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團隊發(fā)現(xiàn)了一種結(jié)瘤因子水解酶 （MtNFH1），它雖然缺乏幾丁質(zhì)酶活性，但是能夠特異地水解來自苜蓿中華根瘤菌中的結(jié)瘤因子，表明了MtNFH1對于結(jié)瘤因子具有更高的偏好性。在這篇文章中，Staehelin教授團隊研究了結(jié)瘤因子水解酶（MtNFH1）在共生中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，當接種苜蓿中華根瘤菌時，結(jié)瘤因子水解酶積聚在侵染腔中表達。截形苜蓿結(jié)瘤因子水解酶突變體研究發(fā)現(xiàn)，在突變體中根瘤菌入侵呈現(xiàn)延遲的現(xiàn)象，說明過量的結(jié)瘤因子會抑制侵染線的形成。結(jié)瘤實驗研究發(fā)現(xiàn)，突變體早期根瘤呈現(xiàn)根瘤肥大和分支狀（二分體或掌狀-珊瑚狀）。同時，根瘤的分支狀表型也分別出現(xiàn)在結(jié)瘤因子水解酶過表達植株和野生型植物接種結(jié)瘤因子過表達菌株中。因此，結(jié)瘤因子水解酶對于結(jié)瘤因子濃度的精準調(diào)控是根瘤菌入侵根毛以及成熟根瘤形態(tài)發(fā)生所必需的。

（1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術(shù)平臺。通過理性設(shè)計改造野生型酶，改善和強化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進一步認識酶分子催化機制奠定基礎(chǔ)； （2）建立了高效穩(wěn)定全細胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產(chǎn)規(guī)模放大和產(chǎn)物的高效提取與精制等重要研究成果。產(chǎn)物光學(xué)純度和產(chǎn)率分別達到 99%和 93%。最終產(chǎn)物收率為 85%； （3）以數(shù)種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產(chǎn)物，通過生物催化劑篩選、理性設(shè)計催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑。

本項目從白酒大曲中分離篩選出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效脂肪酶生產(chǎn)菌華根霉，建立了利用華根霉全細胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯為代表的短鏈芳香酯技術(shù)體系，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。此方法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)特異性強、有毒副產(chǎn)物少、反應(yīng)效率更高；轉(zhuǎn)化產(chǎn)物品質(zhì)高，合成的短鏈的脂肪酸酯主要包括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，屬于天然等同生物香料，具有巨大的市場需求和商業(yè)價值。相關(guān)技術(shù)成果 2006 年獲江蘇省科技進步一等獎，2003 年獲教育部提名國家技術(shù)進步二等獎。

6月17日，華為ICT大賽2021-2022全球總決賽在深圳華為坂田基地開幕，大賽以“聯(lián)接、榮耀、未來”為主題，以“I.C.TheFuture”為口號。本屆大賽吸引了全球85個國家和地區(qū)、2000多所院校、15萬學(xué)生報名參賽，經(jīng)過國家賽、區(qū)域賽層層比拼，最終43個國家和地區(qū)的132支大學(xué)生參賽隊伍成功入圍全球總決賽。

項目成果/簡介:本發(fā)明提供茶樹咖啡堿合成酶基因啟動子TCSP及其在制備轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用.本發(fā)明以茶樹DNA為模板,用GenomeWalking方法克隆得到茶樹TCS基因啟動子序列,然后利用Gateway技術(shù)構(gòu)建重組植物表達載體pKGWFS7TCSP,采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的煙草遺傳轉(zhuǎn)化,以表達GUS基因的方式進行啟動子活性功能驗證.本發(fā)明首次從茶樹中克隆出特異性咖啡堿合成酶基因啟動子TCSP,并驗證了其活性,對于揭示茶樹咖啡堿合成的機理,生物調(diào)控茶樹咖啡堿的含量具有重要意義.

