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主要由 D-谷氨酸和 L-谷氨酸通過酰胺鍵聚合而成。作為一種高分子聚合物，γ-聚谷氨酸具有一些獨特的物理、化學和生物學特性如良好的水溶性，超強的吸附性，能徹底被生物降解，無毒無害，可食用等。在農業、食品、醫藥、化妝品，環保，合成纖維和涂膜等領域具有廣泛的應用前景，因此極具開發價值。 微生物絮凝劑是繼無機絮凝劑和有機絮凝劑之后出現的一種新型的、可自然降解的水處理劑，具有高效、無毒、無二次污染的特點。微生物絮凝劑是一類由微生物產生并分泌到細胞外具有絮凝活性的代謝產物，一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉淀。在傳統的絮凝劑中，無機絮凝劑投加量大，效果不佳，還會把大量金屬離子帶入最終產物中，對環境造成危害；有機合成高分子絮凝劑生物難降解，殘留單體有毒，會對環境造成二次污染。而微生物絮凝劑最突出的特點是具有生物降解性，而且高效、無毒、易降解、無二次污染且用途廣泛，是環境友好型絮凝劑，因而引起世界各國學者的廣泛關注和研究

一、項目簡介碳酸二苯酯（DPC）是一種毒性小、無污染的重要工程塑料中間體，可用于合成許多重要的有機化合物及高分子材料，如聚碳酸酯、對羥基苯甲酸甲酯、單異氰酸酯、二異氰酸酯等；還可作為聚酰胺和聚酯的增塑劑、溶劑和熱載體等。近年來，隨著對環境友好的以DPC和雙酚A為原料合成高品質聚碳酸酯（PC）新工藝的開發，使DPC成為引人注目的化合物，世界范圍內對DPC的需求也日益增大。采用苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯的主要原料為苯酚、CO和O2，較之目前工業上采用的光氣法，不僅可降低成本，而且在生產過程中原料及中間體無劇毒，不腐蝕設備，對環境保護具有重要意義。目前，針對苯酚氧化羰基化法合成DPC過程開發出了一種新型高效負載型催化劑PdCl2-Cu(OAc)2/HZSM-5，DPC收率達到40%。二、市場前景  隨著PC清潔生產技術在國際上推廣應用，以及我國引進技術自行開發的大型PC裝置的建成投產，DPC的市場需求量將迅速增加，使得清潔生產DPC的技術成為國內外化學化工界關注和研究開發的熱點之一。目前生產DPC的工業方法是以光氣和苯酚為原料，但是光氣的劇毒和強腐蝕性以及相當數量的無機鹽的生成，使該法對生產安全、環境保護都十分不利，而且此法的生產規模小，成本較高，產品質量難以滿足電子信息等朝陽行業的要求，面臨著被淘汰的局面。苯酚氧化羰化法合成DPC為簡單的一步反應，此方法與其它方法相比，具有無污染、無有毒鹽生成的優點。它不僅克服了光氣法存在的缺點，而且與酯交換法相比，原料為初級化工產品，可降低消耗成本。該方法工藝簡單、流程短，具有廣闊的市場前景。三、合作方式尋求中試合作。

磷脂酶 D 是一種用于磷脂改性的工業化生產用酶，近年來研究較多且效果比較明顯的是通過微生物發酵的方法獲得磷脂酶 D。磷脂酶 D 主要用于兩個方面：一是從卵磷脂出發，通過磷酸基轉移反應，制備含量較少的磷脂化合物，如磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）等；二是通過轉移反應合成新的磷脂衍生物，用在藥物學領域。磷脂酰絲氨酸是磷脂中的一種，天然含量稀少，但它是大腦中主要的酸性磷脂，能控制和調節細胞膜關鍵蛋白的功能狀態，提高腦細胞的活力，改善大腦功能、修復大腦損傷，成為“腦專一性營養物質”。本項目通過菌種篩選獲得一株高產磷脂酶 D 的肉桂鏈霉菌菌株。通過發酵優化，發酵酶活可達到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生產。 

