生物法合成乙醛酸

乙醛酸是一种重要的有机化工中间体 ,化学性质活泼 ,应用领域广泛 ,因而它的合成倍受关注。乙醛酸的合成分为化学合成法和生物合成法 ,现在工业生产基本上都是化学法。而生物合成法以其显著的优点成为近年来的研究热点。在综述生物法合成乙醛酸的基础上比较了生物合成法和化学合成法的优缺点。     

手性医药化学品的绿色生物合成

手性在自然界中普遍存在,与生命现象密切相关,也显著影响物质的性能。手性医药化学品的化学合成存在原子经济性、过程经济性差、环境污染和资源浪费严重等问题。生物合成技术具有过程绿色、选择性好等优势。近年来,生物合成技术在手性医药化学品合成关键酶的选择、催化机制解析、光学纯手性中间体合成途径构建、工艺开发及放大生产等方面均取得长足进步,有望解决手性中心构筑复杂、光学纯度低、污染大等手性化学品制造的瓶颈问题,推动我国医药行业的绿色可持续发展。本文主要总结了中国科学院天津工业生物技术研究所成立以来在手性医药化学品生物催化合成方面的一些研究进展。     

中国酶工程的兴旺与崛起

酶工程是生物工程的重要组成部分,工业生物催化技术被认为是继医药、农业之后的第三个浪潮。在25年中,中国在酶工程领域研究中取得很大进展,本综述集中介绍在中国酶工程会议上,酶的基因工程、酶的蛋白质工程、生物合成、微生物转化和生物传感器方面的成果和我国酶制剂工业的进展。     

含能化合物的生物合成反应

近年来随着工业生物技术的发展,以微生物作为细胞工厂,利用可再生原料实现绿色制造工业化学品和材料成为可能。同时,开发与环境相容的生物合成技术为含能化合物的生产提供了可持续的解决方案,为绿色化学合成工艺提供有益补充。本文中,笔者从技术成熟程度递减的前驱体合成、基团和骨架合成、合成技术这三个层次总结了含能化合物的生物合成反应,总结了通过整合已知酶和代谢通路合成含能化合物前驱体的方法;基于含能化合物的基团特异性,综述了含能化合物中常见的硝基、肼基和氧化偶氮基等基团及含氮杂环骨架的生物合成反应;介绍了有助于实现特定功能酶定制开发的蛋白质定向进化和酶计算设计技术,为实现含能化合物的生物全合成奠定基础。     

微生物发酵法生产L-色氨酸的代谢工程研究

L-色氨酸作为人体内的一种必需氨基酸,广泛应用于医药、食品与饲料等行业.工业上采用的色氨酸生产方法有化学合成法、转化法及微生物发酵法.近年来,随着代谢工程在色氨酸菌种选育中的成功运用,微生物发酵法逐渐成为主要的色氨酸生产方法.系统综述了微生物发酵法生产色氨酸所涉及的代谢工程策略,包括生物合成色氨酸的代谢调控机制以及途径...     

辛伐他汀的生物合成

辛伐他汀是洛伐他汀的半合成衍生物, 传统的生产工艺是以洛伐他汀为原料, 经化学合成得到辛伐他汀。洛伐他汀的直接甲基化方法已成为目前生产上使用最多的工艺路线。化学合成工艺的不足之处乃在于化学法合成过程中, 反应条件苛刻, 副反应多, 产品分离纯化难度大以及来自环保和劳动保护的压力。近年来, 随着洛伐他汀生物合成途径研究的深入, 人们已经将更多的注意力转向辛伐他汀的生物合成。就辛伐他汀侧链的化学水解路线和洛伐他汀的生物合成途径的国内外研究结果进行了分析比较, 进一步阐述了辛伐他汀生产中可实现生物催化的反应步骤以及用于辛伐他汀直接发酵生产的基因工程菌构建。     

