浙江大学合成生物学和生物产品工程技术平台
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生物化工与生物制药工程学科的核心问题之一是如何提高生物制造过程的生产效率。本课题组注重以生物科学的新发现和新方法驱动生物工程产业发展中关键性难题的解决及新型生物产品的发掘，形成“在合成生物学指导下，优化和改造微生物的遗传体系，并结合生物过程工程的集成创新，实现生物工程产品的高效规模化生产”的研究体系。
主要的研究方向：
异源基因高效功能性表达新技术
基于目标产品生产的基因工程不仅需要能够实现异源基因在宿主菌中的转移和重组，而且更需要异源基因在宿主菌中的高效功能性表达，才能实现目标蛋白质和目标代谢产物的高效和规模化生产。本课题组建立了多种高效可溶性表达异源基因的新方法，避免了表达过程中不溶性包涵体的形成，摈弃下游分离中蛋白质变复性的步骤, 革新了蛋白质药物的生产工艺；进一步发展了多种高效分泌性表达异源基因的新方法，实现了重组蛋白质从细胞质内到细胞周质或细胞外的转运和分泌，建立了无需破壁的简单高效生产功能性重组蛋白质的新技术。提出和建立了无细胞体外高效合成功能性蛋白质的新技术。为了克服体外基因表达的多种缺点，创建了无细胞体外合成蛋白质新技术，成功地在体外高效合成一系列在体内难以表达的具有细胞毒性蛋白质和膜蛋白质（离子通道蛋白质），并开创体外构建代谢途径及合成生物学研究。
研究成果以系列论文形式发表在 PLoS ONE、Anal Biochem、Appl Microbiol Biot、Peptides、Biotechnol Progr、Process Biochem、J Ind Microbiol Biot 等国际著名学术期刊上，共30多篇，其中SCI收录论文30篇，单篇最高他引38次。获得了二项浙江省科技二等奖（自然科学类）。目前主要从事重要临床诊断用酶的高效表达及结构改造、高效无细胞合成蛋白质新体系的构建、体外合成水离子通道蛋白质用于构建高效水过滤芯片、无细胞体系中构建胞壁酸合成途径及体外合成生物学研究等。
微生物代谢工程改造和合成生物学新技术
在链霉菌中通过对目标产物生物合成基因簇的基因操作，可提高次级代谢产物的产率或组合生物合成新衍生物。采用基因簇转移技术在异源宿主菌中开展次级代谢产物的生物合成，以及基因组规模上的基因组重排和进化技术。本课题组采用基因敲除技术在异壁链霉菌中实现了博莱霉素新衍生物的组合生物合成，并在工业红曲霉去除橘霉毒素的合成；建立大片段基因簇转移技术，在链霉菌宿主实现了新型抗肿瘤抗生素iso-MGS的异源生物合成；发展了多种基因组重排和快速进化技术，提高了多个微生物菌种的生产水平。
研究成果以系列论文形式发表在J Biol Chem, Metab Eng, Mol BioSyst, Biotechnol Bioeng, ChemBioChem, Appl Microbiol Biot, Bioorg Med Chem等杂志，共20多篇，其中SCI收录16篇。目前主要开展生物工程肝素、基因组进化高产番茄红素和新一代红霉素组合生物合成等研究。
生物工程产品的高效和规模化生产新技术
基于目标产品的生物系统遗传改进、重组和进化的研究目的，不仅限于建立异源基因高效表达、代谢工程和基因组重排等关键性平台技术，更重要的是进一步结合下游生物过程工程新技术，最终实现从原料到目标产品的高效和规模化生产。本课题组建立了重组微生物高效和规模化制备蛋白质药物的多种新技术；采用遗传改造的抗生素生产菌，提出并建立多组分流加培养新技术，并结合新型生物反应器的集成创新，建立多种抗生素药物规模化生产技术；建立酿酒工程酵母高密度细胞培养新工艺，实现了S-腺甘-L-蛋氨酸的工业化生产；以可再生非粮原料，建立高粘度聚谷氨酸生产、纤维床高效规模化生产丁酸的新技术，进行了工业化试生产。
研究成果以系列论文形式发表在Bioresour Technol, Biotechnol Bioeng, Adv Biochem Eng Biotechnol，Appl Microbiol Biot, Biotechnol Progr, Enzyme Microb Tech, Biochem Eng J 等著名国际专业学术期刊，共40多篇，其中SCI收录论文32篇。获得了二项省部级科技进步二等奖。目前主要从事以非粮原料生物炼制生产生物聚合物、生物燃料和大宗化学品的研究。
