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手性氨基酸的微生物高效生产方法
手性氨基酸作为最重要的原料和中间体，市场规模也越来越大。本项目研发的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-苏氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一种非天然的氨基酸，是一种重要的化工原料，被用作为多种手性药物合成中的重要中间体，包括抗结核药物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癫痫药物左乙拉西坦。D-苏氨酸是天然氨基酸 L-苏氨酸的光学异构体，是一种非天然氨基酸。主要应用于手性药物、手性添加剂和手性助剂等领域，在制药行业作为手性合成的手性源，主要用于生产新型光谱抗生素、D-苏氨醇和多肽合成过程的苏氨酸保护剂。L-天冬酰胺是常见的 20 种氨基酸之一，在食品、医药、化工合成、微生物培养等领域广泛应用。L-天冬酰胺可以作为添加剂用于清凉饮料,同时在肿瘤治疗及蛋白质糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸输液，以及具有降压、平喘、抗消化性溃疡、胃功能障碍等功能，并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞、疲劳症等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培养和动物细胞培养重要的添加剂。L-叔亮氨酸是一种非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空间位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不对称合成中作为诱导不对称的模板。随着不对称合成的发展, 叔亮氨酸的应用也非常广泛。又由于占空间大的叔丁基链及其疏水性, 它在多肽的合成中能够很好地控制分子构象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的稳定性, 因此在药物和生物应用中正迅速地发展, 用于抗癌、抗艾滋病等药物和生物抑制剂及肽等。
江南大学
2021-04-11
代谢改造酿酒酵母高效生产葡萄糖二酸
葡萄糖二酸是一种重要的化合物，在医疗和工业中有着广泛的应用。目前生产葡萄糖二酸的方法主要以化学法-葡萄糖化学氧化法为主，但该方法具有选择性低、成本高、得率低、要高温及产生大量氧化反应副产物不利于后续葡萄糖二酸的分离等局限性。目前生物法合成葡萄糖二酸主要是在大肠杆菌中进行的，但在大肠杆菌中异源合成葡萄糖二酸被许多因素限制。酿酒酵母因具有耐酸能力强、耐低温、可低 pH 发酵、没有噬菌体感染、适合大规模发酵、易分离和高抗逆性等特点，已被广泛用于产有机酸的研究，因此酿酒酵母比大肠杆菌更适合葡萄糖二酸的生产并具有更高的工业应用价值。利用酿酒酵母合成葡糖二酸具有很好的应用前景。
创新要点
1) 以酿酒酵母 BY4741 为出发菌株，将拟南芥的肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假单胞菌的 UDH 基因在 delta 重复序位点高效表达，敲除转录抑制因子OPI1 获得工程菌 Bga-3，该菌株在分批补料发酵条件下能够产 6 g/L 的葡萄糖二酸，为目前报道的最高值；
2) 通过提高工程菌的转运胞外肌醇的能力和工程菌自身合成肌醇的能力，解决提高葡萄糖二酸产量的关键问题；
3) 进一步协调肌醇用于细胞自身代谢活动和葡萄糖二酸合成之间的分配关系，并通过提高葡萄糖二酸合成途径效率和发酵优化，提高肌醇利用率和葡萄糖二酸合成的产量。
江南大学
2021-04-11
抗过敏益生菌的研发及制剂的高效制备技术
过敏性疾病已经成为世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、过敏性湿疹、食物过敏和过敏性休克等均与特异性免疫球蛋白 E（IgE）介 导的免疫反应密切相关，但目前过敏疾病的治疗药物存在副作用，不宜长期使用。江南大学食品生物技术中心经过多年的积累，通过体外高通量筛选。细 胞、动物模型，人群临床试食及多组学机制解析等手段，研究得到能够有效调 节免疫，缓解过敏性疾病，可长期食用无毒副作用的益生菌；并以此为基础， 开发了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术，并攻克了菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。
