蓬勃发展的中国生物材料产业

最近几年,由于石油危机以及不断升高的环保要求,与国际上大多数国家一样．我国政府和各种投资机构加大了对环境友好材料的投入,特别是用可再生原料,通过生物转化获得生物高分子材料或者单体,然后进一步开发各种应用的企业、高校和研究机构越来越多。在聚羟基脂肪酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、生物乙醇（PE）、生物尼龙（PTT）、生物导电材料（PPP）和聚氨基酸等（参见图1）方面．我国在学术上取得了长足的进步,     

PET 微孔编织结构张力环境下诱导细胞迁移机制的 研究现状及发展动态

随着关节韧带损伤发生率日益提高,人工材料植入重建韧带功能是重要治疗手段之一。植入后宿主细胞的趋向、黏附和迁移是人工材料在体内形成长期稳定生物连接的关键。以往研究集中于提高材料生物性,如增加材料亲水性、表面修饰、黏附适宜细胞以及复合细胞因子等,目前在张力环境下三维微孔结构对宿主细胞黏附、迁移、长入和分化影响的研究较少。本文拟以生物相容性良好的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET)材料作为载体,探讨在张力状态下新编PET的结构、孔径大小和孔隙率对细胞迁移等细胞生物学行为影响的研究现状和未来发展。为这些研究的深入指明方向,也为PET作为人工材料修复韧带损伤的临床应用奠定实验基础。     

微生物合成中链聚羟基烷酸酯研究进展

某些微生物细胞在特定营养限制的条件下会产生聚羟基烷酸酯作为碳源储备。和短链聚羟基烷酸酯(PHB)一样 ,中链聚羟基烷酸酯由于具有更优良的性能、更高的附加值和更广泛的用途而受到人们的关注 ;此外 ,中链聚羟基烷酸酯还可以被人工合成为具有功能性侧链的半合成高聚物 ,并因此能够具有更好的弹性和更理想的结晶性能等优点 ,从而成为近年来对环境友好的生物可降解材料的研究重点。在能够合成中链聚羟基烷酸酯的微生物中 ,食油假单胞菌是最典型 ,也是研究得最多的一种。本文对由食油假单胞菌合成中链聚羟基烷酸酯的特点、代谢机制、发挥过程等内容进行了综述 ,并提出了这一研究领域未来可能的研究方向     

聚羟基烷酸酯 (PHA) 改性研究进展

本文简述了生物制造聚羟基烷酸酯(PHA),包括聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P3/4HB)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)(PHBH)的产业化现状,综述了针对PHA材料热稳定性差、加工窗口较窄等缺点而进行的一些改性研究。选用适当方法对PHA进行改性,可使其性能得到优化,应用领域得到拓展。     

短须嗜热单孢菌聚羟基脂肪酸酯解聚酶的表达、热稳定性改造及在PHB降解中的应用

聚羟基脂肪酸酯解聚酶(polyhydroxyalkanoate depolymerase,PHAD)可用于聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)的降解回收,为开发热稳定性好的PHAD,本研究在大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)中成功表达了来自短须嗜热单孢菌(Thermomonospora umbrina)的PHA解聚酶(TumPHAD),并通过二硫键理性设计获得了热稳定性提升的突变体A190C/V240C,其最适温度为60℃,比野生型提高20℃,50℃半衰期为7h,是野生型酶的21倍。将突变体A190C/V240C用于典型PHA之一的聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)降解,在50℃条件下,PHB的2 h和12 h降解率较野生型分别提高了2.1倍和3.8倍。本研究获得的TumPHAD突变体A190C/V240C具有耐高温、热稳定性好和PHB降解能力强的特点,对PHB的降解回收具有重要意义。     

聚羟基脂肪酸酯合成酶的改造和代谢途径构建的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)是许多细菌在非平衡生长条件下在胞内积累的以颗粒状态存在的碳源和能源储藏物质。PHA因其具有生物可降解性、生物相容性等许多良好的材料性质、可以作为化学合成塑料未来的替代品而引起广泛关注。但由短链脂肪酸或单一脂肪酸单体合成的PHA的材料性质具有局限性,需要利用多种单体合成满足实际需求的PHA材料。PHA合成酶的底物特异性和PHA合成代谢途径决定着PHA的单体组成情况,进而影响着PHA的理化特性和材料性能。因此需要对PHA合成酶进行改造,扩展其对底物的特异性。另一方面需要构建新的PHA合成代谢途径,能合成出一些不常见的且性能优良的PHA材料。综述了近些年对PHA合成酶改造的研究及PHA代谢途径构建的研究进展。     

利用大肠杆菌工程菌廉价高效生产聚羟基丁酸酯

利用大肠杆菌生产聚羟基脂肪酸酯是近来国际上生物可降解塑料的研究热点,本研究通过对适宜于聚羟基脂肪酸酯生产的大肠杆菌菌株的选择和碳源利用试验,初步确立了大肠杆菌代谢工程改造生产聚羟基脂肪酸酯的基础。并在此基础上,通过对大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖转移酶系统的改造和工程菌环境诱导系统的应用,解决了大肠杆菌工程菌无法同时利用多种碳源合成聚羟基脂肪酸酯的难题。发酵试验证明,工程化改造的大肠杆菌利用廉价底物在5L发酵罐中分批培养32h后,菌体终浓度能够达到8.24g/L,聚羟基脂肪酸酯占细胞干重的84.6%。     

我国生物基材料的发展和应用状况

近年来，随着石油市场的价格高位波动，国内外加大了对环境和生物技术的投入。环境友好的材料——生物材料．特别是来源于可再生资源的材料得到快速的发展。2006年美国Metabolix公司通过其聚羟基脂肪酸酯（PHA）项目的成功上市以及上市后的良好表现，激发了许多风险投资公司对生物材料项目的积极投入。用工业生物技术，尤其是工业微生物技术可以方便的获得高分子材料，如PHA，或者是用于聚合成高分子材料的单体，如乳酸或丁二酸等。国家科技部重大科技项目“863”、“973”和国家自然科学基金委员会以及国家发展和改革委员会等在2007年都立项对生物基材料进行了支持。     

加强研究推动我国生物降解塑料产业化进程一访清华大学生物系教授、长江学者陈国强

陈困强,清华大学教授,博士生导师,教育部长江学者特聘教授。长期从事“工业微生物、生物塑料和生物燃料”的研究。研究领域及方向：工业生物技术和合成生物学;微生物合成高分子材料聚羟基脂肪酸酯（PHA）;PHA在微生物中生理作用的研究;PHA作为组织工程材料的应用研究;     

可完全生物降解生物材料项目在鲁投产

深圳市意可曼科技有限公司在山东邹城举办可完全生物降解材料项目投产庆典,这标志着意可曼生物科技有限公司拥有完全自主知识产权、通过基因工程菌种构造法进行生物发酵合成生物高分子材料聚羟基烷酸酯（PHAs）的技术正式实现批量化生产。该项目的产品品级包括注塑级PHAs、吹膜级PHAs、吹瓶级PHAs、板片级PHAs、可发性PHAs、纺丝／无纺布级PHAs、生物弹性体、3-羟基丁酸酯等,可广泛应用于农业、环境、生化、微电、能源、医用等领域。