所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：一、专利背景意义、应用范围、产业化前景及预期效益：本专利菌株为一株鼠李糖乳杆菌，被国家卫生和计划生育委员会列入可用于食品的菌种名单，可广泛的应用于食品生产中，同时具有很广阔的药用前景。该菌株具有α-葡萄糖苷酶抑制活性，可影响葡萄糖转运相关蛋白SGLT-1和GLUT-2的表达水平，可有效的预防模型小鼠II型糖尿病的发生，有效降低小鼠空腹血糖和餐后血糖。糖尿病及代谢综合征的发病率在现代社会居高不下，α-葡萄糖苷酶抑制剂广泛的被应用于糖尿病的治疗，利用具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的乳酸菌预防及缓解糖尿病尚属首次，鼠李糖乳杆菌在食品中已经得到了广泛的应用，该菌可被用于大宗食品及功能性食品的生产，开发具有预防及缓解II型糖尿病的膳食补充剂，如乳酸菌饮料、发酵酸乳、发酵酸豆乳以及片剂、胶囊、冻干粉等药物组合物，具有非常广阔的产业化前景，对于慢性疾病的预防和治疗，推动国民健康具有重大的意义，同时也具有巨大的潜在经济效益。二、专利的技术水平：本专利菌株的发酵上清和细胞质对α-葡萄糖昔酶活性的抑制率分别为15。7%和20。0%，对葡萄糖的转运抑制率分别为7。0%和19。3%，对α-葡萄糖昔酶基因表达水平分别下调7。29倍和上调1。04倍，对钠-葡萄糖共转运体-1基因表达水平分别下调2。5倍和上调2。2倍，对葡萄糖转运蛋白-2的基因表达水平分别下调1。1倍和1。2倍，可显著将糖尿病小鼠的空腹血糖由12。9mmol/L降至8。13mmol/L，将餐后2小时血糖由23。0mmol/L降至14。3mmol/L，效果明显，国内领先。授权专利：具有预防糖尿病作用的鼠李糖乳酸杆菌CCFM0528，201310220050。6

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：抗生素能有效防治动物疾病并促进生长，在畜牧业、养蜂业等领域被大量使用。而超过规定的滥用会造成抗生素在动物源性食品及环境中积累，对人体健康和环境安全产生危害。抗生素传统检测方法比如微生物检测、HPLC等理化分析不仅灵敏度低，而且不能满足对食品和水源等抗生素含量的现场检测。目前市场上有一些基于抗体的抗生素检测试剂，但抗体种类有限，质量良莠不齐。核酸适配体本质上以单链DNA为主，不仅能特异性识别抗生素，而且具有亲和力高、温度稳定性好、成本低、质量高度稳定等特性，有望取代抗体在抗生素快检试剂中充当靶分子识别元件。本实验室长期以来致力于抗生素特异性适配体的筛选和优化，已获得一批能高特异性高亲和力结合抗生素的适配体序列。利用这些适配体研制了抗生素快速检测试纸。以卡那霉素为例，利用卡那霉素特异性适配体修饰的金纳米粒子（AuNPs-apt）作为探针，与适配体互补的寡核苷酸DNA1修饰的银纳米粒子（AgNPs-DNA1）作为信号放大元件，设计制备的试纸能够在10min之内完成检测，利用肉眼辨别的检测限可达到35nmol/L，远低于欧盟规定乳制品中卡那霉素含量不得超过150μg/kg（约265nmol/L）。若采用胶体金读数仪，不仅可实现定量测定，检测限更可达到80pmol/L。对于蜂蜜等成分相对简单的样品，可直接用试纸进行测定。对于牛奶、奶粉、肉类等成分较复杂或非液态样品，须经简单样品处理后测定。样品处理过程可采用标准化流程，时间小于30min。授权专利：一种基于核酸适配体和量子点同时检测链霉素氯霉素四环素三种抗生素残留的方法（CN201510751684。3）一种特异性识别氧氟沙星的ssDNA适配体及其应用（CN201510256011。0）一种基于核酸适配体和纳米模拟酶检测卡那霉素残留的电化学检测方法（CN201610206929。9）

