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自然界中首例 [6+4] 环加成反应的酶
鉴定首个高阶环加成酶，拓展了环加成酶的认知
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
南京大学化学化工学院梁勇教授，生命科学学院谭仁祥教授和戈惠明教授的科研团队，发现了抗幽门螺旋杆菌的潜在药物-汉城霉素并对其生物合成途径进行深入研究。通过多菌株基因组序列比对，对汉城霉素类生物合成基因簇进行了鉴定，利用微生物学，分子生物学、底物化学衍生化、体外酶促反应等手段从该基因簇中鉴定出一个新颖、可催化高阶环加成反应的酶。团队基于蛋白质晶体数据，量子化学计算和蛋白质定点突变技术，对该酶促动力学过程进行了深入解析，最终确定该酶通过“双过渡态”来同时催化产生6+4和4+2环加成产物。该特殊高阶环加成酶的发现，解答了“自然界中是否存在酶催化的高阶环加成反应”，这一持续五十余年的谜题。这类酶的发现将进一步拓展人们对周环反应酶的认识，启发科学家们将来利用和改造周环反应酶来实现有价值的分子转化。
成果于2019年4月以Letter形式发表于Nature。F1000评述该研究“鉴定首个高阶环加成酶，拓展了环加成酶的认知”，诺贝奖得主霍夫曼评述“这是在酶促反应中直接观察到的[6+4]环加成产物的首个例子……，该研究对酶促高阶环加成研究具有深远影响”。
南京大学
2022-08-12
高性能角蛋白酶的高效表达与应用研究
角蛋白酶是一种特异性蛋白酶类，可降解结构复杂、硬质难溶的角蛋白，具有多种优良的催化特性，在生物加工、绿色制药、废弃生物质处理、生物制革、生态纺织、洗涤剂等实际应用中备受关注，被认为是有着巨大应用潜力和市场前景的新一代蛋白酶类。 本项目从角蛋白酶基因挖掘、高效表达、性能改造及其应用研究等方面开展了一系列工作。课题组目前建立了角蛋白酶资源库，是我国拥有角蛋白酶基因资源产权最多和最具多样性来源的单位；实现了角蛋白酶基因在大肠杆菌及枯草芽孢杆菌等外源宿主中的克隆及高效表达；在 5L 罐上发酵酶活最高可达10000 U/mL 以上，是目前文献报道的重组角蛋白酶表达最高水平；项目已完成了 1M3 规模中试试验，成本降低 30%以上。在应用方面，本项目成功将角蛋白酶用于生物法制备纳米银粒子 AgNPs，与传统化学法相比，酶法合成的纳米银具有更好的抑菌活性。另外，项目组已首次开发出无胶原活力的高特异性角蛋白酶，具有高角蛋白活力，不会对皮革胶原造成破坏，能保护胶原结构完整性，可开发出不伤及皮肤真皮的洗涤剂产品、药品及化妆品，在生物制革领域也具有极大应用价值，可缓解制革工业中的烂皮现象；同时本研究所开发的角蛋白酶在活性多肽制备中也表现出良好的应用前景。
江南大学
2021-04-13
重组大肠杆菌生产磷脂酶D及转酯化产品开发
磷脂酶D（PLD,EC 3.1.4.4）是一类广泛存在于各种生物体的酶，具有水解作用和磷酰基转移作用（见图1）。作为一种酶制剂，PLD的转磷脂酰活性尤为重要，被用于制备具有生物活性的稀有磷脂。其中，以大豆磷脂酰胆碱（PC）为底物，PLD酶法制备磷脂酰丝氨酸（PS），受到广泛关注。PS作为脑健康营养补充剂，相继被美国FDA、日本HBM和中国国家卫生计生委所认证，列为新资源食品。相较于提取自牛脑和植物的PS，生物酶法制备的PS，避免了食品安全和植物源含量低的问题。进一步，一些新的结构和功能磷脂，通过PLD转磷脂酰反应被合成出来，例如，磷脂酰鲨肝醇、磷脂酰葡萄糖、心磷脂类似物、磷脂酰酪醇、磷脂酰萜烯和磷脂酰丝氨醇，它们中一些具有抗癌和抗氧化活性。
直到现在，受限于磷脂酶D来源不足和价格高（链霉菌属PLD，≥150 units/mg，6516.9¥/1000 U，Sigma公司），其工业上的广泛应用受到限制。例如，文献报道的PLD最高产量在104-105U·L-1，而制备转化得到每公斤PS，需要2.6×106U的PLD。这一障碍的主要原因是高水平表达的PLD对宿主的严重细胞毒性，导致细胞死亡。
