L-半胱氨酸（L-CySH）是组成蛋白质的20多种氨基酸中唯一具有还原性基团巯基的氨基酸，为谷胱甘肽的组成成分之一。由于其分子中含有活性的巯基，具有许多重要的生理功能：可以增强肝功能，用于治疗肝炎、肝硬化与肝昏迷等症状；可以作为解毒剂，解除苯、萘等有毒芳香物质及药物中毒；可用于治疗因原子能辐射、X射线以及其它短光波所引起的放射性障碍和各种白血球减少症；有抗过敏与消除过敏症的作用；可用于蛋白质氨基酸制剂，解毒镇痛剂、疲劳恢复剂、溃疡治疗剂，L-半胱氨酸还是特效的化痰剂；可促进毛发生长和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已经广泛应用于医药、食品、化妆品以及饲料工业。此外由L-半胱氨酸可以得到多种衍生物，有镇痛、消炎、退烧、止痛以及抑制细菌和肿瘤生长的作用，目前也在得到不断的开发和应用。国内目前L-半胱氨酸的生产主要依靠人或动物的毛发经酸水解或碱水解提取L-半胱氨酸后，再经过电解还原制得L-半胱氨酸。该方法收率低，能耗高，水解过程产生大量刺激性气体，废酸处理困难，对环境污染严重。随着L-半胱氨酸生产技术的发展，微生物转化法制生产L-半胱氨酸逐渐取代了毛发水解制备L-半胱氨酸。微生物转化法制备工艺以其反应条件温和、专一性强、对环境友好等优点而日益受到重视。本课题组利用自行筛选的高效菌株，通过高密度培养获得大量菌体，可以将底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（D,L-ATC）转化为L-半胱氨酸，浓度为5.8g /L，转化率92%，半胱氨酸得率78%。

我国面临着能源短缺与大量石油资源未能有效开发利用的突出问题，目前平均石油采收率不及35%，约有2/3的石油资源留在地下有待开发。微生物采油是一项经济有效的提高原油采收率技术，该技术具有成本低、不伤害储层、环境友好等特点，符合能源与环境协调可持续发展的战略方向。近10年来，针对微生物采油技术的难题进行攻关，系统地研究了微生物在位繁殖效应与驱油机制和微生物驱油传递与界面反应过程，提出并建立了驱油过程中微生物在位繁殖效应模型；引入现代分子生物学技术，发展了油藏微生物群落结构与功能微生物的动态监测与评价技术；开拓性地建立了微生物采油调控技术体系。研究成果已形成知识产权技术13项，其中，授权发明专利5项、国际PCT专利3项。获2008年上海市科技进步一等奖，2010年获国家科技进步二等奖。

开发一种简单的合成策略，制备具有高活性的酶@MOFs生物杂交材料。该方法的关键在于添加了能够作为“形貌调制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一种阴离子生物聚多肽，不仅可通过静电组装方式调控酶的表面电荷进而加速酶@ZIF-8杂交材料的形成，而且PLGA直链上丰富的羧基基团可与金属离子竞争配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔径尺寸的酶@ZIF-8纳米结构（图1A）。研究表明不同的纳米结构对于杂交材料的活性有重要影响，其中设计的介孔2D酶@ZIF-8纳米片结构由于具有更短的底物扩散路径和更大的孔道尺寸，极大提高酶活性位点的利用率，因此得到的MOFs杂交材料具有优异的生物活性。基于提出的合成策略，研究人员还建立一个 MOFs“人造细胞”，通过酶级联反应模拟细胞内的信号转导（图1B）。该人造细胞对葡萄糖具有双重光学（荧光和比色信号）响应，两种光学信号都与葡萄糖浓度成正比，并且在两个互补的浓度范围内灵敏。