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1、项目简介（R）-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯（（R）-HPBE）是合成ACE抑制剂类药物的重要手性中间体，可用于合成苯那普利（Benazepril）、依那普利（Enalapril）和雷米普利（Ramipril）等重要普利类药物。本项目采用羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶的双酶共表达重组大肠杆菌的整体细胞作为催化剂，在水/有机溶剂两相体系中，对底物2-羰基-4-苯基丁酸乙酯（OPBE）进行不对称还原，底物浓度>300g/L，转化12h，转化率和产物的光学纯度分别达到100%和99。5�。2、创新要点自主构建的羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶的双酶共表达重组大肠杆菌。3、效益分析国内手性中间体（R）-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯依赖海外进口，价格150美元/Kg，且数量仅每年3-5吨，远不能满足生产要求，严重限制了市场发展。授权专利：一种利用重组羰基还原酶催化制备（R）-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的方法201210137695。9生物催化制备（S）-4-氯-3-羟基丁酸酯的菌种和方法zl200410091114。8

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：γ-氨基丁酸（GABA）是神经系统中一种重要的抑制性神经递质，具有多种生理功能，在医药、功能性食品和饲料添加剂领域有广泛的应用前景。利用微生物生产GABA，是近十年来发酵工程领域的研究热点之一，其中乳酸菌和大肠杆菌（Escherichiacoli）是生物合成GABA研究中最常用的菌株。GABA是一种非蛋白氨基酸，以游离的形式存在于生物体内。动物、植物、微生物中都有GABA的存在。在畜牧养殖方面，GABA作为抑制性神经递质，具有抗热应激与镇静等作用，补充GABA可缓解动物由于热应激引起的生长受阻、体重下降等。在饲料中添加GABA对猪、牛、鸡等养殖都有促进作用。本项目分别从乳酸菌和大肠杆菌出发，通过基因工程和代谢工程改造菌株，并优化菌株发酵条件和发酵策略，提高了生物合成GABA的产量和生产效率，1L以玉米芯水解液为碳源的培养基中的培养的L。buchneriWPZ001细胞通过静置发酵和静息细胞转化累计可得到GABA117g。主要创新点结论如下：发现L。buchneriWPZ001可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并通过静置发酵高产GABA；发现E。coliBL21（DE3）/pET20b-torA-gadB在信号肽TorA引导下可有效分泌表达GadB并可用于高效生产GABA；发现在大肠杆菌中表达Weimberg途径可将木糖合成GABA的精简为7步反应；E。coliJWZ08/pWZt7-g3/pWZt7-xyl以木糖直接合成GABA产量是此前葡萄糖直接合成GABA的报道的3倍。授权专利：一种高产γ-氨基丁酸的发酵乳杆菌及其应用201210136696。1一种产多种L氨基酸的基因工程菌及应用201610853074。9一种高效生产γ-氨基丁酸的方法201510208490。9一株利用生物质原料为碳源高产γ-氨基丁酸的乳杆菌及其应用201310519881。3

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1成果简介选育高产菌种和发展赖氨酸生产对于提高食品中蛋白质利用率，增强人民体质以及发展家禽饲养业等具有十分重要的意义，对于以谷物为主要食物的我国尤为重要。本实验室通过诱变选育和基因工程手段对大肠杆菌进行改造，获得一株高产赖氨酸生产菌株，发酵培养36h，赖氨酸盐酸盐产量高达193g/L，葡萄糖得率为74%左右。2关键技术（1）本研究以玉米浆为氮源，有效的降低了发酵成本；（2）以葡萄糖为原料生产L-脯氨酸的高转化率发酵，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景；（3）以大肠杆菌为宿主，不仅缩短了发酵周期，而且也降低了染菌几率。3知识产权一株产L-赖氨酸的大肠杆菌及其应用CN201911370748。X4项目成熟度；试生产阶段5投资期望及应用情况（1）投资期望（效益）：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约6。6万元/吨，目前市场定价约为12万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达5400万元/年。（2）应用情况：L-赖氨酸是人体和动物所不能合成的8种必需氨基酸中最重要的一种，应用于食品强化剂和饲料添加剂，也用于医药。

