糖基化修饰是一种广泛存在且重要的蛋白质翻译后修饰，由糖基转移酶催化形成。抗体、疫苗等许多临床治疗性蛋白质都具有特异性糖基化修饰，且对蛋白活性至关重要。基于糖基转移酶的化学酶法合成方法，是获得均一糖蛋白的有效手段之一。因此，找寻性质优良的各种糖基转移酶十分关键。对比真核细胞，细菌来源的糖基转移酶具有易表达纯化和催化产率高等优良性质，常被改造为人工合成糖蛋白的工具酶。然而，蛋白O-连接糖基化修饰在原核生物与真核生物之间并不保守，这成为了利用细菌糖基化系统生产真核生物O-糖蛋白的一大瓶颈。为了解决这个问题，陈兴教授课题组对病原菌-宿主相互作用中的蛋白质糖基化进行了探索。   某些病原菌入侵宿主细胞后，会分泌具有糖基转移酶活性的效应蛋白。这些效应蛋白往往利用宿主的糖供体，并且修饰宿主的靶蛋白。因此，对这类糖基转移酶的工程化，可为实现真核生物O-糖蛋白的合成提供新的有效策略。嗜肺军团菌效应蛋白SetA具有O-葡萄糖转移酶活性，然而其底物蛋白尚未被鉴定。 本研究首先开发了能够实现特异性标记和选择性富集的化学酶法策略。他们设计被SetA利用的生物正交基团修饰的糖供体（尿苷二磷酸-6-叠氮-葡萄糖，UDP-6AzGlc），将叠氮葡萄糖6AzGlc转移至底物蛋白。通过点击化学反应，与可切割生物素探针连接，实现对底物蛋白的选择性富集和位点特异性质谱鉴定(下图)。质谱分析鉴定到分布于276个蛋白的317个O-glucose修饰位点。天然糖供体标记及军团菌侵染实验，验证了SetA可以修饰众多的底物蛋白。

环糊精在食品、香料、医药、农药、化工等行业有着广泛的应用。本项目通过基因工程技术构建了高效表达-CGT 酶工程菌，通过发酵优化，发酵液酶活达到 100 U/ml (以-环糊精的生成速率计)以上，70400 U/ml (以水解活性计)，具有发酵周期短，工艺简单易控等特点。发酵结束后发酵液过滤除菌可以直接作 为酶液进行转化反应。此外，通过蛋白质工程技术改造了酶的产物特异性，当以15%淀粉为底物时，环糊精总转化率达到 55%以上，其中α-环糊精含量达到 85％以上