红景天苷生物、化学和生物催化合成的分子理论及应用

红景天苷是红景天属植物的主要活性成分之一,研究红景天苷的高效合成具有重要的科研和应用价值。本文全面概述近年来合成红景天苷的研究状况,主要包括生物合成途径、化学合成途径、生物催化合成途径。对生物合成途径中红景天苷的代谢合成途径、关键酶及基因、实践现状进行了分析;总结了以Koenigs-Knorr法为理论基础的化学合成的研究进展;对具有广泛发展前景的体外生物催化合成状况进行了理论与实践的概述。通过对这些合成方法的展望,为人们了解合成红景天苷的研究现状、进一步深入研究提供参考。     

3-脱氢莽草酸生物合成的代谢工程

3-脱氢莽草酸,是芳香族氨基酸生物合成代谢途径中一种重要的中间产物,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料。这样以无毒可再生物质为起始原料的合成方法与传统的有机合成化学制剂的方法相比,对环境更加有利。此外,它还是一种十分有效的抗氧化剂。工业上一般采用化学合成法和发酵法来生产3-脱氢莽草酸,随着代谢工程的兴起,使得更加理性改造菌株成为可能,这更加促进了发酵法的广泛应用。本文主要介绍了代谢工程在生物合成3-脱氢莽草酸生产菌改造中的应用情况,其中涉及3-脱氢莽草酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和3-脱氢莽草酸合成支路的修饰等,并探讨了将来的发展前景。     

PHA生物制造及加工过程进展

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类全生物可降解的高分子聚酯材料.近年来,随着代谢工程和合成生物学等技术的发展,PHA的微生物发酵生产取得了进一步突破.目前PHA的生物制造体系主要分为传统工业生物技术和下一代工业生物技术.本文从下一代工业生物技术体系比较分析出发,简要综述了PHA生物合成过程强化、PHA分离纯化及改性加工等研...     

L-核糖的生产研究进展

L-核糖是合成许多抗病毒药物的关键中间体,自然界和生物体中并不存在。L-核糖的制备方法有化学合成法和生物合成法。与化学合成法相比,生物合成法对环境更加有利。生物合成法是应用微生物及其酶以核糖醇或L-阿拉伯糖为原料生产L-核糖。综述了L-核糖的制备方法以及产品的分离纯化技术,并对L-核糖的研究现状和前景进行了展望。     

反应分离耦合技术生产L-苹果酸工艺过程的优化研究

运用生物反应分离耦合原理,以富马酸钙为底物,采用游离延胡索酸酶,直接转化生产苹果酸钙。该法相对目前广泛采用的包埋式固定化方法具有工艺流程短、操作简便、转化率、收率高等特点,研究结果表明,转化温度为40℃,PH为7．0－7．5时,每升延胡索酸酶液能在20－28h间将3．2kg的富马酸钙转化生产成苹果酸钙,转化率高达99．9％,富马酸在产品中的残留在0．1％左右,产品符合美国药典标准,成本与化学合成法生产的DL－苹果酸相当。     

2015工业生物过程技术前沿专刊序言

工业生物过程技术是支撑我国生物制造产业升级的重要研究领域之一,是实现生命科学与生命技术研究成果产业化的重要技术保障。为促进我国相关科研工作者与工业生物技术产业界之间的交流,促进技术成果转化,秉承学会对科学研究推动产业化发展的指导思想,中国微生物学会生化过程模型化与控制专业委员会先后组织两届"工业生物过程研讨会",就工业生物过程前沿和关键技术开展学术研讨,并设立企业专场充分凸显工业生物过程研究的产业导向性,促进科研成果产业化。会议受到国内相关科研院所、企事业单位的积极参与和投稿,本专刊即是在会议优秀论文基础上,通过征集组织出版了"工业生物过程技术前沿专刊"。本期专刊包括综述和研究论文两部分,内容主要涉及与工业生物过程密切相关的高效生产菌种构建与筛选方法、工业酶制剂性能优化与改造、生物过程模型化及高效优化放大方法等几个方面的研究。     

