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青霉素G酰化酶(PGA)是半合成β-内酰胺类抗生素工业最重要的生物催化剂，不仅可水解青霉素和头孢菌素G生成母核6-氨基青霉烷酸(6-APA)和7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA)，还可催化母核与不同D-氨基酸侧链反应生成新的半合成青霉素和半合成头孢菌素。固定在Sepabeads EC-EP/A载体上的巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶(BmPGA)已应用于6-APA生产。酶法生产6-APA的新动向为“直通工艺”，要求固定化PGA在含有乙酸丁酯的青霉素G萃取液中和传统工艺的水溶液中一样稳定。但固定在Sepabeads EC-EP系列载体上的BmPGA经我们实验测定不能在饱和乙酸丁酯磷酸钾缓冲液中保持稳定酶活；固定在Eupergit C载体上的BmPGA在饱和乙酸丁酯磷酸钾缓冲液中连续转化青霉素G钾盐30批后，酶活无明显下降，具有在“直通工艺”中应用的前景。头孢氨苄是一种常用的半合成β-内酰胺抗生素一直由化学合成。酶法合成头孢氨苄水解副反应过强，表现为合成/水解(S/H)值低，经济性不如化学法。我们同源模建了BmPGA与头孢氨苄的复合物结构，预测邻近活性中心的三个氨基酸残基：αY144，αF145和βV24会影响青霉素G酰化酶的合成性能。构建的突变酶BmPGAαY144R、BmPGAβV24F和BmPGAβV24F+αY144R在催化合成头孢氨苄时S/H值分别为野生型BmPGA的1.3倍、2.4倍和3.0倍。双突变酶BmPGAβV24F+αY144R在催化高底物浓度的7-ADCA(133 mM)和D-苯甘氨酸酰胺(D(-)-phenylglycinamide，D-PGA)(267 mM)合成头孢氨苄时，底物7-ADCA最大转化率达到了59.0％，约为野生型酶的2倍，产物头孢氨苄的最大浓度达到了78.5 mM。
对本实验室多种不同来源和蛋白质工程改造的青霉素G酰化酶催化头孢氨苄合成时的S/H值检测表明，栖冷克吕沃氏菌青霉素G酰化酶(KcPGA)的S/H值最高，将其固定到有助于提高S/H值的Eupergit CM载体上获得固定化酶Eupergit CM-KcPGA，该固定化酶在催化合成头孢氨苄时的S/H值与产物头孢氨苄的最大积累浓度都高于国内主流商品化PGA：Haider G酶、IPA750和印度酶。以Eupergit CM-KcPGA为催化剂，底物7-ADCA和D-PGA初始浓度均为500 mM时，在5℃，pH 7.0，搅拌速度200rpm的条件下，单批反应的7-ADCA最大转化率为63％，连续7批转化反应后，7-ADCA的转化率达到87％，经产物的分离、纯化和结晶后，头孢氨苄的总收率为81％，具有一定的应用前景。