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新型酶制剂创制与产业化项目
2021-09-01 10:07  

一、成果简介

酶是生态型高效催化剂,是生物界物质转化的核心。采用工程菌株高效表达外源基因的方式生产酶蛋白,是降低酶制剂生产成本、增加酶制剂种类的有效途径,也是该领域的竞争焦点。发展具有自主知识产权的通用、高效、规模化表达系统与技术,是突破国际封锁、全面提高我国酶制剂产业技术水平的战略必争之地。

黑曲霉具有卓越的分泌表达蛋白能力和高度的安全性,被誉为“理想的真核蛋白细胞工厂”,是目前和未来工业蛋白质表达系统研究的热点。本项目成功地建立了食品级黑曲霉分泌表达系统,目前已利用该系统创制了甘露聚糖酶、真菌淀粉酶、木聚糖酶、脯氨酰内肽酶、酸性蛋白酶、漆酶、真菌毒素降解酶等工程菌,整体上达到了国内领先、国际先进水平。

二、成果创新点

本项目将生命科学前沿理论和技术创新与产业化紧密结合,是利用生命科学和技术提升传统产业的典型案例。在项目初期,与肇东日成酶制剂有限公司、北京夏盛实业集团等国内知名酶制剂企业形成紧密合作关系,提炼出“研发黑曲霉表达系统”这一产业共性核心技术问题,并按照最适合于产业化的要求选择实验材料和技术路线。之后,通过在黑曲霉分泌蛋白基因表达调控理论和基因置换技术方面的创新,成功建立了食品级黑曲霉分泌表达系统,该系统填补了我国在丝状真菌表达系统核心技术上的空白,为众多工业蛋白质的研发和产业化提供了技术体系支撑。

三、应用推广及效益

酶制剂广泛应用于农业、制造业、医药、能源、环保等传统产业,经济效益好、资源消耗低、环境污染少,是建设生态型社会的发展趋势。在国际酶制剂市场,国内100多家酶制剂生产企业的销售额不到全球市场的10%,外国企业在市场竞争中占尽优势,其主要原因是通过掌握以工业蛋白质高效表达系统为核心的育种技术,拥有更多的酶制剂类型、酶活更高的产品和更低廉的生产成本,从而获得更高的利润。例如,国际大企业的GMO高水平生产菌使用率达到了60-80%,商品酶制剂品种600多种,利润率达到了40%以上;而国内企业却极少使用GMO生产菌;商品酶制剂品种只有26种,利润率不到10%。

本成果通过在核心理论和技术上的创新,能够为酶制剂企业提供生产工艺成熟、成本低廉、安全性高、市场急需的新型酶制剂工程菌,从根本上解决我国酶制剂产业发展的共性和瓶颈问题。因此,本成果是酶制剂企业急需产品,供不应求。

酶制剂生产企业的年利润为200-2000万元,而酶制剂的应用又可创造数十倍乃至数百倍的经济和社会效益。而表达系统是培育工程菌的共性平台技术,可创制的新型酶制剂工程菌不可限量,并具备持续提升能力。此外,该表达系统还可应用于重组蛋白质药物、疫苗、诊断制剂生产等领域,创造更大的经济效益。

技术领域:生物技术

合作方式:技术转让;实施许可;技术服务

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