在 S.pombe 中发现的一个全新pre-RC组分Sap1，它是pre-RC的装配过程中不可或缺的一个蛋白: 与ORC一样，Sap1在细胞生长周期中与DNA复制源结合，通过一系列的功能研究及X射线晶体学与NMR联合的结构功能研究表明，Sap1与通过其九个AT-钩状基序结合不对称AT富序列的ORC不同，Sap1优先结合5’-（A / T）nC / G（A / T）9-10G / C（A / T）n-3’，对于DNA起始复制源有一定的序列倾向性。 通过进一步的功能研究证明Sap1和ORC存在相互作用，ORC在招募Cdc18至DNA复制源时需要Sap1来完成pre-RC组装，充分表明Sap1是直接参与pre-RC组装的复制起始因子，本研究论文表明在S.pombe的DNA复制过程中，首先需要Sap1与ORC共同结合到DNA复制源上从而开启DNA的起始复制过程。进一步的研究表明在人类的DNA复制过程中同样存在Sap1功能类似的蛋白质元件，相关工作正在进行中。

超声波频率优化控制关键技术研究及其应用项目所研究的技术属于先进制 造领域。相关技术的产品涉及振动与声、电子、机械及材料等新技术。国内超声 波应用系统中的主要部件（超声波换能器、超声波电源）其技术指标与国外有相 当距离，制约了整个行业的发展。因此，本项目主要围绕超声波电源及超声波应 用，结合企业新产品的研发，针对超声波相关产品研发中的多项关键技术展开研 究，提出解决方案。关键技术的突破提升了企业产品质量水平及竞争比较优势， 创造了巨大的经济效益，为提升超声波应用行业产品技术水平建立良好的示范作 用。项目主要研究下述 3 方面技术： 1.超声波生物处理（萃取、破碎、清洗等系统）是电力电子技术与生物工程 技术交叉、融合的学科，被广泛应用于轻工、食品、医药、能源、化工等领域的 机械装备，是近年快速发展的轻工工艺装备。项目以大范围频率搜索策略，配置 多套换能执行振板、匹配谐振网络和宽频带超声波电源装置，通过操控（总控、 显示、参数设置、模式设置与功率给定功能）终端协调、控制，进行超声波生物 处理优化频率的搜索。通过对应不同处理过程的不同物理量传感器，对处理液中 超声波作用区域进行处理效率监测，得到处理效率变化的动态，依据该动态，确 定最佳工艺，使各种不同处理对象接受到适合频率的超声波作用，从而成倍提高 处理效率。主要包括：以超声波电源作为系统的执行器，以生物处理过程（效率） 为反馈量，实现超声波生物处理的全闭环反馈控制系统。 2.超声波精细雾化化学机械抛光处理，是机械工程与电子工程交叉学科，解 决常规工艺无法解决的机械加工问题。通过本项目研发的超声波电源，在“超声 雾液化学机械研抛纳米表面形成机理和关键技术”发挥了关键作用，保证了课题 的研发需求。 3.超声波电源。主要研究超声波电源系统原理、系统实现方法和在生物处理 方面、机械加工、塑料焊接方面的应用。当前超声波电源系统主要有信号源、驱 动电路、采样反馈电路、（算法）控制系统。其结构方案为：①模拟+数字电路； ②全数字电路；③微型计算机电路。缺点为运行功耗大，无自动频率跟踪功能或 频率跟踪范围小，无法保证输出最大功率。本项目完成了基于高速 DSP 电路的超 声波电源。采用智能控制算法，自动频率跟踪范围宽，输出功率效率高。能在超338 声换能器的工况变化（温度、负载、模具等）时，频率跟踪点稳定地运行在加工 工艺所需的频率上。 授权专利： 超声波生物处理的频率搜索控制方法 200910215255.9 超声波生物处理效率的盖上检测方法 201110342001.0 一种超声波灸袖珍式超声波穴位按摩仪及其操作电路 201110347561.5 一种超声波灸电路结构，201110049586.7 超声波生物处理的频带搜索匹配方法 201110363842.X 一种小功率高频超声波电源实现方法 2012100040137, 一种微型超声波发生器的高效节能方法，2012100096908， 超声波生物处理效率的盖上检测方法 2012101814370，201110049586.7 超声波生物处理的并行频率搜索控制系统 201020002032.2 超声波生物处理的频率搜索控制系统 201020002031.8 超声波生物处理效率的盖上检测装置, 2012200057985, 一种小功率高频超声波电源结构，2012200426513, 超声波频率搜索生物处理系统一体化结构，2012200738144, 袖珍式超声波穴位按摩仪及其操作电路 2012202604159 一种超声波灸，2012202608319

