Ацилирование аминосоединений в водной среде под действием пенициллинацилаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.15, кандидат химических наук Химюк, Андрей Ярославович

• Химюк, Андрей Ярославович
• кандидат химических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат химических наук Химюк, Андрей Ярославович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Пенициллинацил азы.

1.1.1. Общие свойства.

1.1.2. Строение активного центра ПА по данным РСА.

1.1.3. Механизм катализа.

1.1.4. рН-профиль каталитической активности и стабильности ПА.

1.1.5. Субстратная специфичность.

1.1.6. Стереоспецифичность.

1.2. Пенициллинацилазы в реакциях синтеза.

1.2.1. Синтез р-лактамных антибиотиков.

1.2.1.1. Кинетические закономерности ацильного переноса на ядра антибиотиков.

1.2.2. Ацилирование аминосоединений.

1.3. Ферменты в тонком органическом синтезе.

1.3.1. Использование ферментов в реакциях конденсации.

1.3.1.1. Селективное ацилирование полифункциональных субстратов.

1.3.2. Ферментативное получение оптически активных соединений.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Материалы.

2.2. Методы.

2.2.1. Определение активности пенициллинацилаз.

2.2.2. Определение компонентов реакционной смеси методом ВЭЖХ.

2.2.3. Определение оптической чистоты аминосоединений.

2.2.4. Изучение растворимости компонентов реакции.

2.2.5. Исследование кинетических закономерностей реакций ферментативного ацильного переноса

2.2.5.1. Определение зависимости соотношения начальных скоростей синтеза/гидролиза от концентрации аминосоединения.

2.2.5.2. Определение соотношения констант специфичности при ферментативном гидролизе ацильного донора и продукта переноса.

2.2.6. Слежение за реакцией синтеза ацильных производных аминов и аминокислот.

2.2.7. Хемо-энзиматический синтез дикетопиперазинов.

2.2.8. Слежение за ферментативным гидролизом рацематов N-ацильных производных аминосоединений.

2.2.9. Получение рацематов R-фенилглицильных производных аминосоединений.

2.2.10. Разделение энантиомеров ос-PEA.

2.2.11. Разделение энантиомеров 2-амино-4-фенилбутана.

2.2.12. Разделение энантиомеров 2-амино-1-бутанола.

2.2.13. Обработка результатов и вычисления.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Кинетические закономерности реакций ацильного переноса на аминосоединения, катализируемого пенициллинацилазой.

3.1.1. Ацилирование аминокислот.

3.1.2. Ацилирование аминов и аминоспиртов.

3.1.3. Стереоселективное ацилирование аминосоединений.

3.1.3.1. Установление кинетической схемы.

3.1.3.2. Энантиоселективность реакций ферментативного ацильного переноса по отношению к нуклеофилу.

3.1.3.3. Стереоселективное ацилирование аминосоединений при использовании R-фенилглицинамида в качестве ацильного донора.

3.2. Влияние структуры ацильного донора в реакциях ацилирования.

3.2.1. Характеристика доноров ацильной части.

3.2.2. Зависимость эффективности и стереоселективности ацильного переноса от природы донора

3.3. Моделирование интегральной кинетики ацилирования аминосоединений.

3.4. Влияние различных факторов на эффективность стереоселективного ацилирования.

3.4.1. Влияние растворимости N-ацилированного продукта. ф 3.4.2. Влияние концентраций реагентов.

3.4.3. Влияние ионной силы и температуры.

3.4.4. Использование нативных и иммобилизованных препаратов пенициллинацилазы.

3.5. Синтез стереоизомерно чистых соединений при использовании пенициллинацилаз.

3.5.1. Синтез N-ацильных производных S-аминокислот.

3.5.2. Региоселективное ацилирование аминогрупп лизина и орнитина.

3.5.3. Хемо-энзиматический синтез дикетопиперазинов.

3.6. Получение энантиомеров аминов и аминоспиртов при использовании пенициллинацилаз.

3.6.1. Выбор донора ацильной части.

3.6.2. Интегральный биокаталитический метод.

3.6.3. Модификация интегрального биокаталитического метода. Циклический подход.

3.6.4. Сравнение методов получения индивидуальных энантиомеров.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ацилирование аминосоединений в водной среде под действием пенициллинацилаз»

Актуальность проблемы. Пенициллинацилазы (ПА) - биокатализаторы промышленного значения, используемые в производстве пенициллинов и цефалоспоринов. В последние годы показано, однако, что ферменты этого семейства обладают существенно более широкой субстратной специфичностью. Открытая недавно способность малоизученной ПА из Alcaligenes faecalis катализировать высокоэффективное и стереоселективное ацилирование аминов в водной среде послужило стимулом, определившем цель настоящего исследования - выяснение причин того, чем обусловлен столь эффективный синтез амидной связи, катализируемый гидролазой в 100% водной среде, каковы его ограничения, какие возможности открывает использование этого подхода. Особый интерес представляет использование таких реакций для получения оптически чистых соединений, а также для разделения энантиомеров веществ. Кроме того, использование биокатализа в водных средах является одной из главных тенденций развития современной промышленности в связи с растущими экологическими требованиями. Цель и задачи исследования. Целью работы явилось исследование кинетических закономерностей реакций ацильного переноса на первичную аминогруппу различных классов соединений, катализируемого ПА из A.faecalis в водной среде, включая стереоселективность ацилирования; выявление факторов, влияющих на эффективность синтеза N-ацильных производных и разделения энантиомеров аминосоединений, определение оптимальных условий этого процесса; разработка и апробация новых методов препаративного синтеза хиральных N-ацильных производных и получения индивидуальных энантиомеров аминосоединений при использовании как ПА из A.faecalis, так и ПА из Escherichia coli.

