RU2381273C2 - Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst - Google Patents

Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2381273C2
RU2381273C2 RU2008107953/13A RU2008107953A RU2381273C2 RU 2381273 C2 RU2381273 C2 RU 2381273C2 RU 2008107953/13 A RU2008107953/13 A RU 2008107953/13A RU 2008107953 A RU2008107953 A RU 2008107953A RU 2381273 C2 RU2381273 C2 RU 2381273C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biocatalyst
enzyme
cell
biomass
synthesis
Prior art date
Application number
RU2008107953/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008107953A (en
Inventor
Анна Владимировна Скляренко (RU)
Анна Владимировна Скляренко
Валентина Борисовна Курочкина (RU)
Валентина Борисовна Курочкина
Дженни Эрнстовна Сатарова (RU)
Дженни Эрнстовна Сатарова
Ирина Николаевна Крестьянова (RU)
Ирина Николаевна Крестьянова
Хай Ксионг (CN)
Хай Ксионг
Йонг Джианг (CN)
Йонг Джианг
Юанхай Ху (CN)
Юанхай Ху
Минронг Ванг (CN)
Минронг Ванг
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика)
Сичуаньский индустриальный институт антибиотиков (СИИА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика), Сичуаньский индустриальный институт антибиотиков (СИИА) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика)
Priority to RU2008107953/13A priority Critical patent/RU2381273C2/en
Publication of RU2008107953A publication Critical patent/RU2008107953A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381273C2 publication Critical patent/RU2381273C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: method for production of heterogeneous biocatalyst for fermentative synthesis of aminobeta-lactam antibiotic based on intracellular hydrolase of alpha-aminoacid ethers from bacteria of Xanthomonas type, including damage of biomass in cells of Xanthomonas rubrilineans, extraction of ferment from it into water phase and its further immobilisation. Besides, damage of cells is carried out in stages, first damaging their integrity by cryogenic action, and then by treatment of water suspension of thawed cells by butyl acetate. Extraction of ferment into water phase is carried out in process of treated cell suspension heating first in conditions of spontaneously established gradient of pH, and then at constant value of pH. Produced cell-free extract is used for procedure of ferment immobilisation by means of its deposition by polyethylene glycol in the form of ferment aggregates and their further cross linkage in presence of glutaric dialdehyde. Thus obtained heterogeneous biocatalyst contains up to 0.95 g of protein/g of dry biocatalyst and has synthetase activity of up to 2200 ME/g of dry biocatalyst.
EFFECT: invention makes it possible to improve efficiency of biocatalyst production procedure, to increase activeness and stability of produced biocatalyst.
6 cl, 2 dwg, 4 tbl, 9 ex

Description

Область техникиTechnical field

Заявляемая группа изобретений относится к получению гетерогенных биокатализаторов для ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика.The claimed group of inventions relates to the production of heterogeneous biocatalysts for the enzymatic synthesis of aminobeta-lactam antibiotic.

Уровень техникиState of the art

Гидролазами эфиров альфа-аминокислот (АЭГ) называют ферменты, катализирующие гидролиз эфиров альфа-аминокислот, гидролиз ациламидной связи различных цефалоспоринов и пенициллинов, а также N-ацилирование 7-аминоцефема и 6-аминопенама производными альфа-аминокислот (эфирами или амидами). Подобная субстратная специфичность позволяет использовать эти ферменты в качестве биокатализаторов процессов синтеза цефалоспоринов и пеницициллинов, содержащих в боковой цепи аминогруппу в альфа-положении аминоцефалоспоринов и аминопенициллинов, составляющих группу аминобета-лактамных антибиотиков.Alpha-amino acid ester (AEG) hydrolases are called enzymes that catalyze the hydrolysis of alpha-amino acid esters, hydrolysis of the acylamide bonds of various cephalosporins and penicillins, as well as N-acylation of 7-aminocepheme and 6-aminopenam with alpha-amino acid derivatives (esters or amides). Such substrate specificity allows the use of these enzymes as biocatalysts for the synthesis of cephalosporins and penicicillins containing in the side chain an amino group in the alpha position of aminocephalosporins and aminopenicillins that make up the aminobeta-lactam antibiotic group.

Исследования структуры АЭГ показали, что эти ферменты относятся к классу α/β-гидролаз и содержат в активном центре каталитическую триаду Ser-His-Asp.По структуре, строению активного центра, субстратной специфичности и каталитическим свойствам АЭГ принципиально отличаются от таких ацилаз бета-лактамов как, например, пенициллин G ацилаза, также используемых для синтеза бета-лактамных антибиотиков. Эти ферменты структурно относятся к классу N-концевых гидролаз, содержащих в активном центре N-концевой остаток β-цепи, выступающий нуклеофилом при каталитическом акте.Studies of the structure of AEG showed that these enzymes belong to the class of α / β hydrolases and contain the Ser-His-Asp catalytic triad in the active center. The structure, structure of the active center, substrate specificity, and catalytic properties of AEG are fundamentally different from such acylases of beta-lactams such as penicillin G acylase, also used for the synthesis of beta-lactam antibiotics. These enzymes structurally belong to the class of N-terminal hydrolases containing in the active center an N-terminal β-chain residue that acts as a nucleophile in a catalytic event.

Применительно к синтезу аминобета-лактамных антибиотиков известны ферменты из бактерий семейства Pseudomonadaceae, являющиеся гидролазами эфиров альфа-аминокислот [GB 1382255, Jpn. J.Antibiot Suppl. 30S: 230 (1977), CA 1044627, RU 2136759, KR 20010069097]. Наиболее полно изучены биохимические, физико-химические и каталитические свойства АЭГ из Acetobacter turbidans [Enzyme Microb. Technol. 9:339 (1987)], Xanthomonas citri [Agric. Biol. Chem. 44: 1069 (1980); Agric. Biol. Chem. 44: 1663 (1980)], Xanthomonas rubrilineans [Биохимия 55 (12): 2226 (1990); Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993)], Pseudomonas melanogenum [BBA - Protein Struct.& Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990)]. Показано, что эти ферменты обладают субъединичной структурой. Фермент из Pseudomonas melanogenum состоит из двух субъединиц с молекулярной массой 70000-72000 каждая, ферменты из Acetobacter turbidans, Xanthomonas citri и Xanthomonas rubrilineans состоят из четырех субъединиц такой же молекулярной массы. Биохимические и каталитические свойства АЭГ из различных источников близки. Установлена кристаллическая структура, определен состав активного центра и клонированы гены для ферментов из Xanthomonas citri [WO 02086111; J. Biol. Chem. 278: 23076 (2003); WO 02086127] и Acetobacter turbidans [WO 02086111; J.Biol. Chem. 277: 28474 (2002)].In relation to the synthesis of aminobeta-lactam antibiotics, enzymes from bacteria of the Pseudomonadaceae family, which are alpha-amino acid ester hydrolases, are known [GB 1382255, Jpn. J. Antibiot Suppl. 30S: 230 (1977), CA 1044627, RU 2136759, KR 20010069097]. The biochemical, physicochemical and catalytic properties of AEG from Acetobacter turbidans [Enzyme Microb. Technol. 9: 339 (1987)], Xanthomonas citri [Agric. Biol. Chem. 44: 1069 (1980); Agric. Biol. Chem. 44: 1663 (1980)], Xanthomonas rubrilineans [Biochemistry 55 (12): 2226 (1990); Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993)], Pseudomonas melanogenum [BBA - Protein Struct. & Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990)]. It has been shown that these enzymes have a subunit structure. The enzyme from Pseudomonas melanogenum consists of two subunits with a molecular weight of 70,000-72,000 each, the enzymes from Acetobacter turbidans, Xanthomonas citri and Xanthomonas rubrilineans consist of four subunits of the same molecular weight. The biochemical and catalytic properties of AEG from various sources are close. The crystal structure was established, the composition of the active center was determined, and genes for enzymes from Xanthomonas citri were cloned [WO 02086111; J. Biol. Chem. 278: 23076 (2003); WO 02086127] and Acetobacter turbidans [WO 02086111; J. Biol. Chem. 277: 28474 (2002)].

Разработка методов ферментативного синтеза антибиотиков с использованием АЭГ требует создания технологических гетерогенных биокатализаторов, в том числе путем иммобилизации выделенных из биомассы клеток ферментов. Процедуры получения биокатализаторов на основе АЭГ состоят из трех основных этапов: (1) выделение фермента из биомассы клеток путем ее разрушения и экстракции фермента в водную фазу (получение бесклеточного экстракта); (2) получение ферментного препарата той или иной степени очистки; (3) иммобилизация фермента на каком-либо носителе.The development of enzymatic synthesis of antibiotics using AEG requires the creation of technological heterogeneous biocatalysts, including by immobilizing enzymes isolated from biomass cells. The procedures for obtaining AEG-based biocatalysts consist of three main steps: (1) isolation of the enzyme from the biomass of cells by its destruction and extraction of the enzyme into the aqueous phase (obtaining cell-free extract); (2) obtaining an enzyme preparation of one degree or another degree of purification; (3) immobilization of the enzyme on any carrier.

Известны способы разрушения биомассы бактериальных клеток, содержащих АЭГ, под давлением (French Press) [Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993); Enzyme Microb. Technol. 25: 336 (1999)] или путем гомогенизации [BBA - Protein Struct.& Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990)]. Эти способы приводят к тотальному разрушению клеточных структур и позволяют практически полностью экстрагировать целевой фермент из разрушенной клеточной биомассы, обеспечивая высокий выход активности на стадии получения бесклеточного экстракта (до 100%). Однако белки и другие водорастворимые вещества также легко переходят в водную фазу из полностью разрушенных клеток, поэтому получаемый бесклеточный экстракт содержит много балластных веществ и имеет низкую удельную активность. Описан способ разрушения биомассы бактериальных клеток, содержащих АЭГ, с помощью ультразвука в присутствии поверхностно-активных веществ [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)]. При использовании этого относительно мягкого способа клетки разрушаются не полностью, что приводит к снижению выхода активности при экстракции фермента, однако обеспечивает более высокую чистоту беклеточного экстракта. Способ разрушения биомассы бактериальных клеток, содержащих АЭГ, под действием несмешивающегося с водой органического растворителя бутилацетата [Биохимия 55 (12): 2226 (1990); Zaslavskaya P.L.,. Biotechnol. Appl. Biochem. 18: 299 (1993)] действует более избирательно, чем обсуждавшиеся выше, однако его эффективность характеризуется недостаточно высоким выходом активности.Known methods of destroying the biomass of bacterial cells containing AEG under pressure (French Press) [Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993); Enzyme Microb. Technol. 25: 336 (1999)] or by homogenization [BBA - Protein Struct. & Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990)]. These methods lead to the total destruction of cellular structures and allow almost completely extracting the target enzyme from the destroyed cellular biomass, providing a high activity yield at the stage of obtaining cell-free extract (up to 100%). However, proteins and other water-soluble substances also easily pass into the aqueous phase from completely destroyed cells; therefore, the obtained cell-free extract contains many ballast substances and has a low specific activity. A method is described for destroying the biomass of bacterial cells containing AEG using ultrasound in the presence of surfactants [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)]. When using this relatively mild method, the cells are not completely destroyed, which leads to a decrease in the yield of activity during the extraction of the enzyme, however, it provides a higher purity of the extracellular extract. The method of destroying the biomass of bacterial cells containing AEG under the action of an organic solvent of butyl acetate immiscible with water [Biochemistry 55 (12): 2226 (1990); Zaslavskaya P.L.,. Biotechnol. Appl. Biochem. 18: 299 (1993)] acts more selectively than those discussed above, but its effectiveness is not characterized by a sufficiently high yield of activity.

Таблица 1
Сопоставление различных способов разрушения биомассы клеток бактерий рода Xanthomonas - продуцентов АЭГ
Table 1
Comparison of different methods of destruction of the biomass of cells of bacteria of the genus Xanthomonas - producers of AEG
МикроорганизмMicroorganism Способ разрушения клетокThe method of destruction of cells Выход процедуры разрушения, %The output of the destruction procedure,% Удельная активность бесклеточного экстракта, МЕ/мг белкаSpecific activity of cell-free extract, IU / mg protein СсылкаLink Xanthomonas citriXanthomonas citri Ультразвук в присутствии поверхностно-активных веществUltrasound in the presence of surfactants 8080 22 Choi W.G. et al. Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981) -Ближайший аналогChoi W.G. et al. Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981) - Closest equivalent Xanthomonas rubrilineansXanthomonas rubrilineans Под давлением (French Press)Under pressure (French Press) 100one hundred Менее 1Less than 1 Blinkovsky A.M. и др. Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993)Blinkovsky A.M. et al. Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993) Xanthomonas rubrilineansXanthomonas rubrilineans Бутилацетат (10 об.%),40°С, рН 8.Butyl acetate (10 vol.%), 40 ° C, pH 8. 70-9070-90 Менее 1Less than 1 Крестьянова И.Н. и др. Биохимия 55 (12): 2226 (1990); Zaslavskaya P.L. et al. Biotechnol. Appl. Biochem. 18:299 (1993)Krestyanova I.N. et al. Biochemistry 55 (12): 2226 (1990); Zaslavskaya P.L. et al. Biotechnol. Appl. Biochem. 18: 299 (1993) Xanthomonas rubrilineansXanthomonas rubrilineans Бутилацетат (4,5 об.%), 30°С, градиент рНButyl acetate (4.5 vol.%), 30 ° С, pH gradient 100one hundred 2,5-4,52.5-4.5 Заявляемый способ (см. пример 1 и 3)The inventive method (see example 1 and 3)

В таблице 1 сопоставлены различные способы разрушения биомассы клеток бактерий рода Xanthomonas с целью экстракции из них фермента АЭГ. Величины удельной активности бесклеточного экстракта даны в международных единицах (ME)* (* - За международную единицу (ME) ферментативной активности препарата в отношении какой-либо биокаталитической трансформации принимают такое количество этого препарата, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата (или образование 1 мкмоля продукта) в выбранных условиях за 1 минуту), отнесенных к миллиграмму белка, и во всех случаях приведены к активности по синтезу антибиотика цефалексина с использованием экспериментальных соотношений между гидролазными и синтетазной активностью.Table 1 compares various methods of destroying the biomass of cells of bacteria of the genus Xanthomonas with the aim of extracting the AEG enzyme from them. The values of the specific activity of the cell-free extract are given in international units (ME) * (* - The amount of this drug that catalyzes the conversion of 1 μmol of the substrate (or the formation of 1 μmol of the product) is taken as the international unit (ME) of the enzymatic activity of the drug for any biocatalytic transformation ) in the selected conditions for 1 minute), referred to a milligram of protein, and in all cases are reduced to the activity of the synthesis of the cephalexin antibiotic using experimental ratios between g idrolase and synthetase activity.

