天津工生所在酶定向进化方法学研究中取得进展
定向进化技术是改造酶催化特性（如立体/区域/化学选择性、活性、热稳定性等）的有效手段。前期研究证明，对位于酶催化口袋的氨基酸残基进行饱和突变（SM）可成功控制酶的选择性和活性。作为常用的简并密码子，NNK可编码20种氨基酸，但随着突变位点的增多，筛选量呈指数级增长（20m，m为位点数目）。如何通过精简密码子设计并构建高效突变体文库，从而克服筛选瓶颈受到越来越多的关注。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙周通带领的酶分子工程与工业生物催化研究团队围绕这一难题，以柠檬烯环氧水解酶和P450单加氧酶为研究对象，分别用NNK、NDT、理性设计的精简密码子等多种简并密码子设计方法构建突变体文库，实验结果表明，在相同筛选量下理性设计的精简密码子获得有益突变体数量显著增高，并基于统计学（Patrick/Firth及Nov计算）分析得到理论支持。该工作首次证明，精简密码子设计与高覆盖度的筛选可快速获得有益突变体，文章发表于期刊ACS......阅读全文
天津工生所揭示与工业酵母高温发酵性能相关的遗传变异
酿酒酵母作为一种重要的工业生物，不仅被广泛用于传统食品发酵工业，也是合成生物学和现代发酵工业最常用的底盘细胞之一，用于生物燃料、大宗化学品、天然化合物、医药原料等多元化产品的研发，具有巨大的市场潜力和社会经济效益。酿酒酵母细胞生长需要合适的温度，温度的变化将导致细胞生长和繁殖速度的改变以及细胞酶
天津工生所等在大肠杆菌合成藏红花素方面取得进展
藏红花酸和藏红花素是藏红花中的主要活性成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗高血压、抗动脉粥样硬化和抗抑郁等多种药理作用，在医药、食品、保健、印染等领域具有广泛应用。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员毕昌昊、孙媛霞、张学礼带领的研究团队和华东理工大学进行合作，在大肠杆菌合成藏红花素方面取得进展。该
天津工生所利用体外多酶系统实现纤维素的完全转化
体外多酶系统是模仿体内代谢途径，在体外组合一系列酶及辅酶构建复杂的生化反应网络，催化底物生成产物的新型生物制造平台。该体外生物合成途径可操作性强，产品得率高，反应速度快，已经被成功应用到利用淀粉生产氢气、生物电、稀少糖等领域。纤维素是地球上最丰富的可再生资源，被认为是生产生物燃料和生物基化学品的
天津工生所D氨基酸脱氢酶改造－大位阻D氨基酸合成进展
非天然的d-氨基酸除了具有天然氨基酸的大部分功能外，还具有天然氨基酸所不具备的优良性能，在药物合成（医药和农药）、食品、化妆品等方面具有广泛的用途。利用d-氨基酸脱氢酶可以以酮酸和铵盐为原料通过还原氨化一步生成d-氨基酸。然而，d-氨基酸脱氢酶很少存在于自然界中，研究最多的是一类meso-二氨基庚二
天津工生所在酶立体偏好性改造及其应用研究中获进展
手性γ-氨基丁酸类化合物是合成一些药物的关键结构单元。腈水解酶催化3-取代戊二腈去对称化水解，是合成这类化合物的有效方法。目前，已测试的腈水解酶对3-烷基或3-芳基戊二腈通常生成（S）-构型产物，而（R）-构型产物的对映体过量值较低。定向进化是实现酶立体偏好性翻转的有效手段，但在不损失酶活的基础
天津工生所揭示枯草芽孢杆菌非经典分泌途径的选择机制
