Penicilina é um metabólito secundário do fungo 'Penicillium ' que é produzida quando o crescimento do fungo é inibido por estresse. Não é produzido durante o crescimento ativo. A produção também é limitada pelo feedback em via de síntese de penicilina.

Α-cetoglutarato + AcCoA → homocitrato → → ácido L-α-aminoadipic L-lisina + betalactâmicos

O subproduto L-lisina inibe a produção de homocitrato, assim que a presença de lisina exógena deve ser evitada em produção de penicilina.