Известны способы получения АЭГ из различных бактериальных источников в водорастворимой форме, направленные на получение высокоочищенных ферментных препаратов, вплоть до получения гомогенных белков [Enzyme Microb. Technol. 9: 339 (1987); BBA - Protein Struct.& Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990); Биохимия 55 (12): 2226 (1990); Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993)]. Эти способы обязательно включают в себя несколько последовательных стадий хроматографической очистки фермента на различных сорбентах и непригодны для использования при получении технологических биокатализаторов из-за трудоемкости и продолжительности процедуры, а также низких выходов активности.Known methods for producing AEG from various bacterial sources in water-soluble form, aimed at obtaining highly purified enzyme preparations, up to obtaining homogeneous proteins [Enzyme Microb. Technol. 9: 339 (1987); BBA - Protein Struct. & Molecul. Enzymol. 1040 (1): 12 (1990); Biochemistry 55 (12): 2226 (1990); Enzyme Microb. Technol. 15: 965 (1993)]. These methods necessarily include several successive stages of chromatographic purification of the enzyme on various sorbents and are unsuitable for use in the production of technological biocatalysts due to the complexity and duration of the procedure, as well as low activity yields.

Известны способы получения гетерогенных биокатализаторов на основе АЭГ из Acetobacter turbidans путем выделения фермента из биомассы клеток, его частичной очистки и последующей иммобилизации. Способ выделения АЭГ, состоящий в механическом разрушении клеточной биомассы под давлением, экстракции фермента в водную фазу и частичной очистке АЭГ путем обработки водного экстракта стрептомицином с последующим диализом [Enzyme Microb.Technol. 25: 336 (1999)] не охарактеризован с точки зрения выхода активности процедуры. Получаемый грубоочищенный препарат АЭГ имеет очень низкую удельную активность, определяемую в отношении гидролиза бензилпенициллина, - 0,06 МЕ/мг белка. Способ ковалентной иммобилизации получаемого таким способом грубоочищенного фермента на модифицированной глутаровым альдегидом агарозе [Enzyme Microb.Technol. 25: 336 (1999)], а также усовершенствованный способ его иммобилизации, включающий дополнительную модификацию иммобилизованного на агарозе фермента альдегид декстраном [J. Mol. Catal. В: Enzym. 11: 633 (2001)], трудоемки и требуют специальной подготовки носителя. Указанные способы не охарактеризованы с точки зрения выхода активности процедуры иммобилизации и абсолютной активности биокатализатора в отношении синтеза какого-либо антибиотика (синтетазной активности). Известен также способ более глубокой очистки АЭГ из Acetobacter turbidans и его ковалентной иммобилизации на агарозе с последующей модификацией альдегид декстраном [Biomacromolecules 2(1): 95 (2001)]. Грубоочищенный водный экстракт с удельной активностью 0,1 МЕ/мг белка, определяемой в отношении гидролиза метилового эфира Д-фенилглицина (МЭФГ), подвергают двухстадийной хроматографической очистке на СМ-52 и фенил-сефарозе. Выход активности процедуры очистки составляет 62% по отношению к грубоочищенному экстракту, однако общий выход, по отношению к биомассе клеток не известен. АЭГ очищают в 420 раз по сравнению с грубоочищенным водным экстрактом, достигая удельной активности 42 МЕ/мг белка. Процедура иммобилизации очищенной таким образом АЭГ не охарактеризована с точки зрения выхода активности и абсолютной синтетазной активности продукта. Данный способ получения биокатализатора очень трудоемок и малоэффективен из-за применения процедуры глубокой очистки фермента перед иммобилизацией и сложной многостадийной процедуры иммобилизации.Known methods for producing heterogeneous AEG-based biocatalysts from Acetobacter turbidans by isolating an enzyme from cell biomass, partially purifying it, and then immobilizing it. A method for isolating AEG, consisting in the mechanical destruction of cell biomass under pressure, extraction of the enzyme into the aqueous phase and partial purification of the AEG by treating the aqueous extract with streptomycin followed by dialysis [Enzyme Microb.Technol. 25: 336 (1999)] is not characterized in terms of yield of activity of the procedure. The resulting crude AEG preparation has a very low specific activity, determined with respect to the hydrolysis of benzylpenicillin - 0.06 IU / mg protein. A method for covalent immobilization of a crude enzyme obtained in this way on glutaraldehyde-modified agarose [Enzyme Microb.Technol. 25: 336 (1999)], as well as an improved method for its immobilization, including an additional modification of the enzyme immobilized on agarose with aldehyde dextran [J. Mol. Catal. In: Enzym. 11: 633 (2001)], time-consuming and require special training media. These methods are not characterized in terms of the yield of activity of the immobilization procedure and the absolute activity of the biocatalyst in relation to the synthesis of any antibiotic (synthetase activity). There is also known a method for deeper purification of AEG from Acetobacter turbidans and its covalent immobilization on agarose followed by aldehyde dextran modification [Biomacromolecules 2 (1): 95 (2001)]. The crude aqueous extract with a specific activity of 0.1 IU / mg protein, determined with respect to the hydrolysis of D-phenylglycine methyl ester (MEFG), is subjected to two-step chromatographic purification on CM-52 and phenyl-sepharose. The yield of activity of the purification procedure is 62% with respect to the crude extract, however, the total yield with respect to the biomass of the cells is not known. The AEG is purified 420 times as compared to a crude aqueous extract, reaching a specific activity of 42 IU / mg protein. The procedure for immobilizing a purified AEG was not characterized in terms of yield activity and absolute synthetase activity of the product. This method of obtaining a biocatalyst is very laborious and ineffective due to the application of the deep purification of the enzyme before immobilization and the complex multi-stage immobilization procedure.

Наиболее близким к заявляемому способу получения гетерогенного биокатализатора на основе внутриклеточной гидролазы эфиров альфа-аминокислот из бактерий рода Xanthomonas является способ получения биокатализатора на основе фермента из микроорганизма того же рода, а именно из Xanthomonas citri [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)]. Как и заявляемый способ, ближайший аналог отражает полную процедуру получения гетерогенного биокатализатора, исходя из биомассы клеток (фиг.1).Closest to the claimed method for producing a heterogeneous biocatalyst based on intracellular hydrolase of alpha-amino acid esters from bacteria of the genus Xanthomonas is a method for producing a biocatalyst based on an enzyme from a microorganism of the same genus, namely, Xanthomonas citri [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)]. Like the inventive method, the closest analogue reflects the complete procedure for obtaining a heterogeneous biocatalyst based on the biomass of cells (figure 1).

В качестве ближайшего аналога для заявляемого гетерогенного биокатализатора на основе внутриклеточной гидролазы эфиров альфа-аминокислот из бактерий рода Xanthomonas выбран гетерогенный биокатализатор на основе АЭГ из Xanthomonas citri, иммобилизованной на каолине, получаемый по способу [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)], содержащий не более 0,08 г белка/г сухого биокатализатора и характеризующийся синтезной активностью 510 МЕ/г сухого биокатализатора.As the closest analogue for the claimed heterogeneous biocatalyst based on intracellular hydrolase of alpha-amino acid esters from bacteria of the genus Xanthomonas, a heterogeneous AEG based biocatalyst selected from Xanthomonas citri immobilized on kaolin obtained by the method of [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)], containing not more than 0.08 g of protein / g of dry biocatalyst and characterized by a synthesis activity of 510 IU / g of dry biocatalyst.

В качестве ближайшего аналога для заявляемого способа ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика путем ацилирования ключевого бета-лактамного соединения соответствующим производным эфиров Д-аминофенилуксусной кислоты выбран способ синтеза аминоцефалоспоринового антибиотика цефалексина путем ацилирования 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты (7-АДЦК) метиловым эфиром Д-аминофенилуксусной кислоты под действием гетерогенного биокатализатора на основе АЭГ из Xanthomonas citri [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)].As the closest analogue to the proposed method for the enzymatic synthesis of aminobeta-lactam antibiotic by acylating a key beta-lactam compound with the corresponding derivatives of D-aminophenylacetic acid esters, a method for synthesizing the aminofephalosporin antibiotic cephalexin by acylating 7-aminodetacetoxycephalosuccinicamino-aminomethyl-dimethyl-aminosuccinic acid-7-aminomethyl under the action of a heterogeneous biocatalyst based on AEG from Xanthomonas citri [Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361 (1981)].

Способ получения гетерогенного биокатализатора согласно ближайшему аналогу состоит в следующем. Биомассу клеток подвергают ультразвуковой дезинтеграции в присутствии поверхностно-активных веществ и экстрагируют фермент в водную фазу. Получают бесклеточный экстракт с удельной активностью 2 МЕ/мг белка, определяемой по синтезу цефалексина. Выход активности на стадии получения бесклеточного экстракта (ηизвл) достигает 79%. АЭГ концентрируют из бесклеточного экстракта фракционным осаждением сульфатом аммония. После растворения ферментного осадка препарат обессоливают путем диализа и подвергают двухстадийной хроматографической очистке сначала на ДЕАЕ-целлюлозе, а затем на сефарозе 4-В. После каждой из хроматографических стадий ферментный препарат лиофильно сушат. Выход синтетазной активности на стадиях концентрирования и очистки АЭГ (ηоч) составляет 28%, при этом степень очистки препарата достигает 30 раз. Выход процедуры получения ферментного препарата, пригодного для иммобилизации (ηФП), определяется выходами стадий извлечения и очистки фермента и составляет 22%: (ηФПизвл·ηоч).A method of obtaining a heterogeneous biocatalyst according to the closest analogue is as follows. Cell biomass is subjected to ultrasonic disintegration in the presence of surfactants and the enzyme is extracted into the aqueous phase. A cell-free extract with a specific activity of 2 IU / mg protein, determined by the synthesis of cephalexin, is obtained. The output of activity at the stage of obtaining cell-free extract (η extract ) reaches 79%. AEG is concentrated from a cell-free extract by fractional precipitation with ammonium sulfate. After dissolution of the enzyme precipitate, the preparation is desalted by dialysis and subjected to two-stage chromatographic purification first on DEAE-cellulose and then on 4-B Sepharose. After each of the chromatographic steps, the enzyme preparation is freeze-dried. The yield of synthetase activity at the stages of concentration and purification of AEG (η Pts ) is 28%, while the degree of purification of the drug reaches 30 times. The output of the procedure for obtaining an enzyme preparation suitable for immobilization (η FP ) is determined by the outputs of the stages of extraction and purification of the enzyme and is 22%: (η FP = η extract · η Pts ).

Полученный частично очищенный препарат АЭГ с удельной активностью в отношении синтеза цефалексина 60 МЕ/мг белка иммобилизуют путем адсорбции на бентоните или каолине. Выход активности процедуры иммобилизации (ηим) составляет 71÷92% в зависимости от используемого носителя. Общий выход процесса получения гетерогенного биокатализатора от биомассы клеток (ηобщ) согласно ближайшему аналогу - 16-20%, продолжительность процедуры - не менее 70 часов.The resulting partially purified AEG preparation with specific activity for cephalexin synthesis of 60 IU / mg protein is immobilized by adsorption on bentonite or kaolin. The output of the activity of the immobilization procedure (η them ) is 71 ÷ 92% depending on the media used. The total output of the process of obtaining a heterogeneous biocatalyst from cell biomass (η total ) according to the closest analogue is 16-20%, the duration of the procedure is at least 70 hours.

Лучшим из биокатализаторов, полученных по способу согласно ближайшему аналогу, является АЭГ, иммобилизованная на каолине. Этот гетерогенный биокатализатор содержит не более 0,08 г белка/г сухого биокатализатора и обладает синтетазной активностью (в отношении синтеза цефалексина), отнесенной к массе сухого носителя, 510 МЕ/г сух. Операционные испытания его в процессе синтеза цефалексина при 30°С с использованием низкой (4 мг/мл) начальной концентрации субстрата 7-АДЦК показывают, что через 10 циклов остаточная активность биокатализатора составляет 85% от исходной. Период полуинактивации биокатализатора, рассчитанный по этим данным, составляет τ1/2=42 цикла. Однако обработка представленных в ближайшем аналоге экспериментальных данных по зависимости операционной стабильности биокатализатора от количества циклов показывает, что инактивация биокатализатора не подчиняется кинетическим закономерностям первого порядка и в первых пяти циклах протекает в 4÷5 раз быстрее, чем в пяти последующих. Это может свидетельствовать о частичном смывании фермента с носителя в процессе синтеза даже при использованных очень низких концентрациях субстратов. Повышение температуры до 35°С снижает операционную стабильность иммобилизованной на каолине АЭГ в 8 раз (τ1/2=5 циклов).The best of the biocatalysts obtained by the method according to the closest analogue is AEG immobilized on kaolin. This heterogeneous biocatalyst contains not more than 0.08 g of protein / g of dry biocatalyst and has synthetase activity (in relation to the synthesis of cephalexin), referred to the mass of the dry carrier, 510 IU / g dry. Operational tests of it in the process of cephalexin synthesis at 30 ° C using a low (4 mg / ml) initial concentration of 7-ADCA substrate show that after 10 cycles the residual activity of the biocatalyst is 85% of the original. The half-inactivation period of the biocatalyst calculated according to these data is τ 1/2 = 42 cycles. However, the processing of the experimental data presented in the closest analogue on the dependence of the biocatalyst operating stability on the number of cycles shows that the biocatalyst inactivation does not obey the first-order kinetic laws and proceeds 4-5 times faster in the first five cycles than in the next five. This may indicate a partial washing off of the enzyme from the carrier during the synthesis, even at very low substrate concentrations. Raising the temperature to 35 ° C reduces the operational stability of the AEG immobilized on kaolin by 8 times (τ 1/2 = 5 cycles).