非经典分泌途径在细菌中普遍存在，能够分泌不具有典型信号肽的蛋白。枯草芽孢杆菌利用非经典分泌途径可分泌多种细胞质蛋白，但其分泌机制知之甚少。目前在非经典分泌途径研究中有多个公认的热点问题：非经典蛋白分泌的通道挖掘；非经典蛋白分泌的选择机制，非经典蛋白如何定位，非经典蛋白分泌对菌株具有怎样的生理意义
天津工生所实现抗癌药β榄香烯的微生物高效合成
倍半萜吉玛烯A是吉玛烯家族化合物核心中间体，能够衍生出结构特异、功能多样的类倍半萜物质，以β-榄香烯最具代表性。这些化合物在抗癌、抑菌、抗病毒等领域表现出优异的生物学特性。传统萜类物质生产依赖于化学合成或植物组织提取，存在产率低、资源浪费的缺点。近年来，代谢工程和合成生物学的发展促进了微生物细胞
天津工生所多元自动化基因组编辑技术研究取得进展
CRISPR/Cas9系统极大丰富了原核生物的基因组编辑方法。但由于CRISPR/Cas9系统高效的致死筛选能力和原核生物普遍的低同源重组效率，多靶点和自动化的基因组编辑仍难以实现，严重限制了菌株的遗传改造效率。 近日，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员郑平带领的系统与合成生物技术团队、研
天津工生所谷氨酸棒杆菌利用甘油合成稀少糖研究获进展
稀少糖是在自然界中存在但含量极少的一类单糖及其衍生物，作为食品添加剂和医药中间体，在诸多领域发挥着重要作用。甘油是生物柴油的主要副产物，可以转化生产为高附加值产品，在微生物合成稀少糖中具有应用价值。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙媛霞带领的功能糖与天然活性物质研究团队以谷氨酸棒杆菌为
上海生科院杨晟研究员到天津工生所进行学术交流
1月24日，应中国科学院系统微生物工程重点实验室的邀请，中国科学院上海生命科学研究院湖州工业生物技术中心主任、上海工业生物技术研发中心主任杨晟研究员来到中国科学院天津工业生物研究所进行学术交流，并做了“应用驱动的酶工程与代谢工程”的学术报告。天津工生所副所长孙际宾到会参加学术交流并主持报告会。
天津工生所等1,31,4β葡聚糖酶结构研究取得进展
1,3-1,4-β-葡聚糖是植物细胞壁中半纤维素的组成成分，是由葡萄糖与β-1,3-和β-1,4-糖苷键连接而成的多聚糖。1,3-1,4-β-葡聚糖酶广泛应用于不同的工业领域中，尤其是动物饲料和酿造业。 中国科学院天津工业生物技术研究所的郭瑞庭研究组和东莞泛亚太生技公司及台湾基酵生技公司合作，
天津工生所开发出新型大肠杆菌光/暗诱导高效表达系统
大肠杆菌在生物基化学品和酶蛋白生产中应用广泛。乳糖操纵子系统是大肠杆菌中调控基因表达的组成部分，其中阻遏蛋白LacI通过结合操纵序列来抑制基因的转录。诱导剂IPTG通过与LacI结合，解除其抑制作用，从而调控基因表达。IPTG对菌体生长有一定的抑制作用，但价格较昂贵，诱导不可逆。近日，中国科学院天津
天津工生所丝状真菌戊糖代谢功能基因组学研究获进展
生物质酶解后主要成分包括葡萄糖、木糖和阿拉伯糖，如何使微生物高效完全利用这三种糖类是生物炼制的关键。目前，相关葡萄糖和木糖代谢的研究已有较多的报道，但是对阿拉伯糖代谢及调控的研究却很少，特别是从功能基因组学水平研究微生物对阿拉伯糖的代谢。 近日，中国科学院天津工业生物技术研究所田朝光研究组
天津工生所等在灵芝酸高效异源生物合成研究新进展
