CUKRY
GLIKOZA
HOOC
COOH
NH
2
H
2
N
SH
HOOC
HOOC
H
2
N
L-
α
-AA
(Kwas
α
-aminoadypinowy) L-Cys L-Val
HOOC
NH
2
N
O
H
COOH
SH
L-a-AA-L-Cys
(L-
α
-aminoadypinoilo)-L-
α
-cysteina)
HOOC
NH
2
N
O
H
N
O
H
SH
COOH
D-Val
N
S
COOH
N
O
H
O
H
2
N
COOH
L
L
D
N
S
COOH
N
O
H
O
SCoA
O
L-
α
-AA
O
H
2
N
COOH
OH
2-oksoglutaran acetylo-CoA acetylo-Ser L-Met pirogronian
m e t a b o l i t y p o s r e d n i e p r z e m i a n p o d s t a w o w y c h
syntetaza ACV
syntetaza ACV
syntaza IPN(cyklaza)
izopenicylina N
cylaza/amidaza
+ acylotransferaza
BIOGENEZA PENICYLINY G
Zasada ekstrakcji reekstrakcji penicyliny G
CH
2
CO NH
N
S
O
CH
3
COOH
CH
3
CH
2
CO NH
N
S
O
CH
3
COOH
CH
3
pH 2.5
pH 7
faza organiczna
faza wodna
Schemat wydzielania acylazy penicylinowej
produkowanej przez E. coli
Zawiesina pochodowlana
Wirowania lub filtracja
Biomasa
-
dezintegracja komórek
-wirowanie
Supernatant
-Wytrącanie białek (NH
4
)
2
SO
4
lub PEG)
-rozpuszczanie w wodzie
Roztwór białek
Stężony roztwór acylazy
Czysty enzym
-Chromatografia adsorpcyjna lub jonowymienna
-dializa, ultrafiltracja
-wytrącanie,
-krystalizacja,
-wirowanie
Enzymatyczna i chemiczna hydrolizy penicyliny G
CH
2
CO NH
N
S
O
CH
3
COOH
CH
3
CH
2
Cl
CH
3
COSiMe
3
CH
3
O
S
N
N
C
Me
3
SiCl/PCl
5
CH
2
C N
N
S
O
CH
3
COSiMe
3
CH
3
OEt
EtOH
N
S
O
CH
3
COOH
CH
3
H
2
N
CH
2
COOH
Acylaza
penicylinowa
H+
H
2
O
WYDZIELANIE KWASU
6-AMINOPENICYLANOWEGO
Zawiesina poreakcyjna
Roztwór wyjściowy
Faza wodna
Roztwór kwasu 6-AP
Kryształy kwasu 6-AP
-Oddzielenie biokatalizatora
-Schłodzenie
-Zakwaszenie (pH 1.5-2.5)
-Ekstrakcja penicyliny kw. fenylooctowego
-Neutralizacja (pH 7.8, NaOH)
-Zatężanie (<30
o
C)
-Wytrącanie (pH 4.2 - 4.3 HCl lub H
2
SO
4
)
-Odsączanie
-Przemywanie wodą i acetonem
-Suszenie
Wydzielanie acylazy penicyliny G
Zawiesina pochodowlana
biomasa
supernatant
roztwór białek
stężony roztwór acylazy
wirowanie
Dezintegracja komórek
wirowanie
Wytrącanie białek [(NH
4
)
2
SO
4
, lub PEG
rozpuszczenie w H
2
O
Chromatografia (adsorpcyjna lub
jonowymienna), dializa, wirowanie
Wytrącanie, krystalizacja,
wirowanie
czysty enzym
Otrzymywanie oksacykliny z użyciem chlorku
kwasowego
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
Cl
O
N
O
CH
3
1. NaHCO
3
2.aceton/H
2
O
O
N
O
CH
3
NH
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
oksacylina
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
R
O
R
Cl
O
R
O
CH
3
O
O
1. slaba zasada
2.pH 2, ekstrakcja
3. utworzenie soli
1. slaba zasada
2.pH 2, ekstrakcja
3. utworzenie soli
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
R
O
R
Cl
O
R
O
CH
3
O
O
1. slaba zasada
2.pH 2, ekstrakcja
3. utworzenie soli
1. slaba zasada
2.pH 2, ekstrakcja
3. utworzenie soli
Acylowanie kwasu 6-aminopenicylanowego
SYNTEZA AMOKSYCYLINY
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
O
H
NH
2