Способ синтеза аминоцефалоспоринового антибиотика цефалексина согласно ближайшему аналогу состоит в ацилировании 7-АДЦК, взятой в концентрации 4 мг/мл, метиловым эфиром Д-фенилглицина при молярном соотношении ацилирующего агента (МЭФГ) и 7-АДЦК в исходной реакционной смеси от 1 до 3. Реакцию синтеза проводят в течение 2÷3 часов при рН 6,2 и температуре 35°С в водной среде под действием гетерогенного биокатализатора на основе АЭГ из Xanthomonas citri, иммобилизованной на каолине. Лучший выход цефалексина (85% по 7-АДЦК) достигнут при использовании молярного соотношения субстратов 3:1. Данные по синтезу других аминоцефалоспоринов или аминопенициллинов в ближайшем аналоге отсутствуют.The method for synthesizing the cephalexin aminocephalosporin antibiotic according to the closest analogue consists in acylating 7-ADCA, taken at a concentration of 4 mg / ml, with D-phenylglycine methyl ester at a molar ratio of acylating agent (MEFG) and 7-ADCA in the initial reaction mixture from 1 to 3. Reaction synthesis is carried out for 2 ÷ 3 hours at a pH of 6.2 and a temperature of 35 ° C in an aqueous medium under the action of a heterogeneous biocatalyst based on AEG from Xanthomonas citri immobilized on kaolin. The best yield of cephalexin (85% by 7-ADCA) was achieved using a molar ratio of substrates of 3: 1. There are no data on the synthesis of other aminocephalosporins or aminopenicillins in the closest analogue.

Основные недостатки гетерогенного биокатализатора, а также способов его получения и использования согласно ближайшему аналогу следующие:The main disadvantages of the heterogeneous biocatalyst, as well as the methods for its preparation and use according to the closest analogue, are as follows:

1. Сложность и многостадийность используемой процедуры выделения и очистки фермента; связанные с этим большие потери ферментативной активности, обуславливающие низкий выход активности процедуры получения биокатализатора в целом.1. The complexity and multi-stage procedure used for the isolation and purification of the enzyme; associated with this large loss of enzymatic activity, causing a low yield of activity of the procedure for obtaining the biocatalyst as a whole.

2. Получение биокатализатора с низким содержанием белка (не более 0,08 г белка/г сухого биокатализатора) из-за использования метода иммобилизации фермента на носителе, являющемся балластом.2. Obtaining a biocatalyst with a low protein content (not more than 0.08 g protein / g dry biocatalyst) due to the use of the method of immobilization of the enzyme on a carrier that is ballast.

3. Низкий уровень активности конечного продукта - гетерогенного биокатализатора.3. The low level of activity of the final product is a heterogeneous biocatalyst.

4. Низкий уровень операционной стабильности биокатализатора, обусловленный использованием метода адсорбционной иммобилизации, не обеспечивающего многоточечного, прочного и необратимого связывания фермента с носителем; следствием этого является низкая термическая стабильность иммобилизованного фермента, а также возможная десорбция фермента и других белков раствором субстратов (особенно при высоких концентрациях субстратов).4. The low level of operational stability of the biocatalyst due to the use of the adsorption immobilization method, which does not provide multi-point, strong and irreversible binding of the enzyme to the carrier; the consequence of this is the low thermal stability of the immobilized enzyme, as well as the possible desorption of the enzyme and other proteins by a solution of substrates (especially at high concentrations of substrates).

5. Необходимость использования низких концентраций субстратов при синтезе антибиотика для уменьшения опасности загрязнения целевого продукта примесями белковой природы.5. The need to use low concentrations of substrates in the synthesis of antibiotics to reduce the risk of contamination of the target product with protein impurities.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Заявляемая группа изобретений направлена на решение следующих задач:The claimed group of inventions is aimed at solving the following problems:

- повышение эффективности способа получения гетерогенного биокатализатора на основе гидролазы эфиров альфа-аминокислот за счет упрощения процедуры получения биокатализатора и увеличения выхода ферментативной (синтетазной) активности этой процедуры;- increasing the efficiency of the method for producing a heterogeneous biocatalyst based on a hydrolase of alpha-amino acid esters by simplifying the procedure for producing a biocatalyst and increasing the yield of enzymatic (synthetase) activity of this procedure;

- повышение активности и стабильности получаемого биокатализатора;- increasing the activity and stability of the resulting biocatalyst;

- разработка способа ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика с использованием получаемого гетерогенного биокатализатора.- development of a method for the enzymatic synthesis of aminobeta-lactam antibiotic using the resulting heterogeneous biocatalyst.

Поставленные задачи решают путем совокупного использования в процессе получения гетерогенного биокатализатора ряда приемов, осуществляемых в выбранных оптимизированных условиях. Для выделения АЭГ используют биомассу клеток бактерий Xanthomonas rubrilineans. Клетки, содержащие фермент, разрушают поэтапно в мягких условиях, сначала нарушая их целостность криогенным воздействием, а затем обрабатывая водную суспензию размороженных клеток бутилацетатом. Из разрушенной клеточной биомассы извлекают фермент путем его экстракции в водную фазу. Получаемый после отделения твердой фазы бесклеточный экстракт без какой-либо очистки используют для иммобилизации фермента. Для получения такого бесклеточного экстракта, который непосредственно пригоден для иммобилизации, процедуру разрушения биомассы клеток и извлечения фермента осуществляют в мягких условиях, оптимизированных по концентрации биомассы клеток в суспензии, концентрации бутилацетата, температуре, рН и моменту остановки процесса. Экстракцию ведут сначала в условиях спонтанно устанавливающегося градиента рН, а затем при постоянном значении рН, поддерживаемом путем добавления титранта, расход которого регистрируют.The tasks are solved by the combined use in the process of obtaining a heterogeneous biocatalyst of a number of techniques carried out in the selected optimized conditions. To isolate AEG, the biomass of Xanthomonas rubrilineans bacteria cells is used. Cells containing the enzyme are destroyed in stages under mild conditions, first violating their integrity by cryogenic exposure, and then treating the aqueous suspension of thawed cells with butyl acetate. The enzyme is extracted from the destroyed cellular biomass by extraction into the aqueous phase. The cell-free extract obtained after separation of the solid phase, without any purification, is used to immobilize the enzyme. To obtain such a cell-free extract that is directly suitable for immobilization, the procedure for destroying cell biomass and extracting the enzyme is carried out under mild conditions optimized for the concentration of cell biomass in suspension, the concentration of butyl acetate, temperature, pH, and the moment the process is stopped. Extraction is carried out first under conditions of a spontaneously established pH gradient, and then at a constant pH value maintained by adding a titrant, the flow rate of which is recorded.

Критерием выбора момента остановки экстракции служит изменение скорости расхода титранта. Получение бесклеточного экстракта требуемой чистоты при достижении (100±5)% выхода активности в процессе извлечения фермента обеспечивается остановкой процедуры в момент, когда скорость расхода титранта снижается в определенное число раз по сравнению с первоначальным значением. Степень снижения расхода титранта, обеспечивающая оптимальные результаты (Копт), зависит от используемого штамма Xanthomonas rubrilineans, а также от условий биосинтеза культуры и устанавливается в серии предварительных экспериментов (см. таблицу 2 в Примере 3).The criterion for choosing the moment the extraction is stopped is the change in the rate of titrant consumption. Obtaining a cell-free extract of the required purity upon reaching (100 ± 5)% of the activity yield in the process of enzyme extraction is provided by stopping the procedure at a time when the rate of titrant consumption decreases a certain number of times compared to the initial value. The degree of reduction in titrant consumption, providing optimal results (K opt ), depends on the Xanthomonas rubrilineans strain used, as well as on the conditions of biosynthesis of the culture and is established in a series of preliminary experiments (see table 2 in Example 3).

Иммобилизацию осуществляют путем осаждения АЭГ в виде ферментных агрегатов из бесклеточного экстракта под действием полиэтиленгликоля с выбранной молекулярной массой, взятого в количестве, необходимом для полного осаждения целевого фермента, и последующей поперечной сшивки этих агрегатов глутаровым альдегидом, взятым в оптимизированной концентрации, рассчитываемой по отношению к содержанию белка в бесклеточном экстракте (см. Пример 4, №1-4 в таблице 3). Получение бесклеточного экстракта в оптимизированных для каждого штамма условиях обеспечивает стандартизованный исходный материал для процедуры иммобилизации, что видно при сравнении №2, 3 и 5 таблицы 3 в Примере 4.Immobilization is carried out by deposition of AEG in the form of enzyme aggregates from a cell-free extract under the action of polyethylene glycol with a selected molecular weight, taken in the amount necessary for complete precipitation of the target enzyme, and subsequent cross-linking of these aggregates with glutaraldehyde, taken in an optimized concentration calculated with respect to the content protein in a cell-free extract (see Example 4, No. 1-4 in table 3). Obtaining a cell-free extract under conditions optimized for each strain provides a standardized starting material for the immobilization procedure, as can be seen when comparing No. 2, 3 and 5 of table 3 in Example 4.

Заявляемый способ получения гетерогенного биокатализатора схематически представлен на фиг.1 и заключается в следующем. Биомассу клеток бактерий Xanthomonas rubrilineans, содержащих фермент АЭГ, помещают в морозильную камеру с температурой -25°С или ниже, предпочтительно от -25 до -30°С, и выдерживают в течение времени, необходимого для промораживания всего объема биомассы до заданной температуры. Затем клеточную биомассу размораживают, выдерживая необходимое время при комнатной температуре, и суспендируют в буфере Трис-HCl, 0,05 моль/л, рН 7,8. Концентрация биомассы клеток в суспензии составляет 20÷100 мг сух/мл, предпочтительно 40÷50 мг сух/мл. К полученной суспензии добавляют бутилацетат в концентрации 2÷6 об.%, предпочтительно 4,5 об.%. Процедуру разрушения клеточной биомассы и экстракции фермента в водную фазу осуществляют при интенсивном перемешивании при температуре 25÷35°С, предпочтительно 30°С. Экстракцию ведут сначала в условиях спонтанно устанавливающегося градиента рН, а затем при постоянном значении рН, поддерживаемом путем добавления щелочного титранта, и регистрируют его расход. В качестве титранта используют водный раствор аммиака либо другие титранты, такие как водный раствор гидроокиси натрия или гидроокиси калия.The inventive method for producing a heterogeneous biocatalyst is schematically represented in figure 1 and is as follows. The biomass of Xanthomonas rubrilineans bacteria cells containing the AEG enzyme is placed in a freezer with a temperature of -25 ° C or lower, preferably from -25 to -30 ° C, and incubated for the time required to freeze the entire volume of biomass to a predetermined temperature. Then the cell biomass is thawed, keeping the required time at room temperature, and suspended in Tris-HCl buffer, 0.05 mol / L, pH 7.8. The concentration of cell biomass in suspension is 20 ÷ 100 mg dry / ml, preferably 40 ÷ 50 mg dry / ml. Butyl acetate is added to the resulting suspension at a concentration of 2 ÷ 6 vol.%, Preferably 4.5 vol.%. The procedure for the destruction of cell biomass and extraction of the enzyme into the aqueous phase is carried out with vigorous stirring at a temperature of 25 ÷ 35 ° C, preferably 30 ° C. The extraction is carried out first under conditions of a spontaneously established pH gradient, and then at a constant pH value maintained by adding alkaline titrant, and its consumption is recorded. As the titrant, an aqueous solution of ammonia or other titrants, such as an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, are used.

Диапазон рН, обеспечивающий оптимальные результаты, зависит от используемого штамма Xanthomonas rubrilineans, а также от условий биосинтеза культуры и устанавливается в серии предварительных экспериментов. Процедуру экстракции фермента прекращают, когда скорость расхода раствора аммиака сократится в установленное экспериментально число раз Копт. Время достижения Копт, то есть продолжительность процедуры разрушения клеточной биомассы и экстракции фермента не нормируется и составляет от 3 до 7 часов, в зависимости от биохимических параметров исходной биомассы клеток, а также от выбранных условий проведения процесса по температуре и концентрациям биомассы клеток и бутилацетата.The pH range that provides optimal results depends on the Xanthomonas rubrilineans strain used, as well as on the biosynthesis conditions of the culture and is set in a series of preliminary experiments. The enzyme extraction procedure is stopped when the flow rate of the ammonia solution is reduced by the experimentally determined number of times K opt . The time to reach K opt , that is, the duration of the process of destruction of cell biomass and extraction of the enzyme is not standardized and ranges from 3 to 7 hours, depending on the biochemical parameters of the initial cell biomass, as well as on the selected process conditions in terms of temperature and concentration of cell biomass and butyl acetate.

Разрушенную клеточную биомассу отделяют от бесклеточного экстракта любым доступным эффективным способом, например центрифугированием, и промывают натрий-ацетатным буфером, 0,1 моль/л, рН 6,5, содержащим 0,005 моль/л ацетата кальция. Буфер используют в количестве 20% от исходного объема клеточной суспензии. Промывные воды отделяют от разрушенной клеточной биомассы и присоединяют к бесклеточному экстракту. Получают прозрачный бесклеточный экстракт с удельной активностью 2,5÷4,5 МЕ/мг белка, определяемой по синтезу цефалексина. Выход активности на стадии извлечения фермента по отношению к активности исходной биомассы клеток составляет (100±5)%, то есть является количественным в пределах ошибки эксперимента.The destroyed cellular biomass is separated from the cell-free extract by any available effective method, for example by centrifugation, and washed with sodium acetate buffer, 0.1 mol / L, pH 6.5, containing 0.005 mol / L calcium acetate. The buffer is used in an amount of 20% of the initial volume of the cell suspension. Wash water is separated from the destroyed cellular biomass and attached to the acellular extract. Get a clear cell-free extract with a specific activity of 2.5 ÷ 4.5 IU / mg protein, determined by the synthesis of cephalexin. The activity yield at the enzyme extraction stage with respect to the activity of the initial cell biomass is (100 ± 5)%, that is, it is quantitative within the experimental error.

Полученный бесклеточный экстракт используют без какой-либо очистки для процедуры иммобилизации фермента АЭГ путем получения ферментных агрегатов и их поперечной сшивки. Таким образом, выход процедуры получения ферментного препарата, пригодного для иммобилизации, тождественен выходу процедуры извлечения фермента:The obtained cell-free extract is used without any purification for the immobilization of the AEG enzyme by obtaining enzyme aggregates and their cross-linking. Thus, the output of the procedure for obtaining an enzyme preparation suitable for immobilization is identical to the output of the enzyme extraction procedure:

ηФПизвл=(100±5) %.η FP = η extract = (100 ± 5)%.

