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代谢改造酿酒酵母高效生产葡萄糖二酸
葡萄糖二酸是一种重要的化合物，在医疗和工业中有着广泛的应用。目前生产葡萄糖二酸的方法主要以化学法-葡萄糖化学氧化法为主，但该方法具有选择性低、成本高、得率低、要高温及产生大量氧化反应副产物不利于后续葡萄糖二酸的分离等局限性。目前生物法合成葡萄糖二酸主要是在大肠杆菌中进行的，但在大肠杆菌中异源合成葡萄糖二酸被许多因素限制。酿酒酵母因具有耐酸能力强、耐低温、可低 pH 发酵、没有噬菌体感染、适合大规模发酵、易分离和高抗逆性等特点，已被广泛用于产有机酸的研究，因此酿酒酵母比大肠杆菌更适合葡萄糖二酸的生产并具有更高的工业应用价值。利用酿酒酵母合成葡糖二酸具有很好的应用前景。
创新要点
1) 以酿酒酵母 BY4741 为出发菌株，将拟南芥的肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假单胞菌的 UDH 基因在 delta 重复序位点高效表达，敲除转录抑制因子OPI1 获得工程菌 Bga-3，该菌株在分批补料发酵条件下能够产 6 g/L 的葡萄糖二酸，为目前报道的最高值；
2) 通过提高工程菌的转运胞外肌醇的能力和工程菌自身合成肌醇的能力，解决提高葡萄糖二酸产量的关键问题；
3) 进一步协调肌醇用于细胞自身代谢活动和葡萄糖二酸合成之间的分配关系，并通过提高葡萄糖二酸合成途径效率和发酵优化，提高肌醇利用率和葡萄糖二酸合成的产量。
江南大学
2021-04-11
抗过敏益生菌的研发及制剂的高效制备技术
过敏性疾病已经成为世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、过敏性湿疹、食物过敏和过敏性休克等均与特异性免疫球蛋白 E（IgE）介 导的免疫反应密切相关，但目前过敏疾病的治疗药物存在副作用，不宜长期使用。江南大学食品生物技术中心经过多年的积累，通过体外高通量筛选。细 胞、动物模型，人群临床试食及多组学机制解析等手段，研究得到能够有效调 节免疫，缓解过敏性疾病，可长期食用无毒副作用的益生菌；并以此为基础， 开发了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术，并攻克了菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。
主要成果包括：
（1）研发得到 3 株有效缓解不同过敏性疾病的益生菌，长双歧杆菌 CCFM1029 通过降低血清中总 IgE 水平，皮肤组织 IL-4、IL-13 水平，局部组织 中组胺的释放，以及炎症细胞的浸润，缓解过敏性湿疹；短双歧杆菌 CCFM1067 通过改善肥大细胞炎症浸润，降低皮肤组织中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮
肤组织中 IL-10 的表达，最终实现缓解特应性皮炎症状；罗伊氏乳杆菌 CCFM1040 显著降低过敏性哮喘小鼠肺部病理炎症，抑制血清中尘螨特异性免疫30 球蛋白 IgG1 的产生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，缓解过 敏性哮喘症状；
（2）通过剖析益生菌的底物代谢规律和关键限制性生长因子，建立科学有 效的益生菌特异性增殖培养体系，并基于生长过程碳氮代谢规律，提出遵循底 物消耗规律的自动补料技术和发酵精准化自动控制工艺。益生菌增殖密度达到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是传统培养方法的 5~10 倍；
（3）开发了提高益生菌消化道耐受性的关键技术，解决了菌株通过胃肠道 后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术，使功能 菌株在胃酸环境下的存活率达到 95%以上，在胆盐环境下的存活率达到 90%以上。
