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丹參素的生物合成技術
成果與項目的背景及主要用途 ： 丹參素是一種天然植物多酚酸，是中藥丹參的主要水溶性活性成分。丹參及 其制劑（如復方丹參滴丸、復方丹參片等）、丹參素的衍生物丹酚酸 B 和丹酚 酸注射液已經批準，廣泛用于臨床治療心血管疾病。丹參素是丹參及其制劑國家 藥典規定的質量控制指標。丹參素的藥理活性包括具有改善血流、抑制血小板活 化和動脈血栓形成，還具有抗癌和抗炎等活性。我們研究還發現，丹參素具有清除活性氧和活性氮的作用，是一種高效的抗氧化劑。丹參素清除羥基自由基和超 氧陰離子自由基活性，高于維生素 C。因此在醫藥、保健品、食品等方面具有很 大應用潛力。 目前丹參素主要從藥材丹參中提取，然而丹參根中含量低（一般 0.045%）， 嚴重制約了丹參素的大規模應用。化學合成丹參素存在著步驟繁瑣，立體選擇性 不高。采用合成生物學技術構建工程微生物，通過發酵方法生產丹參素是一種很 好的替代方法。 技術原理與工藝流程簡介： 本技術采用合成生物學策略，挖掘大量的天然生物元件，創新組合了功能酶， 設計了非天然存在的從葡萄糖到丹參素的生物合成途徑，構建丹參素的人工細胞 工廠。實現了葡萄糖為原料，發酵生產丹參素。發酵 72 小時，積累丹參素 7 克/ 升以上，對葡萄糖的摩爾轉化率為 0.47，達到國際領先水平。 技術水平及專利與獲獎情況： 截止目前，丹參素的生物合成途徑一直未見報道，天津大學唯一擁有該技術。 應用前景分析及效益預測： 微生物發酵生產丹參素，得率高，工藝簡單，成本低，唯一的擁有該技術， 市場競爭力強。 應用領域：醫藥、食品、保健品等領域。 合作方式及條件：尋求技術轉讓或新產品合作開發
天津大學
2021-04-11
關于銅催化生物正交斷鍵反應的研究
利用 外源化學 手段 實現 生物大分子的功能 調控 ，一直以來都是化學生物學 的重要研究方向之一。陳鵬課題組長期致力于 “ 活細胞上的化學 反應 ” 的開發與應用 ， 提出 并發展 了 “ 生物正交斷鍵反應（ Bioorthogonal c leavage reaction ） ” 這一 新反應類型 ，突破了在活體內研究蛋白質功能的技術瓶頸，實現了一系列原始創新 （ Nat. Chem. 2014, 6 , 352-61 ; Nat. Chem. Biol. 2016, 12 , 129-37 ; Nature 201 9, 569 , 509-13 ） 。
北京大學
2021-04-11
合成氣的生物轉化
成果簡介： 合成氣生物轉化的特點：不需要固定CO2/CO和H2比例； 對硫化物具有耐受性，減少凈化過程； 反應條件溫和； 專一性高，副產物少。取得的主要技術成果如下： 1．合成氣到乙酸/乙醇的生物轉化
南京工業大學
2021-01-12
吡啶系列衍生物的合成
一、項目簡介烷基吡啶是重要的有機合成中間體，其中一甲基吡啶(皮考林)、二甲基吡啶(盧剔啶)、三甲基吡啶(可力丁)、2-甲基-5-乙基吡啶(MEP)廣泛用于醫藥、農藥、香料、工業產品等的合成。近年來，烷基吡啶的應用領域不斷擴大，需求增長很快，已引起廣泛關注。國外95％ 以上的烷基吡啶均由合成法生產，生產集中在西歐、美國、日本。而國內烷基吡啶的生產主要是從煤焦油中分餾制取，產率低，產品純度差。二、市場前景我國市場所需烷基吡啶，主要依靠進口。因此，加快發展合成法吡啶生產已是大勢所趨。三、規模與投資根據不同產品的生產規模，投資大小差別較大，按年產100噸計算，總投資50萬元即可建廠。四、生產設備根據不同產品的不同生產方法，主要設備為固定床反應器或高壓釜。五、效益分析按目前市場價格計算，每種產品的利潤都在50%以上。六、合作方式技術轉讓或合作開發。
河北工業大學
2021-04-13
新型乙烯生物合成抑制劑
利用植物化學遺傳學手段，以擬南芥乙烯過量合成突變體eto1-2和乙烯信號活化突變體ctr1-1為篩選材料，從2000種化學小分子文庫中篩選出了3種可抑制乙烯合成或反應的小分子化合物：kynurenine（KYN），ponalrestat（PRT）和pyrazinamide（PZA）。他們早期的研究發現KYN能夠抑制乙烯所誘導的下游生長素合成途徑中的一類關鍵酶TAA1/TARs（He et al., 2011 Plant Cell），最近發現PRT也作用于乙烯下游反應，抑制了生長素合成途徑中的另一類關鍵酶（相關工作正在整理發表中）。 不同于KYN和PRT，第三個小分子PZA只特異性抑制乙烯過量合成突變體eto1-2的“三重反應”（圖A）。施加PZA處理可以抑制乙烯合成前體ACC所誘導的乙烯反應，暗示PZA可能通過抑制ACC氧化酶（ACC oxidase，ACO）而抑制乙烯合成。體外生化分析發現，PZA無法直接抑制ACO催化活性，需要被擬南芥煙酰胺酶（nicotinamidase）轉化為pyrazinoic acid（POA）（圖B），進而以POA的形式競爭性抑制ACO的催化活性。 進一步解析了擬南芥中ACO家族成員ACO2與POA復合物的高分辨率晶體結構（2.1?），從原子層面揭示了POA的抑制機理（圖C和圖D）。晶體結構表明，POA是通過與活性中心的一個鋅離子或鐵離子形成配位鍵而與ACO2結合。此外，POA與其周圍氨基酸之間形成的氫鍵、疏水相互作用以及范德華力，也鞏固了其與蛋白的結合。通過對ACO2蛋白關鍵氨基酸進行突變，證實了POA或其類似物2-PA可以模擬ACO的內源底物ACC，從而競爭性抑制了ACO的活性。這些結果不僅在原子層面上闡明了POA的抑制機理，還為進一步優化POA結構，提高其抑制活性提供了理論基礎。