Научная новизна. Впервые показано, что ферментативное ацилирование высокоосновных аминосоединений, катализируемое ПА из A.faecalis в водной среде, протекает через стадию образования ацилфермент-нуклеофильного комплекса, выявлены особенности ацильного переноса на различные классы аминосоединений. Предложены "минимальные" кинетические схемы стереоселективного ацилирования аминокислот и аминов/аминоспиртов, на основании которых разработан алгоритм моделирования, позволяющий адекватно описать протекание реакции в условиях гомогенных и гетерогенных систем. Проанализировано влияние различных факторов на эффективность синтеза N-ацильных производных и разделения энантиомеров аминосоединений. Разработана методология определения ключевых кинетических параметров стереоселективного ферментативного ацильного переноса в водной среде. Впервые на количественном уровне показано влияние структуры ацильного донора на эффективность реакций ацильного переноса и стереоселективность по отношению к нуклеофилу. Разработан и апробирован принципиально новый полностью биокаталитический метод разделения энантиомеров аминосоединений в водной среде.

Практическая значимость работы. Разработаны методы препаративного синтеза оптически активных N-ацильных производных аминокислот и дикетопиперазинов, избирательного ацилирования аминогруппы в боковой цепи аминокислот, основанных на использовании ПА из A.faecalis и E.coli в водной среде. Предложенный интегральный метод получения индивидуальных энантиомеров аминосоединений, сочетающий ферментативную реакцию стереоселективного ацилирования их рацематов и последующего ферментативного деацилирования в водной среде, по своей эффективности значительно превышает другие известные примеры из научной и патентной литературы в области препаративной хир отехноло гии.

1. Литературный обзор

Заключение диссертации по теме «Катализ», Химюк, Андрей Ярославович

Выводы

1. Изучены кинетические закономерности реакций ацильного переноса на аминосоединения, катализируемого ПА из A.faecalis в водной среде, предложены кинетические схемы стереоселективного ацилирования аминокислот и аминов/аминоспиртов, на основании которых разработан алгоритм моделирования интегральной кинетики реакции в условиях гомогенных и гетерогенных систем.

2. Проведен анализ влияния различных факторов на эффективность ацилирования аминосоединений в водной среде при использовании ПА. Показано, что наиболее благоприятные условия ацилирования достигаются в высококонцентрированных растворах реагентов.

3. Установлено, что эффективность и энантиоселективность ацилирования можно регулировать путем модификации структуры ацильного донора: ацильный перенос был наиболее эффективен в случае феноксиацетамида, а стереоселективность выше в случае амидов R-фенилглицина и R-миндальной кислоты.

4. Разработаны методы ферментативного синтеза N-ацильных производных S-аминокислот, избирательного ацилирования е-аминогруппы лизина и орнитина, хемо-энзиматического синтеза оптически активных дикетопиперазинов.

5. Разработан высокоэффективный интегральный биокаталитический метод разделения энантиомеров аминов и аминоспиртов, сочетающий две последовательные стереоселективные реакции, катализируемые ПА из A.faecalis в водной среде -ацилирование активного энантиомера из рацемата аминосоединения и, после отделения неактивного энантиомера аминосоединения, гидролиз продукта первой реакции для выделения немодифицированного активного энантиомера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Химюк, Андрей Ярославович, 2005 год

1. Sakaguchi К. and Murao S. A preliminary report on a new enzyme, "penicillin-amidase". J. Agr. Chem. Soc. (Japan). 1950, 23,411-414.

2. Murao S. Penicillin-amidase. 3. Mechanism of penicillin-amidase on sodium penicillin. J. Agr. Chem. Soc. (Japan). 1955, 29,404-407.

3. Hamilton-Miller J.M.T. Penicillinacylase. Bacterid. Rev. 1966, 30, 761-771.

4. Vandamme E.J. and Voets J.P. Microbial penicillin acylases. Adv. Appl. Microbiol. 1974, 17, 311-369.

5. Huang H.T., Seto T.A. and Shull G.M. Distribution and substrate specificity of benzylpenicillin acylase. Appl. Microbiol. 1963, 11, 1-6.

6. Maliajan P.B. Review. Penicillin acylases an update. Appl. Biochem. Biotechnol. 1984, 9, 537-554.

7. Кочеткова Е.Ф., Бартошевич Ю.Э. и Романова Н.Б. Биосинтез пенициллинацилаз. Антибиотики мед. биоте.хнол. 1986, 31(10), 729-740.

8. Virden R. "Structure, processing and catalytic action of penicillin acy lase". Biotechnol. Gen. Eng. Rev. 1990, 8, 189-218.

9. Oh S.-J., Kim Y.-Ch„ Park Y.-W., Min S.-Y., Kim I.-S. and Kang H.-S. Complete nucleotide sequence of the penicillin G acylase gene and the flanking regions, and its expression in Ecoli. Gene. 1987, 56, 87-97.

10. Bock A., Wirth R„ Schmid G„ Schumacher G., Lang G. and Buckel P. The penicillin acylase from E.coli ATCC11105 consists of two dissimilar subunit. FEMS Microbiol. Lett. 1983, 20, 135-139.

11. Bock A., Writli R., Schmid G., Schumacher G., Lang G. and Buckel P. The two subunits of penicillin acylase are processed from a common precursor. FEMS Microbiol. Lett. 1983, 20, 141-144.

12. Schumacher G., Sizmann D., Haug H„ Buckel P. and Bock A. Penicillin acylase from E.coli: unique gene-protein relation. Nucleic Acid. Res. 1986, 14,5713-5727.

13. Sizmann D., Keilmann C. and Bock A. Primary structure requirements for the maturation in vivo of penicillin acylase from Ecoli ATCC 11105. Eur. J. Biochem. 1990, 192, 143-151.

14. Kasche V., Lummer K., Nurk A., Piotraschke E., Rieks A., Stoeva S„ Voelter W. Intramolecular autoproteolysis initiates the maturation of penicillin amidasc from Escherichia coli. Bioch. Bioph. Acta. 1999, 1433, 76-86.

15. Kasche V., Galunsky В., Ignatova Z. Fragments of pro-peptide activate mature penicillin amidase of Alcaligenes faecalis. Eur. J. Biochem. 2003, 270,4721-4728.

16. Lindsay C.D. and Pain R.H. The folding and solution conformation of penicillin G acvlase. Eur. J. Biochem. 1990, 192, 133-141.