江南大学
2021-04-11
L-苏氨酸的微生物高效生产方法
L-苏氨酸在食品、饲料、医药和化妆品等领域的用量呈长期稳定增长趋势，尤其在饲料添加剂中增长最为迅速。以添加了 L-苏氨酸的低蛋白配方饲料作为家禽日粮，不但可以缓解天然蛋白的匮乏，减少动物氨的排放，还能提高家禽的生产性能。而在医药领域，L-苏氨酸除了用于氨基酸输液之外，随着人类保健意识的提高，各类氨基酸保健饮品涌现市场，L-苏氨酸是必不可少的配方成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和甲硫氨酸之后第三大发展最迅速的氨基酸。因此 L-苏氨酸产业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，对关键基因进行了测序、蛋白结构解析及定向改造，以达到“开源节流”，即增强 L-苏氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高L-苏氨酸产率近 20 倍，具有较好的应用前景。
江南大学
2021-04-11
L-甲硫氨酸的微生物高效生产方法
L-甲硫氨酸广泛应用于饲料业，是家禽饲料中首选的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是强肝解毒剂、促进发育剂，当缺乏时会引起食欲减退。甲硫氨酸广泛应用于营养补充与畜产饲料，由于甲硫氨酸容易被鸡吸收而转变为鸡肉蛋白，在鸡饲料中添加甲硫氨酸，可少耗饲料，并使鸡肉生长健全。L-甲硫氨酸合成方法主要为化学合成法和微生物发酵法两种。因化学合成法会产生大量有害物质，微生物发酵法生产甲硫氨酸越来越受到关注。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，以达到“开源节流”，即增强 L-甲硫氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高 L-甲硫氨酸产率，目前中间菌株产率已达 21 mmol/L，具有重要的应用前景。
江南大学
2021-04-11
太阳能高效聚光热电联合供能系统
一. 项目简介：应用背景
太阳能光伏发电及太阳能热水器是目前太阳能利用最为成熟和广泛的两个技术领域，但是由于其产能形式单一，最终严重制约了其进一步的技术发展和市场推广前景。其中太阳能光伏发电存在光电转化效率低（由于温度效应，晶硅型光伏发电系统综合光电转化效率只能达到 12%-13%），光伏组件成本高，导致其成本回收期长。同时光伏电池生产也存在高能耗高污染的问题。如何提高单位面积光伏电池的发电量，减少电池用量是降低系统成本提高发电收益的重要手段。通过聚光可以有效提高光伏电池片表面的太阳能能流密度，并大大增加光伏电池的光电输出功率，成倍减少电池片用量（用量为传统技术的 1/4），间接降低了光伏电池生产的总能耗和总污染，但是提高电池表面太阳能能流密度的同时，电池的温度也急剧升高，严重影响电池的电输出性能和使用寿命，只有通过水冷的方式来降低电池温度，这就形成了该技术手段的另一种产能形式，太阳能热水。即太阳能热电联供。
西安交通大学
2021-04-11
有机溶剂超深度脱水分子筛膜和成套装备
本项目国际上首次实现了分子筛膜材料的连续化合成。解决了无机分子筛膜材料生产的品质稳定性难题，保障了超低缺陷分子筛膜材料的大规模生产应用。
本项目基于国际首创的微波介电合成技术,通过微波连续镀膜装备的自主研发，进一步强化微波合成过程中的非热效应（如Maxwell-Wagner效应，选键活化效应等)，弱化热效应，在国际上首次实现了高质量分子筛膜材料的连续化生产。专家组鉴定意见为:项目自主开发了连续化微波镀膜技术、自动化膜管后处理技术、分子筛膜管质量在线检测技术，并研制了相关生产与检测设备，形成了自动化分子筛膜连续生产线，年产量大于2万平米，合格品率大于99%，优级品率大于90%。这些指标与代表国际领先水平的日本三井造船和三菱化学的数据相比，具有5倍以上的单线产能提升和15%以上的合格品率提升，解决了分子筛膜材料生产的品质稳定性难题。更为重要的是，利用微波合成技术将分子筛膜的构成晶体从微米级缩小至纳米级，极大程度上消除了传统方法无法解决的系统缺陷，优级品分子筛膜表现出世界领先的分离选择性，为分子筛膜超深度脱水应用奠定了重要基础。
