展及其应用前景

扩环酶，也叫脱乙酰氧基头孢菌素Ｃ合成酶，催化青霉素Ｎ 扩环生成脱乙酰氧基头孢菌素Ｃ，是头孢菌素生物合成中的关键酶。在真菌中它是一个双功能酶，同时具有扩环酶和羟化酶的活性；而在细菌中扩环和羟化却是由两个独立的酶来承担的。近年来，扩环酶被纯化成均一蛋白，有关它的性质、分子结构以及基因结构等方面的研究都取得了飞速发展，并不断地应用基因工程的技术探索其在抗生素生产上的应用。

扩环酶在头孢菌素类抗生素生产中的应用进展

扩环酶是一类典型的铁(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖性双加氧酶,该酶最主要的特点是能将青霉素的五元四氢噻唑环扩环为六元二氢噻嗪环结构,从而生成头孢菌素。文章阐述了扩环酶的来源,并以来自棒状链霉菌的去乙酰氧基头孢菌素C合酶和来自顶头孢霉的去乙酰头孢菌素C合成/羟化酶作为主要研究对象,详细介绍了扩环酶的结构特性、作用机制及酶修饰工作,总结出对青霉素G扩环效率较好的氨基酸位点突变。此外,由于去乙酰氧基头孢菌素C合酶可以将青霉素N扩环生成去乙酰氧基头孢菌素C,去乙酰头孢菌素C合成/羟化酶可以将青霉素N扩环生成去乙酰头孢菌素C,导致两种扩环酶具有不同的工业用途,因此文章还对当前扩环酶的工业应用进展进行总结,为提高酶法生产头孢菌素类抗生素及其医药中间体的产量提供了现实依据。