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本項目針對上述問題，從分子、細胞和個體水平三個層面上研究人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)生物學(xué)行為及相關(guān)技術(shù)的臨床應(yīng)用，旨在提高兒童腫瘤療效。 1、主要科技內(nèi)容和技術(shù)特點： 1） 率先在國內(nèi)外建立RT-PCR和實時定量RT-PCR檢測hTERT法，該法簡便、快速、經(jīng)濟、安全，適用于臨床推廣應(yīng)用。該項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于兒童惡性腫瘤診斷、監(jiān)測和指導(dǎo)個體化治療，提高了兒童腫瘤的診療水平。 2）首次在國內(nèi)外研究體內(nèi)造血干細胞hTERT的生物學(xué)行為，證明了hTERT與促紅細胞生成素的關(guān)系，并系統(tǒng)研究了惡性腫瘤細胞hTERT的生物學(xué)行為， 探討腫瘤細胞中Aurora A與hTERT及端粒酶表達的相關(guān)性，提出hTERT與細胞因子網(wǎng)絡(luò)紊亂相互作用促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展的新觀點，為惡性腫瘤在分子水平上的監(jiān)測和以hTERT為靶點的生物工程治療提供了依據(jù)。 3） 在國內(nèi)外首次闡明端粒酶重建對成纖維細胞遷移能力和生物節(jié)律的調(diào)控，把端粒酶、hTERT生物學(xué)行為和生物節(jié)律與腫瘤擇時治療有機結(jié)合，為腫瘤治療提供了一條新路徑。實踐證明，在該理論指導(dǎo)下進行化療，可明顯提高腫瘤化療效果，且毒副作用明顯減少。

精氨酸酶它能將精氨酸水解，生產(chǎn)鳥氨酸和尿素，是生物體中參與尿素循環(huán)而起作用的酶。基于這個反應(yīng)機理，目前精氨酸酶一方面可用于功能性氨基酸 L-鳥氨酸的生物制備；另一方面可作為藥物用于癌癥諸如肝細胞癌、黑色素細胞癌、腎癌等以及一些病毒感染的治療。鳥氨酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有保肝護肝、促進垂體分泌生長激素、提 高血清中的胰島素類生長因子的水平、進而促進肌肉的生成、緩解運動后的身體疲勞及運動后人體內(nèi)氮的失衡等功能。 本項目通過菌種篩選獲得高產(chǎn)精氨酸酶菌株，并將其用于鳥氨酸的生物制備，鳥氨酸產(chǎn)量可達到 70g/L 以上，底物精氨酸的摩爾轉(zhuǎn)化率 96%。

磷脂酶 D 是一種用于磷脂改性的工業(yè)化生產(chǎn)用酶，近年來研究較多且效果比較明顯的是通過微生物發(fā)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(fā)，通過磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，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(zhuǎn)移反應(yīng)合成新的磷脂衍生物，用在藥物學(xué)領(lǐng)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(diào)節(jié)細胞膜關(guān)鍵蛋白的功能狀態(tài)，提高腦細胞的活力，改善大腦功能、修復(fù)大腦損傷，成為“腦專一性營養(yǎng)物質(zhì)”。本項目通過菌種篩選獲得一株高產(chǎn)磷脂酶 D 的肉桂鏈霉菌菌株。通過發(fā)酵優(yōu)化，發(fā)酵酶活可達到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生產(chǎn)。 

成果簡介： 為解決葡萄糖酸及其復(fù)合鹽生產(chǎn)過程中的酸堿污染及催化劑成本高的難題，引入固定化葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶一步催化技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)物的連續(xù)化生產(chǎn)，綠色環(huán)保并大幅度降低了成本。在此過程中，調(diào)控了固定化介質(zhì)的表面性質(zhì)，提高了固定化酶的活性和穩(wěn)定性；改變了固定化酶的pH耐受性，可在不加酸堿中和低pH下催化反應(yīng)，大幅度降低了廢水處理的難度。

