学科建设

一、酶与生物催化工程研究所(所长:薛亚平教授)

酶与生物催化工程研究所以国家重大科技需求为引领,面向国际工业生物技术科技前沿,开发绿色、高效的工业生物制造产业化技术。研究方向涵盖生物催化剂开发与改造、化学品绿色生物制造、生化产品的分离等领域,重点沿“新酶发现、催化机制、理性设计及工程示范”创新链进行理论基础技术与工业应用技术开发。研究所现有研发队伍17人,其中教授6人,副教授4人,讲师6人,博士后1人。研发团队成员先后入选国家万人计划科技创新领军人才、国家科技部中青年科技创新领军人才、浙江省万人计划科技创新领军人才、浙江省万人计划青年拔尖人才等等,获国家技术发明二等奖、省部级科学技术一等奖、中国专利优秀奖等多项奖励。

代表性研究成果如下:

1. 亚胺培南/西司他丁钠化学-酶法合成关键技术及产业化国家技术发明二等奖

image.png 

亚胺培南/西司他丁钠的化学-酶法生产

2.腈水解酶工业催化剂的创制及应用 (中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖);

 image.pngimage.png

 腈水解酶催化剂的生产及应用


二、微生物与发酵工程研究所所长:钟卫鸿教授

微生物与发酵工程研究所拥有一支结构合理的人才队伍,现有教授3人、副教授11人、讲师6人、博士后3人,其中国家“万人计划”科技创新领军人才1人、浙江省“新世纪151人才工程”第一层次人才2人。承担国家级项目18项、省部级项目34项、企业横向项目70余项。在Chemical ReviewsBiotechnology and BioengineeringApplied and Environmental Microbiology等国际知名期刊发表研究论文近百篇,获授权国家发明专利57项。

紧密围绕生命健康领域重大需求,结合传统遗传育种技术和基因工程、代谢工程、合成生物学等现代分子生物学技术,利用微生物细胞工厂生产具有特定功效的产品以及降解污染物和废弃物,并对发酵过程进行优化和解析,进一步提升发酵技术和生产水平。

主要研究领域:

1.微生物产品的绿色生物制造

1)生物保鲜剂、维生素(B2和辅酶Q10等)、抗生素(多杀菌素、多粘菌素和黄霉素等)、生物农药(阿维菌素等)、医药化学品(肝素类糖胺聚糖药物前体及其衍生药物)、天然香精香料和色素的发酵生产和高效菌株的构建

2)酶的修饰与改造,多酶催化体系构建

3)酶的分离纯化与工业应用

4)微生物基因编辑和遗传操作系统的开发

2.发酵过程的优化和发酵产物的分离纯化

1)微生物发酵过程的解析和优化

2)发酵产物的分离与分析、安全评价和风味评价

3.环境污染物的降解和废弃物的资源化利用

1废烟叶提取茄尼醇及其生物转化

2)环保微生物、促进植物生长微生物的开发与应用

4.海洋生物资源的开发与利用

1海洋生物制品、海洋微生物资源的开发及应用

2功能多(寡)糖的开发及应用:抗肿瘤,降血脂,降血糖,免疫调节,和抗病毒等生物活性天然活性多糖

5.微生物细胞与环境的互作应答机制

1)微生物信号传感与应答及其人工代谢调控系统

2)微生物合成代谢和分解代谢的调控机制

3)用于代谢物监测、污染物检测和药物筛选的微生物全细胞传感器的构建与优化


三、生物制药与生物材料研究所(所长:朱勍教授)

生物制药与生物材料研究所拥有专任教师17人,其中教授6人,副教授3人,教师100%具有博士学位。生物制药与生物材料研究所对接“健康中国”重大战略需求,面向医药工业重大技术需求,围绕原料药化学-酶法组合催化合成、医药化学品生物制造用酶和细胞的创制与改造、生物制药下游过程技术、药物先导化合物发现与活性评价、荧光探针辅助疾病预诊断、生物基新材料的制备与改性等关键技术开展卓有成效的产学研合作研究,开发成功阿卡波糖、阿托伐他汀、瑞舒伐他汀、西他列汀、氯吡格雷、布雷菲德菌素A、维生素E衍生物、益生菌、药物载体材料、组织工程材料、类器官芯片等生产技术。建成了心脑血管疾病、糖尿病、乳腺癌等多个重大疾病治疗药物及制剂辅料的工业化生产线,实现医药、营养品和生物材料等重大产品的绿色生物制造。