COOH
1. NaOH/CH
3
OH
2. CH
3
COCN
2
COOCH
3
O
H
N
COOH
H
O
OCH
3
C
H
3
O
H
N
COOCOOEt
H
O
OCH
3
C
H
3
ClCOOEt
H
2
O + aceton(-10
o
C)
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
NH
N
H
O
OCH
3
C
H
3
O
H
O
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
NH
NH
2
O
H
O
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
O
H
NH
2
COOH
1. NaOH/CH
3
OH
2. CH
3
COCN
2
COOCH
3
O
H
N
COOH
H
O
OCH
3
C
H
3
O
H
N
COOCOOEt
H
O
OCH
3
C
H
3
ClCOOEt
H
2
O + aceton(-10
o
C)
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
NH
N
H
O
OCH
3
C
H
3
O
H
O
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
NH
NH
2
O
H
O
amoksycylina
SYNTEZA METACYLINY
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
COOH
OCH
3
OCH
3
+
N
N
NH
NH
O
DCCI
(N,N'-dicykloheksylokarbodiimid)
DCC
(N,N'-dicykloheksylomocznik)
N
S
N
CH
3
CH
3
COOH
O
CH
3
O
H
3
CO
OCH
3
metycylina
N
S
N
H
2
CH
3
CH
3
COOH
O
HNO
2
N
S
N
+
CH
3
CH
3
COOH
O
N
Br
2
N
S
Br
CH
3
CH
3
COOH
O
Br
N
S
Br
CH
3
CH
3
COOH
O
Br
O
O
KMnO
4
/H
3
PO
4
H
2
, Pd/C
N
S
CH
3
CH
3
COOH
O
O
O
sulbaktam
N
S
NH
CH
3
CH
3
COOH
O
O
N
O
O
CH
3
OCH
3
N
S
C
H
3
C
H
3
HOOC
O
O
O
+
N
S
NH
CH
3
CH
3
O
O
N
O
O
CH
3
OCH
3
O
O
O
O
N
S
CH
3
C
H
3
O
O
O
sultamycylina
SYNTEZA SULBAKTAMU I SULTAMYCYLIN
Y
koniec 11 marca 2012
BIOGENEZA CEFALOSPORYNY C
COOH
HOOC
NH
2
O
NH
2
S
H
OH
O
NH
2
CH
3
C
H
3
OH
L-Cys
L-Val
L-AA-L-Cys
SYNTETAZA
TRIPEPTYDU
ACV
L-AA-L-Cys-D-Val (DLL-ACV)
N
S
O
CH
3
CH
3
COOH
NH
O
N
H
2
COOH
cyklaza
L
N
S
O
CH
3
CH
3
COOH
NH
O
N
H
2
COOH
epimeraza
D
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
3
COOH
ekspandaza
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
oksygenaza
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
COOH
O
CH
3
O
izopenicylina N
(LLD)
penicylina N
(DLD)
deacetoksycefalosporyna C
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
acetylotransferaza
S
CH
3
CH
2
CoA
BIOGENEZA CEFAMYCYN U PROMIENIOWCÓW
CEFAMYCYNA C
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
S
CH
3
CH
2
CoA
R
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
O-karbamoilodeacetylocefalosporyna C
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
OCH
3
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
OCH
3
7-a-metoksycefalosporyna C
N
O
NH
S
COOH
OH
R
OCH
3
karbamoilofosforan
N
O
NH
S
COOH
O
R
OCH
3
O
OCH
3
OH
O
H
OH
cefamycyna C
cefamycyna B
OSO
3
H
C
H
3
O
H
OH
cefamycyna A
karbamoilofosforan
CEFAMYCYNA C
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
S
CH
3
CH
2
CoA
R
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
O-karbamoilodeacetylocefalosporyna C
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
OCH
3
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
OCH
3
7-a-metoksycefalosporyna C
N
O
NH
S
COOH
OH
R
OCH
3
karbamoilofosforan
N
O
NH
S
COOH
O
R
OCH
3
O
OCH