南方科技大學
2021-04-13
Levan 果聚糖的生物制備工業化生產技術
Levan 果聚糖是一種由果聚糖蔗糖酶(levansucrase，EC2.4.1.10)催化轉移果糖殘基到蔗糖的碳鏈上，通過促進碳鏈延伸而形成的 β-(2→6)果聚糖。Levan果聚糖與菊粉（菊糖）結構上的區別在于菊糖是以 β-(2→1)糖苷鍵連接而成的多糖。Levan 果聚糖有一定的溫度穩定性，熔點為 225 °C，玻璃熔點為 141 °C。它能溶解于水或水的混合溶劑中，溶解度隨溫度的升高而增加，且因聚合度不同而不同，聚合度越低，溶解度越大。Levan 果聚糖除了具有天然多糖的共同特點外，還具有本身的一些特性，這使它可以應用于很多領域。在食品方面，它可作為功能性食品的重要組成部分、低聚糖生產的原材料以及乳化劑和成膜劑等。在醫藥方面，levan 果聚糖具有抗腫瘤、免疫調控、抗感染等作用，還可以作為血漿的替代品。除此以外，由于它具有與透明質酸一樣的保濕效果以及對人體角化細胞和纖維原細胞相似的增殖作用，可以作為化妝品添加劑使用。因此，levan果聚糖的生產具有巨大的市場前景。由于 levan 果聚糖在植物中含量很低，天然提取及分離成本很高，不適宜工業化大生產。而酶法合成較為簡單，是目前大量合成 levan 果聚糖唯一有效的方法
江南大學
2021-04-11
高效納米金屬催化劑控制合成高效合成生物質
在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實現納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機或無機溶劑；3 . 生物質固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實現生物質廢物能源化的價值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產率合成。
中山大學
2021-04-10
生物基聚氨脂類產品的生物-化學組合合成技術
聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機高分子材料，被譽為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結構賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結性、柔韌性、優良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應用于化工、輕工、電子、醫療、建筑、航空航天等眾多領域，是目前發展最快的特種有機樹脂之一。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機高分子材料，被譽為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結構賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結性、柔韌性、優良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應用于化工、輕工、電子、醫療、建筑、航空航天等眾多領域，是目前發展最快的特種有機樹脂之一。自從1998年以來，國內聚氨酯產業發展迅速， 據統計，2020年，我國聚氨酯行業產量在1470萬噸左右，總產能約占全球總產能的36.4%，成為全球最大的聚氨酯生產國和消費國。隨著石油的日益枯竭和環境污染等問題的出現，尋求廉價、高效、可再生和環境友好的資源替代石化資源合成PU已迫在眉睫，這也是行業近年來需要重點解決的問題。
華中科技大學
2022-07-27
己二酸的全生物法合成
己二酸是一種重要的有機二元羧酸，廣泛應用于有機合成、醫藥和潤滑劑制造等領域。目前，工業上己二酸的生產路線主要通過硝酸對環己醇—環己酮的混合物(KA 油)進行氧化制取。雖然己二酸的化學合成方法已經成熟，但是存在著工藝流程長、副產物較多、工業“三廢”排放嚴重、產品收率不高等問題，特別的其溫室氣體氮氧化物的排放量巨大。因此，研究開發新的清潔無害己二酸生產工藝越來越受到人們的重視。本成果提供了一種己二酸的全生物合成方法，可以利用可再生碳源，獲得高產量的己二酸，同時產品的回收提取更加方便簡單，極大程度地降低了對環境的污染程度。 創新要點 本項目在大腸桿菌中重構逆己二酸降解途徑，實現了己二酸的高效生物合成。通過對菌株進行代謝改造，選用組成型啟動子以避免高額誘導劑的使用，最終在 5 L 發酵罐中實現了己二酸的高產，同時大幅度降低生產成本，使工業化生產己二酸成為可能。
江南大學
2021-04-11
酶促合成藥物衍生物
成果描述：利用水解酶催化的高效、高選擇性以及反應條件溫和等優點，在酶促合成藥物、天然產物以及新型高分子藥物方面進行了重要的發展，所獲得的實驗結果對生物催化的應用和理論研究均有重要意義。主要包括脂肪酶高選擇性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有藥理活性的、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藥等。反應選擇性好，產率高，同時所得到的高分子前藥具有較好的緩釋效果，部分化合物還表現出熱敏性，為其進一步的應用提供更多的基礎。市場前景分析：還處于實驗室研制階段。與同類成果相比的優勢分析：反應活性及選擇性的控制 大規模反應條件的控制 國際先進
四川大學
2021-04-10