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。

1、成果简介：（500字以内） 基于前期对纤维素降解起关键性作用的过程内切酶Cel48F水解中心关键氨基酸的优化结果，定制具有高效水解活性的纤维素酶，与复合菌剂联合使用，高效降解秸秆同时发酵制肥，突破交通运输秸秆距离的瓶颈，便于在农村蔬菜种植大范围推广及应用。项目提供秸秆降解发酵工艺流程，提供秸秆降解效率，肥料酸含量，pH等标准。 项目可试点推广秸秆制肥技术，应用在大棚蔬菜种植中，提高蔬菜质量及增产。项目建成后，秸秆的循环利用产生的有机质、矿物元素和抗病微生物，能够提供作

本项目涉及来源于植物的100多种糖基转移酶的应用，尤其涉及这些植物酶在催化药物糖苷、糖酯、医药中间体合成过程中的应用，属于生物制药的酶催化合成领域。许多次生代谢物的糖苷、糖酯是非常重要的医药成分或其中间体，例如胞嘧啶阿拉伯糖苷、去氧氟尿苷、博来霉素、依托泊糖苷、噻吩足叶糖甙、 氨基糖苷类抗生素、毛地黄苷、龙葵碱类糖苷、黄酮糖苷等等，它们在抗肿瘤、解肝毒、治疗心脏病、抗氧化、防衰老等方面具有重要药用价值。在医药工业或化学工业，要想获得某种化合物的糖苷主要有

酶制剂产品包括角质酶、磷脂酶 A1、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、普鲁兰酶、异淀粉酶、生麦芽糖淀粉酶、β-淀粉酶等；功能性食品包括-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、大元环糊精、2-O-D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸(AA-2G)、低聚半乳糖、D-阿洛酮糖、异麦芽酮糖、海藻糖、L-茶氨酸、L-瓜氨酸、γ-氨基丁酸、短链芳香酯、 -熊果苷、低聚异麦芽糖、低聚龙胆糖等。 功能性食品的作用： 增强免疫力，抗衰老；防癌、抗癌；降低血脂和血压；保护肝脏；调节肠道菌群，改善肠道功能；促进维生素合成与吸收。

随着社会老龄化、疾病、事故造成的人体肢体运动功能障碍的增加以及人们对身体健康、康复质量的重视，可以有效提高患者康复效果和效率的康复机器人成为康复工程领域的重要研究内容。踝关节是人体负重最大的屈戊关节，也是下肢运动损伤的高发部位，开展能够实现人机交互、协调的踝关节康复机器人的设计研究具有重要现实意义。 结构特点： 机构的运动由机械与人体共同确定； （2） 人体处于机械内部，动平台可实现绕踝关节中心转动； （3） 机构具有远程运动中心， 动平台可实现绕踝关节中心转动； 机构可实现对踝关节的牵引治疗； （5）驱动轴上增加弹性储能运动副，以 提高机构的安全、可靠性； （6） 康复过程中，机械和人体可以进行 协调和交互 性能指标： （1）运动范围: 背曲 25°-30°，跖曲 35°-40°，内收 25°-30°，外展 25°-30°，内翻 25°-30°，外翻 15°； （2）运动速度: 3-50°/min; 重量：20 kg； I型尺寸：60×42×62 cm； （5）II型尺寸：50×85×65 cm。 

项目简介： 表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的 用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比 较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测 等优点，因此 SPR 传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗 研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件 侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制 一种基于 SPR 技术的光机电一体化系统。 我校于 1999 年开始从事有关方面的研究，2004 年底研制完成了 第一套单通道 SPR 生物医学检测试验系统。最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构 SPR 传感器存在的不足，课题组在天津 市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支 持下，研制成功基于传感芯片的多通道 SPR 生物医学检测实验系统。 这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合 SPR 传感系 统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。目前 已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使 非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以 达到实用化。 技术水平及应用前景 所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，申请专利两项。产 品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物 开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等， 具有很好的应用及市场前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物医学检测分析系统的批量生产成 本预计为 10 万元人民币左右，而国际上同类产品（瑞典 BIAcore 公 司生产）的最低售价为 10 万美元左右。可见，SPR 生物医学检测分 析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。 其次，SPR 生物医学检测分析系统中的传感耦合部件因其进口成 本很高，目前还是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理， 这样可重复使用几次，然后予以更换；即使这样，单次检测成本也在 200 元人民币以上。本项研究可以将传感耦合部件集成为便于批量生 产的传感芯片，可大幅降低成本。再生技术的研究成功，可以进一步 降低使用成本；若能大批量生产，在成本很低的情况下，也可实现一 次性使用。预计每个芯片的批量生产成本不到 50 元人民币，售价如 果为 100 元人民币，单次检测的成本将大幅降低。这样，一方面便于系统的推广应用，另一方面传感芯片作为一次性消耗品，需求量极大， 由耗材产生的利润也是非常可观的。 另外，我们还可以在此项研究的基础上，进一步开发适合于药物 靶标、药物开发、案件侦破、环境监测、食品安全检验以及兴奋剂检 测等其它众多领域进行检测分析的系列产品，其巨大的经济效益和社 会效益是不言而喻的。 

这种生物可降解的吸油材料是利用天然纤维制成的，吸油性能可达到20~40g／g。 该材料的特点是不吸水仅吸油，可以应用于以下领域： 1. 海面油轮船大面积污染的油回收； 2. 建筑物的防水材料； 3. 水厂的进水口防油处理； 4. 公路、大堤等的吸油防水材料； 5. 人体内外的吸油材料。

浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。

项目成果/简介:表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此 SPR 传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于 SPR 技术的光机电一体化系统。 我校于 1999 年开始从事有关方面的研究，2004 年底研制完成了第一套单通道 SPR 生物医学检测试验系统。最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构 SPR 传感器存在的不足，课题组在天津市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支持下，研制成功基于传感芯片的多通道 SPR 生物医学检测实验系统。这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合 SPR 传感系统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。目前已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以达到实用化。应用范围:所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，申请专利两项。产品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等，具有很好的应用及市场前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物医学检测分析系统的批量生产成本预计为 10 万元人民币左右，而国际上同类产品（瑞典 BIAcore 公司生产）的最低售价为 10 万美元左右。可见，SPR 生物医学检测分析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。 其次，SPR 生物医学检测分析系统中的传感耦合部件因其进口成本很高，目前还是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理，这样可重复使用几次，然后予以更换；即使这样，单次检测成本也在200 元人民币以上。本项研究可以将传感耦合部件集成为便于批量生产的传感芯片，可大幅降低成本。再生技术的研究成功，可以进一步降低使用成本；若能大批量生产，在成本很低的情况下，也可实现一次性使用。预计每个芯片的批量生产成本不到 50 元人民币，售价如果为 100 元人民币，单次检测的成本将大幅降低。这样，一方面便于系统的推广应用，另一方面传感芯片作为一次性消耗品，需求量极大，由耗材产生的利润也是非常可观的。 另外，我们还可以在此项研究的基础上，进一步开发适合于药物靶标、药物开发、案件侦破、环境监测、食品安全检验以及兴奋剂检测等其它众多领域进行检测分析的系列产品，其巨大的经济效益和社会效益是不言而喻的。

项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。