主要成果包括：
（1）研发得到 3 株有效缓解不同过敏性疾病的益生菌，长双歧杆菌 CCFM1029 通过降低血清中总 IgE 水平，皮肤组织 IL-4、IL-13 水平，局部组织 中组胺的释放，以及炎症细胞的浸润，缓解过敏性湿疹；短双歧杆菌 CCFM1067 通过改善肥大细胞炎症浸润，降低皮肤组织中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮
肤组织中 IL-10 的表达，最终实现缓解特应性皮炎症状；罗伊氏乳杆菌 CCFM1040 显著降低过敏性哮喘小鼠肺部病理炎症，抑制血清中尘螨特异性免疫30 球蛋白 IgG1 的产生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，缓解过 敏性哮喘症状；
（2）通过剖析益生菌的底物代谢规律和关键限制性生长因子，建立科学有 效的益生菌特异性增殖培养体系，并基于生长过程碳氮代谢规律，提出遵循底 物消耗规律的自动补料技术和发酵精准化自动控制工艺。益生菌增殖密度达到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是传统培养方法的 5~10 倍；
（3）开发了提高益生菌消化道耐受性的关键技术，解决了菌株通过胃肠道 后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术，使功能 菌株在胃酸环境下的存活率达到 95%以上，在胆盐环境下的存活率达到 90%以上。
江南大学
2021-04-11
L-苏氨酸的微生物高效生产方法
L-苏氨酸在食品、饲料、医药和化妆品等领域的用量呈长期稳定增长趋势，尤其在饲料添加剂中增长最为迅速。以添加了 L-苏氨酸的低蛋白配方饲料作为家禽日粮，不但可以缓解天然蛋白的匮乏，减少动物氨的排放，还能提高家禽的生产性能。而在医药领域，L-苏氨酸除了用于氨基酸输液之外，随着人类保健意识的提高，各类氨基酸保健饮品涌现市场，L-苏氨酸是必不可少的配方成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和甲硫氨酸之后第三大发展最迅速的氨基酸。因此 L-苏氨酸产业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，对关键基因进行了测序、蛋白结构解析及定向改造，以达到“开源节流”，即增强 L-苏氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高L-苏氨酸产率近 20 倍，具有较好的应用前景。
江南大学
2021-04-11
L-甲硫氨酸的微生物高效生产方法
L-甲硫氨酸广泛应用于饲料业，是家禽饲料中首选的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是强肝解毒剂、促进发育剂，当缺乏时会引起食欲减退。甲硫氨酸广泛应用于营养补充与畜产饲料，由于甲硫氨酸容易被鸡吸收而转变为鸡肉蛋白，在鸡饲料中添加甲硫氨酸，可少耗饲料，并使鸡肉生长健全。L-甲硫氨酸合成方法主要为化学合成法和微生物发酵法两种。因化学合成法会产生大量有害物质，微生物发酵法生产甲硫氨酸越来越受到关注。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，以达到“开源节流”，即增强 L-甲硫氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高 L-甲硫氨酸产率，目前中间菌株产率已达 21 mmol/L，具有重要的应用前景。
江南大学
2021-04-11
太阳能高效聚光热电联合供能系统
一. 项目简介：应用背景
太阳能光伏发电及太阳能热水器是目前太阳能利用最为成熟和广泛的两个技术领域，但是由于其产能形式单一，最终严重制约了其进一步的技术发展和市场推广前景。其中太阳能光伏发电存在光电转化效率低（由于温度效应，晶硅型光伏发电系统综合光电转化效率只能达到 12%-13%），光伏组件成本高，导致其成本回收期长。同时光伏电池生产也存在高能耗高污染的问题。如何提高单位面积光伏电池的发电量，减少电池用量是降低系统成本提高发电收益的重要手段。通过聚光可以有效提高光伏电池片表面的太阳能能流密度，并大大增加光伏电池的光电输出功率，成倍减少电池片用量（用量为传统技术的 1/4），间接降低了光伏电池生产的总能耗和总污染，但是提高电池表面太阳能能流密度的同时，电池的温度也急剧升高，严重影响电池的电输出性能和使用寿命，只有通过水冷的方式来降低电池温度，这就形成了该技术手段的另一种产能形式，太阳能热水。即太阳能热电联供。
西安交通大学
2021-04-11
