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CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated proteins)是目前最常用的基因編輯工具酶，在科研領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而在臨床方面的應(yīng)用因?yàn)槠涿摪谢钚砸欢韧磺啊Ｋㄟ^guide RNA（gRNA）與靶向DNA序列的配對(duì)，從而將Cas9錨定在靶向基因并誘導(dǎo)產(chǎn)生DNA雙鏈斷裂（DSB）。在基因編輯誘發(fā)的DSB的修復(fù)過程中，一定幾率會(huì)產(chǎn)生基因突變或者外源DNA片段的插入，從而達(dá)到基因編輯的目的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，一個(gè)好的基因編輯酶Cas9需要同時(shí)滿足高效切割靶位點(diǎn)、低脫靶活性和低染色體異常三個(gè)特點(diǎn)。目前在這三個(gè)方面，有一部分基于PCR的方法用于估算基因編輯效率，但其結(jié)果可靠性有待提高；有一些基于高通量測(cè)序的方法可以在體內(nèi)或者體外檢測(cè)基因編輯酶的脫靶活性；尚無系統(tǒng)的可定量的測(cè)量基因組異常結(jié)構(gòu)的方法。本項(xiàng)目開發(fā)了一種新的方法，可以用來同時(shí)定量檢測(cè)Cas9編輯效率和脫靶活性以及編輯引起的染色體異常結(jié)構(gòu)，即primer-extension-mediated sequencing（PEM-seq）。這是對(duì)基因編輯和DNA損傷修復(fù)等領(lǐng)域都有巨大促進(jìn)作用的新技術(shù)。與此同時(shí)，該項(xiàng)目包括了該團(tuán)隊(duì)利用PEM-seq篩選出的一個(gè)相比于現(xiàn)有Cas9變體具有更低脫靶活性且與野生型Cas9切割效率相當(dāng)?shù)腃as9變體further enhanced Cas9 (FeCas9)。

5’-核苷酸為生物體內(nèi)重要的生化物質(zhì)，參與多種生理生化反應(yīng)。本項(xiàng)目即利用核糖核酸（RNA）為原料，通過酶催化反應(yīng)生成四種5’－核苷酸，再經(jīng)分離純化，最后獲得高品位的5’－腺苷酸（5’－AMP）、5’－鳥苷酸（5’－GMP）、5’－胞苷酸（ ’－CMP）和5’－尿苷酸（5’－UMP）等四種5’－核苷酸產(chǎn)品。這四種核苷酸目前作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，添加到嬰兒配方奶粉中，或作為各種核酸藥物中間體。 本項(xiàng)目的特點(diǎn)是：1）提取高活力的磷酸二酯酶，代替桔青霉直接發(fā)酵液，大大減少了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本，有效地消除了對(duì)環(huán)境的污染；2）通過對(duì)酶的預(yù)處理，有效地控制了酶反應(yīng)過程中的副反應(yīng)，使核苷酸轉(zhuǎn)化率明顯提高；3）通過新型離子交換樹脂的有序排列組合，可一次分離純化得到高純度單核苷酸，技術(shù)上收率達(dá)80%以上；4）使用本項(xiàng)目生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，含量和純度均可達(dá) %以上。達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。

已有樣品/n針對(duì)酶在工程化應(yīng)用中的缺陷，如易失活、不具回收性、抗逆性差 等，采用新型固定化技術(shù)，制備出具有高活性、高耐逆和工程化回用性 良好的固定化脂肪酶，提高酶活力 10-46 倍。如：以碳納米管為載體整 合其它方法固定化 BCL，固定化酶最大蛋白比活達(dá) 50,200 U/min/g protein，酶活回收率達(dá) 3,740%，為游離酶的 54 倍，是 MPR-NKA 固定化 酶的 1.5 倍，且大幅縮短了酶促反應(yīng)時(shí)間，10 分鐘就能使手性拆分反應(yīng) 達(dá)到平衡，較國(guó)際報(bào)道的最高水平提高 200 倍，