生物催化技术研究现状和发展趋势

正生物催化技术是当今国际科技发展的热点,将继信息技术后引领新一轮的全球科技革命。文章介绍了近年来国内外生物催化技术的最新研究进展和发展趋势,包括生物催化剂的发现与改造、生物催化机理、生物合成反应的设计与调控、生物催化系统的设计和构建,以及生物催化技术的工业应用实例等。     

植物环蛋白的结构

简要介绍了植物环蛋白的定义、结构特点、研究历史、分布、提取分离方法、化学合成与生物合成、生物活性与生物功能.并主要以从紫花蔓地丁(Viola labridorica)中分离得到的六个环蛋白之一,cycloviolacin 02为例介绍通过还原酶解-质谱与二维核磁共振谱结合鉴定环蛋白结构的研究方法.     

植物环蛋白的结构

简要介绍了植物环蛋白的定义、结构特点、研究历史、分布、提取分离方法、化学合成与生物合成、生物活性与生物功能。并主要以从紫花蔓地丁( Viola labridorica) 中分离得到的六个环蛋白之一, cycloviolacin O2 为例介绍通过还原酶解- 质谱与二维核磁共振谱结合鉴定环蛋白结构的研究方法。     

手性医药化学品生物催化绿色制造

生物催化具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、环境友好等优点,广泛应用于传统化学方法不能或者不易合成的手性化合物的生产过程中,已成为化学合成法的一种重要补充。同时,生物催化能够更好地解决资源、能源和环境方面的压力,维持和谐的生态环境,促进工业的可持续发展。近年来,生物催化技术已在手性医药化学品产业化生产中得到了广泛的应用,有效地实现了手性医药化学品的绿色制造。本文就生物催化介入的手性医药化学品的产业化技术和过程进行介绍。     

工业生物过程高效转化与系统集成

工业生物技术已经成为世界各国的重要战略研究方向之一,但我国工业生物过程还存在低效、高能耗和高排放问题。因此,工业生物技术的过程科学研究还亟需解决复杂生物原料高效/定向转化机制、工业生物过程物质/能量流耦合规律、工业生物过程强化和系统集成原理3大关键科学问题。就"973"项目"工业生物过程高效转化与系统集成的科学基础研究"中3大关键科学问题方面的主要研究进展进行了论述。     

γ-多聚谷氨酸的微生物合成

阐述了γ—多聚谷氨酸的化学特性,综述了γ—多聚谷氨酸微生物合成常采用的菌株,生物合成和提取的方法,以及作为一种可分解性的生物高分子,γ—多聚谷氨酸在医药、工业、农业等方面的应用。     

木质纤维素的自然生物转化系统及其过程特征与仿生利用

规模化和产业化开发利用木质纤维素类生物质面临着许多科学和技术上的挑战,这些挑战的核心是如何实现木质纤维素生物质的高效分离与有效转化。然而,在自然界中,不同生物系统分别进化出了其独特的木质纤维素降解与转化的生物过程机制,通过采用不同的策略与途径来克服生物质的抗降解屏障。综述了不同自然生物转化系统在降解生物质过程中的策略与过程特征,并着重分析了食木白蚁肠道消化系统在生物质降解过程中高效转化与利用的独特系统特点。向白蚁生物系统学习,利用自然生物系统的启迪及其相关基因与酶资源,结合生物仿生技术可望建立新型的生物质降解工艺,逐渐实现生物质的低能耗、低污染、高效率、全值化利用。     

中国工业生物技术的历史、现状和未来

生物经济需要构建可再生生物质资源的新型工业模式,即以生物炼制替代化石资源炼制,形成新的生产方式。生物炼制是开拓创新型技术,即采用多联产技术．实现生物质的高效综合利用。是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。工业生物技术是生物炼制的核心技术,是人类生物技术发展史上继医药生物技术、农业生物技术之后的第三次浪潮．