[01409792]结构特异性醇/酯制备用高选择性工业酶的高效创制关键技术

结构特异性醇/酯因其独特的理化性质与生理功能在食品、医药和化工等领域具有重要的应用价值，其具有立体、位置基团特异性，传统化学法制备存在选择性差、副产物多的突出问题，利用以氧化还原酶与脂肪酶为代表的工业酶高选择性催化是获得高纯度、高产率单一异构体醇/酯的关键，然而其高端核心技术被国际垄断。以立体特异性芳基醇和位置特异性结构脂质为典型代表的高附加值醇/酯，我国市场需求达到150多亿元人民币，此类产品80～90%长期依赖进口，亟待开发我国具有自主知识产权的创新技术。 该项目发明了高选择性酶定向挖掘、酶工业属性精准设计、高效表达和选择性催化等技术，实现了高选择性、高活性、高稳定性工业酶的高效创制。主要发明点如下： 1、创新提出了生物体系介尺度降维筛选新思路，发明了从中国传统大曲环境中逐级聚焦定向挖掘特异性选择性酶基因的技术，获得了酶微生物3种、全基因组数据1项、高选择性新酶基因28个。 2、阐明了基因酶结构动态变化影响酶选择性催化效率的调控机制，发明了酶非保守性位点“点对点”精准设计的工业属性定向强化技术，底物种类扩展了5倍、创制出天然稀缺的反Prelog选择性酶、热稳定性提高了46倍。 3、解析了毕赤酵母外源蛋白过量表达胁迫机制，发明了调控蛋白折叠和分泌的表达强化技术，创新了原位分离的高选择性酶规模化制备及催化应用技术，发酵酶活提高877倍，发酵周期缩短9～20h，产品苯基乙二醇光学纯度＞99.9%e.e.,结构脂质1,3-位置特异性＞95%。 授权国家发明专利22项、美国发明专利1项，美国专利授权通知1项，申请国际PCT发明专利2项，获得2014年江苏省百件优质发明专利1项，形成酶挖掘、定向强化、高效表达、发酵制备及应用技术的专利群；在Progress in Lipid Research(IF 10.583)、Chemical Communications(IF 6.319，封面文章)等国际主流期刊发表SCI论文51篇，其中10篇发表在TOP期刊上；出版著作4部、参编英文专著1部；教育部及中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定4项达到国际领先。美国科学院院士Peter Q Schultz在PNAS文章中认为“该研究是通过定向强化技术提高酶工业属性的少数成功例证之一”。 项目成果在全球5大液晶材料生产企业石家庄诚志永华显示材料有限公司、酶制剂龙头企业江苏一鸣生物股份有限公司等多家高新技术企业实现了选择性酶的高效生产和应用，近3年新增销售额达到7.8亿元人民币；酶生产周期缩短27%、节能减排30%，国内市场占有率达到30%以上；实现LCD液晶材料最高国产化率，并部分出口；推动了我国精细化工和食品加工产业的结构调整与升级。 该项目得到973、863等项目支持，获得2009年教育部技术发明奖一等奖、2017年中国石油和化学工业联合会技术发明奖一等奖。