1、成果来源、成果被评价及认定（发明专利授权号）等情况 本项目来源于国家“十二五”科技支撑计划项目“大宗粮食绿色加工技术与 产品”中课题“玉米淀粉加工关键技术研究与示范（2012BAD34B07，479 万元， 研究起止时间：2012.01-2014.12）”和国家自然科学基金“酶法选择性合成单一 类型环糊精的控制策略研究（31101228，25 万元，研究起止时间：2012.01- 2014.12）”，属于农产品深加工科学技术领域。本项目累计申请发明专利 7 项（1 项获授权），发表论文 11 篇（8 篇被 SCI 收录），于 2015 年 7 月通过中国粮油学 会鉴定，获国际先进评价。 2、主要技术内容、作用、对行业的意义，获奖情况 CGT 酶生产环糊精最不利的条件之一是产物特异性差，给产物的分离纯化 带来很大不便。同时，CGT 酶存在的另一大缺陷是其热稳定性较差，由于在环糊 精工业化生产中，底物淀粉首先要经过高温糊化、液化处理，然后降温至适当温 度进行环化反应，若 CGT 酶能够适应更高的反应温度，势必有助于提高反应效率， 因此，有必要改善 CGT 酶的热稳定性，提高其催化效率，进而有效降低环糊精生20 产成本。本项目主要是通过改善 CGT 酶产物特异性和热稳定性，提高该酶的使用 性能，将其应用于环糊精的工业化生产中，能显著降低环糊精的生产成本，促进 环糊精在各个领域的广泛应用。因此，随着环糊精在食品、医药等领域中的应用 越来越广阔，开发改善 CGT 酶使用性能的关键技术显得尤为重要，具有很好的推 广应用前景。 3、成果的技术指标、创新性与先进性 本项目在长期从事淀粉生物转化研究的基础上，针对环糊精工业化生产过程 中 CGT 酶的产物特异性和热稳定性较差问题，通过深入研究和不懈努力，逐步改 善了 CGT 酶的产物特异性和热稳定性，突破了关键技术，并实现了具有理想产物 特异性和热稳定性的β-CGT 酶突变体在酶法生产β-环糊精中的应用。该酶使用 性能改善易操作，具有很好的应用价值，技术位于国际领先水平。与国内外同类 技术相比，具有以下创新： ①针对 CGT 酶产物特异性较差的问题，确定了 CGT 酶的产物特异性与其一级 结构的相关性，获得构建具有理想产物特异性的 CGT 酶突变体的简单可行方法， 为从本质上改善 CGT 酶的产物特异性提供理论基础； ②针对 CGT 酶热稳定性较差的问题，采用定点突变技术阐明了重要氨基酸残 基对 CGT 酶热稳定性产生影响的规律，获得了构建具有理想热稳定性的 CGT 酶突 变体的简单可行方法，为从根本上改善 CGT 酶的热稳定性打下了基础； ③ CGT 酶使用性能的改善方法简单易行，所得到具有理想产物特异性和热 稳定性的酶突变体可直接应用于β-环糊精的工业化生产，能提高β-环糊精的得 率，降低β-环糊精的生产成本。 

南开大学药物化学生物学国家重点实验室、生命科学学院、药学院教授饶子和院士，南开大学生命科学学院2014届博士毕业生、上海科技大学王权教授，英国伯明翰大学Gurdyal Besra教授，上海科技大学李俊副研究员为论文共同通讯作者。南开大学生命科学学院2019届博士毕业生张璐（排名第一）、上海科技大学博士生赵耀为论文共同第一作者，南开大学药学院赵炜教授是该成果合作者之一，南开大学生命科学学院2016级本科生吴方羽参与文章发表。南开大学细胞应答交叉科学中心为论文通讯单位之一。据介绍，该联合研究团队综合利用冷冻电子显微镜技术和X射线晶体学技术解析了抗结核一线药物乙胺丁醇与靶标蛋白，分枝杆菌膜蛋白糖基转移酶EmbA-EmbB-AcpM2蛋白复合物，及与EmbC2-AcpM2蛋白复合物与乙胺丁醇结合的高分辨率三维结构，首次阐明这个使用了近60年，治愈了无数结核病感染者的一线药物的抑制作用机理，并首次揭示了临床耐药的分子机制。研究结果显示，每个Emb蛋白单体均为含有氨基端15次跨膜螺旋的跨膜区和羧基端可溶区结构域的折叠形式，并且以EmbA-EmbB或EmbC-EmbC组成异源或同源二聚体，并首次报道了每个Emb蛋白均在胞内结合一个酰基载脂蛋白AcpM，最终组成EmbA-EmbB-AcpM2/EmbC2-AcpM2蛋白复合物。据悉，这是世界上第一个解析的源于结核分枝杆菌的膜蛋白三维结构，该研究共解析并向蛋白质数据库（protein data bank, PDB）投递5个蛋白质结构坐标，为全世界范围研发设计新型抗结核抑制剂提供可靠的数据支撑。饶子和院士团队长期致力于抗结核药物重要靶标蛋白质的结构和功能研究以及抗结核新药研发，此项最新研究成果是继2018年饶子和院士南开团队在《科学》杂志发表分枝杆菌呼吸链超级复合物高分辨率结构，2019年上海科技大学团队在《细胞》杂志发表分枝杆菌关键药靶跨膜转运蛋白MmpL3与抑制剂复合物结构后，在抗结核药物研发领域的又一重大科研成果。

