青霉素酰化酶(PGA)，又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶，主要从大肠埃希菌胞内膜和巨大的芽孢杆菌胞外酶中获得。该酶具有良好的催化酰化/去酰化特性，在医药工业中发挥着重要的作用，它能够水解青霉素G产生6-氨基青霉烷酸(6-APA)和苯乙酸, 6-APA是半合成青霉素的关键中间体.国际上对E.coli、Arthrobacter viscosus、 Kluyvera citrophila来源的PGA研究较多,对巨大芽孢杆菌(Bacillusme gaterium)来源的青霉素酰化酶研究较少,并且对它的表达研究大部分是在大肠杆菌表达系统中进行的 ^[1]。尽管青霉素酰化酶的研究已经开展多年并且也取得重大进展，但是，基础性的深入研究和大规模的工业生产应用所需的优良酶类仍旧缺乏，因此筛选性能更优秀更便捷的青霉素酰化酶产生菌对酶合成β-内酰胺类抗生素有非常重要的意义^[2]。

青霉素酰化酶最开始的时候是在黄青酶Q176中被发现的^[3]，自然界中有许多微生物如放线菌、酵母菌、细菌或真菌等也可以产生青霉素酰化酶，但主要的产生菌是杆菌和单孢菌。根据青霉素酰化酶在催化水解反应时对底物优先性的差异，可以分为主要的三大类^[4][5]：

1. 青霉素G酰化酶（PGA）：主要由细胞产出，大多数属于胞内酶，优先水解青霉素G，非专一性催化酶，对底物专一性不太严格。

2. 青霉素V酰化酶（PVA）：主要由放线菌、酵母菌和霉菌产出，属于胞外酶，仅仅只水解青霉素V，对底物专一性严格。

3. 苄基青霉素酰化酶（APCA）：主要在黑色假单孢杆菌和卵形假单孢杆菌中，仅专一性地水解氨苄基青霉素。

青霉素酰化酶的生产方式^[6]是通过基因重组技术来生产青霉素酰化酶。工业化生产PGA主要采用大肠杆菌和巨大芽孢杆菌，虽然经过复杂的诱变育种，仍存在产酶水平较低、变温发酵和需要苯乙酸诱导等缺点。目前，国内外研究者都在利用基因重组中表达，以期大幅度提高PGA产量和简化生产工艺。整体来说，青霉素酰化酶的生产过程可以按照下面的流程：基因工程菌的构建→发酵法的生产→青霉素酰化酶的提取分离。

大肠杆菌发酵生产青霉素酰化酶^[6]：重组大肠杆菌菌发酵培养基主要成分是酵母菌，其含量一般为3%。重组菌只需要少量的供氧即能产生较高的青霉素酰化酶活性。菌体在不同的生长阶段，利用培养基中提供的营养物质，同时产生有机酸或氨基氮。苯乙酸浓度随培养时间延长逐渐下降，苯乙酸在青霉素酰化酶合成中具有诱导作用。维持或延长培养液中的最适苯乙酸浓度，可提高酶的活性和产量。

芽孢杆菌发酵生产青霉素酰化酶^[6]：与重组大肠杆菌系统相比，重组枯草杆菌系统具有较强的表达蛋白后加工能力，产物能够分泌到胞外，从而有利于目标蛋白的分离和纯化。产青霉素G酰化酶的温度诱导型重组枯草芽孢杆菌发酵条件的研究结果表明，最佳诱导时机是细胞对数生长的中后期，诱导前应将pH调节至中性；最佳诱导条件为升高温度至50℃并维持4min；随后将温度降低到34℃进行重组蛋白的表达。在上述条件下，PGA的表达水平较高。SDS#8212;PAGE电泳分析表明该重组菌能够将绝大部分表达的PGA分泌到细胞外，而且表达的PGA蛋白占有高比例（90%）^[7]。重组青霉素G酰化酶基因工程枯草杆菌株和巨大芽孢杆菌相比，具有表达量高，发酵条件简单等优点。

为制备高活力的固定化酶，必须从发酵液中分离纯化出高浓度的青霉素酰化酶^[8]。一般包括三个基本步骤：抽提、纯化、结晶或制剂。首先是预处理--细胞破碎，目前工业上常用的破碎方法有高压均质器法、溶菌酶处理法及超声波破碎等。其次是固液分离，一般采用离心法、膜分离技术及泡沫分离。接着是抽提，通常采用沉淀法。沉淀法包括盐析、有机溶剂沉淀、聚合物絮凝沉淀、金属离子络合沉淀、亲和沉淀等。盐析法中,通常采用硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠等无机盐使溶液中的大多数酶沉淀析出,其中最为常用的是硫酸铵,因其具有在水中溶解度大,分离效果佳,价格低廉且对酶无害等优点。有机溶剂沉淀一般会使酶变性失活，因此用有机溶剂处理时最好在0℃以下进行，且沉淀后的酶不易放置过久，应尽快加水溶解。甲醇、乙醇、异丙醇为常用的沉淀剂，其中乙醇的亲水性好，可防止酶变性，且酶在其中的溶解度不高。然后是纯化^[9]，主要是通过添加某种物质或改变条件使得酶的溶解度下降而析出的沉淀法。青霉素酰化酶的分离纯化方法随着研究的不断深入,也在不断的探索中创新与改进。任向宇^[10]采用NH₄0H处理后的国产桂藻土直接吸附发酵液中的青霉素酰化酶,并用硫酸铵的磷酸盐缓冲液洗脱后苯乙酰胺树脂将酶进步纯化,比活可提髙2倍以上。孙万儒^[11]使用0.6% (w/v)比例的阜土吸附发酵液中的青霉素酷化酶,再使用聚乙二醇和氯化钠的憐酸缓冲液将酶全部洗脱,此法能将酶纯化25倍,浓缩了 6倍左右。武金霞等^[12]利用渗透压冲击法、硫酸铵分级沉淀及离子交换柱层析提取来自大肠杆菌E.coli 108的青霉素酰化酶,提纯率提高了 5.32倍。

很多的研究来源于大肠杆菌中的青霉素酰化酶在合成方面的应用，但是它们在工业上主要的应用方向仍然是水解青霉素 G生成母核 6－APA，主要原因是其水解合成产物的速率高于其合成产物的速率，酶催化合成β-内酰胺类抗生素的收率仍然较低。 另外还有一些青霉素酰化酶在动力学合成控制上要明显优于大肠杆菌来源的青霉素酰化酶，因此需要找到合成活力高而水解活力低的 PGA^[15]。