17. Lindsay C.D. and Pain R.H. Refolding and assembly of penicillin acylase, an enzyme composed of two polypeptide chains that results from proteolytic activation. Biochemistry. 1991,30, 9034-9040.

18. Brannigan J. A., Dodson G„ Duggleby H.J., Moody P.C., Smith J.L., Tomchick D.R. and Murzin A.G. A protein catalytic framework with an N-terminal nucleophile is capable of self-activation. Nature. 1995, 378, 416-419.

19. Choi C.S., Kim J.A. and Kang H.S. Effects of site-directed mutations on processing and activities of penicillin G acylase from Ecoli ATCC 11105. J. Bact. 1992, 174, 6270-6276.

20. Done S.H., Brannigan J.A., Moody P.C.E. and Hubbard R.E. Ligand-induced conformational change in penicillin acylase. J. Mol. Biol. 1998, 284, 463-475.

21. Douglass J., Civelli O. and Herbert E. Review. Polyprotein gene expression: generation of diversity of neuroendocrine peptides. Annu. Rev. Biochem. 1984, 53,665-715.

22. Neuratli H. Review. Evolution of proteolytic enzymes. Science. 1984, 27, 224(4647), 350-357.

23. Valle F„ Balbas P., Merino E. and Bolivar F. The role of penicillinacylase in nature and in industry. TIBS. 1991, 16,36-40.

24. Verhaert R.M.D., Riemens A.M., van der Laan J.-M., van Duin J. and Quax W.J. Molecular cloning and analysis of the gene encoding the thermostable penicillin G acylase from A.faecalis. Appl. Environ. Microbiol. 1997, 63(9), 3412-3418.

25. Barbero J.L., Buesa J.M., de Buitrago G.G., Mendez E„ Perez-Aranda A. and Garcia J.L. Complete nucleotide sequence of the penicillin acylase gene from KJuyvera citropliila. Gene. 1986,49, 69-80.

26. Ljubijankic G„ Konstantinovic M. and Glisin V. The primary structure of Providencia rettgeri penicillin G acylase gene and its relationship to other gram negative amidases. DNA Seq. 1992,3, 195-200.

27. Ohashi H., Katsuta Y., Hashizume Т., Abe S.N., Kajiura H„ Hattori H„ Kamei T and Yano M. Molecular cloning of the penicillin G acylase gene from Artlirobacter viscosus. Appl. Environ. Microbiol. 1988, 54, 26032607.

28. Martin L„ Prieto M. A., Cortes E. and Garcia J.L. Cloning and sequencing of the рас gene encoding the penicillin G acylase of Bacillus megaterium ATCC 14945. FEMS Microbiol. Lett. 1995, 125, 287-292.

29. Kaufmann W. The possible implication of a bacterial enzyme in the biochemical mode of action of penicillins on gram-negative bacteria. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1964, 14. 458-462.

30. Szentirmai A. Production of penicillin acylase. Appl. Microbiol. 1963, 12, 185-187.

31. Duggleby, H. J., Tolley, S. P., Hill, C. P., Dodson, E. J., Dodson, G„ and Moody, P. С. E„ Penicillin acylase lias a single-amino-acid catalytic centre. Nature, 1995,373, 264-268.

32. Kutzbach C. and Rauenbusch E. Preparation and general properties of crystalline penicillin acylase from Escherichia coli ATCC 11105. Hoppe Seyler's Z. Physiol. Chem. 1974, 354,45-53.

33. Швядас В.К., Марголин A.JI., Шерстюк С.Ф., Клесов А.А. Березин И.В. Определение абсолютной концентрации активных центров растворимой и иммобилизированной пенициллинамидазы. ДАН. 1977, 232, 1127-1129.

34. Konecny J., Schneider A. and Sieber М. Kinetics and mechanism of acyl transfer by penicillin acylases. Biotechnol. and Bioeng. 1983, 25, 451-467.

35. Daumy G.O., Danley D. and McColl A.S. Role of protein subunits in Proteus rettgeri penicillin G acy lase. J. Bacterid. 1985, 163(3), 1279-1281.

36. Martin J., Slade A., Aitken A., Arche R. and Virden R. Chemical modification of serine at the active site of penicillin acylase from Kluyvera citrophila. Biochem. J. 1991, 280, 659-662.

37. Березин И.В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. Москва, изд-во "Высшая школа", 1977.

38. Березин И.В., Клесов А.А., Марголин А.Л., Ныс П.С., Савицкая Е.М., Швядас В.-Ю.К. Изучение пенициллинамидазы из Exoli. рН зависимость кинетических параметров ферментативного гидролиза бензилпенициллина. Антибиотики. 1976, 21(5), 411-415.

39. Юшко М.И. Кинетические закономерности ферментативного синтеза ампициллина, катализируемого пенициллинацилазой, в гомогенных, гетерогенных и твердофазных системах. Канд. дисс. Москва. 2000.

40. Martin J., Prieto I., Mancheno J.M., Barbero J.L. and Arche R. pH studies to elucidate the chemical mechanism of penicillin acylase from Kluyvera citrophila. Biotechnol. Appl. Biochem. 1993, 17, 311-325.

41. Chilov G.G., Svedas V.K. Enzymatic hydrolysis of beta-lactam antibiotics at low pH in a two-phase "aqueous solution water-immiscible organic solvent" system". Can. J. Chem. 2002,80, 699-707.

42. Svedas, V., Guranda, D„ van Langen, L„ van Rantwijk, F. and Sheldon, R. Kinetic study of penicillin acylase from Alcaligenesfaecalis. 1997 FEBS Lett. 417, 414-418.

43. Morillas, M„ Goble, M.L. and Virden, R. The kinetics of acylation and deacylation of penicillin acylase from Escherichia coli ATCC 11105: evidence for lowered pKa values of groups near the catalytic center. 1999 Biochem. J. 338, 235-239.

44. Shimizu, M., Okachi, R., Kimura, K. and Nara, T. Purification and propreties of penicillin acy lase from Kluyvera citrophila. 1975 Agr. Biol. Chem. 39, 1655-1661.