宁波大学
2021-05-11
一种纳米花生蛋白高分子复合膜及其制备方法
本发明公开了一种纳米花生蛋白高分子复合膜及其制备方法，包括以下步骤：(1)配制浓度为4mg/mL～12mg/mL的花生分离蛋白水溶液，调节溶液的pH为8‑9静置1‑2h；向花生分离蛋白水溶液中逐滴加入无水乙醇，至混合溶液中无水乙醇的体积分数为40‑80％，静置15‑30min，再加入交联剂，静置交联反应14‑20h，浓缩、干燥，得到纳米花生蛋白颗粒；(2)将基质、甘油用蒸馏水溶解，70‑90℃水浴15‑30min，冷却，得到基质溶液；(3)将纳米花生蛋白颗粒用蒸馏水溶解，得到纳米花生蛋白颗粒溶液，将其移入基质溶液中，调节溶液的pH为10‑12，真空脱气5‑10min，制膜，干燥，即得。本发明制备的纳米花生蛋白高分子复合膜的机械性能和阻水性能得到了显著的改善，可广泛应用于包装工业。
青岛农业大学
2021-04-11
聚合物-钾盐-碳纳米管复合膜材料及其制备方法
本发明涉及一种具有高介电常数的聚合物-钾盐-碳纳米管复合膜材料及其制备方法。该方法是将聚合物聚偏氟乙烯、钾盐和碳纳米管原料按设计质量比称量混合；在混合料中加入有机溶剂得混合液，将所得混合液均匀地倾倒在干净的平整玻璃片上，置于恒温箱中蒸发其中有机溶剂而成厚度为50～150μm的聚合物-钾盐-碳纳米管复合膜材料；该复合膜材料其相对介电常数在1kHz下高达103～106。本发明所制备的聚合物-钾盐-碳纳米管复合膜材料具有广泛的应用前景，可应用于聚合物电解质膜等。
四川大学
2021-04-11
纳米石墨烯-碳纳米管-离子液体复合膜及其制备与应用
本发明公开了一种纳米石墨烯-碳纳米管-离子液体复合膜及其制 备与应用，该纳米石墨烯-碳纳米管-离子液体复合膜的厚度为 4000nm 至 6000nm，该纳米石墨烯-碳纳米管-离子液体复合膜由多个石墨烯片 层相互叠加形成，相邻的两个所述石墨烯片层之间的间距为 20nm～ 50nm；相邻的两个所述石墨烯片层之间均分散有碳纳米管和离子液 体。本发明所述的复合膜比表面积高，并且该复合膜具有良好的电化 学活性，可广泛应用于纳米
华中科技大学
2021-01-12
抗细菌生物膜活性的YycG组氨酸激酶抑制剂新型药物
● 项目简介：细菌生物膜是细菌互相粘连形成的模样物，对大多数抗生素耐药，其耐药性比浮游菌可高达100倍。近年来细菌生物膜疾病日益严重、治疗难度极大，目前尚无抗细菌生物膜药物上市。YycG/YycF双组分信号转导系统对细菌的生长和生物膜形成具有重要的调控作用，可以作为理想的药物靶标筛选抗生物膜先导化合物。对先导化合物优化改造，评价其药效，研究候选药物的药代动力学特征并对其安全性进行初步评价，探讨其成药性，可能产生创新性强、具有自主知识产权的候选新药。● 应用前景：通过生物信息学分析，在表皮葡萄球菌全基因组中共发现了16对双组分信号转导系统。选择其中一组YycG/YycF 系统中的组氨酸激酶YycG的保守功能域HATPase_c作为候选抗菌药物靶点，通过高通量虚拟筛选获得了具有抑制生物膜作用的小分子化合物，能够可特异性地作用于葡萄球菌属等革兰阳性球菌，对革兰阴性菌无抑菌作用，且对哺乳类细胞毒性作用低。对表皮葡萄球菌已形成生物膜中的细菌具有杀伤作用，同时也可使细菌生物膜的结构发生改变，很好的抑制了生物膜的形成。以其中两个小分子化合物作为先导化合物，进行结构优化改造，已经获得30个结构新颖的衍生物。通过表皮葡萄球菌生物膜杀伤实验证明，其中5个化合物的MIC，MBC和抑制生物膜浓度均不同程度的优于先导化合物。化合物H5-10的MIC，MBC和抑制生物膜浓度分别达到1.5，3.1，25μM。目前该项目的技术水平居于国内领先、国际先进水平。本项目已申请并获得授权2项国家发明专利。
南京工业大学
2021-04-13