3
OH
O
H
OH
cefamycyna C
cefamycyna B
OSO
3
H
C
H
3
O
H
OH
cefamycyna A
karbamoilofosforan
OTRZYMYWANIE KWASU 7-AC Z CEFALOSPORYNY C
OTRZYMYWANIE KWASU 7-ADC
Z KWASU 7-AC
N
S
O
COO
H
R
3
O
H
2
N
CH
3
O
N
S
O
COO
H
R
3
CH
3
H
2
N
H
2
/Ni(Ra)
KWAS 7-AMINO-
CEFALOSPORANOWY(7-AC)
KWAS 7-AMINO-3-DEACETOKSY-
CEFALOSPORANOWY (7-ADC)
SYNTEZA KWASU 7-ADC
N
S
O
COOH
O
N
CH
3
O
O
S
H
CEFALOTYNA
(antybiotyk injekcyjny I generacji )
kw. octowy
pirydyna
N
S
O
COO
N
N
O
S
H
CEFALORYDYNA
MODYFIKACJA CEFALOSPORYN W POZYCJI 3
N
S
N
CH
3
CH
3
COOH
O
O
H
N
S
CH
3
CH
3
COOSi(CH
3
)
3
O
a. CH
3
COOH
b. BSA lub BSU
N
S
CH
2
CH
3
COOSi(CH
3
)
3
O
H
N
S
OH
COOSi(CH
3
)
3
CH
3
CH
3
C
O
N
S
O
COOH
CH
3
N
O
H
KWAS 7-FENYLOACETYLO-
3-DEACETOKSYCEFALOSPORANOWY
ksylen
TosOH
∆
(CH
3
CO)
2
O
DMF,
130oC
N
H
Br
∆
BSA- N,N-bis(trimetylsilyl)acetamid
BSU - N,N'-bis(trimetylsililo)mocznik
WYTWARZANIE KWASU 7-FENYLOACETYLO-ADC Z
PENICYLINY G
D
O
OCH
CH
3
N
N
N
N
S
H
N
COONa
O
S
N
O
N
S
O
COOh
H
2
N
O
CH
3
O
OH
COOH
D
HCOOH
Ac
2
O
O
COOH
O
CH
D
SOCl
2
O
COCl
O
CH
D
N
N
N
N
CH
3
S
H
2
N
COOH
O
S
N
+
BSA(
SPRAWDZIæ
STRUKTURE ZE STR 164)
N
N
N
N
CH
3
S
N
COOSi(CH
3
)
3
O
S
N
(CH
3
)
3
SI
H
CEFAMANDOL NAFAT
SYNTEZA CEFAMANDOLU
Z KWASU 7-AC I KWASU MIGDAŁOWEGO
N
S
O
COOCH
3
CH
3
H
2
N
NH
COOH
O
O
C(CH
3
)
3
+
C
NH
O
O
(CH
3
)
3
C
O
N
CH
3
COOCH
3
O
S
N
H
C
NH
O
O
(CH
3
)
3
C
O
N
CH
3
COOH
O
S
N
H
C
NH
2
O
N
CH
3
COOH
O
S
N
H
CEFALEKSYNA
(antybiotyk injekcyjny I generacji )
Synteza cefaleksyny
O
O
N
O
CH
3
COOK
CH
3
S
N
H
CH
3
COOCH
2
CCL
3
CH
3
S
N
ClCOOCH
2
CCl
3
-CO
2
CH
3
COOCH
2
CCL
3
CH
3
S
N
O
COOOH
Cl
(CH
3
CO)
2
O
DMF
O
H
N
S
CH
2
CH
3
Cl
3
CCH
2
O
O
H
S
N
CH
3
O
O
OCH
2
CCl
3
O
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
H
O
PCl
5
pirydyna
benzen
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
Cl
CH
3
OH
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
OCH
3
H
2
O
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
H
2
N
C
6
H
5
COOH
NCOOC(CH
3
)
3
H
D
C
6
H
5
N
H
C
N
O
CH
3
COOCH
2
CCl
3
S
N
O
H
OC(CH
3
)
3
O
C
6
H
5
NH
3
N
O
CH
3
COO
S
N
O
H
CEFALEKSYNA
odblokowanie
Synteza cefaleksyny z penicyliny V
-
schłodzenie do +10
o
C
-zakwaszenie do pH 5,5 (kwas octowy)
-dodatek ziemi okrzemkowej
B
ę
bnowy filtr pró
ż
niowy
H2O
Grzybnia odpadowa
filtrat
1.zakwaszenie do pH 2,8 do 3,0 (kationit);
2.ogrzewanie w 37
o
C –
nast
ę
puje rozkład
penicyliny N;
3. schłodzenia do 0
o
C
Kolumna z anionitem silnie
zasadowym (eliminacja anionów)
Kolumna z anionitem słabo zasa-
dowym (elucja cefalosporyny C)
Elucja kwasem octowym i pirydyn
ą
(pH 5,0 – 5,5, temp. 0
o
C)
eluat
1. Zat
ęż
anie;
2. wytr
ą
canie bezw. acetonem
3. Filtracja;
4.suszenie pod zmniejszonym
Surowa cefalosporyna C
Rozpuszczenie w wodzie
Neutralizacja rozc. NaOH
Kolumna z kationitem (usuwanie pirydyny)
1.
