华东理工大学全细胞催化法在手性非天然氨基酸的制备产业化应

用肉眼都看不到的小细胞甚至分子，支撑起一个数万亿美元规模的生物制造产业，并带来了变高污染、高消耗的传统化工为“绿色制造”的巨大前景。华东理工大学魏东芝教授30年该领域，两次荣获上海市科技进步一等奖（2010年和2012年），技术应用单位3年新增产值11.7亿元。

一种酶专一地催化一种化合物，这是生物化学的经典说法，在魏东芝的“魔杖”下，“专情”的酶却变成了一把能打开多个反应的万能钥匙，并在手性非天然氨基酸的制备中大显身手。

通过生物催化拆分制备手性非天然氨基酸成为目前工业界群雄逐鹿的火热赛场，因为手性非天然氨基酸是合成手性医药、手性农药、手性食品添加剂及其它精细化工品的关键中间体（半成品原料），用途极广，诸如治疗老年痴呆症药物、肽类抗疼止痛药、抗肿瘤药物、抗癫痫药、抗艾滋病药等许多新药都用它们合成，全球市场可值70亿美元，由此还可带动数万亿美元的产业发展。

魏东芝不仅建立了涵盖近千种酶的数据库，还对其中的一些进行了功能改造，让它们不再限于催化一种反应，用他的话说，“就像万能钥匙一样”。

例如，青霉素酰化酶原来用于催化水解青霉素g生产抗生素原料，经过魏教授团队的改良，首次应用到拆分手性非天然氨基酸的过程之中。这个新成果中，将青霉素酰化酶发酵水平提高到每升10万单位，成为国际最高水平，分离纯化总收率达90％以上，实现了优质化、规模化、低成本制备的预期目标。

“经过改造，一种酶可以催化十几种甚至几十种反应，一酶多用，酶的成本自然就下来了。”魏东芝说。

目前，他的全细胞催化法已经成功地应用于多元醇的定向转化。据魏老师介绍，用他们发明的全细胞催化法生产出来的产品目前已有90余种之多，其中，米格列醇、二羟基丙酮、葡萄糖酸、光学纯苯乙二醇等4个产品的技术发明成果已实现产业化，部分产品生产工艺已完成中试。

通过30年的不辍耕耘，魏东芝的团队建立起了一个包括近千种酶在内的数据库，从各种酶的基因图谱绘制、细胞表达到发酵罐里的生产，平台技术全套衔接无缝、上下游一体化。