代表性研究成果:

1.“阿卡波糖原料和制剂生产关键技术及产业化”(获国家科技进步二等奖,教育部科学技术进步一等奖、浙江省科学技术一等奖);

2.“阿托伐他汀钙化学-酶法合成关键技术及产业化”(获浙江省科学技术发明一等奖、中国专利优秀奖和浙江省专利金奖)。


四、合成生物技术研究所(所长:柳志强教授)

合成生物技术研究所一直致力于氨基酸、抗生素及各类手性化合物的合成生物技术开发、微生物化学品工厂的设计改造。研究所近年来承担了‘合成生物学’国家重点研发计划各类项目、课题。研究所在首席科学家沈寅初院士、郑裕国院士的指导下成功开发了生物催化剂分子设计、筛选与改造、反应调控、合成代谢途径系统改造和全局优化等系列核心技术,在手性生物催化、氨基酸及天然产物生物合成等生物精细化工的多个领域取得具有国际先进水平的研究成果,建成产业化生产线8条,获得各类省部级奖项3项。为我国生物制造行业科技进步和产业发展作出了重要贡献。 研究所现有研发队伍13人,其中教授2人,副教授7人,校聘副研究员2人,讲师2人。研发团队成员先后入选浙江省万人计划科技创新领军人才、浙江省151人才工程第一层次、江苏省双创领军人才、浙江省钱江人才等等,获省部级科学技术一等奖、中国专利优秀奖、省专利金奖等多项奖励。

代表性研究成果:

1.氨基酸高效合成细胞工厂构建。构建了基于多模块组装平衡适配的大肠杆菌高效合成甲硫氨酸细胞工厂,系统解决了不同元素平衡供应问题。实现了目标产品产率的大幅提升。

2.抗真菌抗生素的生物合成。经过多轮紫外诱变、化学诱变、结合代谢工程改造,得到发酵水平较高的抗真菌抗生素高产突变株 ,具有优越工业生产性能和自主知识产权。通过研究核心酶的结构特点,筛选获得活性提高30倍的突变体。

3.功能性营养化学品生物制造。发酵冬虫夏草菌粉及制剂先进制造关键技术与产业化项目在国内外率先实现了发酵冬虫夏草菌粉及制剂的先进制造技术的开发与产业化应用。

4.维生素及其衍生物的高效合成。基于基因组水平的强化表达;生长必须氨基酸的精细调节;竞争途径弱化;初步实现了D-泛酸及其衍生物的高效合成。   


五、生物资源与生物环保研究所(所长:靳远祥教授)

生物资源与生物环保研究所有专任教师15人,包括教授3人,副教授7人,讲师5人,博士后、硕博研究生100余人。近五年承担国家重点研发计划课题、企业重大研发项目、国家自然科学基金等科研项目30余项,总经费约1500万元。获浙江省科技进步一等奖1项。本研究所以生命健康为导向,以产业应用带动科研,致力于有效生物资源的提取、开发与生物合成,生物活性成分安全评价体系建立及健康效应评估等方面的研究。

代表性研究成果如下:

1.高效生物催化剂的开发与应用

1)脂肪酶/酯酶在维生素类、农药、医药、食品添加剂和功能性油脂的生物合成应用(“高效脂肪酶催化制备脂溶性维生素关键技术及产业化”项目荣获2019年浙江省科技进步奖一等奖)

2)糖苷酶在黄酮类产品中的应用

2.手性催化技术的创新与应用

氧化还原酶、醛缩酶、氨基酸脱羧酶/合成酶等在手性合成(S)-N-Boc-3-哌啶醇、(R)-香茅醛、维生素、氨基酸和抗生素等中的应用

3.代谢工程与微生物发酵

1)萜类化合物的生物合成

2)海洋EPA/DHA、几丁质寡糖的生产应用

3)发酵生产丙酮酸、左旋多巴、甲硫氨酸及其衍生物等

4)农产品资源加工利用(果蔬、粕类发酵加工、果胶低聚糖)

4.消除环境水体中重金属、抗生素等基因工程菌的构建与应用

5.益生菌、生物活性成分安全评价体与健康效应分析