α-淀粉酶抑制劑是一種純天然生物活性物質(zhì)，屬于糖水解酶抑制劑的一種。 α-淀粉酶抑制劑通過對(duì)淀粉酶的抑制作用而發(fā)揮減肥效應(yīng)，并經(jīng)胃腸道排出體外，因此不必進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，不作用于大腦中樞，減肥的同時(shí)不抑制食欲，使用劑量很高時(shí)也無副作用，符合世界衛(wèi)生組織的減肥原則。對(duì)于肥胖患者，可減少糖向脂肪轉(zhuǎn)化，延緩腸道的排空，增加脂肪消耗以減少體重。因此，能用α-淀粉酶抑制劑來防止和治療肥胖癥、脂肪過多癥、動(dòng)脈硬化癥、高血脂及糖尿病等。另外，純化的α-淀粉酶抑制肽的另一重要作用是作為糖尿病的輔助治療（中藥一類），可以阻礙或延緩其對(duì)食物中主要的碳水化合物淀粉的消化作用，阻止血糖的升高，從而能使糖尿病人吃飽飯，消除饑餓感。本成果利用固液萃取技術(shù)、膜技術(shù)、雙水相萃取技術(shù)和層析技術(shù)等現(xiàn)代生物分離技術(shù)從小麥中分離純化了 -淀粉酶抑制劑（ -淀粉酶抑制劑的活性大于2500U/mg.protein），達(dá)到了日本國(guó)應(yīng)用的要求。新工藝較原工藝相比具有操作方便，收率高，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)悉，歐美已將 -淀粉酶抑制劑開發(fā)成保健食品,如starch blocker。每年的用量在100噸以上，且近年來每年以30％的速度在遞增。預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)將有2億人口加入肥胖者行列，而糖尿病早已成為我國(guó)中老年人的常見病、多發(fā)病，因此將本成果應(yīng)用于治療上述疾病方面是極有市場(chǎng)潛力的。

成果簡(jiǎn)介：油脂精煉過程中，脫膠是非常重要的一步工序，脫膠效果的好壞 直接影響到油脂精煉的效率和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)的脫膠方法常存在產(chǎn)品 質(zhì)量不穩(wěn)定、消耗大、得率低、“三廢”排放量大等問題。酶法脫膠工藝是現(xiàn) 代工業(yè)生物催化技術(shù)在傳統(tǒng)油脂行業(yè)中的應(yīng)用，是對(duì)現(xiàn)有化學(xué)或物理脫膠工 藝的改進(jìn)，以提高其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，有著廣泛的發(fā)展前景和重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。本技術(shù)以自行篩選所得菌株 BIT-18表達(dá)的磷脂酶為對(duì)象

發(fā)酵香腸是一類高檔肉制品，以其風(fēng)味受到消費(fèi)者歡迎。本技術(shù)利用酶法促 進(jìn)發(fā)酵香腸生產(chǎn)過程中風(fēng)味的形成，在保持產(chǎn)品原有風(fēng)味、香型不變的情況下， 使其風(fēng)味物質(zhì)形成量增大 7 倍（以 GC/MS 出峰面積計(jì)），生產(chǎn)時(shí)間明顯縮短，產(chǎn) 品風(fēng)味更濃、持久性更強(qiáng)。

