天津北方网讯：头孢类抗生素是临床应用广泛的重要药物，其核心原料7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸（7-ADCA）的绿色高效合成一直是我国生物制造领域关注的重点。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所团队在多酶协同催化合成7-ADCA方面取得新进展，为头孢类抗生素的绿色生物制造提供了新路径。

7-ADCA是合成头孢氨苄、头孢拉定等头孢类抗生素的重要母核。传统化学合成法存在高能耗、高污染等问题，难以满足绿色可持续发展的需求。生物催化技术虽具有反应条件温和、环境友好等优势，但面临酶表达不平衡、辅因子再生困难等技术瓶颈，导致整体转化效率偏低。

针对上述难题，研究团队创新设计了一条包含脱乙酰氧基头孢菌素C合成酶、L-谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的三酶级联反应路径，成功实现了关键辅因子α-酮戊二酸的再生，显著降低了辅因子添加成本。团队突破传统单细胞催化系统的局限，提出“功能分菌”策略，构建了两种工程化大肠杆菌SCell-A与SCell-B，分别承担不同酶的表达与功能分工，有效缓解了细胞表达和催化压力。

通过系统优化多酶催化比例、反应温度等关键参数，该催化体系在15升规模反应器中，仅用10小时即可将50克/升青霉素G转化为38.30克/升的中间体G-7-ADCA，转化率高达95.32%。随后通过固定化酰化酶一步水解，成功获得81.32克/升的7-ADCA，时空产率达到40.7克/升/小时，为目前文献报道的最高水平。

该研究不仅突破了现有生物合成技术瓶颈，实现了头孢类抗生素母核的高效绿色合成，还为其他高值化合物的生物合成提供了可借鉴的多酶催化新策略。该研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项、天津市自然科学基金等项目的支持。相关成果已发表于国际学术期刊《ACS可持续化学与工程》。（津云新闻记者赵颖妍）