生物催化技术研究现状和发展趋势

2016-11-27杨立荣浙江大学化学工程与生物工程学院杭州310027

合成生物学 2016年4期

关键词：催化剂生物

杨立荣（浙江大学化学工程与生物工程学院，杭州 310027）

生物催化技术研究现状和发展趋势

杨立荣（浙江大学化学工程与生物工程学院，杭州 310027）

杨立荣，教授，研究方向为生物工程。

E-mail:lryang@zju.edu.cn

生物催化技术是当今国际科技发展的热点，将继信息技术后引领新一轮的全球科技革命。文章介绍了近年来国内外生物催化技术的最新研究进展和发展趋势，包括生物催化剂的发现与改造、生物催化机理、生物合成反应的设计与调控、生物催化系统的设计和构建，以及生物催化技术的工业应用实例等。

BEHRENS G A, HUMMEL A, PADHI S K, et al.Discovery and protein engineering of biocatalysts for organic synthesis.Advanced Synthesis & Catalysis, 2011, 353(13): 2191-2215.

2 参考文献

COELHO P S, BRUSTAD E M, KANNAN A, et al.Olefin cyclopropanation via carbene transfer catalyzed by engineered cytochrome P450 enzymes.Science, 2013, 339(6117): 307-310.

3 参考文献

MCINTOSH J A, COELHO P S, FARWELL C C, et al.Enantioselective intramolecular CH amination catalyzed by engineered cytochrome P450 enzymes in vitro and in vivo.Angewandte Chemie, 2013, 125(35): 9479-9482.

4 参考文献

WANG Z J, PECK N E, RENATA H, et al.Cytochrome P450-catalyzed insertion of carbenoids into N–H bonds.Chemical Science, 2014, 5(2): 598-601.

现代生物技术正在进入大规模产业化阶段，全球生物经济快速成长，生物经济的发展建立在以工业生物催化为核心的生物制造产业基础之上。生物催化技术具有过程高效（物耗低、原子经济性高）、反应温和（能耗低）、环境友好（污染小）等特点，是绿色化学与绿色化工发展的重要趋势之一。然而，要将自然界普遍存在的生物催化过程转化为高效的工业化生产过程，不仅取决于技术上能否发现与目标分子（多数为人工合成的非天然化合物）有效结合并发生催化作用的酶或者完整细胞，而且取决于经济上生物催化过程相对于其他工艺路线（如化学合成）的竞争优势。