С целью осаждения ферментных агрегатов к бесклеточному экстракту добавляют полиэтиленгликоль с молекулярной массой 4000÷10000, предпочтительно 6000÷8000, взятый в количестве, необходимом для полного осаждения целевого фермента, а именно 0,25÷0,30 г/мл бесклеточного экстракта, в зависимости от молекулярной массы полиэтиленгликоля. Процедуру осуществляют при температуре 2÷4°С при перемешивании в течение времени, необходимого для полного растворения полиэтиленгликоля (15÷30 мин). Затем для поперечной сшивки ферментных агрегатов в реакционную смесь вносят глутаровый альдегид в количестве, необходимом для создания его относительной концентрации 1·10-2÷3·10-2 моль/мг белка, и проводят модификацию и сшивку белков в течение 2 часов при слабом перемешивании при температуре 2÷4°С. Гетерогенный биокатализатор в виде поперечно-сшитых ферментных агрегатов отделяют от реакционной смеси вакуумной фильтрацией и отмывают на пористом стеклянном фильтре до бесцветных промывных вод натрий-ацетатным буфером, 0,1 моль/л, рН 6,5, содержащим 0,005 моль/л ацетата кальция.In order to precipitate the enzyme aggregates, polyethylene glycol with a molecular weight of 4000 ÷ 10000, preferably 6000 ÷ 8000, taken in an amount necessary for complete precipitation of the target enzyme, namely 0.25 ÷ 0.30 g / ml of cell-free extract, is added to the cell-free extract, depending from the molecular weight of polyethylene glycol. The procedure is carried out at a temperature of 2 ÷ 4 ° C with stirring for the time required to completely dissolve the polyethylene glycol (15 ÷ 30 min). Then, for crosslinking of the enzyme aggregates, glutaraldehyde is added to the reaction mixture in an amount necessary to create its relative concentration of 1 · 10 -2 ÷ 3 · 10 -2 mol / mg of protein, and the proteins are modified and crosslinked for 2 hours with gentle stirring at a temperature of 2 ÷ 4 ° C. A heterogeneous biocatalyst in the form of cross-linked enzyme aggregates is separated from the reaction mixture by vacuum filtration and washed on a porous glass filter to colorless washings with sodium acetate buffer, 0.1 mol / L, pH 6.5, containing 0.005 mol / L calcium acetate.

Выход активности процедуры иммобилизации АЭГ составляет 48÷70%. Так как выделение фермента осуществляют без потерь активности, то общий выход процесса получения гетерогенного биокатализатора (от биомассы клеток) по заявляемому способу - 48÷70%, продолжительность процедуры - 12÷15 часов.The activity output of the AEG immobilization procedure is 48–70%. Since the isolation of the enzyme is carried out without loss of activity, the total yield of the process of obtaining a heterogeneous biocatalyst (from the biomass of cells) by the present method is 48–70%, the duration of the procedure is 12–15 hours.

Характеристика заявляемого биокатализатора. Гетерогенный биокатализатор, иммобилизованная АЭГ, не содержит балластного носителя и состоит преимущественно из белка (до 0,95 г белка/г сух). Иммобилизованная АЭГ обладает активностью (в отношении синтеза цефалексина), отнесенной к массе сухого биокатализатора, 1300÷2200 МЕ/г сух. Диапазон относительной концентрации глутарового альдегида в реакционной смеси при проведении поперечной сшивки ферментных агрегатов 1·10-2÷5·10-2 моль/мг белка обеспечивает получение иммобилизованного фермента, сочетающего указанный уровень синтетазной активности с операционной стабильностью, характеризующейся сохранением 95% исходной активности после использования биокатализатора в 10 циклах синтеза цефалексина (см. Пример 4, табл.3).The characteristics of the inventive biocatalyst. The heterogeneous biocatalyst immobilized by AEG does not contain a ballast carrier and consists mainly of protein (up to 0.95 g protein / g dry). Immobilized AEG has activity (in relation to the synthesis of cephalexin), referred to the mass of dry biocatalyst, 1300 ÷ 2200 IU / g dry. The range of the relative concentration of glutaraldehyde in the reaction mixture during cross-linking of enzyme aggregates 1 · 10 -2 ÷ 5 · 10 -2 mol / mg protein provides an immobilized enzyme that combines the indicated level of synthetase activity with operational stability, characterized by maintaining 95% of the initial activity after the use of a biocatalyst in 10 cycles of cephalexin synthesis (see Example 4, table 3).

Более продолжительные операционные испытания биокатализатора в процессе синтеза цефалексина при 30°С и начальной концентрации субстрата 7-АДЦК 20 мг/мл показывают, что инактивация иммобилизованного фермента подчиняется кинетическим закономерностям первого порядка. Это свидетельствует об отсутствии вымывания АЭГ из биокатализатора даже при использованнии относительно высоких концентраций субстратов (в 5 раз выше, чем описано в ближайший аналоге). Период полуинактивации биокатализатора, определенный по 35 циклам использования в процессе синтеза цефалексина, составляет τ1/2=200 циклов (см. Пример 10 и фиг.2).Longer operational tests of the biocatalyst during the synthesis of cephalexin at 30 ° C and an initial substrate concentration of 7-ADCC 20 mg / ml show that the inactivation of the immobilized enzyme obeys first-order kinetic laws. This indicates the absence of AEG washing out of the biocatalyst even when relatively high substrate concentrations are used (5 times higher than that described in the closest analogue). The half-inactivation period of the biocatalyst, determined by 35 cycles of use in the process of cephalexin synthesis, is τ 1/2 = 200 cycles (see Example 10 and figure 2).

Заявляемый способ синтеза аминобета-лактамного антибиотика в общем виде заключается в следующем. С использованием полученного биокатализатора проводят ферментативный синтез различных аминопенициллинов, например ампициллина, амоксициллина, и аминоцефалоспоринов например, цефалексина цефадроксила, цефрадина, цефаклора, цефалоглицина, путем ацилирования ключевого бета-лактамного соединения, взятого в концентрации 5÷40 мг/мл, соответствующими производными эфиров Д-аминофенилуксусной кислоты, например, метиловыми эфирами Д-фенилглицина, Д-пара-гидроксифенилглицина, Д-2,5-дигидрофенилглицина, взятыми в молярном избытке 1,5÷4,0. Реакцию синтеза проводят при рН 6,0÷6,2 и температуре 1÷40°С в водной среде или в смесях воды с многоатомным спиртом этиленгликолем при содержании последнего в исходной смеси 30÷50%. Содержание гетерогенного биокатализатора в реакционной смеси варьируют от 5 до 50 МЕ/мл в зависимости от выбранных условий проведения реакции синтеза так, чтобы длительность процесса не превышала трех часов.The inventive method for the synthesis of aminobeta-lactam antibiotic in General is as follows. Using the obtained biocatalyst, enzymatic synthesis of various aminopenicillins, for example, ampicillin, amoxicillin, and aminocephalosporins, for example, cephalexin, cefadroxyl, cefradine, cefaclor, cephaloglycine, is carried out by acylation of the key beta-lactam compound taken in ml with a concentration of 5 mg to 40 mg -aminophenylacetic acid, for example, methyl esters of D-phenylglycine, D-para-hydroxyphenylglycine, D-2,5-dihydrophenylglycine taken in a molar excess of 1.5 ÷ 4.0. The synthesis reaction is carried out at a pH of 6.0 ÷ 6.2 and a temperature of 1 ÷ 40 ° C in an aqueous medium or in mixtures of water with a polyhydric alcohol ethylene glycol with a content of the latter in the initial mixture of 30 ÷ 50%. The content of the heterogeneous biocatalyst in the reaction mixture varies from 5 to 50 IU / ml, depending on the selected synthesis reaction conditions so that the duration of the process does not exceed three hours.

Преимущества заявляемой группы изобретений:The advantages of the claimed group of inventions:

1. Получение гетерогенного биокатализатора по простейшей возможной схеме (см. фиг.1), включающей лишь этапы выделения фермента из биомассы клеток и его иммобилизации (непосредственно из бесклеточного экстракта), в отличие от способа согласно ближайшему аналогу, включающего еще и многостадийный этап получения очищенного ферментного препарата; соответствующее сокращение общего времени процедуры до 12÷15 часов, вместо, по крайней мере, 70 часов по прототипу.1. Obtaining a heterogeneous biocatalyst according to the simplest possible scheme (see Fig. 1), which includes only the steps of isolating an enzyme from biomass of cells and immobilizing it (directly from a cell-free extract), in contrast to the method according to the closest analogue, which also includes a multistage step for obtaining purified enzyme preparation; a corresponding reduction in the total time of the procedure to 12 ÷ 15 hours, instead of at least 70 hours of the prototype.

2. Повышение общего выхода активности процедуры получения биокатализатора более чем в 3 раза (48÷70% по заявляемому способу; 16÷20% согласно ближайшему аналогу).2. The increase in the total yield of activity of the procedure for obtaining a biocatalyst is more than 3 times (48 ÷ 70% according to the claimed method; 16 ÷ 20% according to the closest analogue).

3. Получение биокатализатора, не содержащего балластного носителя и состоящего преимущественно из белка (в заявляемом биокатализаторе до 0,95 г белка/г сух; в ближайшем аналоге - не более чем 0,08 г белка/г сух.).3. Obtaining a biocatalyst that does not contain a ballast carrier and consisting mainly of protein (in the inventive biocatalyst up to 0.95 g protein / g dry; in the closest analogue, not more than 0.08 g protein / g dry.).

4. Повышение синтетазной активности биокатализатора (в отношении синтеза цефалексина) в 3,3÷4,3 раза (в заявляемом биокатализаторе 1300÷2200 МЕ/г сух.; в ближайшем аналоге - 510 МЕ/г сух.).4. An increase in the synthetase activity of the biocatalyst (in relation to the synthesis of cephalexin) by 3.3–4.3 times (in the inventive biocatalyst 1300–2200 IU / g dry; in the closest analogue - 510 IU / g dry).

5. Повышение операционной стабильности биокатализатора, по крайней мере, в 5 раз (при 30°С: τ1/2=200 циклов для заявляемого биокатализатора; не более чем τ1/2=42 цикла согласно ближайшему аналогу).5. Increasing the operational stability of the biocatalyst at least 5 times (at 30 ° C: τ 1/2 = 200 cycles for the inventive biocatalyst; not more than τ 1/2 = 42 cycles according to the closest analogue).

6. Отсутствие вымывания фермента из биокатализатора в процессе его эксплуатации даже при начальных концентрациях субстрата, в 5 раз превышающих концентрации, использованные при операционных испытаниях.6. The absence of leaching of the enzyme from the biocatalyst during its operation even at initial substrate concentrations 5 times higher than the concentrations used in operational tests.

7. Возможность использования биокатализатора для ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика в широком диапазоне температур и концентраций исходных соединений в водной среде или в смесях воды с многоатомным спиртом этиленгликолем, что позволяет достигать более высоких выходов целевого антибиотика (до 98%, см. Пример 6) по сравнению с 85% согласно ближайшему аналогу.7. The possibility of using a biocatalyst for the enzymatic synthesis of aminobeta-lactam antibiotic in a wide range of temperatures and concentrations of the starting compounds in an aqueous medium or in mixtures of water with polyhydric alcohol ethylene glycol, which allows to achieve higher yields of the target antibiotic (up to 98%, see Example 6) compared with 85% according to the closest analogue.

Заявляемая группа изобретений проиллюстрирована следующими фигурами графического изображения:The claimed group of inventions is illustrated by the following figures of the graphic image:

Фиг.1 Схема способов получения биокатализатора на основе АЭГ.Figure 1 Scheme of methods for producing a biocatalyst based on AEG.

Фиг.2 Операционная стабильность биокатализатора в процессе синтеза цефалексина (по данным таблицы 4).Figure 2 The operational stability of the biocatalyst in the synthesis of cephalexin (according to table 4).

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Изобретение иллюстрируется следующими примерами осуществления способа получения биокатализатора и способа синтеза аминобета-лактамного антибиотика под действием полученного гетерогенного биокатализатора. Во всех описанных примерах приведена активность ферментных препаратов по синтезу цефалексина. Ее определяют по начальной скорости образования целевого продукта в следующих условиях: рН 6,0÷6,2, температура (40±1)°С, концентрации субстратов - (0,040±0,002) моль/л 7-АДЦК и (0,080±0,004) моль/л МЭФГ. Содержание цефалексина в реакционной смеси определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Содержание белка в препаратах определяют традиционными методами [Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99 (1999)], а содержание сухих веществ - весовым методом после высушивания препарата при (105±1)°С до постоянной массы.The invention is illustrated by the following examples of a method for producing a biocatalyst and a method for synthesizing an aminobeta-lactam antibiotic under the action of the obtained heterogeneous biocatalyst. In all the examples described, the activity of enzyme preparations for the synthesis of cephalexin is given. It is determined by the initial rate of formation of the target product under the following conditions: pH 6.0 ÷ 6.2, temperature (40 ± 1) ° C, substrate concentrations - (0.040 ± 0.002) mol / L 7-ADCA and (0.080 ± 0.004) mol / l MEFG. The cephalexin content in the reaction mixture was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). The protein content in the preparations is determined by traditional methods [Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99 (1999)], and the solids content - by the gravimetric method after drying the drug at (105 ± 1) ° С to constant weight.

Пример 1. Осуществление заявляемого способа получения биокатализатора с использованием штамма Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915.Example 1. The implementation of the proposed method for producing a biocatalyst using a strain of Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915.

В качестве исходного материала для получения гетерогенного биокатализатора использована биомасса клеток штамма Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (VKPM). Культивирование продуцента проведено в течение 22 часов в колбах Эрленмейера на среде, состоящей из кукурузного экстракта (2% по сух.), пептона (1%) и глюкозы (1%) при 28°С на круговой качалке при 240-260 об/мин. Биомасса клеток отделена центрифугированием при 7000 об/мин.As a starting material for obtaining a heterogeneous biocatalyst, the biomass of cells of the strain Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 from the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) was used. Cultivation of the producer was carried out for 22 hours in Erlenmeyer flasks on a medium consisting of corn extract (2% dry.), Peptone (1%) and glucose (1%) at 28 ° C on a circular shaker at 240-260 rpm . Cell biomass is separated by centrifugation at 7000 rpm.

Взято 273 г влажной биомассы клеток с содержанием сухих веществ 18,5%, синтетазной активностью 83,3 МЕ/г влажн, 450 МЕ/г сух.Taken 273 g of wet cell biomass with a solids content of 18.5%, synthetase activity of 83.3 IU / g wet, 450 IU / g dry.

