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全球氨基酸市場(chǎng)需求增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，年均增長(zhǎng)5.6%以上。2017年，全球年產(chǎn)量已達(dá)850萬(wàn)噸，總銷售額超百億美元。目前，氨基酸的生產(chǎn)主要有三種方法，包括微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法和酶法水解法等。其中，微生物發(fā)酵法因其產(chǎn)能高、成本低等優(yōu)勢(shì)，作為最主要的方法，生產(chǎn)了全球總產(chǎn)量85%以上的氨基酸。為應(yīng)對(duì)不斷升級(jí)的市場(chǎng)需求，氨基酸發(fā)酵企業(yè)亟需提高發(fā)酵產(chǎn)量和拓展氨基酸品種，而關(guān)鍵在于獲得氨基酸高產(chǎn)菌株。現(xiàn)有的氨基酸高產(chǎn)菌株篩選方法如氨基酸類似物篩選法，存在毒性高、陽(yáng)性率低及種類受限等問(wèn)題，無(wú)法滿足篩選需求。因此，開發(fā)全新的氨基酸高產(chǎn)菌株篩選方法具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。 項(xiàng)目組通過(guò)增加序列中稀有密碼子的數(shù)量來(lái)提高蛋白翻譯所需氨基酸濃度的“門檻值”，利用必需基因和顏色蛋白編碼基因，建立了氨基酸高產(chǎn)菌株的選擇和篩選體系，并證明了該方法在大腸桿菌和谷氨酸棒狀桿菌中的可行性。本研究為氨基酸高產(chǎn)菌株的篩選提供了新系統(tǒng)，理論上可用于任何一種天然氨基酸高產(chǎn)菌株的篩選，同時(shí)也為氨基酸高產(chǎn)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)提供了新思路，可用于氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)中優(yōu)良菌株的構(gòu)建，進(jìn)而推動(dòng)氨基酸市場(chǎng)的增長(zhǎng)，促進(jìn)氨基酸在飼料、食品、醫(yī)藥等民生領(lǐng)域的應(yīng)用。 目前，微生物細(xì)胞工廠的遺傳改造已經(jīng)基本完成，正在進(jìn)一步的改造。發(fā)酵生產(chǎn)的濃度、產(chǎn)率和速率都達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。進(jìn)一步的提高正在研究進(jìn)行中。

一、成果簡(jiǎn)介 α-酮戊二酸又稱α-膠酮酸（２-氧代戊二酸或α-羰基戊二酸），是三羧酸循環(huán)（TCA）中重要的 中間產(chǎn)物。α-酮戊二酸在生物體內(nèi)參與氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素的合成以及能量代謝，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、有機(jī)合成、化妝品、飼料等行業(yè)。在食品領(lǐng)域，α-酮戊二酸與精氨酸等氨基酸復(fù)配， 能快速幫助運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充能量，可用于開發(fā)功能飲料。在醫(yī)藥行業(yè)，服用α-酮戊二酸能減輕腎病患者 

系統(tǒng)開展了單增李斯特菌、腸炎沙門氏菌、蠟樣芽胞桿菌、氣單胞菌等食源性致病菌的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，完善了肉類中致病菌的定量暴露評(píng)估研究體系，開展了冷卻豬肉中氣單胞菌暴露評(píng)估的不確定性和變異性比較，明確了陰性樣品中致病菌分布對(duì)微生物定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的影響，完善了致病菌不同劑量效應(yīng)模型的構(gòu)建及優(yōu)化，完善了食源性致病菌之一的單增李斯特菌的競(jìng)爭(zhēng)建模、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)管理等。基于以上開發(fā)整合設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警軟件，開發(fā)設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警軟件”，進(jìn)一步以微軟 Excel 的加

通過(guò)建立單細(xì)胞生長(zhǎng)流動(dòng)成像系統(tǒng)，探究銅綠假單胞菌單細(xì)胞生長(zhǎng)規(guī)律，同時(shí)，采用多次模擬探究不同初始接菌量對(duì)銅綠假單胞菌群體細(xì)胞生長(zhǎng)遲滯期的影響，進(jìn)行單細(xì)胞水平建模（IbM），實(shí)現(xiàn)不同初始接菌量下銅綠假單胞菌群體細(xì)胞的隨機(jī)生長(zhǎng)模擬，采用單細(xì)胞生長(zhǎng)流動(dòng)成像系統(tǒng)探究不同溫度驟變下銅綠假單胞菌的生長(zhǎng)規(guī)律

