如今,产金属β-内酰胺酶的超级细菌在全球范围内的蔓延已严重威胁着公共健康。多重耐药性的增加导致了许多超级细菌的进化,合成高效、广谱选择性的金属β-内酰胺酶抑制剂一直是化学家与细菌之间的竞争。迄今为止,所有临床上有效的金属β-内酰胺酶抑制剂都能被金属β-内酰胺酶快速水解。为了探索超级细菌获得耐药性和抗药性的途径以及二者之间的相互作用,本文以B2亚类的Cph A酶为研究对象,通过一种改进的微生物进化培养实验装置对其进行培养,探索了超级细菌抗药能力究竟如何获得并且如何通过分子构象的变化来应对抗生素的选择压力。本文主要从以下3个方面进行了研究:1.通过对p ET-28b/Cph A工程菌进行最低抑菌浓度（MIC）的测定,测得MIC为12μg/m L。以该重组菌为研究对象,考察其在不连续浓度梯度的亚胺培南（IMP）进化装置中的生长、迁移和进化状况。培养结束后随机采集菌样的测序结果进行分析,表明基因下游650 bp后的碱基极易发生突变,且均为错义突变。2.对其中两种发生突变的酶K249T、M1进行了纯化表达和表征,并测定了它们对IMP的抑菌浓度和催化活性。结果表明由于突变导致K249T对IMP的抑菌浓度增加至少100倍,K218R对IMP的抑菌浓度增加了85倍,表明其对IMP耐药性的贡献较大;K249T和M1水解初速率相比于野生型分别提高了32%和37%。3.在研究这些修饰如何影响Cph A酶催化效率的基础上,同时借助同源建模、分子对接以及分子动力学模拟的计算方法揭示了突变酶与抗生素底物相互作用的分子机制。结果表明,由于抗药性产生的突变,导致了酶碳骨架的迁移,改变了Cys221与Zn²⁺的配位能力,酶活性位点的空腔体积增大,使足够的Zn²⁺在质子穿梭中发挥作用,Zn²⁺除稳定局部构象结构的作用外,在催化中也发挥积极作用,更有利于IMP进入酶的活性口袋进而发生水解反应。同时,活性部位几何构型的变化是高K_cat和低Km值的直接原因。总之,通过Cph A酶在IMP选择压力下的突变以及对突变样本MIC、酶活性以及动力学模拟的结果表明,细菌在耐药-抗药的过程中完成了Cph A酶的进化,且由于不同的进化压力形成更有效的水解酶。