1 / 58

工业生物催化 杨 胜 利 中国科学院上海生物工程研究中心

工业生物催化 杨 胜 利 中国科学院上海生物工程研究中心. 生物技术产业化的三个浪潮. 医药生物技术 农业生物技术 工业生物技术. 医药生物技术产业. 1982 年重组人胰岛素上市 至 2000 年已有基于 48 种重组蛋白的 117 种基因工程药物上市，销售额达 300 亿美元，占药品市场的 9% 。 预计至 2010 年生物技术药物销售额将达 1500 亿美元，占药品市场的 25% 。 组织工程、基因治疗、分子和生物指纹诊断等 生长点将形成新兴产业 医药生物技术产业仍将是先导和主流. 农业生物技术产业. 1993 年转基因西红柿上市

tanya-hartman
Download Presentation

工业生物催化 杨 胜 利 中国科学院上海生物工程研究中心

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 工业生物催化 杨 胜 利 中国科学院上海生物工程研究中心

  2. 生物技术产业化的三个浪潮 医药生物技术 农业生物技术 工业生物技术

  3. 医药生物技术产业 • 1982年重组人胰岛素上市 • 至2000年已有基于48种重组蛋白的117种基因工程药物上市，销售额达300亿美元，占药品市场的9%。 • 预计至2010年生物技术药物销售额将达1500亿美元，占药品市场的25%。 • 组织工程、基因治疗、分子和生物指纹诊断等生长点将形成新兴产业 • 医药生物技术产业仍将是先导和主流

  4. 农业生物技术产业 • 1993年转基因西红柿上市 • 1996年转基因大豆、玉米上市 • 2002年全球转基因植物种植面积达5870万公顷，16个国家600万农民以种植转基因作物为主 • 预计到2020年全球转基因作物的种植面积将超过天然作物

  5. 工业生物技术产业 • 能源生物技术 • 环保生物技术 • 生物材料：聚交酯、聚乳酸、生物钢 • 提升传统产业：化学工业、制药工业、发酵工业 • “美国21世纪发展规划”中预测到2020年生物催化技术将使化学工业的原材料单耗、能耗、水耗、污染排放和污染扩散均下降30%。

  6. Reinventing the chemical industry • Handbook of Green Chemistry and Technology • edited by James Clark & Duncan • Macquarrie Blackwell Publishing: 2002. 540pp. £149 Martyn Poliakoff & Peter Licence • Nature 419:880,2002

  7. Greenchemistry: zeolite minerals provide an environmentally friendly route to refining petroleum Nature 419:880,2002

  8. 生物技术产业 • 预测生物技术产业将于2007年－2008年整体盈利 • 预计至2020年生物技术产业将形成医药生物技术、农业生物技术、工业生物技术三足鼎立的格局，成为高技术支柱产业 • 生物技术将推动由工业革命向生物技术革命的伟大变革、推动以矿业资源经济向碳水化合物经济的发展

  9. 工业生物催化 • 工业生物催化是工业生物技术产业的核心技术 • 关键是使酶由细胞走向工业反应器

  10. 生物催化剂的现状 • 已报道的酶达3000多种 • 商品生产的酶200多种 • 用于工业生产的酶50多种 • 用于大规模工业生产的酶仅10余种

  11. 系统生物学与生物催化 • 基因组学与酶和代谢产物的发现 • 蛋白质组学与酶的发现与优化 • 代谢组学与酶的发现 • 代谢工程与工业生物技术

  12. 生物学的演变整体　　器官、组织　　细胞　　分子生物学的演变整体　　器官、组织　　细胞　　分子

  13. 系统生物学 • 在细胞、器官、生物体整体水平测定和研究生物分子及其相互作用并阐明和定量预测其生物学功能和生物体行为 • 生命科学由叙述科学转变为定量预测的科学 • 生命科学的研究由大科学工程和小的生物学实验室有机整合体实施

  14. 系统生物学的技术平台 基因组学 转录组学 蛋白质组学 代谢组学 相互作用组学 表型组学 计算生物学 合成生物学

  15. Integrated functional genomics.

  16. Nature Biotechnology 21:150,2003

  17. 酶的化学本性 • 蛋白质（酶、抗体） • RNA(核酶） • DNA（催化DNA）

  18. CYTOCHROME P450 ENZYMESIN THE GENERATION OF COMMERCIAL PRODUCTS F. Peter Guengerich Cytochrome P450 enzymes are remarkably diverse oxygenation catalysts that are found throughout nature. Although most of the interest in the pharmaceutical industry has focused on the role of cytochrome P450s in drug development, these enzymes also offer potential in the discovery not only of drugs, but also of other useful chemicals. Potential applications range from the use of cytochrome P450s as drug targets, to the use of randomly generated mutants of cytochrome P450s to produce libraries of new chemicals and drugs. Nature Reviews/Drug Discovery 1:359,2002

  19. Natire Biotechnology 6:679,2003

  20. Nature Biotechnology 20:671,2002

  21. Nature Biotechnology 20:37,2002

  22. Nature Biotechnology 20:38,2002

  23. insight review articles Industrial biocatalysis today and tomorrow A. Schmid*, J. S. Dordick†, B. Hauer‡, A. Kiener§, M. Wubbolts|| & B. Witholt* *Institute of Biotechnology, ETH-Hönggerberg, CH 8093 Zürich, Switzerland (e-mail: bw@biotech.biol.ethz.ch) †Department of Chemical Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York 12180, USA (e-mail: dordick@rpi.edu) ‡BASF AG, ZHF–B 9, D 67056 Ludwigshafen, Germany (e-mail: bernhard.hauer@basf-ag.de) §Lonza Biotechnology R&D, CH-3930 Visp, Switzerland (e-mail: andreas.kiener@lonzagroup.com) ||DSM Biotech GmbH, Karl-Heinz-Beckurtsstrasse 13, D 52428 Jülich, Germany (e-mail: marcel.wubbolts@dsm-group.com) The use of biocatalysis for industrial synthetic chemistry is on the verge of significant growth. Biocatalytic processes can now be carried out in organic solvents as well as aqueous environments, so that apolar organic compounds as well as water-soluble compounds can be modified selectively and efficiently with enzymes and biocatalytically active cells. As the use of biocatalysis for industrial chemical synthesis becomes easier, several chemical companies have begun to increase significantly the number and sophistication of the biocatalytic processes used in their synthesis operations. Nature 409:258,2001

  24. Nature 409:259,2001

  25. Nature Reviews 1:35,2003

  26. Natire 424:1001,2003

  27. Nature Biotechnology 21:845,2003

  28. Nature Biotechnology 21:187,2003

  29. Nature Biotechnology20:805,2002

  30. Nature Biotechnology 20:270,2002

  31. Table 4.Examples of technologies available for enhancing biocatalyst characteristics(continued) Target improvement Technology available

  32. Table 4.Examples of technologies available for enhancing biocatalyst characteristics(continued) Target improvement Technology available ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Nature Biotechnology 20:43,2002

More Related