45. Lee, Y.S., Kim, H. W. and Park, S.S. The role of a-amino group of the N-terminal serine of |3 subunit for enzyme catalysis and autoproteolytic activation of glutaiyl 7-aminocephalosporanic acid acylase. 2000 J. Biol. Chem. 275, 39200-39206.

46. Carlsen, F. and Ernborg, C. Bacillus sphaericus V penicillin acylase. II. Isolation and characterization. 1982 J. Chem. Technol. Biotechnol. 32, 808-811.

47. Torres-Guzman, R., de la Mata, I., Torres-Bacete, J., Arroyo, M., Castillon, M.P. and Acebal, C. Chemical mechanism of penicillin V acylase from Streptomyces lavendulae: pH-dependence of kinetic parameters. 2001 J. Mol. Cat. B: Enzymatic. 16,33-41.

48. Batchelor, F.R., Chain, E.B., Richards, M. and Rolinson, G.N. 6-APA. VI. Formation of 6-APA from penicillin by enzymatic hydrolysis. 1961 Proc. Roy. Soc. В 154, 522-531.

49. Гуранда Д.Т., Воловик T.C., Швядас B.K. рН-зависимость стабильности пенициллинацилазы из Escherichia coli. 2004 Биохимия. 69(12), 1700-1705.

50. Суплатов Д.А., Гуранда Д.Т. рН-Стабильность пенициллинацилаз. Материалы XII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов-2005". Москва, Россия. 2005.

51. McVey С.Е., Walsh M. A, Dodson G.G., Wilson K.S., and Brannigan J. A. Cry stal structures of penicillin acylase enzyme-substrate complexes: structural insights into the catalytic mechanism. 2001 J. Mol. Biol., 313, 139-150.

52. Воловик T.C. Стабильность пенициллинацилазы. Дипл. работа. Хим. ф-т МГУ, кафедра хим. энзимологии. M. 2004.

53. Berezin I.V., Klibanov A.M., Klyosov A.A., Martinek К. and Svedas V.K. The effect of ultrasound as a new method of studying conformational transitions in enzyme active sites. FEBS Lett. 1975,49(3), 325-328.

54. Azevedo A.M., Fonseca L.P. and Prazeres D.M.F. Stability and stabilization of penicillin acy lase. 1999 J. Chem. Technol. Biotechnol., 74, 1110-1116.

55. Andersson E„ and Halin-Hagerdal B. Enzyme action in polymer and salt solutions. I. Stability of penicillin acylase in poly(ethyIene glycol) and potassium phosphate solutions in relation to water activity. 1987 Biochem. Biophys. Acta, 912, 317-324.

56. Kheirolomoom A., Ardjamand M„ Vossouglii M„ and Kazemeini M. The stability analysis and mjdeling of pH-and ionic strength inactivation of penicillin G acylase obtained from various species of Escherichia coli. 1998 Biochem. Eng. J., 2, 81-88.

57. Yang S., Zhou L., Tang H„ Pan J., Wu X., Huang H„ Yuan Z. Rational design of a more stable penicillin G acylase against organic cosolvent. 2002 J. Mol. Cat. B: Enzymatic. 18, 285-290.

58. Margolin A.L., Izumrudov V.A., Svedas V.K., Zenin A.B., Kabanov V.A. and Berezin I.V. Preparation and properties of penicillin amidase immobilized in polyelectrolytic complexes. 1981 Biochem. Biophys. Acta, 660, 359-365.

59. Ямсков И.А., Буданов M.B., Даванков В.А. Координационно-ионная иммобилизация ферментов. Влияние металла и стационарного лиганда на свойства иммобилизированных препаратов пенициллинамидогидролазы. Биохимия. 1981 Биохимия, 46, 1603-1608.

60. Guisan J.M., Alvaro G., Fernandez-Lafoente R, Rossel C.M., Garcia J.L. and Tagliani A. Stabilization of heterodimeric enzyme by multipoint covalent immobilization: Penicillin G acy lase from Kluyvera citrophila. 1993 Biotechnol. Bioeng., 42, 455-464.

61. Ospina S.S., Lopez-Munguia A., Gonzalez R.L., and Quintero R. Characterization and use of a penicillin acy lase biocatalyst. 1992 J. Chem. Tech. Biotechnol., 53,205-214.

62. Стрельцова З.А., Швядас В.К., Максименко А.В., Клесов А.А., Браудо Е.Е., Толстогуюв В.Б., Березин И.В. Влияние полиэлектролитов на свойства пенициллинамидазы и щелочной фосфатазы. Биоорг. хим. 1975, 1(10), 1464-1469.

63. Ныс П.С., Савицкая Е.М., Клесов А.А., Синицын А.П., Швядас В.-Ю.К., Березин И.В. Изучение пенициллинамидазы из E.coli. рН-зависимость кинетики инактивации фермента. Антибиотики. 1978, 23(1), 46-50.

64. Haufler U„ Wiesemann I., Ulmke R. and Kasche V. Structure, pH-stability and renaturation of free and immobilized Kcoli penicillin amidase. Dechema Biotechnology Conferences 1 VCH Verlagsgesellschaft. 1988, 345-350.

65. Kazan D., Ertan H. and Erarslan A. Stabilization of penicillin G acylase against pH by chemical cross-linking. Process Biochem. 1996,31(2), 135-140.

66. Kazan D., Ertan H. and Erarslan A. Stabilization of Escherichia coli penicillin G acylase against thermal inactivation by cross-linking with dextran dialdehyde polymers. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997, 48, 191-197.

67. Kazan D. and Erarslan A. Stabilization of Escherichia coli penicillin G acylase by polyethylene glycols against thermal inactivation. Appl. Biochem. Biotechnol. 1997, 62, 1-13.

68. Erarslan A., Terzi I., Guray A. and Bermek E. Purification and kinetics of penicillin G acylase from a mutant strain of Escherichia coli ATCC 11105. J. Chem. Tech. Biotechnol. 1991, 51,27-40.