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1成果简介通过微生物育种和基因工程手段相结合，获得了一株脯氨酸高产菌株黄色短杆菌。发酵培养65~68h，L-脯氨酸产量高达100g/L，葡萄糖得率为45%左右。2关键技术（1）本研究以玉米浆为氮源，有效的降低了发酵成本；（2）以葡萄糖和味精为原料生产L-脯氨酸的高转化率发酵，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。3知识产权一株产L-脯氨酸的黄色短杆菌及其应用CN201910349280。X4项目成熟度；试生产阶段5投资期望及应用情况（成果在行业的引领作用，成果的推广应用情况）；（1）投资期望（效益）：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约7万元/吨，目前市场定价约为12万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达5000万元/年。（2）应用情况：L-脯氨酸是参与蛋白质组成的20种常见氨基酸中唯一的一种亚氨基酸，在医药领域中是复方类输液的重要氨基酸之一；在化学合成中作为小分子催化剂具有良好的手性催化效果；在抵抗极端环境下L-脯氨酸在生物体内发挥着特殊的生物学功能，对维持机体正常的生命活动起着重要的作用。L-脯氨酸的需求不断增加，应用于医药、食品、化工及农业上等。

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1成果简介结合文献调研和数据库检索，选择L-氨基酸脱氨酶在大肠杆菌中进行异源表达，对菌株进行发酵条件优化和转化条件优化，并对野生型L-氨基酸脱氨酶进行蛋白质工程改造，一定程度上减轻了产物抑制作用，产量和转化率都有所提高。主要技术指标：湿菌体15g/L，底物L-缬氨酸100g/L，α-酮异戊酸产量为95。6g/L，转化率为96。4%。2关键技术（1）以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高；（2）对野生型L-氨基酸脱氨酶进行蛋白质工程改造，一定程度上减轻了产物抑制作用，产量和转化率都有所提高；（3）微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。3知识产权（1）一种高产α-酮异戊酸的方法CN201811350903。7；（2）一种L-氨基酸氧化酶的突变体CN201811350819。5。4项目成熟度；试生产阶段5投资期望及应用情况（1）投资期望（效益）：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约5万元/吨，目前市场定价约为7。5万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达2500万元/年。（2）应用情况：α-酮异戊酸是支链酮酸的一种，在有机合成、药物合成等多个反应中，它都是重要的中间体，应用于医药、化工合成、食品、饲料等行业。

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1成果简介通过基因工程手段，构建了高产L-天冬氨酸酶和L-天冬氨酸-α-脱羧酶共表达重组菌株。主要技术指标：（1）在转化体系中，湿菌体添加量20g/L，底物富马酸158。0g/L，转化周期12~14h，β-丙氨酸产量118。6g/L，底物摩尔转化率98%；（2）湿菌体添加量30g/L，底物富马酸216。0g/L，转化12~14h，β-丙氨酸产量162。1g/L，底物摩尔转化率98%。2关键技术（1）以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高；（2）以廉价的富马酸为底物生产高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高；（3）微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。3知识产权（1）一种枯草芽孢杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶突变体及其应用CN201911425979。64项目成熟度试生产阶段5投资期望及应用情况（1）投资期望（效益）：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约2。85万元/吨，目前市场定价约为8。5万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达5650万元/年。（2）应用情况：β-丙氨酸是自然界中唯一存在的β型氨基酸，是一种非蛋白氨基酸，应用于医药、食品、化工等工业领域。

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：1成果简介谷氨酸脱羧酶（glutamatedecarboxylase，GAD）能专一地催化L-谷氨酸裂解为γ-氨基丁酸和CO2的作用，以发酵培养的全细胞或酶液作为催化剂转化生产γ-氨基丁酸，所需设备简单，条件容易控制，转化体系杂质含量少，收率高，环境友好。本技术方法通过蛋白质工程改造和基因工程手段构建了高产谷氨酸脱羧酶的突变株，经培养后，转化体系中添加湿菌体10g/L，以分批补料添加谷氨酸，转化7h，γ-氨基丁酸产量为425。0g/L，摩尔转化率达到98%，γ-氨基丁酸生产强度达到60。7g/（L？h）。2关键技术（1）以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高；（2）以廉价的富马酸为底物生产高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高；（3）微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。3知识产权一种枯草芽孢杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶突变体及其应用CN201911425979。64项目成熟度试生产阶段5投资期望及应用情况（1）投资期望（效益）：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约2。85万元/吨，目前市场定价约为8。5万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达5650万元/年。（2）应用情况：γ-氨基丁酸又名4-氨基丁酸，广泛存在于自然界，是哺乳动物中枢神经系统中的重要的抑制性神经递质，具有重要的生理功能，应用于医药、食品保健、化工及农业等行业。