灵芝酸是灵芝中的主要活性成分，是一类高度氧化的羊毛甾烷型四环三萜类次级代谢产物。灵芝酸主要包括两类，即四元环上含有共轭双键的为II型灵芝酸、含有单个双键的为I型灵芝酸。其中，II型灵芝酸在灵芝中占比较大、生物活性更高。灵芝酸普遍具有抗肿瘤、抑制肿瘤细胞迁移等生物活性，颇具药用价值。然而，灵芝生长
天津工生所开发出新型大肠杆菌光/暗诱导高效表达系统
大肠杆菌在生物基化学品和酶蛋白生产中应用广泛。乳糖操纵子系统是大肠杆菌中调控基因表达的组成部分，其中阻遏蛋白LacI通过结合操纵序列来抑制基因的转录。诱导剂IPTG通过与LacI结合，解除其抑制作用，从而调控基因表达。IPTG对菌体生长有一定的抑制作用，但价格较昂贵，诱导不可逆。 近日，中国科
天津工生所揭示黄热病毒特异性抗体中和病毒的分子基础
黄热病是由黄热病毒引起的、主要通过蚊虫叮咬传播的急性传染病。黄热病的死亡率高、传染性强，已纳入世界卫生组织规定之检疫传染病之一。黄热病可通过接种黄热疫苗（YF-17D减毒疫苗）得到预防。然而，疫苗短缺和免疫普及范围等因素导致黄热病仍然不断出现和流行。近年来黄热病在非洲、中美洲和南美洲的热带地区时
天津工生所等解析出结核杆菌二萜合成酶Rv3378c的晶体结构
结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis)是结核病的致病菌，全球发病率、死亡率极高，每年约有两百万人死于结核病。随着结核病感染率的提高，越来越多的药物被广泛应用于结核病的治疗。药物泛滥使结核杆菌对药物具有一定的耐药性，一般的药物已很难根治结核病。 中国科学院天津工业生物
天津工生所在秸秆降解利用研究方面取得进展
生物质资源有效利用是缓解能源危机、减少温室气体排放、促进社会可持续发展的重要举措。农作物秸秆以其生产范围广、年生产量大、不与人争粮以及纤维素、半纤维素含量高等优点成为重要的生物炼制原料。然而，由于秸秆成分复杂、坚韧、异质性高，使得不同农作物秸秆在生物炼制过程中所需的降解酶系可能会有所不同。因此，
天津工生所在柠檬烯环氧水解酶催化机制研究中获得进展
环氧水解酶广泛分布于微生物和植物中，其生物学功能主要包括天然产物合成、有毒环氧化合物的降解以及参与信号转导等。目前主要用于有机化学和生物催化中不对称合成相应的高值手性二醇化合物。LEH突变体立体选择性催化机制示意图 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙周通前期采用柠檬烯环氧水解酶（LEH）
天津工生所利用生物转化技术开发功能性稀少糖获得进展
稀少糖（Rare Sugar）是自然界中存在但含量极少的一类单糖及其衍生物（2002年国际稀少糖学会ISRS定义），其味类似于蔗糖，但具有热量低、稳定性高、甜昧协调、无吸湿性、无致龋齿性、耐受性高等优点，可以弥补传统甜味剂的不足，对改善特殊人群的饮食起到重要作用。 稀少糖类甜
天津工生所等在阿拉伯糖转运蛋白功能研究中获进展
五碳糖的利用是生物质资源转化为燃料和化工产品的重要瓶颈之一。阿拉伯糖是一种重要的五碳糖，是生物质中含量位于第三位的碳水化合物，仅次于葡萄糖和木糖，对阿拉伯糖的有效利用是控制生物炼制成本实现经济化的必要因素之一。然而，常用的微生物酿酒酵母并不能利用阿拉伯糖，通过现代代谢工程手段对酿酒酵母进行分子改
天津工生所等厌氧微生物氧还感应蛋白作用机制研究获进展
氧化还原感应蛋白通过感应生物体中氧化还原水平来调控基因的表达。好氧微生物的氧还感应蛋白Rex通常用于调控好氧呼吸链中的蛋白表达，而厌氧微生物中氧还感应蛋白则主要调控厌氧生理过程。目前对好氧微生物的Rex研究较多，尚未见对厌氧微生物氧还感应蛋白的结构和调控机理的相关报道。 中国科学院天津工业
