2017温州市科技进步奖申报公示-西南大学科技处.doc

温州市进步奖拟推荐项目公示表 项目名称 药用微生物活性成分代谢调控关键技术及产业化应用 推荐单位 温州市开发区科技局 项目简介 多糖、抗菌素等药用微生物活性次生代谢产物结构复杂，生物发酵技术因周期短效率等优点 1、项目首次借助微生物细胞催化合成平台和代谢工程途径对灵芝活性成分（灵芝多糖、灵芝三萜）生物制造技术进行探讨，构建了灵芝多糖合成代谢途径，明确了薏苡仁酯调控灵芝活性成分高效生物合成的机理，其促进灵芝胞内、胞外多糖、灵芝三萜产量分别提高了1.83倍、2.42倍和2.76倍。 2、基于代谢分析和代谢改造，自主选育了木耳黑色素（CGMCC No.9711）、假单胞酸A（CGMCC No.7147）高产菌株，通过多参数相关分析，系统研究了木耳黑色素、假单胞酸A生物合成的营养调控因素，分别确定了以棕榈酸促进木耳黑色素、腺嘌呤促进假单胞菌酸A生物合成的发酵调控技术，木耳黑色素产量提高了2.22倍，假单胞菌酸A效价提高了1.31倍。 3、基于因子实验设计的发酵基质优化数学模型→发酵关键条件优化数学模型→发酵放大模拟预测模型→发酵放大验证和修正，建立了便捷、高效合成桑黄多糖的现代液体深层发酵体系，与未优化条件相比，桑黄多糖产量提高了3.88倍。 项目有效地提高了灵芝多糖、假单胞菌酸A等微生物活性成分的生物合成，发表学术论文12篇，其中SCI 收录9篇，被《SCI-Expanded》收录论文引用122次。项目申请国家发明专利4件，已授权3件。项目成果应用于浙江瑞邦药业股份有限公司产品生产，近三年实现产值22000万元，利税5000万元。 主要科技创新 创新点1. 首次发现薏苡仁等中药成分能促进灵芝多糖、灵芝三萜的生物合成，并揭示了其调控的酶学机理；并发明了以灵芝活性成分为基础的免疫调节制剂（饲料添加剂）。 我们自2008年以来，对如何调控灵芝细胞中关键活性成分的生物合成进行了全新研究。其中一个思想是：对于的研究，常规思路是研究对人体/动物生理的影响（即防治疾病），但对微生物产物的合成代谢有无影响呢？基于此思想，我们筛选了大量的中药，研究了补加中药提取物对灵芝物合成的调控作用。结果发现薏苡仁（Coix lacryma-jobi）中的某些成分可以显著促进灵芝多糖的合成代谢，进一步研究发现，薏苡仁中薏苡仁酯是促进灵芝生物合成的关键物质。补加薏苡仁酯后发酵，灵芝多糖的基本合成途径没有改变。但是灵芝多糖合成的关键酶α-磷酸葡糖变位酶（α-PGM）的酶活及其表达量得到显著提高，表明薏苡仁酯的添加，可促进α-PGM 的表达，并促使灵芝细胞的代谢流朝灵芝多糖合成的支路迁移，灵芝动力学研究也证实了灵芝多糖合成量的增加。 假单胞菌酸A 作用在细菌体内的异亮氨酸-tRNA合成酶与异亮氨酸的结合点上，从而阻碍氨基酸的合成，消耗了细胞内的tRNA，使RNA的合成及蛋白质的合成过程中止，从而抑制细菌的生长。假单胞菌酸A对革兰氏阳性菌，比如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌具有很强的抗菌活性。对一些革兰氏阴性菌，如流感嗜血杆菌，淋球菌等也有效。由于假单胞菌酸A对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的治疗显示出了独特的疗效，具有重要的临床应用前景。为了提高假单胞菌酸A 发酵水平以及降低其结构类似物（假单胞菌酸B、C、D 组份）的合成，本项目基于代谢分析和代谢改造，自主选育了假单胞酸A（CGMCC No.7147）高产菌株，通过多参数相关分析，系统研究了假单胞酸A生物合成的营养调控因素，确定了以腺嘌呤+pH控制调控假单胞菌酸A生物合成的发酵技术，假单胞菌酸A效价提高了31.7%，并显著减少了其结构类似物（假单胞菌酸B、C、D 组份）的产生。 创新点3.建立了桑黄多糖、木耳黑色素等食（药）用真菌关键成分高效合成调控的发酵体系 建立了基于数学模型分析的食（药）用真菌关键成分发酵过程模拟、放大的高效合成调控体系。即：基于因子实验设计的发酵基质优化数学模型→发酵关键条件优化数学模型→发酵放大模拟预测模型→发酵放大验证和修正。以桑黄多糖和木耳黑色素为分析样本，建立了便捷、高效合成桑黄多糖和木耳黑色素的现代液体深层发酵体系，该体系可广泛用于其他食（药）用真菌发酵合成关键活性物质。 主要完成人及技术贡献 第一完成人：卜光明 主持完成了假单胞菌酸A高产菌株CGMCC No.7147的选育、发酵工艺条件的优化；协助完成了木耳黑色素的菌株选育、食（药）用真菌关键成分高效合成调控的发酵体系的建立。 第二完成人：杨海龙 完成了薏苡仁等中药成分促进灵芝多糖、灵芝三萜的生物合成的研究，并揭示了其调控的酶学机理；建立了基于数学模型分析的食（药）用真菌关键成分发酵过程模拟、放大的高效合成调控体系。 第三完成人：邹祥 基于因子实验设计的发酵基质优化数学模型，建立了便捷、高效合成桑黄多糖的现代液体深层发