历经5年时间，从上游到下游整体设计，我们解决了毒性蛋白（磷脂酶D，PLD）异源表达难的问题（质粒不稳定、蛋白合成时间短、细胞生长抑制和裂解），PLD生产达到目前世界最高水平106U·L-1(748 mg·L-1)（提高20倍）；同时发展一种简单有效提取重组磷脂酶D的方法（无需破碎、无需添加溶菌酶和有机溶剂、室温进行），PLD生产成本有望降低20倍以上。按照实验室规模的一台5 L发酵罐，年产量可以提供3.5×108U的磷脂酶D，满足100 kg的PS转化需求计算（不计算PLD重复利用率），扩大反应器体积至100-1000 L，PLD产量可满足制备2-20吨PS的需求。
厦门大学
2021-01-12
一种巴斯德毕赤酵母、产生的耐高温酶及应用
本发明提供一种巴斯德毕赤酵母、产生的耐高温蛋白酶及应用，属于微生物技术领域；本发明通过选育一种可产生耐高温酶的巴斯德毕赤酵母(pichia pastoris)AN‑PK‑9K‑GS115，然后将其进行培养，从发酵液中提取耐高温蛋白酶，将其用于羽毛粉的水解，可以有效水解羽毛粉，将其中蛋白质组分高效降解为小肽成分或者氨基酸成分，从而提高蛋白质的消化率，增加采食量，提高动物健康水平。
（注：本项目发布于2019年）
华中农业大学
2021-01-12
固定化磷脂酶A1在制备磷脂DHA中的应用
本发明提供了一种固定化磷脂酶A1在制备磷脂DHA中的应用，具体过程为，六水硝酸钴和2‑甲基咪唑分别溶于无水甲醇得到六水硝酸钴溶液和2‑甲基咪唑溶液，将2‑甲基咪唑溶液滴加至六水硝酸钴溶液中，搅拌反应、静置、干燥，得到ZIF‑67纳米材料，将ZIF‑67纳米材料于磷酸钠缓冲液中混悬，加入磷脂酶A1溶液，调节pH，置于摇床孵育，离心、干燥，获得ZIF‑67纳米材料固定化磷脂酶A1；将游离脂肪酸和大豆卵磷脂组成的底物和固定化磷脂酶A1在有机反应体系中进行催化反应，分离纯化获得磷脂DHA。固定化磷脂酶A1，稳定性好，催化制备磷脂DHA，DHA掺入率高达51.04%。
南京工业大学
2021-01-12
用于测量双柱水平开合隔离开关触指夹紧力的测力触头
本实用新型公开了一种用于测量双柱水平开合隔离开关触指夹紧力的测力触头。现有的检测装置都是检测触头在完全闭合时的夹紧力，无法检测到开合闸过程中触头触指压力的变化情况。本实用新型采用的技术方案为：基座上开有至少一个用于将其安装在触头主体上的安装孔，基座的内部设有一可左右移动的力传感器；所述基座的两侧各设有一过渡座，该过渡座的外侧壁上固定连接一接触头，所述力传感器的左、右侧分别与两个过渡座固定连接，过渡座与基座之间存在使过渡座可左右移动的间隙。本实用新型的测力触头可以替换原来的导电触头，且能够读出在开合闸过程中力的变化，而不仅仅是测量合闸后的夹紧力。
浙江大学
2021-04-13
一种倒装键合设备中用于各向异性导电胶的热压装置
本发明公开了一种倒装键合设备中用于各向异性导电胶的热压装置，用于倒装键合设备中对导电胶进行热压，其特征在于，该热压装置包括：压头组件（2），用于对导向胶进行热压；导向组件（1），其设置在一支撑基座（4）上，所述压头组件（2）设置在该导向组件（1）上，所述压头组件（2）通过该导向组件（1）进行导向移动以完成热压；驱动组件（5），其设置在所述导向组件（1）一侧，用于驱动所述导向组件（1）直线移动，以实现其对压头组件（2）的导向移动。本发明的装置能够方便的实现热压工艺中的热压过程，并且具备压力稳定性和精度
华中科技大学
2021-04-14
从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷
成果的背景及主要用途： 我国环氧丙烷生产主要采用氯醇法，即：以丙烯、氯气为原料，经次氯酸氧 化制得氯丙醇，再经皂化制得环氧丙烷。该过程产生的废液主要组分为：50-85% （wt）1,2-二氯丙烷，5-20%（wt）双（- 2-氯异丙基）醚，1-10%（wt）环氧丙烷,1-15% （wt）氯丙醇，0-10%（wt）烯丙基氯，此外，还含有 1%（wt）左右的水和少 量的未知醛、酮等 30 余种组分。该废液占环氧丙烷总产量的 13%左右。 1,2-二氯丙烷是重要的化工原料，可以制备烯丙基氰、环氧丙烷、丙烯、四 氯乙烯、三氯乙烯、氯丙烯、1,2-丙二醇、1,2-丙二胺等多种化工产品。同时， 二氯丙烷可作为油漆的稀释剂，橡胶和树脂等的溶剂，农业用杀虫剂和熏蒸剂， 金属的脱脂剂和擦洗剂等，用途非常广泛。由于氯醇法环氧丙烷废液成分复杂， 因经济效益和工艺技术等原因，目前环氧丙烷废液中的二氯丙烷的回收尚未实现 工业化，同时因该废液颜色发黄且刺激性气味较大，国内各环氧丙烷生产厂家只 能将其作为低端溶剂销售或烧掉。随着环保要求日益严格以及商业竞争日益激烈， 从环氧丙烷废液中提取回收副产物二氯丙烷，可以大大减少污染、降低原料消耗 和能源消耗，从而增强企业的竞争力。 间歇精馏过程处理量小、操作复杂，操作人员劳动强度大，且整个过程塔顶 塔底温度随时间不断变化，精馏设备难以实现的自动控制。而共沸精馏方法中， 所采用的共沸剂为水，由于二氯丙烷在水存在的条件下会水解生产盐酸，因此在 精馏温度 60—100℃下，对设备腐蚀严重，同时共沸精馏产生大量废水。目前， 尚无从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷的工业规模连续精馏分离方法 和装置的报道。天津大学科技成果选编 技术原理与工艺流程简介： 本工艺克服了已有技术存在的处理量小、操作复杂、精馏设备难以实现自动 控制，以及设备腐蚀严重并产生大量废水的不足，提供一种适合于工业生产的可 实现自动控制、连续运行、操作费用低、无设备腐蚀、提取装置简单而且高效的 从氯醇法环氧丙烷废液中提取 1,2-二氯丙烷的工业规模连续精馏方法及装置，所 得 1,2-二氯丙烷产品纯度可达 95-99%（wt），收率 90-95%。 此外，本课题组还可提供双-（2-氯异丙基）醚从从氯醇法环氧丙烷废液中 提取的工艺包。 目前该工艺已申请专利。 应用领域：环氧丙烷生产企业 技术转化条件：根据具体情况面议 合作方式及条件：根据具体情况面议
天津大学
2021-04-11
低碳氮比氨氮废水厌氧氨氧化自养生物处理技术
近些年来，我国水环境中的氮素污染问题日益严重，蓝藻爆发、“水华”、 “赤潮”等水体富营养化现象频发，大量高浓度的低碳氮比氨氮废水未能得到妥 善处理，已经严重影响到我国多种行业的正常发展。我国氮素污染问题日益严 重，而传统脱氮工艺流程长，氧耗大，反硝化碳源不足，脱氮效果低。 厌氧氨氧化工艺是是近年来新兴的含氮废水处理技术，是目前最经济、最 简洁的生物脱氮工艺之一，非常适用于低碳氮比废水的处理。厌氧氨氧化技术 与传统生物脱氮技术相比，它无需曝气和碱度补偿，也无需投加有机碳源，从 而节省了大量能源和物料，大幅降低了废水处理成本。较传统脱氮工艺，该技 术可节省 60%以上的能耗，减少 70%的剩余污泥产量。
山东大学
2021-04-13
一种采用富氧燃烧技术的热解气化垃圾焚烧炉
本发明公开了一种采用富氧燃烧技术的热解气化垃圾焚烧炉，包括氧气制备单元、氧气注入单元和焚烧炉主体单元；氧气注入单元，与所述氧气制备单元和焚烧炉主体单元连接，其包括增压风机、关断阀和两氧气流量控制装置，每个氧气流量控制装置均包括流量计、调节阀、截止阀、混合器和供风风机；所述关断阀分别与一流量计连接；焚烧炉主体单元，包括焚烧炉本体和烟气净化装置，所述焚烧炉本体包括第一燃室、第二燃室和隔板。本发明能有效解决由于空气中氧含量低或垃圾热值低所造成的燃烧温度低、燃烧效率，污染物排放不达标等问题。
华中科技大学
2021-04-13