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”。

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）

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%。

低分子量肝素(LMWH)是临床上最主要的天然抗凝剂，目前主要是通过动物来源的肝素进行酶降解制得。欧洲药典要求 LMWH 的分子量为 6000~8000，质量控制是生产 LMWH 的重要环节。而肝素酶的活性和利用率直接影响 LMWH 生产成本和产业经济。 本项目组利用融合肝素酶 I (Hep I)与甲壳素之间的亲和作用，实现酶的循环利用，同时融合酶活性和稳定性提高。利用绿色溶剂体系制备形态完好、尺寸均一的甲壳素微球。用固定化酶制备的 LMWH 产品达到欧洲药典要求，实现了分子量可控，生产过程可实时监测。该项目将对 LMWH 产业的绿色和经济生产提供技术支持。目前已发表 SCI 论文 2 篇，并与相关企业开展了合作。 

常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒，其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料，其结构可以有效地保护酶分子活性中心，同时提供更好的底物迁移微环境，从而实现有效的催化作用，载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子，具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性，其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战，同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发，设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合（ATRPase）和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶（SOD-like）和过氧化物酶（POD-like）特性，可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前，相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题，发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德国应用化学》） 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位，硕士生齐美园为第一作者，王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.（a）人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程（b）模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂，修饰有双键的赖氨酸（N-acryloyl-L-lysine）为聚合单体，在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷，最后通过亚铁配位交联，从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系（如图1所示）。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂，同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶，先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ，进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同时，ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备，用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用，近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf课题组网站：https://qgwang.tongji.edu.cn/

本发明涉及生物处理技术领域，具体公开了一种细菌来源的漆酶及其在降解聚氨酯塑料中的应用。本发明发现来源于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)细菌漆酶，在大肠杆菌中表达后，通过水解PU中的酯键和氨基甲酸酯键，对两种聚酯型聚氨酯底物均具有一定的降解能力。本发明为不仅丰富了PU塑料酶降解资源库，并为塑料酶法回收技术奠定了研究基础。

成果描述：利用水解酶催化的高效、高选择性以及反应条件温和等优点，在酶促合成药物、天然产物以及新型高分子药物方面进行了重要的发展，所获得的实验结果对生物催化的应用和理论研究均有重要意义。主要包括脂肪酶高选择性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有药理活性的、水溶性得到提高的酮洛芬糖脂衍生物，一系列烷基取代的苯并咪唑衍生物以及酮洛芬的聚酯前药等。反应选择性好，产率高，同时所得到的高分子前药具有较好的缓释效果，部分化合物还表现出热敏性，为其进一步的应用提供更多的基础。市场前景分析：还处于实验室研制阶段。与同类成果相比的优势分析：反应活性及选择性的控制 大规模反应条件的控制 国际先进

山东是功能糖生产大省，功能糖生产品种齐全，在全国占据领先地位。近几年来，随着淀粉加工企业的增加，淀粉市场竞争激烈，功能糖生产成为淀粉深加工的一个重要方向。酶法制备功能糖，因其节能、降耗、环保等优势，受到企业的青睐。如何获取高效酶制剂，降低酶制备成本，增强酶制备功能糖的产品安全性成为行业的竞争热点。 齐鲁工业大学王瑞明教授团队，经过多年探索，形成了完整的功能糖酶制剂安全表达技术体系，多数成果达到国际先进、国际领先水平。酶法制备海藻糖关键技术及其产业化，2016年获山东省技术发明一等奖。该技术在国家自然基金、山东省高新技术自主创新工程专项等项目资助下，首次利用结构生物学、生物信息学及分子生物学技术改造了酶的耐酸性、耐热性和底物转化率；构建了酶的自诱导分泌重组枯草芽孢杆菌表达体系；研发了多柱循环模拟移动床连续色谱分离海藻糖技术。该技术已在德州汇洋生物科技有限公司、保龄宝生物股份有限公司、山东隆大生物工程有限公司等企业推广应用，项目应用单位近三年累计实现新增销售额8亿元，利润1.8亿元，带来了良好的经济、生态和社会效益。

中试阶段/n经过十余年的科研攻关，在酶法制备生物柴油技术上取得多项关键 技术突破，形成了酶法生物柴油技术中酶催化剂的规模化制备、新型反 应介质中复合酶法生物柴油工艺技术的重大突破，对任何油源均具有高 效转化效率，生物柴油得率均大于 95%以上，特别是对动物油尤其有效， 成本上可比拟现行的化学法工艺，无污染排放，是纯粹的绿色制造，其经济、社会和生态效益显著。预计建设 2 万吨生产线需要 4000 万元。生物柴油是替代石化柴油等的优良品种，具有绿色、可持续的特点， 为世人所公认，各国均竞相发展。如果其原

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