Zat
ęż
anie (pró
ż
nia)
2. Krystalizacja
3. Wirowanie
4. Przemywanie etanolem, suszenie
Sól sodowa
cefalosporyny C
Schemat wyodr
ę
bmniania i oczyszczania
cefalosporyny C
Zawiesina
pofiltracyjna
BIOGENEZA CEFALOSPORYNY C
COOH
HOOC
NH
2
O
NH
2
S
H
OH
O
NH
2
CH
3
C
H
3
OH
L-Cys
L-Val
L-AA-L-Cys
SYNTETAZA
TRIPEPTYDU
ACV
L-AA-L-Cys-D-Val (DLL-ACV)
N
S
O
CH
3
CH
3
COOH
NH
O
N
H
2
COOH
cyklaza
L
N
S
O
CH
3
CH
3
COOH
NH
O
N
H
2
COOH
epimeraza
D
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
3
COOH
ekspandaza
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
oksygenaza
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
COOH
O
CH
3
O
izopenicylina N
(LLD)
penicylina N
(DLD)
deacetoksycefalosporyna C
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
acetylotransferaza
S
CH
3
CH
2
CoA
BIOGENEZA CEFAMYCYN U
PROMIENIOWCÓW
CEFAMYCYNA C
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
S
CH
3
CH
2
CoA
R
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
O-karbamoilodeacetylocefalosporyna C
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
OCH
3
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
OCH
3
7-a-metoksycefalosporyna C
N
O
NH
S
COOH
OH
R
OCH
3
karbamoilofosforan
N
O
NH
S
COOH
O
R
OCH
3
O
OCH
3
OH
O
H
OH
cefamycyna C
cefamycyna B
OSO
3
H
C
H
3
O
H
OH
cefamycyna A
karbamoilofosforan
CEFAMYCYNA C
N
O
NH
O
N
H
2
COOH
S
CH
2
OH
COOH
deacetylocefalosporyna C
cefalosporyna C
S
CH
3
CH
2
CoA
R
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
O-karbamoilodeacetylocefalosporyna C
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
NH
2
O
R
OCH
3
O
2
S-adenozylometionina
N
O
NH
S
COOH
O
CH
3
O
R
OCH
3
7-a-metoksycefalosporyna C
N
O
NH
S
COOH
OH
R
OCH
3
karbamoilofosforan
N
O
NH
S
COOH
O
R
OCH
3
O
OCH
3
OH
O
H
OH
cefamycyna C
cefamycyna B
OSO
3
H
C
H
3
O
H
OH
cefamycyna A
karbamoilofosforan
OTRZYMYWANIE KWASU 7-AC Z
CEFALOSPORYNY C
OTRZYMYWANIE KWASU 7-ADC
Z KWASU 7-AC
N
S
O
COO
H
R
3
O
H
2
N
CH
3
O
N
S
O
COO
H
R
3
CH
3
H
2
N
H
2
/Ni(Ra)
KWAS 7-AMINO-
CEFALOSPORANOWY(7-AC)
KWAS 7-AMINO-3-DEACETOKSY-
CEFALOSPORANOWY (7-ADC)
SYNTEZA KWASU 7-ADC
N
S
O
COOH
O
N
CH
3
O
O
S
H
CEFALOTYNA
(antybiotyk injekcyjny I generacji )
kw. octowy
pirydyna
N
S
O
COO
N
N
O
S
H
CEFALORYDYNA
MODYFIKACJA CEFALOSPORYN W POZYCJI 3
N
S
N
CH
3
CH
3
COOH
O
O
H
N
S
CH
3
CH
3
COOSi(CH
3
)
3
O
a. CH
3
COOH
b. BSA lub BSU
N
S
CH
2
