一步酶法从头孢菌素 C （CPC ）生产7 -氨基头孢烷酸（7-ACA）菌株及催化工艺

lwdfjw

一步酶法从头孢菌素 C （ CPC ）生产 7 －氨基头孢烷酸（ 7 － ACA ）菌株及催化工艺
1.技术成果简介:

一步酶法从 CPC 生产 7 － ACA 是继我们研发的两步酶法成功应用于工业生产以后，在生产头孢菌素类抗生素医药中间体技术的又一个突破。与化学法和两步酶法相比，一步酶法有工艺简单，环保和转化率高，产品质量好等优点。该技术采用基因工程技术对 CPC 酰化酶（一步酶法用酶）的基因进行了改造，获得了能够高效催化 CPC 到 7 － ACA 的突变基因。通过我们自己构建的高效启动子 HP 以及优化组合的调控表达元件，构建并筛选出了能够高效、高活性表达一步酶法用酶 —— CPC 酰化酶的基因工程细胞株。这是国内第一个使得 CPC 酰化酶活性能够达到工业应用水平的技术。由于采用了高效的表达系统和稳定的质粒，以及组成型表达结构，使得该基因工程菌遗传特性非常稳定，在发酵制酶的过程中不需要添加任何抗生素和诱导剂就可以实现高效、高活性表达。在高效表达 CPC 酰化酶的基础上，我们通过在表达基因上同时引入的特殊基因序列，使得蛋白的纯化和固定化工艺一步进行。通过自己开发研制的可重复使用的固定化载体，可以使得固定化酶活性达到 60U/g 以上。该技术的具体特点如下：

2.菌种及发酵技术:

菌 种：基因工程大肠杆菌，卡那抗性，组成型表达。

发酵温度： 37 ℃

培 养 基：普通的大肠杆菌培养基，主要成分有玉米浆等廉价的营养源。

发酵周期： 20 小时

发酵酶活： 3U/ml 以上（ 5 升 发酵罐）
特 点：遗传特性稳定，不需要添加诱导剂和抗生素，工艺简单。

3.酶的纯化技术:

采用我们研制的特异性纯化介质，可以从菌体破碎液中一步纯化和固定化 CPC 酰化酶，酶收率在 90 ％以上，固定化酶活达到 60U/g 以上。固定化酶可以重复使用 20 批以上，纯化和固定化用载体可以重复使用。

4.转让形式： 小试技术转让或合作进行中试

  

项目联系人：李强  通讯地址：清华大学化工系生化所，邮编： 100084

Email：liqiang@tsinghua.edu.cn  电话：010－62789847，传真：010－62770304 项目编号：200601

lwdfjw

实现酶法工艺：赢得7－ACA市场的关键
2005/2/24/17:16 来源：医药经济报

抓紧时间抢先实现酶法工艺生产7－ACA和继续提高头C发酵单位，将是赢得未来市场主动权的制胜法宝。

    理性看待技术差异

    7－ACA作为生产头孢类半合抗产品的重要中间体，近年在国内市场发展相当迅速。2001年时，国内80％的7－ACA是依赖进口，到2003年已有80％实现自供，其中15％出口国外。去年下半年国内7－ACA的价格大战使国外药企退却，就充分显示出7－ACA已成为继青霉素钾盐、6－APA之后，在国内崛起的可以与国外抗衡的规模型强势原料品种。

    国内外合成7－ACA的主要方法有四种：一是亚硝酰氯法，二是亚胺酸酯法，三是酶裂解法，四是青霉素合成法。上述四种方法中应用最为广泛的是，利用头C原料进行亚胺酸酯法裂解和酶裂解法生产。

    鲁抗从1995年最早开始以头C锌盐法生产7－ACA，2001年又在国内率先实现头C钠盐法生产7－ACA。石药、福抗和哈药随后跟进，现均已具备较强的7－ACA生产能力，除石药采用头C锌盐法外，其它皆采用头C钠盐化学裂解法生产7－ACA。

    头C锌盐法因污染较大和收率较低国外已基本淘汰，现阶段国外生产7－ACA的主要方式是头C钠盐法。相对于头C锌盐法，头C钠盐法的收率较高、质量较好。然而，国内的现状却是相反，从市场信息反馈来看，石药头C锌盐法生产的7－ACA竞争力最强，质量反映最好，生产成本最低，表面上分析有些不符合先进技术的发展趋势。

    其实，这种差异正好反映出了国内7－ACA生产与国外生产水平的真实差距。因为，决定7－ACA生产成本的，不仅仅在7－ACA合成收率、物料消耗和溶媒回收利用率上，还包括头孢菌素的发酵单位和头C的质量。目前，头C发酵单位的国内外差距在10000单位／毫升以上。

    总产能过大，高质量产品不足

    国内7－ACA市场的发展历程虽然较短，但生产集中度已经较高，主要集中在石药、福抗、鲁抗和哈药几家，2003年这几家产量的比重占国内总量的97％。

    按照2003年国内7－ACA下游头孢链产品产量计算，7－ACA年需求量在1500吨左右，国产7－ACA已基本满足市场需求。近一段时间，市场传闻部分厂家又在大规模上马7－ACA项目，石药已具备千吨产能，山西威奇达年产400吨7－ACA的项目已经投产，可以预见7－ACA产能已超过实际需求。

    经过几年的市场挤压，化学法生产7－ACA的利润空间已经微乎其微。由于7－ACA属于深冷裂解合成，生产过程毒性大、污染大、危险性大、过敏严重，防火、防爆、防毒等要求极高，一旦投产则需要承担较多的人力和物力管理风险。

    尽管国内化学法生产7－ACA的产量越来越大，2003年国内产量已达1157吨，但仍旧需要进口300余吨7－ACA来满足三代以上头孢合成的高质量需求。可见，高含量（大于98％）、低溶媒残留、低前体残留的高质量7－ACA还是有较好市场空间。

    7－ACA的大起大落和头孢类产品的较大需求已成为旧闻，国内制药企业参与7－ACA市场的规模竞争应该理性在先，热情在后。抓紧时间抢先实现酶法工艺生产7－ACA和继续提高头C发酵单位，将是赢得未来市场主动权的制胜法宝。