緩控釋技術(shù)和生物酶技術(shù)研發(fā)人員，理論與實(shí)踐二者兼而有之

4月22日，清華大學(xué)藥學(xué)院饒燏課題組與武漢大學(xué)宋保亮課題組合作在《藥物化學(xué)雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）發(fā)表題為“降解對(duì)比抑制：開發(fā)靶向3-羥基-3-甲基-戊二酰輔酶A還原酶的降解小分子”（Degradation Versus Inhibition: Development of Proteolysis-Targeting Chimeras for Overcoming Statin-Induced Compensatory Upregulation of 3-Hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme A Reductase）的研究論文。HMGCR（3-Hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme A Reductase）是膽固醇（cholesterol）合成途徑中的限速酶，并且是經(jīng)典的治療血脂異常的藥物靶點(diǎn)。它的抑制劑（statin,他汀類化合物）如阿伐他汀（atorvastatin,立普妥®，輝瑞）在臨床被用于預(yù)防和治療心血管疾病，并取得了極大的成功。但是有相當(dāng)一部分人對(duì)他汀類藥物不耐受，比如會(huì)發(fā)生骨骼肌損傷等較為嚴(yán)重的副作用，這有可能與服用他汀類藥物后體內(nèi)通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)導(dǎo)致HMGCR補(bǔ)償性表達(dá)升高有關(guān)。因而在該工作中，研究人員利用蛋白靶向降解嵌合體（Proteolysis-Targeting Chimera, PROTAC）的技術(shù)，對(duì)HMGCR在進(jìn)行降解而起到抑制膽固醇合成作用的同時(shí)可以避免HMGCR的高表達(dá)，從而有望降低副作用。 圖1.抑制劑與PROTAC對(duì)HMGCR的影響 在該工作中，研究人員首先篩選出SRD15細(xì)胞系作為細(xì)胞測(cè)試的基礎(chǔ)，然后基于HMGCR的配體阿伐他汀和E3鏈接酶CRBN的配體泊馬渡胺進(jìn)行了一系列的構(gòu)效關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)化合物P22A作為PROTAC具有較好地降解活性（DC50~100 nM）。相比之下，抑制劑阿伐他汀對(duì)HMGCR引起了明顯的上調(diào)作用（圖1）。 圖2.抑制劑和PROTAC對(duì)LDLR和膽固醇的影響 接下來，研究人員通過一系列的生化和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了PROTAC通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)發(fā)揮作用的機(jī)制；通過蛋白組學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)抑制劑和PROTAC引起的組學(xué)應(yīng)答也有很大不同。抑制劑和PROTAC對(duì)膽固醇合成抑制和通過SREBP通路引起的低密度脂蛋白受體（LDLR）表達(dá)水平上調(diào)的能力相當(dāng)（圖2）。 HMGCR是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的八次跨膜蛋白, PROTAC對(duì)此類蛋白的降解能力往往有限，該工作首次證明利用PROTAC技術(shù)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白進(jìn)行降解的可行性。另外，靶蛋白上調(diào)的現(xiàn)象還出現(xiàn)在很多其它的抑制劑中，該工作展示了面對(duì)此種情況時(shí)是PROTAC一個(gè)很好的應(yīng)用場(chǎng)景。 宋保亮課題組博士生李美欣和饒燏組博士后楊毅慶為本工作共同第一作者，饒燏和宋保亮課題組羅婕為共同通訊作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、清華-北大生命聯(lián)合中心以及中國(guó)博士后基金的大力支持。 原文鏈接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.0c00339

國(guó)內(nèi)外已開發(fā)多種葉黃素及各種含葉黃素的保健食品。本項(xiàng)目創(chuàng)造性地采用吸附、洗脫制 備高純度的葉黃素酯而后由高純度的葉黃素酯皂化制備高純度的葉黃素的生產(chǎn)工藝，建立一種 工藝操作簡(jiǎn)單，溶劑和淋洗液可循環(huán)套用，環(huán)境友好，收率較高，便于較大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提 取制備高純度葉黃素酯和葉黃素的方法。 本技術(shù)可生產(chǎn)符合美國(guó)usp32標(biāo)準(zhǔn)的高純度葉黃素 (≥90%) 和高純度葉黃素酯，產(chǎn)品收率 大于60%，可做為保健食品和醫(yī)藥產(chǎn)品的原料。

氟嘧菌酯是農(nóng)藥殺菌劑，廣泛用于治療水稻，小麥，馬鈴薯，蔬菜，咖啡等作物的枯葉 病。氟嘧菌酯的商標(biāo)名為，中文商品名，國(guó)外專利即將到期。 本課題組已完成氟嘧菌酯原料藥合成，工藝路線先進(jìn)，有成本和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，利潤(rùn)空間大。 目前在進(jìn)行制劑研究，計(jì)劃進(jìn)行國(guó)家批文申請(qǐng)。