本成果從一株高產 L-異亮氨酸的 C. glutamicum 出發，運用反向代謝工程策略對其代謝通路進行理性重排，以期實現 L-蘇氨酸高產，特別是近期，通過熱誘導丙酮酸羧化酶和蘇氨酸外排泵創蘇氨酸產率紀錄，開發了一種兩段式溫控發酵蘇氨酸的重組大腸桿菌和工藝，發酵罐蘇氨酸摩爾轉化率達 103.28%。這套復 雜中心代謝途徑的自我調控維持了生產和生長的平衡。論文用實驗室前期構建的一株產蘇氨酸的重組大腸桿菌 TWF001 為宿主，首先編輯了涉及副產物有機酸合成、產物降解和轉運的基因，并證實這一系列菌種在 37 度升至 42 度情況下的生長情況等同正常 37 度發酵；然后用一套大腸桿菌熱敏啟動子去轉錄四環素啟動子阻遏蛋白，四環素啟動子后的報告基因 37 度表達，42 度不表達。 

利用自主篩選、鑒定和保藏的一株產精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌 CGMCC1347，通過發酵培養其微生物細胞，用于轉化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 發酵罐發酵 20 小時產酶活力達到 2.17U/mL。采用卡拉膠等凝膠包埋固定化細胞反復分批轉化 10 次，酶活力不減。用固定化細胞固定床反應器進行連續轉化，連續 30 天以上，連續 30 天 mol 轉化率穩定在 90-99％，30 天平均稀釋速率 D=0.0735 h-1，固定床反應器生產效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化細胞生產能力 0.0108 g h-1 g -1。本技術的特點是高產精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌菌株能高效轉化精氨酸生成 L-瓜氨酸，對底物總摩爾轉化率高，轉化后的產物純度高，作為生物催化劑的微生物細胞易于培養且安全無毒，生物轉化反應條件溫和，環境友好。固定化細胞可反復利用多次，或裝柱連續轉化。 

精氨酸脫亞胺酶（Arginine deiminase，EC 3.5.3.6，ADI）因其可以作為 精氨酸營養缺陷型腫瘤細胞（如：肝癌、黑素瘤）的靶向治療藥物而受到廣泛關注。目前，進入癌癥臨床研究的僅有支原體來源的 ADI，處于臨床三期試驗。本項目從自然界篩選到產精氨酸脫亞胺酶的變形假單胞菌，在大腸桿菌實現 了該酶的重組表達，采用該重組 ADI 進行體外和小鼠體內抗癌活性研究，對肝癌細胞人肝癌細胞系 HepG2 和小鼠肝癌細胞系 H22 有顯著抑制作用。基于簡便靈敏的 96 孔板高通量篩選模型，篩選在體內生理條件下具有較高酶活以及底物親和性的精氨酸脫亞胺酶突變株，采用隨機突變、定點突變等非理性和半理性的蛋白質定向進化手段，獲得了最適 pH 由 6.0 提高至 7.0，在生理中性條件下（pH 7.4）酶活力較野生型 ADI 提高了 33 倍以上的 ADI 突變株，比活力為 15－17 U/mg。該改造后的 ADI 的 PEG 化和小鼠實驗正在進行中。 

中試階段/n成果簡介：目前，農業生產減肥增效、節能降耗、減少環境污染是人們關注的熱點。聚γ-谷氨酸（簡稱“γ-PGA”）作為一種綠色生物大分子材料，不僅可使作物增產10-30％，節肥10-20％，還可提高作物品質和作物抗病耐旱能力。華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室率先在國際上開展了γ-PGA在農作物栽培中的應用，已申請γ-PGA發酵及γ-PGA在農業領域的應用等5項中國發明專利，其中獲得3項發明專利授權。三項相關課題鑒定成果分別于2007年，2008年，2009年通過湖北省科技廳組織的專家鑒定

一、項目簡介二甘醇雙烯丙基碳酸酯(ADC)是一種重要的高分子單體，其共聚物通常稱為CR-39，具有高透光性和良好的物理機械性能，如重量輕、硬度高、抗沖擊、抗磨損、耐紅外、紫外和射線等性能，尤其它的耐腐蝕性高出普通有機玻璃30倍。優良的光學和物理性能使CR-39在光學儀器和國防工業中得到了廣泛應用。目前， ADC的工業生產主要有采用光氣法，該工藝雖反應條件溫和，副產物少，后處理相對簡單，但由于光氣原料劇毒，且副產HCl腐蝕設備，安全和環保問題突出。本項目采用酯交換法代替光氣合成ADC，徹底解決了光氣法存在的問題。二、市場前景 二甘醇雙烯丙基碳酸酯(ADC)為生產折射率為1.499的樹脂鏡片單體，市場前景廣闊。三、規模與投資  主要原料為：二甘醇、烯丙醇、碳酸二甲酯。四、生產設備  反應釜、精餾塔等。五、合作方式尋求中試放大伙伴。項目負責人：趙新強聯系電話： 022-60202427

