本项目针对上述问题，从分子、细胞和个体水平三个层面上研究人端粒酶逆转录酶(hTERT)生物学行为及相关技术的临床应用，旨在提高儿童肿瘤疗效。 1、主要科技内容和技术特点： 1） 率先在国内外建立RT-PCR和实时定量RT-PCR检测hTERT法，该法简便、快速、经济、安全，适用于临床推广应用。该项技术已经应用于儿童恶性肿瘤诊断、监测和指导个体化治疗，提高了儿童肿瘤的诊疗水平。 2）首次在国内外研究体内造血干细胞hTERT的生物学行为，证明了hTERT与促红细胞生成素的关系，并系统研究了恶性肿瘤细胞hTERT的生物学行为， 探讨肿瘤细胞中Aurora A与hTERT及端粒酶表达的相关性，提出hTERT与细胞因子网络紊乱相互作用促进肿瘤发生和发展的新观点，为恶性肿瘤在分子水平上的监测和以hTERT为靶点的生物工程治疗提供了依据。 3） 在国内外首次阐明端粒酶重建对成纤维细胞迁移能力和生物节律的调控，把端粒酶、hTERT生物学行为和生物节律与肿瘤择时治疗有机结合，为肿瘤治疗提供了一条新路径。实践证明，在该理论指导下进行化疗，可明显提高肿瘤化疗效果，且毒副作用明显减少。

精氨酸酶它能将精氨酸水解，生产鸟氨酸和尿素，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸酶一方面可用于功能性氨基酸 L-鸟氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的治疗。鸟氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有保肝护肝、促进垂体分泌生长激素、提 高血清中的胰岛素类生长因子的水平、进而促进肌肉的生成、缓解运动后的身体疲劳及运动后人体内氮的失衡等功能。 本项目通过菌种筛选获得高产精氨酸酶菌株，并将其用于鸟氨酸的生物制备，鸟氨酸产量可达到 70g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 96%。

磷脂酶 D 是一种用于磷脂改性的工业化生产用酶，近年来研究较多且效果比较明显的是通过微生物发酵的方法获得磷脂酶 D。磷脂酶 D 主要用于两个方面：一是从卵磷脂出发，通过磷酸基转移反应，制备含量较少的磷脂化合物，如磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）等；二是通过转移反应合成新的磷脂衍生物，用在药物学领域。磷脂酰丝氨酸是磷脂中的一种，天然含量稀少，但它是大脑中主要的酸性磷脂，能控制和调节细胞膜关键蛋白的功能状态，提高脑细胞的活力，改善大脑功能、修复大脑损伤，成为“脑专一性营养物质”。本项目通过菌种筛选获得一株高产磷脂酶 D 的肉桂链霉菌菌株。通过发酵优化，发酵酶活可达到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生产。 

成果简介： 为解决葡萄糖酸及其复合盐生产过程中的酸碱污染及催化剂成本高的难题，引入固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶一步催化技术，实现了产物的连续化生产，绿色环保并大幅度降低了成本。在此过程中，调控了固定化介质的表面性质，提高了固定化酶的活性和稳定性；改变了固定化酶的pH耐受性，可在不加酸碱中和低pH下催化反应，大幅度降低了废水处理的难度。

化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。

本项目从白酒大曲中分离筛选出具有自主知识产权的高效脂肪酶生产菌华根霉，建立了利用华根霉全细胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯为代表的短链芳香酯技术体系，并实现了产业化。此方法反应条件温和、反应特异性强、有毒副产物少、反应效率更高；转化产物品质高，合成的短链的脂肪酸酯主要包 括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，属于天然等同生物香料，具有巨大的市场需求和商业价值。相关技术成果 2006 年获江苏省科技进步一等奖，2003 年获教育部提名国家技术进步二等奖

(1）针对氧化还原酶在对映选择性和催化活性等方面的适用局限性问题，建立分子改造与基因组挖掘技术平台。通过理性设计改造野生型酶，改善和强化酶的催化特性与功能，获得具有自主知识产权的高活性、高立体选择性制备芳基手性醇的重组氧化还原酶及新基因，拓展了酶的适用性，并为进一步认识酶分子催 化机制奠定基础； （2）建立了高效稳定全细胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤级制备体系，在 100L 罐中，将底物浓度从 15 g/L 提高到 25 g/L，获得了生产规模放大和产物的高效提取与精制等重要研究成果。产物光学纯度和产率分别达到 99%和 93%。最终产物收率为 85%； （3）以数种手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-间氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇为模型产物，通过生物催化剂筛选、理性设计催化过程、合理修饰底物和采用原位分离策略等，大大提高微生物不对称还原潜手性化合物的效率，为手性化合物的制备提供了高效、安全的生物途径； 

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%。

该材料具有良好的加工性，能制备成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及静电纺丝纤维膜等多种产品。由于一氧化氮能够可控按需释放，CS-NO及其复合材料可用于治疗糖尿病下肢缺血、皮肤损伤和心梗疾病。

复合铁酶促活性污泥强化污水生物脱氮除磷技术从改进生物脱氮除磷活性污泥絮体结构为切入点，采用人工调控技术手段，强化铁离子在电子传递体系中电子传递作用与酶促反应的激活剂作用，提高脱氮除磷微生物的生化反应代谢活性与适应外界环境因素变化的能力，提高生物脱氮除磷效率，解决污水生物脱氮除磷系统存在的固有矛盾与瓶颈问题。       该技术不仅大大提高生化反应系统微生物活性（DHA、ETS 与 SOUR 分别提高 30%左右），而且提高了城市污水脱氮除磷效率与系统运行稳定性，与普通活性污泥生物脱氮除磷系统相比较，其生物脱氮与除磷效率分别可提高10%、25%左右，特别在解决低温硝化影响问题上具有突破性进展，系统抗低温能力得到明显增强（在反应温度 10℃条件下，系统硝化效率可以保持 70%以上，同时除磷效率达到 90%）。