Для осуществления криогенного воздействия биомассу клеток помещают в пластиковый сосуд и замораживают в морозильной камере при температуре - 28°С. Через 3 часа сосуд извлекают из морозильной камеры, биомассу размораживают при комнатной температуре и переносят в термостатируемый реактор объемом 2,5 л, снабженный механической мешалкой и системой контроля и поддержания рН.To carry out cryogenic exposure, the biomass of the cells is placed in a plastic vessel and frozen in a freezer at a temperature of - 28 ° C. After 3 hours, the vessel is removed from the freezer, the biomass is thawed at room temperature and transferred to a 2.5 L thermostatic reactor equipped with a mechanical stirrer and a pH control and maintenance system.

Процедуру обработки клеток бутилацетатом и извлечения фермента в водную фазу осуществляют в этом реакторе в следующих условиях: концентрация биомассы клеток в суспензии 40 мг сух/мл; концентрация бутилацетата 4,5 об.%; температура 30°С; градиент рН, постоянное перемешивание. Размороженную биомассу клеток суспендируют в буфере Трис-HCl, 0,05 моль/л, рН 7,8, взятом в количестве, необходимом для получения суспензии клеток требуемой концентрации, с учетом влаги, содержащейся в биомассе клеток. При проведении данной процедуры для получения 1260 мл суспензии используют 1040 мл буфера. Размороженную биомассу суспендируют в буфере при температуре не выше 20°С, добавляют 150 мкл меркаптоэтанола для стабилизации фермента и вносят 57 мл бутилацетата. Момент добавления бутилацетата считают началом процедуры. В начальный момент времени включают обогрев реактора для поддержания температуры 30°С и контролируют исходное значение рН, величина которого не должна превышать 8,0. По ходу процесса рН снижается и процедура протекает в спонтанно устанавливающемся градиенте его значений, вплоть до рН 6,8. При достижении значения рН 6,8 включают систему автоматической подтитровки и поддерживают рН 6,8±0,1 путем добавления в реакционную смесь водного раствора аммиака с концентрацией 12,5%, фиксируя расход этого раствора по ходу процесса. Процедуру извлечения фермента прекращают через 4 часа 30 минут, когда скорость расхода раствора аммиака сократится в 2,5 раза.The procedure for treating cells with butyl acetate and extracting the enzyme into the aqueous phase is carried out in this reactor under the following conditions: concentration of cell biomass in a suspension of 40 mg dry / ml; butyl acetate concentration 4.5 vol%; temperature 30 ° C; pH gradient, constant stirring. Thawed cell biomass is suspended in Tris-HCl buffer, 0.05 mol / L, pH 7.8, taken in the amount necessary to obtain a cell suspension of the desired concentration, taking into account the moisture contained in the cell biomass. During this procedure, 1040 ml of buffer is used to obtain 1260 ml of suspension. Thawed biomass is suspended in a buffer at a temperature not exceeding 20 ° C, 150 μl of mercaptoethanol are added to stabilize the enzyme, and 57 ml of butyl acetate are added. The moment of adding butyl acetate is considered the beginning of the procedure. At the initial time, the reactor is heated to maintain a temperature of 30 ° C and the initial pH value is controlled, the value of which should not exceed 8.0. During the process, the pH decreases and the procedure proceeds in a spontaneously established gradient of its values, up to a pH of 6.8. Upon reaching a pH of 6.8, an automatic tinting system is activated and pH 6.8 ± 0.1 is maintained by adding an aqueous solution of ammonia with a concentration of 12.5% to the reaction mixture, fixing the flow rate of this solution during the process. The enzyme extraction procedure is stopped after 4 hours 30 minutes, when the flow rate of the ammonia solution is reduced by 2.5 times.

Реакционную смесь быстро охлаждают до температуры 15÷20°С и обрабатывают флокулянтом для облегчения отделения разрушенной биомассы клеток. В качестве флокулянта используют водорастворимый полимерный анионит, содержащий пиридиниевые или четвертичные аммониевые основания, например Флокатон ППС-400. Разрушенную биомассу клеток отделяют от бесклеточного экстракта центрифугированием и промывают 250 мл натрий-ацетатного буфера, 0,1 моль/л, рН 6,5, содержащего 0,005 моль/л ацетата кальция. Промывные воды, отделенные центрифугированием, присоединяют к бесклеточному экстракту. В полученном растворе контролируют рН и устанавливают значение рН 6,8÷7,2.The reaction mixture is quickly cooled to a temperature of 15 ÷ 20 ° C and treated with a flocculant to facilitate the separation of the destroyed biomass of cells. As a flocculant, a water-soluble polymer anion exchange resin containing pyridinium or quaternary ammonium bases, for example Flocaton PPS-400, is used. The destroyed biomass of cells is separated from the cell-free extract by centrifugation and washed with 250 ml of sodium acetate buffer, 0.1 mol / l, pH 6.5, containing 0.005 mol / l of calcium acetate. The washings separated by centrifugation are added to the acellular extract. In the resulting solution, control the pH and set the pH value to 6.8 ÷ 7.2.

Получают 1440 мл прозрачного бесклеточного экстракта с синтетазной активностью 16,0 МЕ/мл, содержанием белка 4,2 мг/мл, удельной активностью 3,8 МЕ/мг белка. Выход активности процесса извлечения фермента из биомассы клеток составляет ηизвл=101%.1440 ml of a clear, acellular extract with synthetase activity of 16.0 IU / ml, protein content of 4.2 mg / ml, specific activity of 3.8 IU / mg of protein are obtained. The output of the activity of the process of extracting the enzyme from the biomass of cells is η extract = 101%.

Процедуру иммобилизации фермента осуществляют в реакторе объемом 2 л, снабженном механической мешалкой и помещенном в ледяную баню. 1440 мл бесклеточного экстракта помещают в этот реактор, охлаждают до 2÷4°С и при постоянном перемешивании добавляют к нему полиэтиленгликоль с молекулярной массой 6000, взятый в количестве 403 г (0,28 г/мл бесклеточного экстракта), что обеспечивает полное осаждение целевого фермента. Перемешивают реакционную смесь в течение 15 мин (до полного растворения осадителя) и добавляют 76,7 мл 25% водного раствора глутарового альдегида (3,5·10-2 ммоль/мг белка). Реакционную смесь инкубируют при слабом перемешивании при температуре 2÷4°С в течение 2 часов. Полученные твердые частицы отделяют вакуумной фильтрацией и отмывают на пористом стеклянном фильтре до бесцветных промывных вод натрий-ацетатным буфером, 0,1 моль/л, рН 6,5, содержащим 0,005 моль/л ацетата кальция. На промывку расходуют 1500 мл этого буфера.The enzyme immobilization procedure is carried out in a 2 L reactor equipped with a mechanical stirrer and placed in an ice bath. 1440 ml of cell-free extract is placed in this reactor, cooled to 2-4 ° C, and polyethylene glycol with a molecular weight of 6000 taken in an amount of 403 g (0.28 g / ml of cell-free extract) is added to it with constant stirring, which ensures complete precipitation of the target enzyme. Stir the reaction mixture for 15 min (until the precipitator is completely dissolved) and add 76.7 ml of a 25% aqueous solution of glutaraldehyde (3.5 · 10 -2 mmol / mg protein). The reaction mixture is incubated with gentle stirring at a temperature of 2 ÷ 4 ° C for 2 hours. The resulting solids were separated by vacuum filtration and washed on a porous glass filter to colorless washings with sodium acetate buffer, 0.1 mol / L, pH 6.5, containing 0.005 mol / L calcium acetate. 1,500 ml of this buffer are used for washing.

Получают 38,6 г влажного гетерогенного биокатализатора в виде поперечно-сшитых ферментных агрегатов АЭГ с содержанием сухих веществ 20,4%. Синтетазная активность продукта составляет 370 МЕ/г влажного или 1810 МЕ/г сухого биокатализатора. Содержание белка в продукте составляет 0,93 г белка/г сух. Выход активности процедуры иммобилизации АЭГ составляет ηим=59,1%, общий выход активности процесса получения гетерогенного биокатализатора (от биомассы клеток) ηoбщ=59,8%. Период полуинактивации биокатализатора, определенный по 35 циклам его использования в процессе синтеза цефалексина, составляет τ1/2=200 циклов (см. Пример 10).38.6 g of wet heterogeneous biocatalyst are obtained in the form of cross-linked AEG enzyme aggregates with a solids content of 20.4%. The synthetic activity of the product is 370 IU / g wet or 1810 IU / g dry biocatalyst. The protein content in the product is 0.93 g protein / g dry. The activity yield of the AEG immobilization procedure is η im = 59.1%, the total activity yield of the process of obtaining a heterogeneous biocatalyst (from cell biomass) η total = 59.8%. The half-inactivation period of the biocatalyst, determined by 35 cycles of its use in the process of cephalexin synthesis, is τ 1/2 = 200 cycles (see Example 10).

Пример 2. Осуществление заявляемого способа получения биокатализатора с использованием штамма Xanthomonas rubrilineans CGMCC №2339Example 2. The implementation of the proposed method for producing a biocatalyst using a strain of Xanthomonas rubrilineans CGMCC No. 2339

В качестве исходного материала для получения гетерогенного биокатализатора использована биомасса клеток штамма Xanthomonas rubrilineans CGMCC №. 2339 из Главной китайской коллекции культур микроорганизмов (CGMCC). Биомасса получена в условиях, приведенных в примере 1.As a starting material for obtaining a heterogeneous biocatalyst, the biomass of cells of the strain Xanthomonas rubrilineans CGMCC No. was used. 2339 from the Main Chinese Microorganism Culture Collection (CGMCC). Biomass obtained under the conditions described in example 1.

Взято 91,2 г влажной биомассы клеток с содержанием сухих веществ 19,5%, синтетазной активностью 70,2 МЕ/г влажн, 360 МЕ/г сух.91.2 g of wet cell biomass with a solids content of 19.5%, synthetase activity of 70.2 IU / g wet, 360 IU / g dry were taken.

Криогенное воздействие на биомассу клеток осуществляют по методике, описанной в примере 1, но при температуре -30°С и в течение 5 часов.Cryogenic effect on the biomass of cells is carried out according to the method described in example 1, but at a temperature of -30 ° C and for 5 hours.

Процедуру обработки клеток бутилацетатом и извлечения фермента в водную фазу осуществляют согласно примеру 1 в следующих условиях: концентрация биомассы клеток в суспензии 50 мг сух/мл; концентрация бутилацетата 4,0 об.%; температура 28°С; градиент рН, постоянное перемешивание. Используют следующие количества реагентов: 280 мл буфера, 50 мкл меркаптоэтанола, 14 мл бутилацетата. Объем суспензии составляет 355 мл. Процедуру извлечения фермента осуществляют в течение 6 часов 10 минут и останавливают в момент достижения снижения скорости расхода титранта в 2,8 раза по сравнению с ее исходным значением.The procedure for treating cells with butyl acetate and extracting the enzyme into the aqueous phase is carried out according to example 1 under the following conditions: concentration of cell biomass in suspension 50 mg dry / ml; butyl acetate concentration 4.0 vol%; temperature 28 ° C; pH gradient, constant stirring. The following amounts of reagents are used: 280 ml of buffer, 50 μl of mercaptoethanol, 14 ml of butyl acetate. The volume of the suspension is 355 ml. The procedure for extracting the enzyme is carried out for 6 hours 10 minutes and stopped at the time of achieving a decrease in the rate of titrant consumption by 2.8 times compared to its initial value.

Обработку реакционной смеси флоккулянтом и получение бесклеточного экстракта осуществляют согласно примеру 1. Получают 420 мл прозрачного бесклеточного экстракта с синтетазной активностью 15,7 МЕ/мл, содержанием белка 3,5 мг/мл, удельной активностью 4,5 МЕ/мг белка. Выход активности процесса извлечения фермента из биомассы клеток составляет ηизвл=103 %.Processing the reaction mixture with a flocculant and obtaining a cell-free extract is carried out according to example 1. Receive 420 ml of a clear cell-free extract with synthetase activity of 15.7 IU / ml, protein content of 3.5 mg / ml, specific activity of 4.5 IU / mg of protein. The output of the activity of the process of extracting the enzyme from the biomass of the cells is η extract = 103%.

Процедуру иммобилизации фермента осуществляют по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что используют 420 мл бесклеточного экстракта, 105 г полиэтиленгликоля с молекулярной массой 8000 (0,25 г/мл бесклеточного экстракта) и 8,8 мл 25% водного раствора глутарового альдегида (1,5·10-2 ммоль/мг белка).The enzyme immobilization procedure is carried out according to the method described in example 1, with the difference that they use 420 ml of cell-free extract, 105 g of polyethylene glycol with a molecular weight of 8000 (0.25 g / ml of cell-free extract) and 8.8 ml of a 25% aqueous solution of glutaric aldehyde (1.5 · 10 -2 mmol / mg protein).

Получают 11,1 г влажного гетерогенного биокатализатора в виде поперечно-сшитых ферментных агрегатов АЭГ с содержанием сухих веществ 20,2%. Синтетазная активность продукта составляет 380 МЕ/г влажного или 1880 МЕ/г сухого биокатализатора. Содержание белка в продукте составляет 0,92 г белка/г сух. Выход активности процедуры иммобилизации АЭГ составляет ηим=64,0%, общий выход активности процесса получения гетерогенного биокатализатора (от биомассы клеток) ηобщ=65,9%. Относительная остаточная активность биокатализатора после 10 циклов синтеза цефалексина (см. Пример 10) составляет 96,3%.Obtain 11.1 g of wet heterogeneous biocatalyst in the form of cross-linked AEG enzyme aggregates with a solids content of 20.2%. The synthetic activity of the product is 380 IU / g wet or 1880 IU / g dry biocatalyst. The protein content in the product is 0.92 g protein / g dry. The activity yield of the AEG immobilization procedure is η im = 64.0%, the total activity yield of the process of obtaining a heterogeneous biocatalyst (from cell biomass) η total = 65.9%. The relative residual activity of the biocatalyst after 10 cycles of cephalexin synthesis (see Example 10) is 96.3%.