利用植物化学遗传学手段，以拟南芥乙烯过量合成突变体eto1-2和乙烯信号活化突变体ctr1-1为筛选材料，从2000种化学小分子文库中筛选出了3种可抑制乙烯合成或反应的小分子化合物：kynurenine（KYN），ponalrestat（PRT）和pyrazinamide（PZA）。他们早期的研究发现KYN能够抑制乙烯所诱导的下游生长素合成途径中的一类关键酶TAA1/TARs（He et al., 2011 Plant Cell），最近发现PRT也作用于乙烯下游反应，抑制了生长素合成途径中的另一类关键酶（相关工作正在整理发表中）。 不同于KYN和PRT，第三个小分子PZA只特异性抑制乙烯过量合成突变体eto1-2的“三重反应”（图A）。施加PZA处理可以抑制乙烯合成前体ACC所诱导的乙烯反应，暗示PZA可能通过抑制ACC氧化酶（ACC oxidase，ACO）而抑制乙烯合成。体外生化分析发现，PZA无法直接抑制ACO催化活性，需要被拟南芥烟酰胺酶（nicotinamidase）转化为pyrazinoic acid（POA）（图B），进而以POA的形式竞争性抑制ACO的催化活性。 进一步解析了拟南芥中ACO家族成员ACO2与POA复合物的高分辨率晶体结构（2.1Å），从原子层面揭示了POA的抑制机理（图C和图D）。晶体结构表明，POA是通过与活性中心的一个锌离子或铁离子形成配位键而与ACO2结合。此外，POA与其周围氨基酸之间形成的氢键、疏水相互作用以及范德华力，也巩固了其与蛋白的结合。通过对ACO2蛋白关键氨基酸进行突变，证实了POA或其类似物2-PA可以模拟ACO的内源底物ACC，从而竞争性抑制了ACO的活性。这些结果不仅在原子层面上阐明了POA的抑制机理，还为进一步优化POA结构，提高其抑制活性提供了理论基础。

本项目提供一种耐热型全生物降解材料的制备方法，以聚乳酸材料为基体树脂，加入的耐热改性剂成本较低，且与聚乳酸一样可完全生物降解，生产过程所用设备简单，只须在通用设备上做一些改进，所制备的耐热材料与进口料相比有明显的价格优势。主要技术参数：产品生产周期小于40s, 耐热温度超过100℃。可用于一次性餐具的生产。

在沼气工程、垃圾填埋场、污水处理厂等废弃物处理项目中，会产生含有硫化氢组分的生物质气体，在其利用及排放过程中需要进行脱硫净化处理。本系统采用湿式催化氧化法，基于吸收-氧化原理，将硫化氢组分转化为可回收利用的单质硫，也可形成硫酸盐副产，可满足对原料气进行高效脱硫并使净化后气体达到相关要求及环保标准。应用于渗滤液沼气工程、餐厨垃圾处理厂、污水处理厂、垃圾填埋场、垃圾中转站等领域。

本成果提出并利用单种/多种相变纳米粒子的热学特性来对复杂液体样品中进行单种/多种生物标志物的同时检测的方法，其检测灵敏度（至pg/ml）和检测多重性（能够同时检测种生物标志物分子）比传统常规的检测手段有很大的提高，从而有利于提高诊断可信度。此种新型的纳米检测技术在疾病监测、控制以及诊断有着十分广阔的应用前景。