天津工生所谷氨酸棒杆菌CRISPR/Cas9基因组编辑获进展
谷氨酸棒杆菌是一个重要的氨基酸生产菌株，其氨基酸产量每年超过400万吨，近年来被广泛用于生产各种天然和非天然产物，预计到2020年其发酵产品市值可达204亿美元。传统的工业菌株主要依赖长期的理化诱变及筛选获得，基因组水平实现快速、高效的理性编辑依然是谷氨酸棒杆菌代谢工程改造的难点。 近日，中国
天津工生所与大兴安岭林格贝寒带生物签署合作协议
6月3日，中国科学院天津工业生物技术研究所与大兴安岭林格贝寒带生物科技股份有限公司签订了全面战略合作协议，合作建设的年产1000吨生物发酵天然产物项目在大兴安岭工业园区正式开工启动。合作双方将充分发挥双方在研发、生产和市场方面的优势，促进植物天然产物的规模化工业生物合成，实现合作共赢。黑龙江省科
天津工生所谷氨酸棒杆菌CRISPR/Cas9基因组编辑获进展
谷氨酸棒杆菌是一个重要的氨基酸生产菌株，其氨基酸产量每年超过400万吨，近年来被广泛用于生产各种天然和非天然产物，预计到2020年其发酵产品市值可达204亿美元。传统的工业菌株主要依赖长期的理化诱变及筛选获得，基因组水平实现快速、高效的理性编辑依然是谷氨酸棒杆菌代谢工程改造的难点。质粒提供模板的
中科院天津工生所：人工合成三萜酸类膳食补充剂获进展
中科院天津工业生物技术研究所研究员张学礼在三萜酸类膳食补充剂的人工细胞合成方面取得重要进展。相关成果日前发表于《代谢工程》。 据了解，山楂、枇杷、苹果、枣和梨等水果的表皮蜡质中含有微量的高值三萜酸类活性成分。这种成分在抗病毒、糖尿病控制和皮肤修复等方面具有广泛用途，是一类重要的膳食补充剂。
天津工生所利用丙酮酸脱羧酶实现分子内CC键合成
在有机合成反应中，分子内的立体选择性C-C键形成对于构建手性环化合物具有至关重要的作用，利用焦磷酸硫胺素（ThDP）依赖型酶实现这类反应鲜有报道。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员朱敦明、吴洽庆带领的生物催化与绿色化工团队研究发现，ThDP依赖型的丙酮酸脱羧酶ZmPDC具有催化脂肪链二醛
天津工生所在胺脱氢酶合成手性胺醇化合物研究中取进展
手性胺醇化合物是合成较多重要药物的前体。目前，制备该类化合物主要通过传统化学法和生物酶拆分法，前者依赖重金属而后者转化率有待提高。经氨基酸脱氢酶（AADHs）定向进化而来的胺脱氢酶（AmDHs）能够以廉价的氨作为氨基供体，不对称还原胺化潜手性羟酮生成手性胺醇化合物，理论转化率可达100%，且副产
天津工生所在卤醇脱卤酶催化手性氧杂环丁烷合成方面获进展
氧杂环丁烷是四元环醚类化合物，因独特的化学性质和生物活性而在药物化学和天然产物研究领域占据重要地位。在药物化学领域，氧杂环丁烷作为药物分子的核心骨架，对药物的理化性质和生物活性具有显著影响，如增强水溶性、调节亲脂性、提高代谢稳定性及优化分子构象等。鉴于此，开发高效、高选择性的合成手性氧杂环丁烷新方法
天津工生所在体外多酶合成维生素B12方面取得进展
维生素B12是自然界中天然合成的最复杂的小分子化合物之一，也是高等动植物生理活动必需的化合物。它以辅酶形式，在DNA合成、甲基化和线粒体代谢中发挥重要作用。目前，维生素B12的工业生产主要依赖微生物发酵来实现。然而，以微生物为底盘合成维生素B12的方法，存在菌种改造困难、发酵周期长、合成途径的瓶