Пример 3. Осуществление заявляемого способа получения биокатализатора при варьировании момента остановки процесса извлечения ферментаExample 3. The implementation of the proposed method for producing a biocatalyst when varying the moment of stopping the process of extracting the enzyme

В таблице 2 (№1-3) приведены данные, полученные с использованием культуры штамма Xanthomonas rubrilineans VKPM В-9915. Процедуры криогенного воздействия на биомассу клеток, ее обработки бутилацетатом и извлечения фермента в водную фазу осуществляют согласно примеру 1, с той разницей, что варьируют момент остановки процесса извлечения фермента, соотнося его со скоростью расхода раствора аммиака. Бесклеточные экстракты используют для иммобилизации фермента согласно процедуре, описанной в примере 1.Table 2 (No. 1-3) shows the data obtained using the culture of the strain Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915. The cryogenic treatment of the cell biomass, its processing with butyl acetate and the extraction of the enzyme into the aqueous phase is carried out according to Example 1, with the difference that the stopping time of the enzyme extraction is varied, correlating it with the flow rate of the ammonia solution. Cell-free extracts are used to immobilize the enzyme according to the procedure described in example 1.

Представленные результаты отражают влияние момента остановки процесса на свойства бесклеточных экстрактов и биокатализаторов, а также на эффективность процессов извлечения и иммобилизации фермента. В таблице 2 (№4) приведены также данные примера 2 по получению биокатализатора, исходя из биомассы клеток штамма Xanthomonas rubrilineans CGMCC №2339, демонстрирующие зависимость оптимального момента остановки процесса экстракции фермента от используемого штамма.The presented results reflect the effect of the moment the process was stopped on the properties of cell-free extracts and biocatalysts, as well as on the efficiency of the processes of extraction and immobilization of the enzyme. Table 2 (No. 4) also shows the data of Example 2 on the preparation of a biocatalyst based on the biomass of cells of the strain Xanthomonas rubrilineans CGMCC No. 2339, showing the dependence of the optimal stopping time of the enzyme extraction process on the strain used.

Таблица 2
Влияние момента остановки процесса извлечения фермента на свойства бесклеточного экстракта и гетерогенного биокатализатора, а также на эффективность их получения
table 2
The effect of stopping the enzyme extraction process on the properties of the cell-free extract and heterogeneous biocatalyst, as well as on the efficiency of their preparation
No. Штамм Xanthomonas rubrilineansStrain Xanthomonas rubrilineans Продолжительность процессаProcess time Бесклеточный экстрактCell-free extract Гетерогенный биокатализаторHeterogeneous biocatalyst Общ. выход акт., ηобщ, %Total output act., η total ,% Акт., МЕ/млAct., ME / ml Белок, мг/млProtein, mg / ml Удельн. акт., МЕ/мг белкаSpecific act., IU / mg protein Выход акт., ηизвл, %Exit act., Η extract ,% Акт., МЕ/г сухAct., ME / g dry Выход акт.,
ηим, %
Output Act.,
η them ,%
1one VKPM
B-9915
VKPM
B-9915
3 час 20 мин3 hours 20 minutes 14,114.1 3,13,1 4,54,5 9090 14501450 49,049.0 44,144.1
2
Пример 1
2
Example 1
VKPM
B-9915
VKPM
B-9915
4 час 30 мин4 hours 30 minutes 16,016,0 4,24.2 3,83.8 101101 18101810 59,159.1 59,859.8
33 VKPM
B-9915
VKPM
B-9915
6 час 10 мин6 hours 10 minutes 16,216,2 7,57.5 2,22.2 102102 12201220 65,965.9 67,267.2
4
Пример 2
four
Example 2
CGMCC №2339CGMCC No. 2,339 6 час 10 мин6 hours 10 minutes 15,715.7 3,53,5 4,54,5 103103 18801880 64,064.0 65,965.9

Пример 4. Осуществление заявляемого способа получения биокатализатора при различных концентрациях глутарового альдегидаExample 4. The implementation of the proposed method for producing a biocatalyst at various concentrations of glutaraldehyde

В таблице 3 (№1-4) приведены данные, полученные с использованием культуры штамма Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915. Процедуры криогенного воздействия на биомассу клеток, ее обработки бутилацетатом и извлечения фермента в водную фазу осуществляют согласно примеру 1, то есть в оптимизированных для данного штамма условиях. Полученные бесклеточные экстракты используют для иммобилизации фермента согласно процедуре, описанной в примере 1, с той разницей, что варьируют относительную концентрацию глутарового альдегида в реакционной смеси при поперечной сшивке ферментных агрегатов.Table 3 (No. 1-4) shows the data obtained using the culture of the strain Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915. The procedures for cryogenic exposure of the cell biomass, its processing with butyl acetate and extraction of the enzyme into the aqueous phase are carried out according to example 1, that is, under conditions optimized for this strain. The obtained cell-free extracts are used to immobilize the enzyme according to the procedure described in example 1, with the difference that the relative concentration of glutaraldehyde in the reaction mixture is varied by cross-linking the enzyme aggregates.

В качестве критерия для сопоставления стабильности иммобилизованных ферментов, полученных в различных условиях, используют остаточную ферментативную активность биокатализатора после его эксплуатации в 10 циклах синтеза цефалексина, осуществляемого согласно примеру 10. Представленные результаты отражают влияние концентрации глутарового альдегида на свойства биокатализаторов и эффективность процесса иммобилизации.As a criterion for comparing the stability of immobilized enzymes obtained under various conditions, the residual enzymatic activity of the biocatalyst after its operation in 10 cycles of cephalexin synthesis carried out according to Example 10 is used. The presented results reflect the effect of glutaraldehyde concentration on the properties of biocatalysts and the efficiency of the immobilization process.

Таблица 3
Влияние относительной концентрации глутарового альдегида в реакционной смеси на свойства гетерогенного биокатализатора и эффективность процесса иммобилизации фермента
Table 3
The effect of the relative concentration of glutaraldehyde in the reaction mixture on the properties of a heterogeneous biocatalyst and the efficiency of the enzyme immobilization process
No. Штамм Xanthomonas rubrilineansStrain Xanthomonas rubrilineans Относительная концентрация глутарового альдегида, ммоль/мг белкаRelative concentration of glutaraldehyde, mmol / mg protein Гетерогенный биокатализаторHeterogeneous biocatalyst Активность, МЕ/г сух.Activity, IU / g dry. Выход активности ηим, %The output of activity η them ,% Относительная остаточная активность после 10 циклов синтеза, %Relative residual activity after 10 cycles of synthesis,% 1one VKPM В-9915VKPM B-9915 0,2·10-2 0.2 · 10 -2 22002200 58,358.3 89,789.7 22 VKPM В-9915VKPM B-9915 1,0·10-2 1,0 · 10 -2 22102210 70,270,2 96,396.3 3
Пример 1
3
Example 1
VKPM В-9915VKPM B-9915 3,5·10-2 3.5 · 10 -2 18101810 59,159.1 96,796.7
4four VKPM В-9915VKPM B-9915 5,0·10-2 5.0 · 10 -2 13201320 48,148.1 98,198.1 5
Пример 2
5
Example 2
CGMCC
№2339
Cgmcc
No. 2,339
1,5·10-2 1.5 · 10 -2 18801880 64,064.0 96,396.3

В таблице 3 (№5) приведены также характеристики биокатализатора, полученного исходя из биомассы клеток штамма Xanthomonas rubrilineans CGMCC №2339. Согласно примеру 2 бесклеточный экстракт получают в условиях, оптимизированных для данного штамма, затем осаждают ферментные агрегаты и осуществляют поперечную сшивку в условиях, попадающих в оптимальный для штамма VKPM В-9915 диапазон концентраций глутарового альдегида, достигая при этом аналогичных характеристик конечного биокатализатора.Table 3 (No. 5) also shows the characteristics of the biocatalyst obtained on the basis of the biomass of cells of the strain Xanthomonas rubrilineans CGMCC No. 2339. According to Example 2, a cell-free extract is obtained under conditions optimized for a given strain, then enzyme aggregates are precipitated and crosslinked under conditions falling into the concentration range of glutaraldehyde that is optimal for VKPM B-9915, while achieving similar characteristics of the final biocatalyst.

Пример 5. Синтез цефалексина в водной средеExample 5. Synthesis of cephalexin in an aqueous medium

Процесс ферментативного синтеза цефалексина проводят в термостатируемом стеклянном реакторе вместимостью 100 мл, снабженном механической мешалкой и устройством для измерения и поддержания рН, в следующих условиях: водная среда; температура 2°С; рН 6,0÷6,2; содержание фермента (25±1)МЕ/мл; начальная концентрация 7-АДЦК 25 мг/мл; молярное соотношение МЭФГ и 7-АДЦК в исходной реакционной смеси 3,0:1. Расчет концентраций реагентов в исходном растворе проводят с учетом объема влаги, вносимой с навеской биокатализатора.The process of enzymatic synthesis of cephalexin is carried out in a thermostatic glass reactor with a capacity of 100 ml, equipped with a mechanical stirrer and a device for measuring and maintaining pH, under the following conditions: aqueous medium; temperature 2 ° С; pH 6.0 ÷ 6.2; enzyme content (25 ± 1) IU / ml; initial concentration of 7-ADCA 25 mg / ml; the molar ratio of MEFG and 7-ADCA in the initial reaction mixture is 3.0: 1. The calculation of the concentrations of the reagents in the initial solution is carried out taking into account the amount of moisture introduced with a portion of the biocatalyst.

Для приготовления раствора субстратов 1,25 г (5,84 ммолей) 7-АДЦК помещают в химический стакан вместимостью 100 мл, добавляют 40 мл дистиллированной воды. При перемешивании на магнитной мешалке и контроле рН к суспензии порциями добавляют 12,5% раствор аммиака до растворения навески 7-АДЦК. При этом рН не должно превышать значения 8,2. Затем к раствору при перемешивании добавляют порциями 3,53 г (17,52 ммолей) гидрохлорида МЭФГ, не допуская снижения рН раствора ниже 6,0 путем добавления 12,5% раствора аммиака. После растворения МЭФГ раствор количественно переносят в мерный цилиндр и объем раствора доводят водой до 50 мл.To prepare a substrate solution, 1.25 g (5.84 mmol) of 7-ADCA was placed in a beaker with a capacity of 100 ml, 40 ml of distilled water was added. While stirring on a magnetic stirrer and controlling the pH, a 12.5% ammonia solution is added in portions to the suspension until the 7-ADCA sample is dissolved. In this case, the pH should not exceed 8.2. Then, 3.53 g (17.52 mmol) of MEGH hydrochloride are added portionwise to the solution with stirring, without allowing the pH of the solution to drop below 6.0 by adding a 12.5% ammonia solution. After dissolution of MEFG, the solution is quantitatively transferred to a graduated cylinder and the volume of the solution is adjusted with water to 50 ml.

Приготовленный раствор субстратов переносят в реактор, устанавливают температуру 2°С и при интенсивном перемешивании добавляют 3,4 г биокатализатора, полученного по примеру 1, с активностью 370 МЕ/г влажн биокатализатора и содержанием сухих веществ 20,4%. Момент добавления биокатализатора считается началом реакции синтеза. Процесс проводят в течение 70 минут при температуре 2°С и значении рН 6,0÷6,2, которое поддерживают путем добавления 12,5% раствора аммиака в автоматическом режиме. По окончании процесса биокатализатор отделяют от реакционной смеси вакуумной фильтрацией, промывают 10 мл воды и в фильтрате, объединенном с промывкой, определяют содержание цефалексина методом ВЭЖХ. Выход цефалексина по 7-АДЦК составляет 85,7%.The prepared substrate solution is transferred to the reactor, the temperature is set at 2 ° C and 3.4 g of the biocatalyst obtained in Example 1 are added with vigorous stirring with an activity of 370 IU / g of wet biocatalyst and a solids content of 20.4%. The moment of addition of the biocatalyst is considered the beginning of the synthesis reaction. The process is carried out for 70 minutes at a temperature of 2 ° C and a pH value of 6.0 ÷ 6.2, which is supported by adding a 12.5% ammonia solution in automatic mode. At the end of the process, the biocatalyst is separated from the reaction mixture by vacuum filtration, washed with 10 ml of water, and the cephalexin content is determined by HPLC in the filtrate combined with washing. The yield of cephalexin at 7-ADCA is 85.7%.

Пример 6. Синтез цефалексина в смеси воды с этиленгликолемExample 6. Synthesis of cephalexin in a mixture of water with ethylene glycol

Процесс ферментативного синтеза цефалексина проводят в реакторе, описанном в примере 5, в следующих условиях: содержание этиленгликоля в исходной реакционной смеси 50 об.%; температура 5°С; рН 6,0÷6,2; содержание фермента (40±1) МЕ/мл; начальная концентрация 7-АДЦК 30 мг/мл; молярное соотношение МЭФГ и 7-АДЦК в исходной реакционной смеси 2,5:1.The process of enzymatic synthesis of cephalexin is carried out in the reactor described in example 5 under the following conditions: the content of ethylene glycol in the initial reaction mixture is 50 vol.%; temperature 5 ° С; pH 6.0 ÷ 6.2; enzyme content (40 ± 1) IU / ml; initial concentration of 7-ADCA 30 mg / ml; the molar ratio of MEFG and 7-ADCA in the initial reaction mixture is 2.5: 1.

Приготовление раствора субстратов из 1,50 г (7,01 ммолей) 7-АДЦК и 3,53 г (17,52 ммолей) гидрохлорида МЭФГ осуществляют по методике, описанной в примере 5, с той разницей, что вместо 40 мл воды для растворения навески 7-АДЦК используют смесь 15 мл дистиллированной воды и 25 мл этиленгликоля.The preparation of a solution of substrates of 1.50 g (7.01 mmol) of 7-ADCA and 3.53 g (17.52 mmol) of MEGH hydrochloride is carried out according to the procedure described in example 5, with the difference that instead of 40 ml of water for dissolution Samples 7-ADC use a mixture of 15 ml of distilled water and 25 ml of ethylene glycol.

Синтез цефалексина осуществляют согласно примеру 5 с той разницей, что процесс ведут в течение 180 минут при температуре 5°С, используя 5,41 г биокатализатора, полученного по примеру 1, с активностью 370 МЕ/г влажн биокатализатора и содержанием сухих веществ 20,4%. Выход цефалексина по 7-АДЦК составляет 98,3%.The synthesis of cephalexin is carried out according to example 5 with the difference that the process is carried out for 180 minutes at a temperature of 5 ° C, using 5.41 g of the biocatalyst obtained in example 1, with an activity of 370 IU / g of wet biocatalyst and a solids content of 20.4 % The yield of cephalexin at 7-ADCA is 98.3%.