CH
3
COOSi(CH
3
)
3
O
H
N
S
OH
COOSi(CH
3
)
3
CH
3
CH
3
C
O
N
S
O
COOH
CH
3
N
O
H
KWAS 7-FENYLOACETYLO-
3-DEACETOKSYCEFALOSPORANOWY
ksylen
TosOH
∆
(CH
3
CO)
2
O
DMF,
130oC
N
H
Br
∆
BSA- N,N-bis(trimetylsilyl)acetamid
BSU - N,N'-bis(trimetylsililo)mocznik
WYTWARZANIE KWASU 7-
FENYLOACETYLO-ADC Z PENICYLINY G
D
O
OCH
CH
3
N
N
N
N
S
H
N
COONa
O
S
N
O
N
S
O
COOh
H
2
N
O
CH
3
O
OH
COOH
D
HCOOH
Ac
2
O
O
COOH
O
CH
D
SOCl
2
O
COCl
O
CH
D
N
N
N
N
CH
3
S
H
2
N
COOH
O
S
N
+
BSA(
SPRAWDZIæ
STRUKTURE ZE STR 164)
N
N
N
N
CH
3
S
N
COOSi(CH
3
)
3
O
S
N
(CH
3
)
3
SI
H
CEFAMANDOL NAFAT
SYNTEZA CEFAMANDOLU
Z KWASU 7-AC I KWASU MIGDAŁOWEGO
N
S
O
COOCH
3
CH
3
H
2
N
NH
COOH
O
O
C(CH
3
)
3
+
C
NH
O
O
(CH
3
)
3
C
O
N
CH
3
COOCH
3
O
S
N
H
C
NH
O
O
(CH
3
)
3
C
O
N
CH
3
COOH
O
S
N
H
C
NH
2
O
N
CH
3
COOH
O
S
N
H
CEFALEKSYNA
(antybiotyk injekcyjny I generacji )
Synteza cefaleksyny
O
O
N
O
CH
3
COOK
CH
3
S
N
H
CH
3
COOCH
2
CCL
3
CH
3
S
N
ClCOOCH
2
CCl
3
-CO
2
CH
3
COOCH
2
CCL
3
CH
3
S
N
O
COOOH
Cl
(CH
3
CO)
2
O
DMF
O
H
N
S
CH
2
CH
3
Cl
3
CCH
2
O
O
H
S
N
CH
3
O
O
OCH
2
CCl
3
O
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
H
O
PCl
5
pirydyna
benzen
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
Cl
CH
3
OH
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
N
O
C
6
H
5
OCH
3
H
2
O
N
S
COOCH
2
CCl
3
CH
3
O
H
2
N
C
6
H
5
COOH
NCOOC(CH
3
)
3
H
D
C
6
H
5
N
H
C
N
O
CH
3
COOCH
2
CCl
3
S
N
O
H
OC(CH
3
)
3
O
C
6
H
5
NH
3
N
O
CH
3
COO
S
N
O
H
CEFALEKSYNA
odblokowanie
Synteza cefaleksyny z penicyliny V
-
schłodzenie do +10
o
C
-zakwaszenie do pH 5,5 (kwas octowy)
-dodatek ziemi okrzemkowej
B
ę
bnowy filtr pró
ż
niowy
H2O
Grzybnia odpadowa
filtrat
1.zakwaszenie do pH 2,8 do 3,0 (kationit);
2.ogrzewanie w 37
o
C –
nast
ę
puje rozkład
penicyliny N;
3. schłodzenia do 0
o
C
Kolumna z anionitem silnie
zasadowym (eliminacja anionów)
Kolumna z anionitem słabo zasa-
dowym (elucja cefalosporyny C)
Elucja kwasem octowym i pirydyn
ą
(pH 5,0 – 5,5, temp. 0
o
C)
eluat
1. Zat
ęż
anie;
2. wytr
ą
canie bezw. acetonem
3. Filtracja;
4.suszenie pod zmniejszonym
Surowa cefalosporyna C
Rozpuszczenie w wodzie
Neutralizacja rozc. NaOH
Kolumna z kationitem (usuwanie pirydyny)
1.
Zat
ęż
anie (pró
ż
nia)
2. Krystalizacja
3. Wirowanie
4. Przemywanie etanolem, suszenie
Sól sodowa
cefalosporyny C
Schemat wyodr
ę
bmniania i oczyszczania
cefalosporyny C
Zawiesina
pofiltracyjna