低碳生物合成產(chǎn)品有望每年減少20.7億至26億噸的碳排放，這對于減緩全球氣候變化、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

托品烷類生物堿生物合成

(資料圖片)

研究取得新進展

托品烷生物堿是一類具有悠久歷史和重要藥用價值的植物源天然產(chǎn)物。據(jù)科技日報，中國科學院昆明植物所研究團隊近日在此類生物堿的生物合成及聚酮合酶進化的研究取得重要進展，相關研究發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。

研究團隊以生產(chǎn)另一類藥用托品烷生物堿可卡因的古柯科植物古柯為研究材料，從中鑒定了兩個Ⅲ型聚酮合酶，它們的功能與PYKS相同，以丙二酰輔酶A為底物催化托品烷骨架前體3-羰基戊二酸的生成，然而二者卻不含有PYKS的特征性活性位點R134。

此項研究，不僅解析了可卡因生物合成中托品烷骨架構建的一個重要催化環(huán)節(jié)，還揭示了可卡因和莨菪堿生物合成路徑中Ⅲ型聚酮合酶基因獨立進化而功能和化學趨同的獨特進化現(xiàn)象，拓展和加深了人們對植物次生代謝進化的認識。

托品烷生物堿在結構上含有由吡咯環(huán)和哌啶環(huán)駢合而成的托品烷基本骨架，代表性成員如莨菪堿、東莨菪堿、可卡因等都具有重要的藥用活性。目前，莨菪堿和東莨菪堿在臨床上廣泛用于鎮(zhèn)痛、麻醉、止痙攣、抗暈動、帕金森癥治療等，有很大市場需求。

“雙碳” 生物合成技術助力綠色低碳

生物合成能夠合成淀粉、肉制品，具備服務于工業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)轉型的巨大潛力，甚至在減少二氧化碳排放、降低資源消耗等方面，也能發(fā)揮獨特優(yōu)勢。

通常而言，低碳生物合成指的是以二氧化碳、生物質、有機廢棄物等可再生資源為原料，利用工業(yè)菌種、工業(yè)酶等生物體為工具進行物質合成的生物技術。

世界自然基金會報告預測，到2030年，包括食品農(nóng)業(yè)、生物燃料、生物基材料與化學品等行業(yè)在內的低碳生物合成產(chǎn)品有望每年減少20.7億至26億噸的碳排放。這對于減緩全球氣候變化、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

中國工程院院士、北京化工大學校長譚天偉認為，低碳生物合成是變革經(jīng)濟增長方式的重大需求，也是實現(xiàn)綠色工業(yè)制造、創(chuàng)新發(fā)展的重要突破口。

超六成概念股業(yè)績環(huán)比提升

證券時報·數(shù)據(jù)寶統(tǒng)計，A股市場上具備生物合成業(yè)務的公司有16家。從半年報披露的數(shù)據(jù)來看，上半年半數(shù)公司的業(yè)績增長，凱萊英、梅花生物、金城醫(yī)藥等3股凈利潤翻倍增長。

有超六成公司第二季度凈利潤較第一季度環(huán)比增長，其中凱萊英、科倫藥業(yè)、普洛藥業(yè)、浙江震元等4家公司凈利潤環(huán)比增幅超50%。

梅花生物具備從菌種設計-構建-發(fā)酵-分離提取的合成生物學全鏈條，上半年公司搭建了合成生物學菌種改造“途徑工程-元件工程-工具開發(fā)”協(xié)調發(fā)展的強勁合成生物學技術平臺。

凱萊英自2021年創(chuàng)立合成生物技術研發(fā)中心以來，已擁有成熟的酶技術平臺以及發(fā)酵生產(chǎn)平臺，并不斷探索合成生物技術領域大幅拓寬平臺技術能力。

浙江震元高度重視產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，與中科院系研究所及大學合作研發(fā)采用“合成生物學技術”開發(fā)生產(chǎn)氨基酸、抗氧化劑、功能性脂肪酸、健康糖等四個領域大健康產(chǎn)品。

科倫藥業(yè)控股子公司川寧生物已成立“上海研究院”，依托成熟的生物發(fā)酵技術和酶技術平臺，以研發(fā)創(chuàng)新為著力點，以合成生物學和酶工程研究為基礎，向保健品原料、生物農(nóng)藥、高附加值天然產(chǎn)物、高端化妝品原料、生物可降解材料等領域發(fā)展。

保齡寶一直利用合成生物學相關技術對赤蘚糖醇及阿洛酮糖等新糖源產(chǎn)品相關菌種進行研究，以持續(xù)提高轉化率為目標，保證公司成本領先優(yōu)勢。

普洛藥業(yè)在生物發(fā)酵方面有十余年的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗，目前擁有一支70人左右的研發(fā)團隊，并已建立合成生物學及酶催化技術平臺從事專業(yè)的合成生物學研究。

嘉必優(yōu)已完成合成生物學研究室的建設，搭建了生物信息學分析技術平臺，部分產(chǎn)品完成了中試研究，開始產(chǎn)業(yè)化推動。公司在研產(chǎn)品γ-PGA運用了合成生物學技術。除此之外，公司在化妝品領域儲備了α-熊果苷、依克多因、麥角硫因等多個產(chǎn)品。