Пример 7. Синтез цефаклораExample 7. Synthesis of cefaclor

Процесс ферментативного синтеза цефаклора проводят в реакторе, описанном в примере 5, в следующих условиях: содержание этиленгликоля в исходной реакционной смеси 45 об.%; температура 10°С; рН 6,0-6,2; содержание фермента (40±1)МЕ/мл; начальная концентрация 3-хлор-7-аминоцефалоспорановой кислоты (7-АХЦК) 15 мг/мл; молярное соотношение МЭФГ и 7-АХЦК в исходной реакционной смеси 4:1.The process of enzymatic synthesis of cefaclor is carried out in the reactor described in example 5, in the following conditions: the content of ethylene glycol in the initial reaction mixture is 45 vol.%; temperature 10 ° С; pH 6.0-6.2; enzyme content (40 ± 1) IU / ml; initial concentration of 3-chloro-7-aminocephalosporanic acid (7-AHCC) 15 mg / ml; the molar ratio of MEFG and 7-AHCC in the initial reaction mixture is 4: 1.

Приготовление раствора субстратов из 0,75 г (3,20 ммолей) 7-АХЦК и 2,58 г (12,80 ммолей) гидрохлорида МЭФГ осуществляют по методике, описанной в примере 5, с той разницей, что вместо 40 мл воды для растворения навески 7-АХЦК используют 17,5 мл дистиллированной воды и 22,5 мл этиленгликоля.The preparation of a solution of substrates of 0.75 g (3.20 mmol) of 7-AHCC and 2.58 g (12.80 mmol) of MEFG hydrochloride is carried out according to the procedure described in example 5, with the difference that instead of 40 ml of water for dissolution Samples 7-AHCC use 17.5 ml of distilled water and 22.5 ml of ethylene glycol.

Синтез цефаклора осуществляют согласно примеру 5 с той разницей, что процесс ведут в течение 100 минут при температуре 10°С, используя 5,41 г биокатализатора, полученного по примеру 1, с активностью 370 МЕ/г влажн биокатализатора и содержанием сухих веществ 20,4%. Выход цефаклора по 7-АХЦК составляет 92,4%.The synthesis of cefaclor is carried out according to example 5 with the difference that the process is carried out for 100 minutes at a temperature of 10 ° C, using 5.41 g of the biocatalyst obtained in example 1, with an activity of 370 IU / g of wet biocatalyst and a solids content of 20.4 % The yield of cefaclor by 7-AHCC is 92.4%.

Пример 8. Синтез ампициллинаExample 8. Synthesis of ampicillin

Процесс ферментативного синтеза ампициллина проводят в реакторе, описанном в примере 5, в следующих условиях: содержание этиленгликоля в исходной реакционной смеси 30 об.%; температура 20°С; рН 6,0÷6,2; содержание фермента (30±1) МЕ/мл; начальная концентрация 6-аминопенициллановой кислоты (6-АПК) 40 мг/мл; молярное соотношение МЭФГ и 6-АПК в исходной реакционной смеси 3:1.The process of enzymatic synthesis of ampicillin is carried out in the reactor described in example 5 under the following conditions: the content of ethylene glycol in the initial reaction mixture is 30 vol.%; temperature 20 ° С; pH 6.0 ÷ 6.2; enzyme content (30 ± 1) IU / ml; initial concentration of 6-aminopenicillanic acid (6-APA) 40 mg / ml; the molar ratio of MEFG and 6-APC in the initial reaction mixture is 3: 1.

Приготовление раствора субстратов из 2,00 г (9,26 ммолей) 6-АПК и 5,60 г (27,7 ммолей) гидрохлорида МЭФГ осуществляют по методике, описанной в примере 5, с той разницей, что вместо 40 мл воды для растворения навески 6-АПК используют 25 мл дистиллированной воды и 15 мл этиленгликоля, а рН раствора при растворении 6-АПК не превышает значения 7,5.The preparation of a solution of substrates of 2.00 g (9.26 mmol) of 6-APA and 5.60 g (27.7 mmol) of MEFG hydrochloride is carried out according to the procedure described in example 5, with the difference that instead of 40 ml of water for dissolution 6-APA samples are used with 25 ml of distilled water and 15 ml of ethylene glycol, and the pH of the solution when dissolving 6-APA does not exceed 7.5.

Синтез ампициллина осуществляют согласно примеру 5 с той разницей, что процесс ведут в течение 75 минут при температуре 20°С, используя 3,97 г биокатализатора, полученного по примеру 1, с активностью 370 МЕ/г влажн биокатализатора и содержанием сухих веществ 20,4%. Выход ампициллина по 6-АПК составляет 88,6%.The synthesis of ampicillin is carried out according to example 5 with the difference that the process is carried out for 75 minutes at a temperature of 20 ° C, using 3.97 g of the biocatalyst obtained in example 1, with an activity of 370 IU / g of wet biocatalyst and a solids content of 20.4 % The output of ampicillin for 6-APA is 88.6%.

Пример 9. Синтез амоксициллинаExample 9. Synthesis of amoxicillin

Процесс ферментативного синтеза амоксициллина проводят в реакторе, описанном в примере 5, в следующих условиях: водная среда; температура 40°С; рН 6,0÷6,2; содержание фермента (6,5±0,5) МЕ/мл; начальная концентрация 6-АПК 10 мг/мл; молярное соотношение метилового эфира Д-пара-гидроксифенилглицина (МЭГФГ) и 6-АПК в исходной реакционной смеси 1,7:1.The process of enzymatic synthesis of amoxicillin is carried out in the reactor described in example 5, under the following conditions: aqueous medium; temperature 40 ° C; pH 6.0 ÷ 6.2; enzyme content (6.5 ± 0.5) IU / ml; initial concentration of 6-APC 10 mg / ml; the molar ratio of methyl ester of D-para-hydroxyphenylglycine (MEGPH) and 6-APA in the initial reaction mixture is 1.7: 1.

Для приготовления раствора субстратов 0,720 г (3,97 ммолей) МЭГФГ помещают в химический стакан вместимостью 100 мл, добавляют 40 мл дистиллированной воды. При перемешивании на магнитной мешалке и контроле рН к суспензии порциями добавляют 20% раствор соляной кислоты до растворения навески МЭГФГ. Затем рН раствора доводят до 6 путем добавления 12,5% раствора аммиака и сразу же вносят в раствор 0,500 г (2,34 ммолей) 6-АПК. При перемешивании к суспензии добавляют порциями 12,5% раствор аммиака до растворения навески 6-АПК, следя, чтобы рН не превышало значения 6,5. После растворения 6-АПК раствор количественно переносят в мерный цилиндр и объем раствора доводят водой до 50 мл.To prepare a solution of substrates, 0.720 g (3.97 mmol) of MEGFG was placed in a beaker with a capacity of 100 ml, 40 ml of distilled water was added. While stirring on a magnetic stirrer and controlling the pH, a 20% hydrochloric acid solution is added in portions to the suspension until the MEGPH sample is dissolved. Then the pH of the solution was adjusted to 6 by adding a 12.5% ammonia solution and immediately introduced into the solution of 0.500 g (2.34 mmol) of 6-APA. With stirring, a 12.5% ammonia solution is added in portions to the suspension until the 6-APA sample is dissolved, ensuring that the pH does not exceed 6.5. After dissolution of the 6-APA, the solution is quantitatively transferred to a graduated cylinder and the volume of the solution is adjusted with water to 50 ml.

Синтез амоксициллина осуществляют согласно примеру 5 с той разницей, что процесс ведут в течение 60 минут при температуре 40°С, используя 0,86 г биокатализатора, полученного по примеру 2, с активностью 380 МЕ/г влажн биокатализатора и содержанием сухих веществ 20,2%. Выход амоксициллина по 6-АПК составляет 72,8%.The synthesis of amoxicillin is carried out according to example 5 with the difference that the process is carried out for 60 minutes at a temperature of 40 ° C, using 0.86 g of the biocatalyst obtained in example 2, with an activity of 380 IU / g of wet biocatalyst and a dry matter content of 20.2 % The 6-APA yield of amoxicillin is 72.8%.

Пример 10. Операционная стабильность биокатализатора в процессе синтеза цефалексинаExample 10. The operational stability of the biocatalyst in the synthesis of cephalexin

Для изучения операционной стабильности биокатализатора проводят ряд последовательных циклов синтеза цефалексина с использованием одной и той же порции биокатализатора в следующих условиях: содержание этиленгликоля в исходной реакционной смеси 40 об.%, температура 30°С, рН 6,0÷6,2, содержание фермента (15±1) МЕ/мл, начальная концентрация 7-АДЦК 20 мг/мл; молярное соотношение МЭФГ и 7-АДЦК в исходной реакционной смеси 2,5:1.To study the operational stability of the biocatalyst, a series of successive cycles of cephalexin synthesis are carried out using the same portion of the biocatalyst under the following conditions: the ethylene glycol content in the initial reaction mixture is 40 vol.%, Temperature 30 ° C, pH 6.0 ÷ 6.2, the enzyme content (15 ± 1) IU / ml, initial concentration of 7-ADCA 20 mg / ml; the molar ratio of MEFG and 7-ADCA in the initial reaction mixture is 2.5: 1.

Первый цикл синтеза цефалексина проводят по методике, описанной в примере 5, но при температуре процесса 30°С и в объеме реакционной смеси 100 мл. По окончании реакции биокатализатор отделяют от реакционной смеси вакуумной фильтрацией, промывают его 10 мл воды и используют в следующем цикле синтеза цефалексина. В объединенном фильтрате определяют содержание цефалексина методом ВЭЖХ и рассчитывают выход цефалексина по 7-АДЦК.The first cycle of cephalexin synthesis is carried out according to the procedure described in example 5, but at a process temperature of 30 ° C and 100 ml in the volume of the reaction mixture. At the end of the reaction, the biocatalyst is separated from the reaction mixture by vacuum filtration, washed with 10 ml of water and used in the next cycle of cephalexin synthesis. In the combined filtrate, the cephalexin content was determined by HPLC and the yield of cephalexin was calculated by 7-ADC.

Последующие циклы синтеза проводят аналогичным образом. После каждых пяти циклов определяют остаточную активность биокатализатора и содержание в нем сухих веществ. Для создания выбранных стандартных условий процесса по концентрации биокатализатора объем реакционной массы соответствующего цикла корректируют с учетом снижения активности биокатализатора и уменьшения его массы из-за расхода на аналитические процедуры. Проводят необходимое количество последовательных циклов синтеза цефалексина. Результаты экспериментов, проведенных с использованием биокатализатора, полученного по примеру 1, представлены в таблице 4.Subsequent synthesis cycles are carried out in a similar manner. After every five cycles, the residual activity of the biocatalyst and its dry matter content are determined. To create the selected standard process conditions for the concentration of the biocatalyst, the volume of the reaction mass of the corresponding cycle is adjusted taking into account the decrease in the activity of the biocatalyst and the decrease in its mass due to the consumption of analytical procedures. The required number of consecutive cycles of cephalexin synthesis is carried out. The results of experiments conducted using the biocatalyst obtained in example 1 are presented in table 4.

Обработка экспериментальных данных таблицы 4 показывает, что инактивация биокатализатора в процессе синтеза цефалексина подчиняется кинетическим закономерностям первого порядка с периодом полуинактивации τ1/2=200 циклов (см. фиг.2).Processing the experimental data of table 4 shows that the inactivation of the biocatalyst in the synthesis of cephalexin obeys first-order kinetic laws with a half-inactivation period τ 1/2 = 200 cycles (see figure 2).

Таблица 4
Операционная стабильность биокатализатора, полученного по примеру 1, в процессе синтеза цефалексина при температуре 30°С
Table 4
The operational stability of the biocatalyst obtained in example 1 during the synthesis of cephalexin at a temperature of 30 ° C
Количество циклов синтезаThe number of synthesis cycles Выход продукта по 7-АДЦК, %The product yield at 7-ADCC,% Активность биокатализатораBiocatalyst Activity Остаточная активность, AN, МЕ/г сухResidual activity, A N , IU / g dry Относительная остаточная активность, Аотн, %Relative residual activity, Aotn,% lg Аотн lg rel 00 95,795.7 18101810 100one hundred 22 55 93,993.9 17801780 98,398.3 1,9931,993 1010 96,196.1 17501750 96,796.7 1,9851,985 15fifteen 94,594.5 17211721 95,195.1 1,9781,978 20twenty 95,695.6 16921692 93,593.5 1,9701,970 2525 93,693.6 16631663 91,991.9 1,9631,963 30thirty 94,994.9 16361636 90,490,4 1,9561,956 3535 95,295.2 16091609 88,988.9 1,9491,949

Источники информацииInformation sources

1. GB 13822551. GB 1382255

2. Takahashi Т., Kato К, Yamazaki Y., et al.: Synthesis of cephalosporins and penicillins by enzymatic acylation. Japanese Journal of Antibiotics (Suppl.) 30S: 230-238 (1977)2. Takahashi, T., Kato K, Yamazaki Y., et al .: Synthesis of cephalosporins and penicillins by enzymatic acylation. Japanese Journal of Antibiotics (Suppl.) 30S: 230-238 (1977)

3. CA 10446273.CA 1044627

4. RU 21367594. RU 2136759

5. KR 200100690975. KR 20010069097

6. Ryu Y.W., Ryu D.D.Y., Semisynthetic β-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbindance: purification and propeties. Enzyme Microb. Technol. 9: 339-344 (1987)6. Ryu Y.W., Ryu D.D.Y., Semisynthetic β-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbindance: purification and propeties. Enzyme Microb. Technol. 9: 339-344 (1987)

7. Kato К., Kawahara К, Takahashi Т., Kakinuma A.: Purification of α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri. Agric. Biol. Chem. 44: 1069-1074 (1980)7. Kato K., Kawahara K, Takahashi T., Kakinuma A .: Purification of α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri. Agric. Biol. Chem. 44: 1069-1074 (1980)

8. Kato К., Kawahara К, Takahashi Т. et al. α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri. Agric. Biol. Chem. 44: 1663-1664 (1980)8. Kato K., Kawahara K, Takahashi T. et al. α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri. Agric. Biol. Chem. 44: 1663-1664 (1980)