1 成果簡介碳酸鈣作為一種重要的無機化工產品，具有原料豐富、生產工藝簡單、性能穩定等特點，廣泛用于橡膠、塑料、涂料、造紙、油墨、食品、醫藥、飼料等工業部門。其中塑料、橡膠行業的碳酸鈣消費量為 65%，造紙、涂料各占 15%和 10%，其它行業占 10%。 碳酸鈣在橡膠、塑料等行業中的作用與其粒徑有關，粒徑在 1~3μm 的沉淀碳酸鈣僅作為填充劑起增容作用，粒徑在 0.01~0.1μm 之間的納米碳酸鈣具有補強、增韌的作用。 我國目前有輕質碳酸鈣生產企業一百多家，總生產能力近 500 萬噸，但工藝落后，品種單一，基本上采用簡易的的間歇鼓泡式炭化工藝，產品大多為售價低廉（ 400~500 元/噸）的大粒徑（ 2~5 微米）紡錘形產品（ 圖 1），而附加值較高（售價 3000~6000 元/噸）、市場需求增長較快的粒徑小于 100 納米的納米碳酸鈣產量甚微，僅占輕質碳酸鈣總產量的 2~5 %左右。我國近年也有利用國內外技術進行納米碳酸鈣生產的報道，但生產成本較高（ 1500~2000元/噸），且大多需 5 千萬以上的巨額投資，中小企業難以適應。  圖 1 普通紡錘型碳酸鈣 (2-3 微米)                        圖 2 納米球型碳酸鈣（ 50-60 nm）2 應用說明清華大學經過多年的潛心研究，現已開發出一套嶄新的納米碳酸鈣制備工藝和設備，通過加入特定的添加劑，在自行研制的高效傳熱傳質碳化釜中進行反應，即可制得粒徑為40~100 納米的球型碳酸鈣（ 圖 2）。本技術采用的添加劑價廉易得，所需設備大多為常規化工定型設備，易于為廣大的中小企業采用。目前已在河北、江西建成年產 5000~10000 噸納米碳酸鈣的生產廠。采用本工藝的生產成本僅為 1000 元/噸左右。3 效益分析按年產 10000 噸，每噸保守價 1500 元計算， 年創產值（萬元）： 10000′1500?10000=1500，年創利稅（萬元）： 10000′（ 1500-1000） ?10000=500。4 合作方式技術轉讓或合作開發。 開發年產 10000 噸規模，技術轉讓（專利使用）費： 150 萬， 碳化塔設計費： 30 萬元， 核心設備（氣體分布器）設計及加工費： 100 萬元， 碳化塔加工及配套設備：約 300~500 萬元， 其它常規設備費（包括氣體凈化、活化、過濾、干燥、粉碎、分級）：約 500 萬元， 基建：約 200~400 萬元， 廠房面積：約 10000 平方米。

本項目首先借助比較蛋白組學研究技術，從細胞內異亮氨酸合成及轉運的整體網絡入手，揭示其中影響氨基酸胞外積累的若干關鍵蛋白質，研究氨基酸合成及轉運、代謝調控、底物利用、細胞通透等相關蛋白質的作用機制。然后采用系統生物學和代謝工程研究手段，利用啟動子改造、基因共表達、酶定向進化等技 術進行系統改造，以顯著提高乳糖發酵短桿菌支鏈氨基酸生產水平。比較蛋白組學分析將為支鏈氨基酸高產機理研究奠定堅實理論基礎，乳糖發酵短桿菌代謝工程系統改造為工業化應用提供有力技術支撐。 關鍵技術 L-異亮氨酸是人體 8 種必需氨基酸之一，因其具特殊的結構和功能，其用量逐年增長，目前國際上日本生產 L-異亮氨酸且占壟斷地位，廠家有味之素、協和發酵和田邊制藥三家，均已發酵法生產，產率達 30-35 g/L，提取率 60-70%，我國的異亮氨酸研究起步晚，目前分批發酵大罐產酸率為 20-22g/L，總得率為 40- 50%，與日本相比較，我國的 L-異亮氨酸生產水平還很低下，主要是由于生產菌株絕大多數通過誘變選育獲得，少數菌株利用基因工程手段改造，但僅局限于少數合成酶基因，這嚴重制約了支鏈氨基酸產率的進一步提高。本成果克服了行業內的菌株瓶頸，并優化獲得了工業發酵工藝。