69. Biyjak J. and Noworyta A. Copolymer of butyl aciylate and ethylene glycol dimethacrylate. J. Chem. Tech. Biotechnol. 1993, 57, 79-85.

70. Scherbakova T.A., Korennykh A.V., van Langen L.M., Sheldon R.A. and Svedas V.K. Use of high acyl donor concentrations leads to penicillin acylase inactivation in the course of peptide synthesis. J. Mol. Cat. B. Enzymatic. 2004, 31, 63-65.

71. Cole M. Properties of the penicillin deacylase enzyme of Escherichia coli. Nature. 1964. 203(4944). 519-520.

72. Cole M. Formation of 6-aminopenicillanic acid, penicillins and penicillin acy lase by various fungi. Appl. Microbiol. 1966, 14, 98-104.

73. Cole M. Hydrolysis of penicillins and related compounds by the cell-bound penicillin acy lase of Escherichia coli. Biochem. J. 1969, 115, 733-740.

74. Cole M. Deacylation of acylainino compounds other than penicillins by the cell-bound penicillin acylase of Escherichia coli. Biochem. J. 1969, 115, 741-745.

75. Cole M. Penicillins and the other acylamino compounds synthesized by ceel-bound penicillin acylase of Escherichia coli. Biochem. J. 1969, 115, 747-756.

76. Бондарева H.C., Левитов M.M., Рабинович M.C. Изучение субстратной специфичности пенициллинацилазы из Kcoli. Биохимия. 1969, 34(3), 778-783.

77. Margolin A.L., Svedas V.K. and Berezin I.V. Substrate specificity of penicillin amidase from E.coli. Biochim. Biophys. Acta. 1980,616,283-289.

78. Fuganti C., Rosell C.M., Servi S., Tagliani A. and Terreni M. Enantioselective recognition of the phenacetyl moiety in the pen G acylase catalysed hydrolysis of phenylacetate esters. Tetrahedron: Asymmetry. 1992, 3(3), 383-386.

79. Van der Mey M. and De Vroom E. Substrate specificity of immobilized penicillin-G acylase. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1994,4(2), 345-348.

80. Daumy G.O., Danley D„ McColl A.S., Apostolakos D. and Vinick F.J. Experimental evolution of penicillin G acylases from Kcoli and Proteus rettgeri. J. Bacterid. 1985, 163(3), 925-932.

81. Robak M. and Szewczuk A. Penicillin amidase from Proteus rettgeri. Acta Biochimica. Polonica. 1981, 28(3, 4), 275-284.

82. Chiang D. and Bennet R.E. Purification and properties of penicillin amidase from Bacillus megaterium. J. Bacterid. 1967, 93, 302-308.

83. Чилов Г.Г., Гуранда Д.Т., Швядас B.K. Роль гидрофобности в связывании спиртов активным центром пенициллинацилаз. Биохимия. 2000, 65(8), 1135-1139.

84. Гуранда Д.Т. Субстратная специфичность и стереоспецифичность пенициллинацилаз из Escherichia coli и Alcaligenes faecalis. Канд. дисс. Москва. 2000.

85. Швядас B.K., Галаев И.Ю., Семилетов Ю.А. и Коршунова Г.А. Субстратная специфичность пенициллинацилазы из E.coli в ряду производных N-ацилированных аминокислот и пептидов. Биоорг. химия. 1983,9(8), 1139-1141.

86. Waldmann Н. The use of penicillin acylase for selective N-tenninal deprotection in peptide synthesis. Tetrahedron Lett. 1988,29(10), 1131-1134.

87. Svedas V.K. and Beltser A.I. Totally enzymatic synthesis of peptides: penicillin acylase-catalyzed protection and deprotection of amino groups as important building bloks of this strategy. Ann. N.-Y. Acad. Sci. 1998.

88. Baldaro E., D'Arrigo P., Pedrocchi-Fantoni G., Rossell C.M., Servi S„ Tagliani A. and Terreni M. Pen G acylase catalyzed resolution of phenylacetate esters of secondary alcohols. Tetrahedron: Asvmmetrv. 1993, 4(5), 10311034.

89. Waldmann Н. The phenylacetyl group as enzymatically removable protecting function for peptides and carbohydrates: selective deprotection with penicillin acylase. Liebig's Annalen der Cliemie. 1988, 12, 1175-1180.

90. Didziapetris R., Drabnig В., Schellenberger V., Jakubke H.-D. and Svedas V. Penicillin acylase-catalyzed protection and deprotection of amino groups as a promising approach in enzymatic peptide synthesis. FEBS Lett. 1991,287(1,2), 31-33.

91. Waldmann H., Heuser A., Reidel A. Selective enzymatic deprotection of hydroxy- and amino groups in carbohydrates and nucleosides. Synlett. 1994, January, 65-67.

92. Dineva M.A., Galunsky В., Kasche V. and Petkov D.D. Phenylacetyl group as enzyme-cleavable aminoprotection of purine nucleosides. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1993, 3(12), 2781-2784.

93. Wang Q.-C., Fei J., Cui D.-F., Zhu S.-G. and Xu L.-G. Application of an immobilized penicillin acylase to the deprotection of N-phenylacetyl insulin. Biopolimers. 1986, 25, 109-114.

94. Plaskie A., Roets E. and Vanderhaeghe H. Substrate specificity of penicillin acylase of E.coli. J. Antibiotics. 1978,31(8), 783-788.

95. Ямсков И.А., Буданов M.B., Даванков В.А., Ныс П.С., Савицкая Е.М. Энантиоселективный гидролиз N-фенилацетил-ОХ-С-фенилглицина пенициллинамидогидролазой из E.coli и ее иммобилизированными препаратами. Биоорг. химия. 1979, 5(4), 604-610.

96. Svedas V.K., Savchenko M.V., Beltser A.I. and Guranda D.F. Enantioselective penicillin acylase-catalyzed reactions: factors governing substrate and stereospecificity of the enzyme. Ann. N.-Y. Acad. Sci. 1996, 799, 659669.