基于HDFS的在线学习信息管理系统
成果描述：基于HDFS的在线论文管理平台主要用于管理研究生和本科生毕业论文，学生在线提交论文，老师通过本系统下载论文。系统通过邮件将相关修改意见和答辩信息反馈给学生，所有版本论文和评审意见需存储归档。市场前景分析：毕业论文（设计）是高等院校毕业生提交的有一定的学术价值和实际价值的文章或设计。它是高校培养人才的重要实践教学环节， 是对学生四年学的专业知识、研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。目前很多高校对于本科学生毕业论文（设计）的管理均采用传统的手工方式。随着因特网的普及、现代远程教育的发展以及现代本 科教育模式的发展， 继续采用传统手工管理模式对毕业论文（设计）进行管理就显得费时、费力、工作量大、效率低。另外，传统的手工管理模式对于教学管理者来说难以及时准确地把握毕业论文的设计进展情况，给管理带来一定的难度。与同类成果相比的优势分析：本系统使用分布式文件系统HDFS对学生论文进行管理。HDFS有着高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的硬件上。而且它提供高传输率来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应用程序。
电子科技大学
2021-04-10
基于数字孪生模型的智慧桥梁管理系统
成果介绍针对桥梁群服役期间的健康管养问题，建立了基于数字孪生模型的桥梁群数据管理系统。通过数字孪生模型实现桥梁群管养由被动养护向预防性养护转变过程。技术创新点及参数依据桥梁的设计信息生成与实际桥梁一致的虚拟孪生模型。市场前景主要基于在役桥梁数量庞大、病害严重、实际管养过程中纸质化、平面化的管养方法，数据管理混乱、维修决策困难。实施条件实时集成、更新多源数据信息，及时反应当前桥梁构件、整体状况；并根据桥面交通荷载流量等荷载信息，通过数字孪生模型预测桥梁性能未来演化趋势
东南大学
2021-04-11
宁夏农业综合开发管理信息系统
为实现自治区农业综合开发工作的高效管理和科学决策，使农业综合开发管理工作者在研究解决自治区农业综合开发的重大问题、开展农业综合开发的项目的规划与管理时，能够及时全面了解相关的基础地理条件、农业资源环境条件、项目专题资料、工程建设进展等资料信息，并充分利用已有农业综合开发项目经验和政策法规与标准规范等知识体系，需要利用信息技术构建一个能为领导、管理者以及各级业务人员提供农业综合开发信息资源管理、应用、决策规划等辅助支持功能的综合信息系统，即“宁夏农业综合开发管理信息系统”。以实现农业综合开发办对全区农业综合开发信息资源的管理、信息资源的深度应用、决策规划、效果评估、分析预测、汇报演示等核心业务的信息化与智能化管理，并利用该系统实现全区农业综合开发信息资源管理与综合应用的信息化、网络化和可视化。 农发综合信息管理系统是以农发信息资源为基础，以农发项目管理、地理信息应用与农发规划决策支持为应用核心，辅以其它相关管理功能和数据的可视化展示、分析挖掘等智能分析处理等功能。系统主要实现了以下功能：①项目管理：实现农业综合开发项目申报、审批、上报、实施、验收、监测等环节全流程的数字化、可视化实时动态管理。②地理信息：利用GIS系统，实现对各类基础地理数据和农发专题数据的采集、存储、管理、运算、分析、标准制图输出等功能。③决策辅助：通过对数据的概括、归纳、以及汇总分析，建设决策规划知识库，为决策与规划提供数据、信息、知识等层面的辅助支持。④移动应用：利用GPS的定位、导航和GIS的地图操作功能，对项目现场地物的真实性和相关信息的准确性进行现场调查、记录和实时判断。⑤三维可视化：应用中高分辨率卫星影像和数字高程模型叠加，建立全区数字化三维场景，通过叠加农业综合开发专题信息资料和项目成果，可直观显示项目规划和建设的效果。本系统可用于农业项目管理、地理信息等行业。
北京科技大学
2021-04-11
钢铁企业库存管理软件系统
钢铁企业的产成品具有重量重、体积大、单位价值高等特点，其库存与生产、销售、质检、发运等都有密切的联系。本项目充分考虑了钢铁企业成品库存管理中的各种特殊问题，是为钢铁企业量身订制的库存管理系统。本软件系统的主要功能如下： 入库管理：以在线实时入库为主，离线手动入库为辅的入库管理。入库信息包含生产信息、质量信息和合同信息等； 定位管理。提供精确定位功能，有效地管理库存产品，避免产品混淆和遗失，提高装车发运的效率； 配货管理。依据发运计划和发运方式，将产品按照不同的规则进行组配，以便于出库和装车； 出库管理。基于精确定位和配货信息，实现高效的出库管理； 台帐管理。提供详尽的库存台帐信息，便于查询分析和生成报表。
北京科技大学
2021-04-11