化學(xué)學(xué)院歐陽鋼鋒教授團隊揭示封裝模式是如何影響酶@MOFs的生物功能，并提供一種新的策略可制備具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人員以6種工業(yè)用途廣泛的酶為模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、細胞色素C (Cyt C)、辣根過氧化物酶(HRP)、過氧化氫酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脫氫酶(ADH)），研究了它們原位封裝于ZIF-8空腔后的活性轉(zhuǎn)化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分酶可保持較高的生物活性，但另一部分酶活性則嚴重下降甚至完全失活。接著，研究人員通用過系統(tǒng)的表征手段發(fā)現(xiàn)酶的活性轉(zhuǎn)化與其封裝模式密切相關(guān)：1）在基于酶誘導(dǎo)ZIF-8成核驅(qū)動的快速封裝模式中，得到的酶@ZIF-8保持較高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀緩慢封裝模式中（此過程中酶不參與ZIF-8成核），由于過量配體（2-甲基咪唑）的去折疊效應(yīng)和競爭配位，得到的酶@ZIF-8趨向于失活（圖1A）。有趣的是，這兩種封裝模式與酶的表面電荷性質(zhì)有關(guān)。研究人員通過酶表面氨基酸殘基的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶的表面電荷，可實現(xiàn)酶@ZIF-8封裝方式的有效調(diào)控，進而改善酶@MOFs的生物活性。接著，研究人員探討了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。我們首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8對H2O2進行可視化傳感。谷胱甘肽(GSH)是一種生物硫醇，與糖尿病、肝病、白內(nèi)障、阿爾茨海默病和帕金森病等多種病癥相關(guān)。H2O2可氧化GSH進而影響酶@MOFs的H2O2傳感性能(圖1B)。鑒于這一原理，我們建立了一種GSH的可視化酶@MOFs傳感平臺，并具有較高的檢測靈敏度和較寬的線性范圍（圖1C）。與單酶催化相比，多酶催化級聯(lián)反應(yīng)是生物體內(nèi)一類重要的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，在生物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝途徑中起著關(guān)鍵作用。研究人員將多種酶（GOx和HRP）共封裝于MOFs（簡稱ECMN，圖1D），模擬細胞內(nèi)級聯(lián)催化過程；同時，可以通過調(diào)控酶的封裝模式，提高ECMN的級聯(lián)催化性能（圖1E），并實現(xiàn)葡萄糖的高靈敏、可視化檢測? 此外，研究團隊從封裝策略及應(yīng)用兩方面總結(jié)了酶@MOFs的最新研究進展：重點介紹了MOFs孔徑結(jié)構(gòu)和酶生物界面與金屬離子的相互作用對酶封裝效率的影響及影響酶活性轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素；并展示了酶@MOFs在生物傳感、催化和納米催化治療等領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。

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

(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； 

已有樣品/n本項目篩選獲得了一個蛋白酶，并利用該酶建立了制備明膠的新工藝。與傳統(tǒng)酸堿法相比，該工藝能夠節(jié)約淡水50%以上，生產(chǎn)周期從60-100天縮短為5-10天，同時大幅降低酸堿試劑的消耗量，與普通酶法相比，成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量和得率將大幅提高。本技術(shù)適用于現(xiàn)有明膠廠的工藝升級替代。總投資額600-1000萬元，綜合成本降低20%，三廢排放降低30%。

該材料具有良好的加工性，能制備成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及靜電紡絲纖維膜等多種產(chǎn)品。由于一氧化氮能夠可控按需釋放，CS-NO及其復(fù)合材料可用于治療糖尿病下肢缺血、皮膚損傷和心梗疾病。

復(fù)合鐵酶促活性污泥強化污水生物脫氮除磷技術(shù)從改進生物脫氮除磷活性污泥絮體結(jié)構(gòu)為切入點，采用人工調(diào)控技術(shù)手段，強化鐵離子在電子傳遞體系中電子傳遞作用與酶促反應(yīng)的激活劑作用，提高脫氮除磷微生物的生化反應(yīng)代謝活性與適應(yīng)外界環(huán)境因素變化的能力，提高生物脫氮除磷效率，解決污水生物脫氮除磷系統(tǒng)存在的固有矛盾與瓶頸問題。       該技術(shù)不僅大大提高生化反應(yīng)系統(tǒng)微生物活性（DHA、ETS 與 SOUR 分別提高 30%左右），而且提高了城市污水脫氮除磷效率與系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，與普通活性污泥生物脫氮除磷系統(tǒng)相比較，其生物脫氮與除磷效率分別可提高10%、25%左右，特別在解決低溫硝化影響問題上具有突破性進展，系統(tǒng)抗低溫能力得到明顯增強（在反應(yīng)溫度 10℃條件下，系統(tǒng)硝化效率可以保持 70%以上，同時除磷效率達到 90%）。