97. Диджяпетрис Р.И. Физико-химическое исследование реакций синтеза и гидролиза N-фенилацетильных производных аминокислот, их эфиров и пептидов, катализируемых пенициллинацилазой. Канд. дисс. Хим. ф-т МГУ. М. 1992.

98. Galunsky, В., Lummer, К. and Kasche, V. Comparative study of substrate- and stereospecificity of penicillin G axnidases from different sources and hybrid isoenzymes. 2000 Monatsh. Chem. 131, 623-632.

99. Cole M. Factors affecting the synthesis of ampicillin and hydroxypenicillins by cell-bound penicillin acylase of Escherichia coli. Biochein. J. 1969, 115, 757-764.

100. Svcdas V.K., Margolin A.L., Borisov I.L. and Berezin I.V. Kinetics of the enzymatic synthesis of benzylpenicillin. Enzyme Microb. Technol. 1980, 2, 313-317.

101. Svcdas V.K., Margolin A.L. and Berezin I.V. Enzymatic synthesis of (3-lactam antibiotics: a thermodynamic background. Enzyme Microb. Technol. 1980, 2, 138-144.

102. Березин И.В., Клесов А.А., Марголин A.JI., Ныс П.С., Савицкая E.M., Швядас В.К. Изучение пенициллинамидазы из E.coli: рН-зависимости константы равновесия ферментативного гидролиза бензилпенициллина. Антибиотики. 1976, 21(6), 519-523.

103. Марголин А.Л., Швядас В.-Ю.К, Ныс П.С., Кольцова Э.В., Савицкая Е.М., Березин И.В. Изучение пенициллинамидазы из E.coli: рН-зависимость константы равновесия ферментативного гидролиза ампициллина. Антибиотики. 1978, 2, 114-118.

104. Швядас В.-Ю.К., Марголин А.Л., Березин И.В. Термодинамические особенности ферментативного синтеза р-лактамных антибиотиков. ДАН СССР. 1979, 248(2), 479-481.

105. Blinkovsky A.M. and Markaryan A.N. Synthesis of p-lactam antibiotics containing a-ainino-phenylacetyl group in the acyl moiety catalyzed by D-(-)-phenylgIycyl-p-lactamide ainidohydrolase. Enzy me Microb. Technol. 1993, 15, 965-973.

106. Diender M.B., Straatliof A.J.J., Van der Wielen L.A.M., Ras C. and Heijnen J.J. Feasibility of the thermodynamically controlled synthesis of amoxicillin. J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 1998, 5, 249-253.

107. Березин, И.В., Марголин, А.Л., Швядас, B.K., Ферментативный синтез антибиотиков. Исследование реакции гидролиза-синтеза цефалотина, катализируемой пенициллинамидазои, Докл. АН СССР, 1977, 235, 961-964.

108. Семенов, А.Н. Мартинек, К., Швядас, B.K., Марголин, А.Л, Березин, И.В, Ферментативный синтез бензилпенициллина в двухфазной водноорганической системе. Докл. АН СССР. 1981, 258(5), 1124-1126.

109. Fernandez-Lafuente, R., Rossel, С. М., Guisan, J. М., Enzyme reaction engineering: synthesis of antibiotics catalysed by penicillin G acy lase in the presence of organic cosolvents. Enzyme Microb. Technol., 1991, 13, 898905.

110. Fernandez-Lafuente, R„ Alvaro, G„ Blanco, R. M„ and Guisan, J. M., Equilibrium controlled synthesis of cephalothin in cosolvent water systems by stabilized penicillin G acylase, Appl. Biochein. Biotechnol., 1991. 27. 277-290.

111. Клесов А. А., Марголин А.Л., Швядас В.-Ю.К. Ферментативный синтез антибиотиков. Перенос ацильной группы на 6-аминопенициллановую кислоту, катализируемый пенициллинамидазои из Ecoli. Кинетическое рассмотрение. Биоорг. химия. 1977, 3(5), 654-662.

112. Kasche V., Haufler U. and Zollner R. Kinetic studies on the mechanism of the penicillin amidase-catalysed synthesis of ampicillin and benzylpenicillin. Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 1984,365, 1435-1443.

113. Kasche V. Review. Mechanism and yields in enzyme catalysed equilibrium and kinetically controlled synthesis of p-lactam antibiotics, peptides and other condensation products. Enzyme Microb. Technol. 1986, 8,4-16.

114. Stambolieva N„ Mincheva Z. and Galunsky B. Kinetic comparison of penicillin amidase catalysed transfer of nonspecific and specific acyl moieties to 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid. Biocatal. Biotransform. 1998, 16, 225-232.

115. Isaka K„ Suga N. and Ishimura F. Kinetics and Mechanism of acyl transfer by penicillin G acylase comparing acyl donors methyl chloroacetate and methyl phenylacetate. J. Fermentation Bioeng. 1995, 79(3), 224-228.

116. Gololobov M. Yu., Kozlova E. V., Borisov I. L„ Schellenberger U., Schellenberger V., Jakubke H.-D. How to predict product yield in kinetically controlled enzymatic peptide synthesis Biotechnol. Bioeng. 1992, 40(3), 432436.

117. Yousliko M.I., Chilov G.G., Slicherbakova T.A., Svedas V.K. Quantitative characterization of the nucleophile reactivity in penicillin acylase-catalyzed acyl transfer reactions. Bioch. Bioph. Acta. 2002, 1599, 134-140.

118. Gololobov M.Yu„ Borisov I.L., Svedas V.K. Acyl group transfer by proteases forming an acylenzyme intermediate: kinetic model analysis (including hydrolysis of acylenzyme-nuclcophile complex). J. Tlieor. Biol. 1989, 140, 193-204.

119. Youshko M.I., van Langen L.M., de Vroom E„ van Rantvvijk F„ Sheldon R. A., Svedas V.K. Penicillin acylase-catalyzed ampicillin synthesis using a pH gradient: a new approach to optimization. Biotechnol Bioeng. 2002, 78(5), 589-593.