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：硫酸软骨素是一种典型的硫酸化糖胺聚糖，由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1，4-糖苷键连接的重复二糖聚合，并在N-乙酰氨基半乳糖的C-4位或C-6位羟基上发生硫酸酯化。由于其具有多种药物活性，被广泛用于药品、保健品及化妆品行业。本研究室利用诱变育种及高通量筛选策略获得一株产果糖软骨素的大肠杆菌。通过代谢工程改造及发酵优化策略，大幅度的提高了果糖软骨素的产量。目前，正在进一步构建并筛选高产菌株。技术指标：发酵40h，果糖软骨素的产量达到3g/L。产品性能：副产物少，纯度高。创新要点：发酵周期短、成本低。效益分析根据目前技术水平，初步估算硫酸软骨素的生产综合成本约20万元/吨，目前市场定价约为45万元/吨。以10吨生产规模计算，毛利润可达250万元/年。应用情况应用于药品、保健品及化妆品行业。授权专利：1。一种产硫酸软骨素菌株的筛选方法及用该菌株发酵法生产硫酸软骨素201110127831。12。一种发酵液中提取硫酸软骨素的方法201210487801。6

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：项目简介L-瓜氨酸能够清除羟基，可有效保护DNA及PMN免受氧化反应的侵害。瓜氨酸对防治前列腺疾病作用明显。近来研究发现瓜氨酸在体内可转化为人体必需氨基酸L-精氨酸，在维持心血管正常功能的一氧化氮代谢中也发挥着重要作用。此外，服用瓜氨酸能有效的改善人体的抗疲劳能力，维护健康的心肺功能，增强人体的肌肉强度，提高体能，在运动保健方面具有良好的作用。目前广瓜氨酸在抗氧化，医用检测，保健食品，化妆品和食品添加剂等方面有着广泛的应用前景，国内外需求巨大，市场前景广阔。酶法转化精氨酸生产瓜氨酸具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点，因而受到越来越多的关注。本研究通过构建工程菌，高通量筛选获得一株高转化率的菌株。技术指标：15g/L的菌体细胞和190g/L的L-精氨酸，转化8h，L-瓜氨酸的产量为176。9g/L，转化率为92。3%，生产强度为22。1g/（L·h），单位菌体L-瓜氨酸产量为11。8g/g。产品性能：无副产物，纯度高。创新要点：采用一步酶促反应，因而可避免瓜氨酸全合成途径中复杂的反馈调节作用，使瓜氨酸可以积累到较高的浓度。效益分析根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约10万元/吨，目前市场定价约为13万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达3000万元/年。应用情况L-瓜氨酸被广泛应用于食品、医药和化妆品领域。授权专利：1。一种高效生产L-瓜氨酸的方法201510230669。4

所属分类：医疗健康

所属单位：华中师范大学

成果简介：L-鸟氨酸是细胞内重要代谢化合物，近来研究发现L-鸟氨酸可刺激脑垂体分泌生长激素，促进蛋白质合成及糖与脂肪的分解代谢。此外，以鸟氨酸为原料制备的依氟鸟氨酸，能抑制多胺合成，延缓肿瘤细胞生长，是颇具前景的新型抗癌药物。L-鸟氨酸除了在医药上作为试剂与注射液外，通常还用于配制保肝、强身、解毒的营养剂以及生产消除疲劳的发泡饮料。而酶法转化精氨酸生产鸟氨酸具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点，因而受到越来越多的关注。技术指标：工程菌经过培养6h后，ARG酶活可达到177。3U/mL；在4h的催化周期内，L-鸟氨酸产量为112。3g/L，对精氨酸摩尔转化率为87%。产品性能：无副产物，纯度高。创新要点：以耐高温酶为催化剂，大大提高了反应速率，大幅度缩短了生产周期。效益分析根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约10万元/吨，目前市场定价约为14万元/吨。以1000吨生产规模计算，毛利润可达4000万元/年。应用情况L-鸟氨酸因其多功能的保健作用，广泛应用于食品、医药和工业领域。授权专利：1。一种产精氨酸酶工程菌的构建及应用该菌生产L-鸟氨酸。201310658955。1