通过代谢组学手段发现线粒体能量代谢和脂肪酸氧化的一个关键酶：肉毒碱棕榈酰基转移酶1C（CPT1C）在老化肿瘤细胞中有极显著下降；进而在细胞老化模型及动物模型上通过多种分子生物学手段，证明CPT1C在肿瘤细胞增殖性老化过程中发挥重要的调控作用，阐明CPT1C是调控肿瘤细胞老化的新调控因子。并进一步阐明CPT1C沉默后通过影响线粒体功能与相关代谢重编程过程，导致线粒体功能异常、细胞增殖能力显著下降，最终导致肿瘤细胞老化、致瘤能力显著下降。该研究系统证明CPT1C是肿瘤细胞老化关键的新调控因子，为基于线粒体能量代谢和细胞老化的抗肿瘤研究提供新靶点和新视角。

2025年2月10日，复旦大学基础医学院代谢分子医学教育部重点实验室潘东宁团队在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊发表了题为“Non-catalytic mechanisms of KMT5C regulating hepatic gluconeogenesis”的研究论文。该研究揭示组蛋白甲基转移酶KMT5C通过非催化机制调控肝糖异生的全新作用模式。

已有样品/n本项目筛选获得了一个蛋白酶，并利用该酶建立了制备明胶的新工艺。与传统酸碱法相比，该工艺能够节约淡水50%以上，生产周期从60-100天缩短为5-10天，同时大幅降低酸碱试剂的消耗量，与普通酶法相比，成本降低，产品质量和得率将大幅提高。本技术适用于现有明胶厂的工艺升级替代。总投资额600-1000万元，综合成本降低20%，三废排放降低30%。

 通过解析蛋白脱底物及其与配体、DNA等一系列晶体结构（图a-c），该研究揭示了MsmUdgX独特的催化过程。研究发现，MsmUdgX首先对含U底物的 DNA发生尿嘧啶切除作用，然后其第109位的组氨酸与单链DNA底物AP位点的糖环形成一个共价键，因此可以耐受变性剂的作用；同时也由于酶无法再生，从而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。该研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶体结构，各自代表其催化途径中不同阶段酶所处的状态，提出了如图e所示的催化路径模型，可能经历一个称为“oxacarbenium”的中间体。该机制不但合理解释了MsmUdgX酶独特的生化性质，而且发现酶在反应中通过一种“自杀”的方式抑制其自身活性，在已知的UDG酶中尚属首例。此外，由于MsmUdgX只存在于细菌中，研究者的MsmUdgX-DNA共价复合物的结构可能为新型抗菌药物的设计提供新思路，具有潜在的应用前景。

已有样品/n针对酶在工程化应用中的缺陷，如易失活、不具回收性、抗逆性差 等，采用新型固定化技术，制备出具有高活性、高耐逆和工程化回用性 良好的固定化脂肪酶，提高酶活力 10-46 倍。如：以碳纳米管为载体整 合其它方法固定化 BCL，固定化酶最大蛋白比活达 50,200 U/min/g protein，酶活回收率达 3,740%，为游离酶的 54 倍，是 MPR-NKA 固定化 酶的 1.5 倍，且大幅缩短了酶促反应时间，10 分钟就能使手性拆分反应 达到平衡，较国际报道的最高水平提高 200 倍，

已有样品/n分离自海南红树林链霉菌所产生的新型水解酶超家族成员A13 具有典型的酰胺酶活性、芳基酰基酰胺酶活性和酰基转移酶活性，它还具有不同寻常的底物广泛性，这表明它在化学合成和环境污染物治理方面具有广泛的应用前景。该成果为独立完成，具有完全自主知识产权。在生物体内存在许多非肽类的碳氮键的水解反应，该类反应中很多是由腈水解酶超家族中的相关酶催化完成。在工业生产中，人们往往使用酰胺类化合物作为化学合成的前体，酰胺类化合