120. Didziapetris R.J. and Svedas V.K. Penicillin acylase-catalyzed acyl group transfer to amino acids, their esters and peptides: a kinetic study. Biomed. Biochim. Acta. 1991, 50 (10-11), 237-242.

121. Уголева Д.М. Изучение ферментативного синтеза N-фенилацет ильных поизводных аминокислот и их эфиров, катализируемого пенициллинацилазой, в системах "водный раствор-осадок'. Дипл. работа. Хим. ф-т МГУ, кафедра хим. энзимологии. М. 1998.

122. Roche D„ Prasad К. and Repic О. Enantioselective acylation of p-aminoesters using penicillin G acylase in organic solvents. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 3665-3668.

123. Fite M., Capellas M„ Dolors Benaiges M., Caminal G., Clapes P. and Alvaro G. N-protection of amino acid derivatives catalyzed by immobilized penicillin G acylase. Biocatal. Biotransform. 1997, 14, 317-332.

124. Langen L.M., Rantwijk F„ Svedas V.K. and Sheldon R.A. Penicillin acylase-catalyzed peptide synthesis: a chemo-enzymatic route to stereoisomers of 3,6-diphenylpiperazine-2,5-dione. Tetrahedron: Asymmetry, 2000, 11, 1077-1083.

125. Guranda D.T., Langen L.M., Rantwijk F„ Sheldon R.A. and Svedas V.K. Highly efficient and enantioselective enzymatic acy lation of amines in aqueous medium. Tetrahedron: Asymmetry, 2001. 12, 1645-1650.

126. Guy A., Dumant A. and Sziraky P. Kinetic resolution of p-hydroxyphenyl acetamides by hydrolysis with pen-G acylase. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1993, 3(6), 1041-1044.

127. Fernandez-Lafuente R., Rosell C.M. and Guisan J.M. Modulation of the properties of penicillin G acy lase by the acy l donor substrates during N-protection of amino compounds. Enzyme Microb. Technol. 1998, 22, 583-587.

128. Davis B. G. and Boyer V. Biocatalysis and enzymes in organic synthesis. Nat. Prod. Rep., 2001, 18,618-640.

129. Schid A., Dordick J.S., Hauer В., Kiener A., Wubbolts M. and Witholt B. Industrial biocatalysis today and tomorrow. Nature, 2001, 409, 258-268.

130. Klibanov A.M. Improving enzymes by using them in organic solvents. Nature, 2001, 409, 241-246.

131. Lee M.-Y., Dordick J.S. Enzyme activation for nonaqueous media. Current Opinion Biotechnol., 2002, 13, 376384.

132. Ulijn R.V., Hailing P.J. Solid-to-solid biocatalysis: thermodynamic feasibility and energy efficiency. Green Chem. 2004,6,488-496.

133. Ulijn R.V., De Martin L„ Gardossi L„ and Hailing P.J. Biocatalysis in reaction mixtures with undisolved solid substrates and products. Curr. Org. Chem. 2003, 7, 1333-1346.

134. Gill I., Vulfson E.N. Enzymatic synthesis of short peptides in heterogeneous mixtures of substrates. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115,3348-3349.

135. Gill I., Vulfson E. Enzymatic catalysis in heterogeneous eutectic mixtures of substrates. Trends Biotechnol. 1994, 12, 118-122.

136. Lopez-Fandino R., Gill I. Vulfson E.N. Enzymatic catalysis in heterogenous mixtures of substrates: the role of the liquid phase and the effects of "adjuvants". Biotechnol. Bioeng. 1994,43, 1016-1023.

137. Lopez-Fandino R„ Gill I. and Vulfson E.N. Protease-catalyzed synthesis of oligopeptides in heterogenous substrate mixture. Biotechnol. Bioeng. 1994, 43, 1024-1030.

138. Cerovsky V. Peptide synthesis in solid state systems. Biotechnol. Teclmiques. 1992, 6, 155-160.

139. Erbeldinger M„ Ni X., and Hailing P.J. Enzymatic synthesis with mainly undissolved substrates at very high concentrations. Enzyme Microb. Technol. 1998, 23, 141-148.

140. Jakubke H.D., Eichhorn U., Hansler M„ Ullmann D„ Non-conventional enzyme catalysis: application of proteases and zymogens in biotransformations. Biol. Chem. 1996, 377, 455-464.

141. Youshko M. I.,. Svedas V. K. Penicillin Acylase-Catalyzed Solid-State Ampicillin Synthesis. Adv. Synth. Cat., 2002, 344(8), 894-898.

142. Gotor V. Lipases and (R)-oxynitrilases: useful tools in organic synthesis. J Biotechnol., 2002, 96(1), 35-42.

143. Alfonso I. and Gotor V. Biocatalytic and biomimetic aminolysis reactions: useful tools for selective transformations on polyfimctional substrates Chem. Soc. Rev., 2004,33, 201-209.

144. Rantwijk F. and Sheldon R. A. Enantioselective acylation of chiral amines catalysed by serine hydrolases. Tetrahedron, 2004, 60, 501-519.

145. Muralidliar R.V., Chirumamilla R.R., Marchant R., Ramachandran V.N., Ward O.P. and Nigam P. Understanding lipase stereoselectivity. World J. of Microb. and Biotech., 2002, 18, 81-97.

146. Theil F. Enhancement of selectivity and reactivity of lipases by additives. Tetrahedron, 2000, 56, 2905-2919.

147. Villeneuve P., Muderhwa J. M., Graille J., Haas M. J. Customizing lipases for biocatalysis: a survey of chemical, physical and molecular biological approaches. J. of Mol. Cat. B: Enzymatic, 2000, 9, 113-148.

148. Shanna R„ Chisti Y„ Baneijee U. C. Production, purification, characterization, and applications of lipases. Biotech. Advances. 2001, 19, 627-662.

149. Castro M.S. and Gado J. V.S. Lipase-catalyzed synthesis of ciral amides. A systematic study of the variables that control the synthesis. Tetrahedron, 1998, 54, 2877-2892.

