文章核心观点 - 华东理工大学魏东芝教授团队凭借其开发的“多酶协同催化体系及生物基产品绿色制造技术”获得2025年度中国石油和化学工业联合会科技进步特等奖 该技术通过从酶发掘改造到多酶协同催化及产业化落地的全链条创新 推动了食品、化工、医药及农药等领域生物基产品的大规模量产 是生物制造产业化发展的关键技术突破 [1] 技术研发与创新 - 团队创建了工业酶快速、精准、高效定制技术 搭建了自主可控的酶与微生物资源库 包含上万种实体酶和上亿种虚拟酶 实现了万分之一精度锁定目标酶 [2] - 团队对酶进行活性改造 提出基于过渡态结构重塑及多属性协同进化的创新策略 使酶的催化效率实现千倍以上跃升 并利用人工智能技术加快酶与生物催化剂的进化速度 [2] - 团队创建了基于酶自组装及协同催化的多酶级联生物催化技术 以“酶的性质归一”为核心 将不同酶的高活性统一适配到最优反应条件 破解了多酶体系不兼容和催化效率低的行业痛点 [4] - 团队开发了空间有序、计量可控的酶自组装方法 引入化工传质思想 将酶的随机碰撞反应转变为零距离传质反应 使转化时间缩短一半 转化率达99%以上 [4] - 团队打造了“微生物细胞工厂” 将多种酶装配到微生物细胞中生产高附加值产品 并在细胞器内组建多酶集合体以限制反应区域 进一步提高反应效率和产量 实现规模化、低成本生产 [4] - 团队创建了无缓冲液生物催化反应体系 使酶能够直接在纯水体系中发生催化反应 简化了反应及分离工艺和设备 实现了生产过程清洁化 [6] - 团队研发的平台技术具有通用性 解决了单一产品技术难以快速移植的问题 在多元醇生物催化体系中实现了一种细胞催化剂催化出92余种产品 [6] 产业化应用与成果 - 团队开发的技术推动了食品、化工、医药及农药等领域的生物基产品实现大规模量产 [1] - 团队已建成千吨级手性非天然氨基酸生物制造生产线 开发了低成本、无抗生素添加、培养基100%国产化的发酵技术 [6] - 在甾/萜制造领域 团队以细胞工厂制造取代了传统的动植物提取生产方式 开辟了数万种精细化学品生产新路径 [6] - 以柠檬酸生产为例 原料玉米淀粉利用率近100% 产酸水平达国际最高的190克/升 且“微生物细胞工厂”能将生产过程中排放的二氧化碳重新吸收利用 [6] - 团队结合“一酶多用”策略 让定制化的酶用于非天然氨基酸、羟基羧酸等生物基产品的绿色制造 [3] 行业背景与战略意义 - 生物制造是全球竞争的焦点 符合中国“制造强国”的战略需求 传统化工产业正逐渐向生物制造转型发展 [1] - 生物制造利用生物自身的代谢与催化 在温和条件下完成物质转化 实现绿色、高效、规模化的生产 不同于依赖高温高压的传统化学合成模式 [1] - 该团队的技术为生物制造的产业化发展筑牢了技术根基 实现了从研发到应用的全链条创新 [1] 未来发展路径 - 团队未来将探索多维发展新路径 深化人工智能与生物技术的融合 持续打通技术产业化关键环节 并聚焦市场需求研发新产品 [7] - 团队将继续延续产学研与上中下游产业链协同 按下生物制造产业化的“加速键” [7]