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青霉素G酰化酶是重要的医药工业用酶,广泛用于催化裂解青霉素G和头孢霉素G生产6-氨基青霉烷酸和7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢烷。青霉素G酰化酶还能够催化逆反应,即在酸性条件下催化D-氨基酸类似物与p-内酰胺母核缩合产生新的β-内酰胺抗生素。传统的利用化学方法生产6-APA反应步骤多、收率低、反应条件要求高、成本高,且要用吡啶、PCl5、NOCl等高毒性试剂,易造成环境污染。相比之下,酶法合成具有绝对专一性、避免造成环境污染、反应条件温和等优点,并且生产成本至少可以降低10%。若酶法合成6-APA与发酵生产青霉素结合,整个生产过程就更经济。因此通过微生物发酵法产胞外青霉素G酰化酶,提高其生产水平,获得完整的发酵工艺具有积极的现实意义。本文以通过基因工程技术手段改造的巨大芽孢杆菌为试验菌种,对其发酵条件优化、分批发酵动力学、青霉素G酰化酶的分离纯化、青霉素G酰化酶的固定化及其酶学性质等进行研究,主要结果如下：将单因素试验和响应面分析法相结合,对重组巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶的摇瓶发酵条件进行了优化。单因素试验确定最适碳源、氮源以及碳源浓度、氮源浓度、发酵时间和发酵温度的范围分别为25-35g/L、10-20g/L、36-44h和29-37℃。采用Box-Behnken试验设计和响应面分析方法,对重组巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶的发酵条件进行优化,得出其最佳发酵条件为：葡萄糖32g/L、酪蛋白17g/L、时间42.5h、温度34℃,在此条件下青霉素G酰化酶的活力达到33514.28U/L,较优化前提高了8.66%。利用5L发酵罐对重组巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶的发酵过程进行了放大,在优化条件下发酵液青霉素G酰化酶活力可达到39887U/L。以该菌株在5L发酵罐中分批发酵的数据为依据,在Matlab平台下,利用遗传算法建立了分批发酵生产青霉素G酰化酶的菌体生长、青霉素G酰化酶合成以及基质消耗动力学模型,分别如下：(1)菌体生长动力学模型(2)青霉素G酰化酶合成动力学模型(3)基质消耗动力学模型所建模型能够较好描述重组巨大芽孢杆菌分批发酵产青霉素G酰化酶的动态过程,可以为以后的进一步放大试验提供参考。对青霉素G酰化酶的分离纯化工艺进行了研究,依次采用超滤、硫酸铵盐析和浓缩除盐操作对青霉素G酰化酶进行逐级纯化。结果显示纯化后的青霉素G酰化酶比活力达到29.16U/mg,纯化倍数为1.59倍,活力回收率为60.59%。探讨了环氧基树脂固定化青霉素G酰化酶的工艺条件。运用单因素试验和Box-Behnken试验设计结合对影响环氧基树脂固定化青霉素G酰化酶的主要因素进行优化。结果显示最佳固定化条件为：pH8.1、温度29℃、载体用量1g、时间24h,在此条件下固定化酶活力达到363.76U/g,酶活回收率为62.82%。对最佳条件下制备的固定化青霉素G酰化酶的特性进行测定,发现该固定化酶的最适反应pH值为9.0,最适反应温度为60℃,具有良好的连续操作稳定性。说明将环氧基树脂用于青霉素G酰化酶的固定化可行。