以肉類食品為主要基質(zhì)，構(gòu)建了單增李斯特菌、腸炎沙門氏菌、副溶血性弧菌、金黃色葡萄球菌、氣單胞菌、生孢梭菌等主要致病菌或條件致病菌或研究替代菌的生長(zhǎng)、殘存、失活、損傷、修復(fù)等狀態(tài)以及低溫、酸化、滲透壓、氣調(diào)包裝等環(huán)境條件下的動(dòng)力學(xué)和概率模型，特別是通過(guò)生長(zhǎng)模型探討了在貨架期預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用可能性，設(shè)計(jì)了電子 TTI 結(jié)構(gòu)模式，并對(duì)冷凍損傷型的氣單胞菌建立了適用的失活模型，初步探討其冷凍損傷和修復(fù)機(jī)制，另外完善了兩菌競(jìng)爭(zhēng)拮抗建模理論（單增李斯特菌與植物乳桿菌、腸炎沙門氏菌與銅綠假單胞菌），構(gòu)建了新型防腐劑

懸賞金額：50萬(wàn)元 發(fā)榜企業(yè)：廣東希諾偉達(dá)生物科技有限公司 支柱產(chǎn)業(yè)集群：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)集群 需求領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)生態(tài) 技術(shù)關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生態(tài)，微生物

“NMT界喬布斯”許越先生推薦創(chuàng)新平臺(tái) 中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推介成員單位創(chuàng)新產(chǎn)品 “生物安全，人人有責(zé)” 推出背景： 在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)白熱化，戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)多樣化的今天，生物安全已成為國(guó)家安全的重要組成部分，為積極應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，2019年10月，生物安全法草案于首次提請(qǐng)十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第十四次會(huì)議審議。本次新冠肺炎疫情的爆發(fā)，讓各界更加意識(shí)到，生物安全對(duì)于確保國(guó)家安全、保障社會(huì)穩(wěn)定、人民群眾生命安全和身體健康的重要性。 國(guó)家安全就是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底又是科技實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)！因此，作為中國(guó)的高新技術(shù)企業(yè)，中關(guān)村NMT聯(lián)盟的會(huì)員單位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技術(shù)積累，以NMT：非損傷微測(cè)技術(shù)為底層核心技術(shù)，迅速推出了與國(guó)家生物安全相關(guān)多種檢驗(yàn)，監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，以及適用于多個(gè)學(xué)科及領(lǐng)域的研發(fā)平臺(tái)： 《NMT生物安全創(chuàng)新平臺(tái)》特制系列產(chǎn)品！ ? 應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)： 1）微生物檢測(cè)：微生物的生長(zhǎng)繁殖及代謝過(guò)程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對(duì)微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測(cè)，能夠快速確定微生物生長(zhǎng)過(guò)程中的產(chǎn)物，有效地對(duì)微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測(cè)的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過(guò)程直接相關(guān)。 分類及用途： 1）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號(hào)：NMT-MDR-100） 基于底層核心NMT技術(shù)，以及成熟的技術(shù)解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關(guān)科研創(chuàng)新工作。 ? 2）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號(hào)：NMT-MDR-200） 基于底層核心NMT技術(shù)，結(jié)合自身科研興趣，以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)，在我方技術(shù)人員協(xié)助下形成技術(shù)解決方案，讓科研人員建立更具獨(dú)有創(chuàng)新特色的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 ? 《微生物藥物研究NMT工作站》（型號(hào)：NMT-MDR-100） 應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)： 1）微生物檢測(cè)：微生物的生長(zhǎng)繁殖及代謝過(guò)程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對(duì)微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測(cè)，能夠快速確定微生物生長(zhǎng)過(guò)程中的產(chǎn)物，有效地對(duì)微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測(cè)的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過(guò)程直接相關(guān)。 用途： 基于底層核心NMT技術(shù)，以及成熟的技術(shù)解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關(guān)科研創(chuàng)新工作。 ? 參數(shù)： 1.基本功能： 1.1針對(duì)微生物藥物研究設(shè)計(jì) 1.2活體、原位、非損傷檢測(cè) 1.3可檢測(cè)指標(biāo)：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 2.性能： 2.1自動(dòng)化操作 2.2長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 2.3無(wú)需標(biāo)記 2.4立體3D流速檢測(cè) 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測(cè)、輸出離子分子的濃度與流速 《微生物藥物研究NMT工作站》（型號(hào)：NMT-MDR-200） 應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)： 1）微生物檢測(cè)：微生物的生長(zhǎng)繁殖及代謝過(guò)程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對(duì)微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測(cè)，能夠快速確定微生物生長(zhǎng)過(guò)程中的產(chǎn)物，有效地對(duì)微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測(cè)的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過(guò)程直接相關(guān)。 用途： 基于底層核心NMT技術(shù)，結(jié)合自身科研興趣，以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)，在我方技術(shù)人員協(xié)助下形成技術(shù)解決方案，讓科研人員建立更具獨(dú)有創(chuàng)新特色的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 ? 參數(shù)： 1.基本功能： 1.1針對(duì)微生物藥物研究和研發(fā)設(shè)計(jì) 1.2活體、原位、非損傷檢測(cè) 1.3可檢測(cè)指標(biāo)：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 1.4可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄檢測(cè)時(shí)的環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度、大氣壓、海拔、經(jīng)緯度 1.5配備新指標(biāo)拓展功能 2.性能： 2.1自動(dòng)化操作 2.2長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 2.3無(wú)需標(biāo)記 2.4立體3D流速檢測(cè) 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測(cè)、輸出離子分子的濃度與流速，以及檢測(cè)時(shí)的環(huán)境參數(shù)