9. Крестьянова И.Н., Уваров Н.Н., Руденская Г.Н. и др.: Внутриклеточная аминопептидаза из Xanthomonas rublineans, гидролизующая эфиры α-аминокислот и цефалексин. Биохимия 55 (12): 2226 (1990)9. Krestyanova I.N., Uvarov N.N., Rudenskaya G.N. et al: Intracellular aminopeptidase from Xanthomonas rublineans, hydrolyzing α-amino acid esters and cephalexin. Biochemistry 55 (12): 2226 (1990)

10. Blinkovsky A.M., Markaryan A.N., Synthesis of β-lactam antibiotics containing α-aminophenylacetyl group in the acyl moiety catalyzed by D-(-)-phenylglycyl-β-lactamide amidohydrolase. Enzyme Microb. Technol. 15: 965-973 (1993)10. Blinkovsky A.M., Markaryan A.N., Synthesis of β-lactam antibiotics containing α-aminophenylacetyl group in the acyl moiety catalyzed by D - (-) - phenylglycyl-β-lactamide amidohydrolase. Enzyme Microb. Technol. 15: 965-973 (1993)

11. Kim D.J., Byun S.M., Purification and properties of ampicillin acylase from Pseudomonas melanogenum. Biochim Biophys Acta 1040 (1): 12-18 (1990)11. Kim D.J., Byun S. M., Purification and properties of ampicillin acylase from Pseudomonas melanogenum. Biochim Biophys Acta 1040 (1): 12-18 (1990)

12. WO 0208611112. WO 02086111

13. Barends T.R.M., Polderman-Tijmes J.J. et al., The sequence and crystal structure of the α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri define a new family of β-lactam antibiotic acylases. J. Biol. Chem. 278: 23076-23084 (2003)13. Barends T.R.M., Polderman-Tijmes J.J. et al., The sequence and crystal structure of the α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri define a new family of β-lactam antibiotic acylases. J. Biol. Chem. 278: 23076-23084 (2003)

14. WO 0208612714. WO 02086127

15. Polderman-Tijmes J.J., Jekel P.A. et al.: Identification of the catalytic residues of α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance by labeling and site-directed mutagenesis. J. Biol. Chem. 277, No32: 28474-28482 (2002)15. Polderman-Tijmes J.J., Jekel P.A. et al .: Identification of the catalytic residues of α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance by labeling and site-directed mutagenesis. J. Biol. Chem. 277, No32: 28474-28482 (2002)

16. Hernandez-Justiz O., Terreni M., Pagani G. et al.: Evaluation of different enzymes as catalysts for the production of b-lactam antibiotics following a kinetically controlled strategy. Enzyme and Microb. Technol., 25, 336 (1999)16. Hernandez-Justiz O., Terreni M., Pagani G. et al .: Evaluation of different enzymes as catalysts for the production of b-lactam antibiotics following a kinetically controlled strategy. Enzyme and Microb. Technol., 25, 336 (1999)

17. Choi W.G., Lee S.B., Ryu D.D.Y, Cephalexin synthesis by paratially purified and immobilized enzymes. Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361-371 (1981)17. Choi W. G., Lee S. B., Ryu D. D. Y., Cephalexin synthesis by paratially purified and immobilized enzymes. Biotechnol. Bioeng. 23 (2): 361-371 (1981)

18. Zaslavskaya P.L., Chekalina IV., Igans D.N. et al.: Interrelated approach to optimization of biosynthesis and chemical isolation of biologically active substances: the production of penicillinamidase by Escherichia coli and peptidohydrolase by Xanthomonas sp. Biotechnol. Appl. Biochem. 18: 299-309 (1993)18. Zaslavskaya P.L., Chekalina IV., Igans D.N. et al .: Interrelated approach to optimization of biosynthesis and chemical isolation of biologically active substances: the production of penicillinamidase by Escherichia coli and peptidohydrolase by Xanthomonas sp. Biotechnol. Appl. Biochem. 18: 299-309 (1993)

19. Fernandez-Lafuente R., Hernandez-Justiz O., et al.: Stabilization of tetrameric enzyme (α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance) enables a very improved perfomance of ampicillin syntesis. J. Mol. Catal. B: Enzym. 11: 633-638 (2001)19. Fernandez-Lafuente R., Hernandez-Justiz O., et al .: Stabilization of tetrameric enzyme (α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance) enables a very improved perfomance of ampicillin syntesis. J. Mol. Catal. B: Enzym. 11: 633-638 (2001)

20. Fernandez-Lafuente R., Hernandez-Justiz O., et al.: Biotransformations catalyzed by multimeric enzymes: stabilization of tetrameric ampicillin acylase permits the optimization of ampicillin synthesis under dissotiation conditions. Biomacromolecules 2 (1): 95-104 (2001)20. Fernandez-Lafuente R., Hernandez-Justiz O., et al .: Biotransformations catalyzed by multimeric enzymes: stabilization of tetrameric ampicillin acylase permits the optimization of ampicillin synthesis under dissotiation conditions. Biomacromolecules 2 (1): 95-104 (2001)

21. Sapan C.V., Lundblad R.L., Price C.: Review. Colorimertric protein assay technoques. Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99-108 (1999)21. Sapan C.V., Lundblad R.L., Price C .: Review. Colorimertric protein assay technoques. Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99-108 (1999)

Claims (6)

1. Способ получения гетерогенного биокатализатора для ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика на основе внутриклеточной гидролазы эфиров альфа-аминокислот из бактерий рода Xanthomonas, включающий разрушение биомассы клеток, экстракцию из нее фермента в водную фазу и последующую его иммобилизацию, отличающийся тем, что используют биомассу клеток бактерий Xanthomonas rubrilineans; разрушение клеток осуществляют поэтапно, сначала нарушая их целостность криогенным воздействием, замораживая биомассу до температуры -25°С или ниже, предпочтительно от -25°С до -30°С, а затем, обрабатывая водную суспензию размороженных клеток с концентрацией биомассы от 20 до 100 мг сух./мл бутилацетатом в концентрации 2÷6 об.%; экстракцию фермента в водную фазу проводят при нагревании обработанной клеточной суспензии сначала в условиях спонтанно устанавливающегося градиента рН, а затем при постоянном значении рН, поддерживаемом путем добавления раствора титранта, вплоть до прекращения процедуры экстракции, используя в качестве критерия выбора момента остановки степень снижения скорости расхода раствора титранта; бесклеточный экстракт, получаемый после отделения разрушенной клеточной биомассы, используют для процедуры иммобилизации фермента путем его осаждения полиэтиленгликолем в виде ферментных агрегатов и их последующей поперечной сшивки в присутствии глутарового альдегида.1. A method of producing a heterogeneous biocatalyst for enzymatic synthesis of an aminobet-lactam antibiotic based on an intracellular hydrolase of alpha-amino acid esters from bacteria of the genus Xanthomonas, including the destruction of cell biomass, extraction of the enzyme from it into the aqueous phase and its subsequent immobilization, characterized in that cell biomass is used bacteria Xanthomonas rubrilineans; cell destruction is carried out in stages, first violating their integrity by cryogenic exposure, freezing the biomass to a temperature of -25 ° C or lower, preferably from -25 ° C to -30 ° C, and then treating an aqueous suspension of thawed cells with a biomass concentration of from 20 to 100 mg dry / ml butyl acetate at a concentration of 2 ÷ 6 vol.%; the extraction of the enzyme into the aqueous phase is carried out by heating the treated cell suspension, first under conditions of a spontaneously establishing pH gradient, and then at a constant pH maintained by adding a titrant solution, until the extraction procedure is terminated, using the degree of solution flow rate reduction as a criterion for choosing the stopping moment titrant; cell-free extract obtained after separation of the destroyed cellular biomass is used for the immobilization of the enzyme by precipitation with polyethylene glycol in the form of enzyme aggregates and their subsequent crosslinking in the presence of glutaraldehyde. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракцию фермента осуществляют при температуре 25÷35°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the extraction of the enzyme is carried out at a temperature of 25 ÷ 35 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для осаждения ферментных агрегатов из бесклеточного экстракта используют полиэтиленгликоль с молекулярной массой 4000÷10000 в количестве, необходимом для полного осаждения фермента.3. The method according to claim 1, characterized in that for the deposition of enzyme aggregates from the cell-free extract using polyethylene glycol with a molecular weight of 4000 ÷ 10,000 in the amount necessary for complete precipitation of the enzyme. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для поперечной сшивки ферментных агрегатов используют глутаровый альдегид в относительной концентрации
1·10-2÷5·10-2 ммоль/мг белка.
4. The method according to claim 1, characterized in that for the crosslinking of enzyme aggregates use glutaraldehyde in a relative concentration
1 · 10 -2 ÷ 5 · 10 -2 mmol / mg protein.
5. Гетерогенный биокатализатор для ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика на основе внутриклеточной гидролазы эфиров альфа-аминокислот из бактерий рода Xanthomonas, характеризующийся тем, что он получен способом по п.1, содержит до 0,95 г белка/г сухого биокатализатора и обладает синтетазной активностью до 2200 МЕ/г сухого биокатализатора.5. A heterogeneous biocatalyst for the enzymatic synthesis of aminobeta-lactam antibiotic based on intracellular hydrolase of alpha-amino acid esters from bacteria of the genus Xanthomonas, characterized in that it is obtained by the method according to claim 1, contains up to 0.95 g protein / g dry biocatalyst and has a synthetase activity up to 2200 IU / g of dry biocatalyst. 6. Способ ферментативного синтеза аминобета-лактамного антибиотика путем ацилирования ключевого бета-лактамного соединения соответствующими производными эфиров Д-аминофенилуксусной кислоты, отличающийся тем, что ферментативную реакцию синтеза проводят под действием гетерогенного биокатализатора по п.5. 6. A method for the enzymatic synthesis of an aminobeta-lactam antibiotic by acylating a key beta-lactam compound with the corresponding derivatives of D-aminophenylacetic acid esters, characterized in that the enzymatic synthesis reaction is carried out under the action of the heterogeneous biocatalyst according to claim 5.
RU2008107953/13A 2008-03-04 2008-03-04 Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst RU2381273C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008107953/13A RU2381273C2 (en) 2008-03-04 2008-03-04 Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008107953/13A RU2381273C2 (en) 2008-03-04 2008-03-04 Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008107953A RU2008107953A (en) 2009-09-10
RU2381273C2 true RU2381273C2 (en) 2010-02-10

Family

ID=41166021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008107953/13A RU2381273C2 (en) 2008-03-04 2008-03-04 Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381273C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499830C1 (en) * 2012-05-18 2013-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
RU2502797C1 (en) * 2012-09-18 2013-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") STRAIN Escherichia coli - PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS FROM Xanthomonas rubrilineans, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
RU2535893C1 (en) * 2013-08-20 2014-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") Method for obtaining heterogenic biocatalyst based on hydrolase of esters of alpha aminoacids, heterogenic biocatalyst obtained by such method, and synthesis method of aminobeta-lactam antibiotic under action of this heterogenic biocatalyst
RU2650668C1 (en) * 2016-12-13 2018-04-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Method for obtaining a heterogeneous bioacatalizer based on candida antarctica yeast liquases of fraction b

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРОЧКИНА В.Б. и др. Ферментативный синтез беталактамных антибиотиков, II Аминоцефалоспорины. - Антибиотики и химиотерапия, №8, 1999, с.6-11. Найдено в Интернете http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1179482&s=[24.02.2009]. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499830C1 (en) * 2012-05-18 2013-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
RU2502797C1 (en) * 2012-09-18 2013-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") STRAIN Escherichia coli - PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS FROM Xanthomonas rubrilineans, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
RU2535893C1 (en) * 2013-08-20 2014-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") Method for obtaining heterogenic biocatalyst based on hydrolase of esters of alpha aminoacids, heterogenic biocatalyst obtained by such method, and synthesis method of aminobeta-lactam antibiotic under action of this heterogenic biocatalyst
RU2650668C1 (en) * 2016-12-13 2018-04-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Method for obtaining a heterogeneous bioacatalizer based on candida antarctica yeast liquases of fraction b

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008107953A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wilson et al. Encapsulation of crosslinked penicillin G acylase aggregates in lentikats: evaluation of a novel biocatalyst in organic media
Klibanov Immobilized enzymes and cells as practical catalysts
Van de Velde et al. Carrageenan: A food‐grade and biocompatible support for immobilisation techniques
Sheldon Cross-linked enzyme aggregates as industrial biocatalysts
D'souza Immobilized enzymes in bioprocess
US6596520B1 (en) Immobilizing lipase by adsorption from a crude solution onto nonpolar polyolefin particles
MX2008012233A (en) Method for the enzymatic production of 2-hydroxy-2-methyl carboxylic acids.
RU2381273C2 (en) Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst
CN107208085B (en) Immobilized cell and preparation method thereof
JP5583586B2 (en) Improving immobilized microbial nitrilase for the production of glycolic acid
EP2173892B1 (en) Process for the preparation of penicillin or cephalosporin antibiotics
Sambyal et al. Exploitation of E. coli for the production of penicillin G amidase: a tool for the synthesis of semisynthetic β-lactam antibiotics
WO2007026860A1 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF OPTICALLY ACTIVE α-HYDROXYCARBOXYLIC ACID
Cheng et al. Immobilization of permeabilized whole cell penicillin G acylase from Alcaligenes faecalis using pore matrix crosslinked with glutaraldehyde
Illanes et al. Industrial and therapeutic enzymes: penicillin acylase
Becka et al. Penicillin G acylase from Achromobacter sp. CCM 4824
JP2016524899A (en) Endoglucanase-induced production of cellulose oligomers
Chibata et al. Immobilized cells: Historical background
WO1991019002A1 (en) A process for chiral enrichment of asymmetric primary amines
Lowe et al. Enzymatic hydrolysis of penicillin V to 6-aminopenicillanic acid by Fusarium oxysporum
CN101525603B (en) Immobilized alpha-amino-acid ester hydrolase, preparation and application thereof
RU2535893C1 (en) Method for obtaining heterogenic biocatalyst based on hydrolase of esters of alpha aminoacids, heterogenic biocatalyst obtained by such method, and synthesis method of aminobeta-lactam antibiotic under action of this heterogenic biocatalyst
Van den Tweel et al. Biocatalyst production
IE893773L (en) Biocatalysts and processes for the manufacture thereof
Antony et al. Overview of the Enzyme Support System of Immobilization for Enhanced Efficiency and Reuse of Enzymes

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170327

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210305