中國科大陳宇星教授、周叢照教授和孫林峰教授課題組合作闡明了金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）胞壁酸（WTA）翻轉(zhuǎn)酶TarGH轉(zhuǎn)運WTA的機制和TarGH特異性抑制劑Targocil的抑制機制。該研究成果在線發(fā)表在微生物領(lǐng)域?qū)I(yè)雜志mBio上。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）是主要的臨床致病菌之一，其引發(fā)的感染難以治愈甚至可能致死。由于近年來抗生素濫用，出現(xiàn)了對所有的β-內(nèi)酰胺類藥物都具有抗性的MRSA菌株。研究表明S. aureus細胞壁主要成分WTA是引起耐藥性的關(guān)鍵因素之一。在革蘭氏陽性菌中，WTA是一類共價連接在肽聚糖上的陰離子多聚物。WTA在細菌分裂、生物膜形成、宿主定殖以及細菌感染等過程中起著重要作用。因此，WTA合成路徑中的關(guān)鍵酶是新型抗菌藥物的重要靶點。在S. aureus中，WTA合成前體是N-乙酰葡糖胺修飾的多聚核糖醇長鏈，其通過共價鍵連接在錨定在細胞膜上的脂質(zhì)載體Und-PP上。該Und-PP連接的多聚核糖醇長鏈前體先在細胞內(nèi)完成合成，最后通過ABC轉(zhuǎn)運蛋白TarGH翻轉(zhuǎn)出細胞膜。作為最具潛力的抗生素靶標之一，TarGH及其抑制劑得到廣泛研究。先導(dǎo)化合物小分子Targocil是近期被鑒定出來特異性抑制TarGH效率較高的抑制劑，但是其抑制的分子機制并不清楚。為闡明TarGH轉(zhuǎn)運WTA的機理以及Targocil的抑制機制，作者用冷凍電鏡方法，解析了金黃色葡萄球菌WTA翻轉(zhuǎn)酶TarGH的同源蛋白，來自Alicyclobacillus herbarius菌的TarGH結(jié)構(gòu)。其同源性為50%。TarGH結(jié)構(gòu)總體分辨率為3.9 ?，其核心結(jié)構(gòu)區(qū)域分辨率達到3.6?。由于未結(jié)合ATP，TarGH結(jié)構(gòu)處于開口朝向細胞內(nèi)的構(gòu)象狀態(tài)。基于結(jié)構(gòu)，作者計算出了底物轉(zhuǎn)運通道，通過對組成通道的氨基酸殘基性質(zhì)分析并結(jié)合生理實驗，闡明了底物特異性識別機制。通過結(jié)構(gòu)比對作者提出TarGH及其同源蛋白利用“曲柄連桿”原理來實現(xiàn)底物轉(zhuǎn)運的分子機制。具有類似結(jié)構(gòu)特點的ABC轉(zhuǎn)運蛋白都可以利用這一機制通過相對微小的總體構(gòu)象變化轉(zhuǎn)運較大的底物。作者進一步通過生化實驗和計算機模擬確定了Targocil結(jié)合TarGH的精確位點，并闡明了其抑制TarGH轉(zhuǎn)運胞壁酸的分子機制。

"磷脂酶 D （PLD）是一類具有水解作用和磷?；D(zhuǎn)移作用的酶, 在磷脂改性方面發(fā)揮著重要作用。它可以將大量磷脂酰膽堿(PC) 催化合成為自然界稀有的磷脂質(zhì)，如磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰絲氨酸(PS)和磷脂酰甘油(PG)等，合成的磷脂質(zhì)在醫(yī)藥和食品工業(yè)具有很大的應(yīng)用前景。但由于來源不足和價格高，PLD的工業(yè)應(yīng)用一直受到限制。本項目通過基因工程和微生物發(fā)酵技術(shù)，解決了PLD工業(yè)化應(yīng)用中難表達和表達量不足的難題，利用重組大腸桿菌發(fā)酵實現(xiàn)了PLD的高水平表達，其酶活為106 U?L-1，產(chǎn)量為748 mg?L-1，分別比目前報道的最高水平提高了100倍和20倍；同時，本項目還建立了一種簡單有效提取重組PLD的方法，可望大大降低PLD的生產(chǎn)成本。本技術(shù)先進，應(yīng)用前景看好，如按106 U?L-1的發(fā)酵水平生產(chǎn)，成本約100元人民幣/1000 U，目前市場售價在3000-6000元/1000 U，利潤空間很大。 "

其他成果/n本發(fā)明屬于飼料添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種α-半乳糖苷酶軟膠囊飼料添加劑及其制備方法。該方法包括以下步驟：1)向磷酸鹽緩沖溶液中加入α-Gal，然后加入β-CD，再經(jīng)過均質(zhì)后靜置反應(yīng)，至反應(yīng)終點，得到α-Gal—β-CD添加液；2)將B型明膠加入水中，充分溶脹后加入甘油、防腐劑和二氧化鈦，混合均勻進行膠化，得到膠料；3)灌裝。通過本發(fā)明得到的軟膠囊添加劑利用環(huán)糊精抑制劑對α-Gal的抑制作用，使動物飼料中的α-Gal酶活，經(jīng)歷一個先低后高的過程，從而使飼料中的α-Gal在更合適的消化時期發(fā)揮催化作用。

本技術(shù)采用花生殼、小麥麩皮、大豆皮等農(nóng)副產(chǎn)物為原料制備 納米纖維素。首次采用生物酶結(jié)合超聲波技術(shù)以農(nóng)副產(chǎn)品為原材料制備納米級 膳食纖維，克服了目前酸法制備納米級膳食纖維污染重、周期長等缺點，建立 了一種高效、綠色、環(huán)保制備納米級膳食纖維的新方法；首次開發(fā)出納米級膳 食纖維及高纖維食品：包括面制品、淀粉制品、肉制品及功能性飲料制品等， 拓展了納米級膳食纖維的應(yīng)用范圍。本項目所開發(fā)的納米級膳食纖維功能性食 品，兼具優(yōu)良口感與保健功效，具有良好的市場前景，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán) 境友好型社會具有重要的促進作用。 生產(chǎn)條件及經(jīng)濟效益預(yù)測：納米膳食纖維素的初步市場估價為 15 萬元/噸。 項目投產(chǎn)后，年加工量 2000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 8000 萬，可 產(chǎn)生經(jīng)濟效益 2.55 億元，實現(xiàn)利稅 1.2 萬元。年加工量 1000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生 產(chǎn)線，估算投資額為 4000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益 1.275 億元，實現(xiàn)利稅 8400 萬 元；年加工量 500 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 2000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效 益 6375 萬元，實現(xiàn)利稅 3200 萬元。