PENICILIN G ACYLASA - SYNTÉZA, REGULACE, PRODUKCE

Penicilin G acylasa (PGA) patří k velmi důležitým průmyslovým enzymům, které jsou používány při produkci polosyntetických (3-laktámových antibiotik. Tento enzym katalyzuje hydrolýzu amidické vazby penicilinu G za vzniku 6-aminopenicilánové kyseliny, která slouží jako výchozí substance pro výrobu polosyntetických penicilinů. U kmene Escherichia coli W ATCC 11105 a ATCC 9637 je PGA kódována pga genem na chromozómu a syntetizována jako pre-pro-PGA (pp PGA) prekurzor, který je za pravděpodobné účasti chaperonového systému transportován do periplazmatického prostoru buňky. Zde po řadě proteolytických reakcí vzniká aktivní enzym PGA tvořený dvěma podjednotkami a a R. Exprese pga genu podléhá několika regulačním mechanizmům: teplotní represi, katabolické represi glukosou, represi kyslíkem a indukci fenyloctovou kyselinou (FOK). Tvorba aktivní PGA je také ovlivněna na post-translační úrovni, kde důležitou roli hrají intracelulární proteolytické reakce a transportní systém pre-pro PGA cytoplazmatickou membránou. Chromozomální oblast pga genu kmene E. coli W byla použita pro konstrukci mnoha rekombinantních plazmidy. Těmito plazmidy byly transformovány vhodné hostitelské kmeny, z nichž některé se dnes používají v průmyslu jako vysoko produkční mikroorganizmy.

Klíčová slova:
penicilin G acylasa - syntéza - produkční kmeny - plazmidy

Penicillin G Acylase: Its Synthesis, Regulation, and Production

Pencilin G acylase (PGA) is one of very important industrial enzymes used in the production of polysynthetic R-lactam antibbottks. This enzyme catalyzes the hydrolysis of the amidic bond of penicillin G with the development of 6-aminopenicillanic acid which serves as the initial substance for the production of semisynthetic penicillins. In the strain Escherichia coli W ATCC 11105 and ATCC 9637, PGA is coded by the pga gene on the chromozóme and synthesized as the pre-pro-PGA (pp PGA) precursor, which is transportnd, with probable participation of the chaperon system, to the periplasmatic space of the cell. Here after a series of proteolytic reactions the active enzyme PGA develops, consisting of two subunits a and R. Expression of the pga gene is subject to several regulatory mechanisms: temperature repression, catabolic repression by glucose, repression by oxygen, and induction by phenylacetic acid (FOK). The formation of active PGA is also influenced at the post-translation level, where an important role is played by intracellular proteolytic reactions and the transport system of pre-pro-PGA across the cytoplasmatic membrane. The chromozomal area of the pga gene of the E. coli W strain was employed for the construction of many recombinant plasmids. These plasmids served to transprm suitable host strains, some of which are now used in industry as highly productioe microorganisms.

Key words:
penicillin G acylase - synthesis - production strains - plasmids

Autoři: J. Grafková; L. Sobotková
Působiště autorů: Katedra farmakognozie Farmaceutické fakulty University Karlovy, Hradec Králové Laboratoř enzymových technologií - Mikrobiologický ústav AV CR, Praha
Vyšlo v časopise: Čes. slov. Farm., 2002; , 6-10
Kategorie: Články