工业生物催化技术

以蛋白质酶的工程应用为核心的工业生物催化技术,被认为是生物技术继生物医药和转基因植物之后的第三次浪潮。它的发展与应用将对人类的工业化学过程带来根本的变革。工业生物催化的兴起与以下的两个关键技术因素有密切的关系：(1)蛋白质定向进化技术的出现,(2)基因组学和蛋白质组学的发展。探讨了工业生物催化技术的现状和发展趋势,并对我国如何发展该领域的基础和应用研究提出一些见解。     

生物信息学在工业生物催化研究中的应用

随着石油等不可再生资源的日益减少以及环境污染问题的日益严重,应用工业生物催化技术改造或取代传统化工工艺已经成为新世纪化学工业可持续发展的研究热点。工业生物催化技术的研究对象是生物催化剂及其催化过程。近来,利用生物信息学技术进行工业生物催化研究已经越来越受到人们的重视。随着工业生物催化的发展,生物信息学将直接指导并加快新型高效生物催化剂的发现及功能改造进程。     

有机化合物生物催化研究进展

随着近十几年来工业生物技术的发展,有机化合物的生物催化也取得了飞速的进步.近几年的研究集中在:新生物催化剂的筛选和酶的定向改造;非水相生物催化中酶有机溶剂耐受性的增强和非传统介质的应用;生物催化在手性化合物,药物等精细化学品领域的应用;组合生物催化作为组合化学和生物催化相结合而成的一个新技术生长点,并取得一定的进展,为新药的开发提供一种切实可行的方法.     

工业酶的研发与产业化——生物催化的发展与展望

近年来,酶学领域快速发展,新的技术不断涌现,酶制剂的应用愈加拓宽,除一些传统产业如食品、洗涤剂、纺织、造纸、石油化工等工业领域外,新型能源的开发,如利用植物秸秆等含纤维素丰富的原料制造酒精等,     

工业生物技术的核心—生物催化

本文分析了生物催化剂在工业生物技术研究中的必要性,可行性和紧迫性,并综述了国内外生物催化剂在工业上应用的现状和研究前沿,提出了进一步发展的方向和对策。     

生物催化与生物转化研究进展

由于生物催化过程具有高效、高选择性、条件温和、环境友好等优点,因此成为可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法。近两年的进展集中于新生物催化剂的发现和改造,以及将生物催化和生物转化应用于工业过程的探索,包括开发新的反应体系,新的固定化方法等。可以预见,在医药中间体等高附加值化工产品的生产过程中,生物催化和生物转化的应用将呈现加速增长趋势。     

工业环境下酶蛋白的催化行为与适应性改造研究进展

酶在工业上有着广泛应用和巨大潜力,但工业生产中高温、强酸/碱、高盐、有机溶剂和高底物浓度等条件仍然制约着酶的大规模应用。为使酶能更好地在工业环境下发挥催化作用,目前的主要策略是对酶进行适应性改造(如理性或半理性设计、定向进化、固定化等)。文中简要阐述了酶在工业环境下的催化行为以及近年对其适应性改造的研究进展,以期为酶的适应性改造提供参考。     

酶在非水相介质中的生物催化

本文主要综述了酶在非水相介质中实现生物催化反应的各种反应体系如液－液两相、反胶团、液－固两相、气相等的特点,性质及应用。     

酶的定向进化研究及其在工业生物催化中的应用

综合概括了各种蛋白质改造与微生物代谢途径改造的非理性定向进化技术的原理、特点,介绍了这些技术在高性能工业生物催化剂改造中的应用。     

脂肪酶催化合成生物柴油的研究进展

环保型燃料生物柴油有望解决能源短缺的问题,脂肪酶催化动植物油脂合成生物柴油的方法具有反应条件温和、产物易分离和不污染环境等优点。综述了酶催化法在提高脂肪酸酯产率和减少生产成本等方面的研究进展。     

工业酶结构与功能的构效关系

工业酶是绿色生物制造的"芯片",支撑着下游数十倍甚至百倍的产业。解析工业酶结构与功能关系是对其设计改造并应用于工业生产的基础。近年来随着蛋白结构解析技术和计算模拟技术的发展,酶结构与功能的构效关系得到更加深刻的认识,使得酶理性设计,甚至是从头设计成为可能。文中围绕酶结构的可塑性及其催化功能的多样性,综述工业酶结构与功能构效关系的研究进展及应用,并展望该领域的未来发展前景。     

新型工业酶制剂的进步对生物化学品工业生产过程的影响

工业酶制剂对化工和生物化工产品生产的影响有两方面,一是直接催化生产,另一方面是辅助发酵菌进行生产。以下简单回顾了酶制剂在工业领域的应用现状,注重讨论酶制剂在淀粉糖等方面的直接催化应用和在酒精发酵生产等方面的辅助作用,分析新型酶制剂对生产过程的影响及带来的益处,促进行业的可持续发展。     

2014工业生物技术专刊序言

工业生物技术是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。本期专刊结合第七届中国工业生物技术发展高峰论坛,报道了我国工业生物技术领域专家学者在生物信息学、微生物细胞工厂的模拟设计与构建、工业发酵工程、工业酶的改造与应用、高通量筛选方法等领域取得的最新研究进展。     

工业生物技术专刊序言

以生物催化和生物转化为核心的工业生物技术是实现社会和经济可持续发展的有效手段。本期专刊分别从基因工程、代谢工程与合成生物学、生理工程、发酵工程与生化工程、生物催化与生物转化、生物技术与方法等方面,介绍了我国在工业生物技术领域的最新研究进展。     

疾病治疗及药物制备用酶的研究进展

生物技术的发展及对疾病机理的深入研究,使酶逐步应用于疾病治疗.与此同时,以酶作为催化剂制备非天然有机化合物具有反应条件温和、催化效率高、特异性高、选择性强、副反应少等优点.因而,酶也在药物制造方面展现了巨大潜力.此外,基因工程、酶化学修饰和固定化技术的应用进一步改善了酶的功能.基于此,文中结合本课题组的相关研究,综述了...     

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。     

Solvent effects on biocatalysis in organic systems: equilibrium position and rates of lipase catalyzed esterification

Porcine pancreatic lipase immobilized on celite particles has been employed as a catalyst for the esterification of dodecanol and decanoic acid in a predominantly organic system. Solvent influence on the equilibrium position and on the catalyst activity has been studied using 20 solvents, including aliphatic and aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, nitro- and halogenated hydrocarbons, and esters. The equilibrium constant for esterification correlates well with the solubility of water in the organic solvent, which in turn shows a good relationship with a function of Guttman's donor number and the electron pair acceptance index number of the solvent. This may be rationalized in terms of the requirements for solvation of water and of the reactants. The catalyst activity, measured as the initial rate of the esterification reaction, is best correlated as a function of both n-octanol-water partition coefficient (log P) and either the electron pair acceptance index or the polarizability.