beta-lactamase | 9073-60-3

• 物质功能分类: 生物化工 - 酶及辅酶类
• 分子结构分类: 水解酶 - 作用于除肽键之外的碳-氮键 - 在环酰胺中
• 英文名称: beta-lactamase
• 英文别名: penicillinase；cephalosporinase；neutrapen；penicillin beta-lactamase；exopenicillinase；ampicillinase；penicillin amido-beta-lactamhydrolase；penicillinase I；penicillinase II；beta-lactamase I；beta-lactamase II；beta-lactamase III；beta-lactamase A；beta-lactamase B；beta-lactamase C；beta-lactamase AME I；cephalosporin-beta-lactamase；carbapenemase；metallo-β-lactamase mimic
• CAS: 9073-60-3

物化性质

• 沸点：
  55 °C

安全信息

• 危险品标志：
  Xn
• 安全说明：
  S22,S36
• 危险类别码：
  R42/43
• WGK Germany：
  3

制备方法与用途

概述

能裂解青霉素和头孢菌素类抗生素的β-内酰胺环，使其灭活的水解酶称为β-内酰胺酶。以青霉素为底物的称作青霉素酶，而以头孢菌素作为底物的则称为头孢菌素酶。根据β-内酰胺酶对基质的特异性，可大致分为三类：青霉素酶、头孢菌素酶及肟型头孢菌素酶。青霉素酶容易分解青霉素类抗生素，头孢菌素酶对分解头孢菌素类抗生素具有较高的活性，而肟型头孢菌素酶则能同时分解青霉素和头孢菌素类抗生素，并特别擅长分解肟型头孢菌素。

产生青霉素酶的遗传因子主要位于胞质体DNA上，而产生头孢菌素酶及肟型头孢菌素酶的遗传因子通常在宿主染色体上。青霉素酶从其基团特异性或酶的生化特性来看，可以进一步分为五种类型（即青霉素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型）。头孢菌素酶和肟型头孢菌素酶是菌株特有的酶，并且这些酶的精制品均能通过兔免疫试验获得相应的抗体。不过，各种类型的β-内酰胺酶在各自的免疫学特性方面并无交叉现象。

功能

β-内酰胺酶对抗生素的作用主要有水解和非水解两种方式。大多数β-内酰胺酶的活性位点具有一个纵行沟状结构，该结构疏松易弯曲，有利于底物结合。抗生素中的β-内酰胺环上的羰基碳可以不可逆地结合在该活性位点处的丝氨酸上，从而解开β-内酰胺环，导致抗生素被降解并避免检出。此外，一些抗生素如金属酶，它们通过与组氨酸或半胱氨酸结合的二价金属离子与抗生素羰基中的酰胺键相互作用，来抑制抗生素的作用，同样避免了抗生素的检测。

目前国际上研究最为活跃的是超广谱β-内酰胺酶和头孢菌素酶。

副作用

β-内酰胺酶可能导致全身损害，其中最突出的是过敏性休克（共66例），其他常见损害依次为皮肤及附件损害、血液系统、心血管系统、呼吸系统、神经系统、消化系统、泌尿系统以及生殖系统。

反应信息

• 作为试剂：
  描述：

  苯唑西林 在 beta-lactamase 作用下， 以 二甲基亚砜 为溶剂， 反应 0.5h， 生成 2-(carboxy{[(5-methyl-3-phenylisoxazol-4-yl)carbonyl]amino}methyl)-5,5-dimethyl-1,3-thiazolidine-4-carboxylic acid
  参考文献：
  名称：

  抗生素抗性：单核和双核锌配合物，类似于金属-β-内酰胺酶模拟物。

  摘要：

  作为金属β-内酰胺酶的功能模拟物，开发了包含一个或两个由酚盐配体支撑的锌（II）离子的仿生系统。这些配合物显示出催化水解β-内酰胺底物的作用，例如奥沙西林和青霉素G。双核锌配合物1具有协调的水分子，显示出高的β-内酰胺酶活性，而双核锌配合物2没有水。分子，但不稳定的氯化物配体，表现出低得多的活性。配合物1的高β-内酰胺酶活性可以归因于锌结合的水分子的存在，该锌分子通过氢键合至乙酸酯取代基而被活化。详细报道了配合物1水解奥沙西林的动力学以及pH对反应速率的影响。此外，将合成类似物获得的动力学参数与蜡状芽孢杆菌（Bcillus）的天然金属β-内酰胺酶的动力学参数进行了比较。为了理解第二金属离子在水解中的作用，描述了包括配位水分子的两个单核络合物（3和4）的合成和催化活性。有趣的是，单核锌配合物3和4也表现出高活性，支持了第二个锌离子对β-内酰胺酶活性不是至关重要的假设。

  DOI：

  10.1002/chem.200600629