150. Smidt H., Fischer A., Fischer P., Sclunid R. D. Preparation of optically pure chiral amines by lipase-catalyzed enantioselective hydrolysis of N-acyl-amines. Biotechnol. Tech. 1996, 10, 335-338.

151. Ulijn R.V., Bisek N., Hailing P.J., Flitsch S.L. Understanding protease catalysed solid pliase peptide synthesis. Org. Biornol. Chem., 2003, 1, 1277-1281.

152. Waldmann H., Sebastian D. Enzymatic protecting group techniques. Chem. Rev. 1994, 94, 911-937.

153. Thust S., Koksch B. Protease-catalyzed peptide synthesis for the site-specific incorporation of alpha-fluoroalkyl amino acids into peptides. J. Org. Chem. 2003, 68, 2290-2296.

154. Ulijn R.V., Baragana В., Hailing P.J., Flitsch S.L. Protease-catalyzed peptide synthesis on solid support. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10988-10999.

155. Cerovsky V., Kula M.R. Studies on peptide amidase-catalysed C-terminal peptide amidation in organic media with respect to its substrate specificity. Biotechnol. Appl. Biochem. 2001, 33, 183-187.

156. Yan A.-X., Xing G.-W., Ye Y.-H., Tian G.-L., Wong M.-S. and Lee K.-S. Studies of the enzymatic synthesis of N-protected amino acid-estradiol derivatives in an organic solvent. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 5379-5381.

157. Singh S. K., Felse A. P., Nunez A., Foglia T. A. and Gross R. A. Regioselective enzyme-catalyzed synthesis of sophorolipid esters, amides, and multifunctional monomers. J. Org.Chem., 2003, 68, 5466-5477.

158. Conde S., Lopez-Serrano P. and Martinez A. Regioselective Iipase-catalysed g-monoamidation of d-glutamic acid diesters: effect of the N-protecting group. Tetrahedron: Asymmetry, 2000, 11, 2537-2545.

159. Reichert J.M. Trends in development and approval times for new therapeutics in the United States. Nat. Rev. Drug. Discov., 2003, 2, 695-702.

160. Brenna E„ Fuganti C„ Serra S.Enantioselective perception of chiral odorants. Tetraliedron: Asymmetry', 2003, 14, 1-42.

161. Ditrich K„ Balkenbohl F., Ladner W. Separation of optically active amides. US 5905167, 1999; Chem. Abstr. 1997, 126, 277259f.

162. Stelzer U., Dreisbach C. Process for the preparation of optically active amines. US 6387692, 2002; Chem. Abstr. 1997, 127, 108759i.

163. Stelzer U. Process for producing optically active amines. US 6187582, 2001; Chem. Abstr. 1998, 128, 60789k.

164. Reeve C. D. Resolution of chiral amines. WO 9931264, 1999; Chem. Abstr. 1999, 131, 43668q.

165. Skupinska K.A., McEachern E.J., Baird I.R., Skerlj R.T., Bridger G.J. Enzymatic resolution of bicyclic 1-heteroaiylamines using Candida antarctica lipase B. J. Org. Chem. 2003,68, 3546-3551.

166. Aoyagi N. Izumi T. Kinetic resolution of U'-binaphtliylamines via lipase-catalyzed amidation. Tetraliedron Lett. 2002,43,5529-5531.

167. Gedey S., Liljeblad A., Lazar L„ Fulop F„ Kanerva L.T. Preparation of highly enantiopure p-amino esters by Candida antarctica lipase A Tetraliedron: Asymmetry, 2001, 12, 105-110.

168. Kanerva L.T., Csomos P., Sundliolm O., Bematli G., Fulop F. Approach to Highly Enantiopure b-Amino Acid Esters by Using Lipase Catalysis in Organic Media. Tetraliedron: Asymmetry, 1996, 7, 1705-1716.

169. Solymar M., Fulop F„ Kanerva L.T. Candida antarctica lipase A-a powerful catalyst for the resolution of heteroaromatic b-amino esters. 2002 Tetraliedron: Asymmetry, 13, 21, 2383-2388.

170. Puertas S., Brieva R., Rebolledo F., Gotor V. Selective ammonolysis and aminolysis of dimethyl succinate. Synthesis of optically active yV-alkylsuccinimides. Tetraliedron 1995, 51, 1495-1502.

171. Wang Y.-F., Yakovlevsky K„ Zhang В., Margolin A.L. Cross-linked crystals of subtilisin: versatile catalyst for organic synthesis. J. Org. Chem. 1997,62, 3488-3495.

172. Gutman A.L., Meyer E„ Kalerin E„ Polyak F., Sterling J. Enzymatic resolution of racemic amines in a continuous reactor in organic solvents. Biotechnol. Bioengng. 1992, 40, 760-767.

173. Herradon В., Valverde S. Biocatalysis in Organic Synthesis. First use of an acylase as catalyst in the irreversible transacylation of alcohols and amines: application to selective tansformations. Synlett, 1995,599-602.

174. Yousliko M.I., Rantwijk F.V., Sheldon R.A. Enantioselective acylation of chiral amines catalysed by aminoacylase I. Tetraliedron: Asymm. 12, 2001, 3267-3271.

175. Гуранда Д.Т., Шаповалова И.В., Швядас B.K. Новое N-ацильное производное (Б)-цистснна для количественного определения энантиомеров аминосоединений методом ВЭЖХ с предколоночной модификацией о-фталевым альдегидом. Биоорг. Химия. 2004, 30, 1-7.

176. Hein G.E., Niemann С. Steric Course and Specificity of a-Chymotrypsin-catalvzed Reactions. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84,4487-4494.

177. Chen C.S., Fujimoto Y., Girdaukas G., Sih C.J. Quantitative analyses of biochemical kinetic resolutions of enantiomers. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 7294-7299.

178. Straatliof A.J.J., Jongejan J.A. The enantiomeric ratio: origin, determination and prediction. Enzyme Microb. Technol. 1997,21,559-571.

179. Гершкович А. А., Кибирев B.K. Синтез пептидов. Реагенты и методы. Киев изд-во "Наукова думка", 1987.