我国首个智能多功能酶研制成功

　　酶催化技术有望使传统化工产业实现“绿色”制造

　　被称为21世纪化学工业可持续发展基本工具的新型酶催化剂技术在我国取得突破。在国家自然科学基金委重点项目支持下，清华大学生物化工研究所研制成功中国第一个智能多功能酶——MBP（麦芽糖结合蛋白）融合肝素酶。经过半年的中试，该项目课题组3月20日宣布，他们已稳定制备出达到国际先进水平的平均分子量在2000~3000左右的超低分子量肝素。

　　酶催化是构建绿色化学的关键技术。据清华大学生物化工研究所所长邢新会介绍，清华大学之所以将智能多功能酶的研究方向首先锁定在肝素酶，是因为长期以来中国用作防治血栓的生化药物——低分子量肝素主要依赖进口，价格居高不下，因此该项研究社会意义重大。据介绍，研究小组利用生物化工技术，建立了生产高效智能多功能MBP融合肝素酶的新工艺。他们首先在酶中加入荧光蛋白信号，可以快速追踪；其次在酶中加入容易分离的MBP蛋白，这样实验得到的肝素酶只需进行一步分离就能达到95%的高纯度。

　　半年的工业化生产试验表明，清华大学生物化工研究所研制的MBP融合肝素酶不仅可以有效降解高分子肝素，还能够通过控制酶反应时间和酶量制备出平均分子量在2000~3000左右的超低分子量肝素。尤其值得一提的是，采用酶法制备低分子量肝素反应条件温和，与传统化学裂解法相比较，具有收率高，环境友好，易实现连续生产等优点。而且得到的产品和肝素酶易于分离，酶还可以反复使用，从而降低酶的使用成本和低分子量肝素的生产成本。这种智能多功能型MBP融合肝素酶已申请3项专利，并于2007年11月获第十七届全国发明展览会银奖。

　　据了解，该课题组目前正将这种智能多功能酶用于改造磷酸转移酶和工业用酶。以用于食品添加剂精细化工行业的磷酸转移酶为例，目前，国内用化学法生产的食品添加剂会产生毒性，而被日本和韩国垄断的生物法则采用智能多功能磷酸转移酶进行跟踪，可以随时监测酶的活性，而且反应过程温和、清洁、无污染。

　　背景链接 
               
　　酶作为一种高效生物催化剂，在常温、常压和pH值中性条件下具有十分高效的催化活力，利用酶的高效选择性催化作用可制造出种类繁多的目的产物，避免了化学法合成的许多不足。与传统化学过程相比，酶催化技术是改变化工行业高污染、高能耗现状的一个重要途径，是构造新型清洁高效化工生产过程的技术手段。

　　国外对酶催化过程的研究非常重视，最近5年来，欧美日等发达国家大力推动酶催化生产大宗化学品、生物能源等生物化工技术的研发和应用。美国提出到2020年，通过生物催化技术，使化学工业的原料消耗、水资源消耗、能量消耗各降低30％，污染物的排放和污染扩散减少30％。

　　我国目前在酶催化生产大宗化学品方面还比较落后。虽然利用酶催化技术生产高效低成本的酶制剂作为生物化工产业的发展方向，已被写入国家科技发展中长期规划，但目前还处于理论研究阶段，没有规模化生产。在清华大学研制出这种用于降解高分子肝素的MBP融合肝素酶之前，我国在智能多功能酶的研发方面是一片空白，此项成果的问世，对于酶催化技术的研发和推广有着重要的示范意义。一旦工业化试验成功，研究小组将用这种方法改造其他的工业酶，并应用智能多功能酶技术改造传统化工产业，使化工生产朝着更经济、更环保、更清洁的“绿色”方向发展。