丙酮酸是一種重要的有機(jī)酸，廣泛應(yīng)用于制藥、日化、農(nóng)用化學(xué)品和食品等工業(yè)中，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸具有低成本、高質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。本研究室在自行選育的四重維生素營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株光滑球擬酵母 CCTCC M202019 的基礎(chǔ)上，從代謝能力、魯棒特性和環(huán)境適應(yīng)性等入手，闡釋了影響 T. glabrata 高效積累丙酮酸的關(guān)鍵因素。提出并實(shí)踐了全局高效調(diào)控 T. glabrata 代謝功能的新方法。 

衣康酸是一種不飽和二元脂肪酸。由于衣康酸具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，決定了它具有十分活潑的化學(xué)性質(zhì),既可以自身聚合,也可以和其他分子發(fā)生加成、聚合等化學(xué)反應(yīng),是一種應(yīng)用前景十分廣闊的化學(xué)合成中間體，廣泛應(yīng)用與化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，被譽(yù)為有機(jī)酸領(lǐng)域中皇冠上的寶石。本研究通過(guò)誘變和高通量 篩選獲得一株高產(chǎn)衣康酸的生產(chǎn)菌株

人類文明的高度發(fā)展，既帶來(lái)了生活的便利與舒適，同時(shí)也增添了病菌傳播的機(jī)會(huì)。近年 來(lái)世界上大規(guī)模傳染性疾病的時(shí)有發(fā)生，例如，1996年日本發(fā)生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國(guó)、蒙古等國(guó)家發(fā)生的口蹄疫事件，2003年我國(guó)流行的SARS事件，至今在許 多國(guó)家相繼爆發(fā)的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結(jié)核病和肝炎等，都給世 界帶來(lái)了震驚和恐慌，也給人類生命財(cái)產(chǎn)造成了重大的損失，促進(jìn)了人類對(duì)健康生存環(huán)境的追 求。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，各種各樣的抗微生物材料發(fā)展十分迅速。抗微生物制品在保護(hù)人類 健康、減少疾病、改善生活環(huán)境等方面可以起到綠色屏障的作用。據(jù)CBS調(diào)查，52％的美國(guó)民 眾購(gòu)買日用品時(shí)，會(huì)注意產(chǎn)品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無(wú)論是以歐美為代表采用有機(jī)抗菌劑，還是以日本為代表采用無(wú)機(jī)銀離子或納米級(jí) 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術(shù)都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應(yīng)該同時(shí)對(duì)絕大多數(shù)微生物有效，而且不應(yīng)該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機(jī)等都會(huì)因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數(shù)有機(jī)抗生素的作用機(jī)理在于影響微生物的新陳代謝，進(jìn)而達(dá)到抑制其生 長(zhǎng)繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導(dǎo)致微生物抗藥性的增加，會(huì)給人類健康帶來(lái)更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點(diǎn)的抗菌劑，如陽(yáng)離子型抗菌劑，通 過(guò)正負(fù)電荷的靜電吸引作用，破壞細(xì)胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發(fā)展方向。 本項(xiàng)目創(chuàng)建了一類高效、廣譜、對(duì)人體安全無(wú)毒的抗微生物材料，其特點(diǎn)是將特定的陽(yáng) 離子型功能團(tuán)齊聚物鍵合到應(yīng)用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經(jīng)久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，是抗微生物材料方面一個(gè)有 突破意義的發(fā)明。