让“辅因子”助力工业生物催化

作为生物体基本的结构和功能单位，细胞以各类化学反应展现生命活动的过程。过去上百年里，尽管科学家已经对细胞代谢、生命过程各种表征方法开展了深入研究，并让这些科学研究成果造福人类，但是，科学家感到，距离真正打开细胞“黑箱”，仍有很长的路要走。

2014年前后，国家自然科学基金委员会化学科学部设立重大项目“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”和“单细胞多组分时空分析”。

5年来，科学家以创新为导向、以需求牵引，分别围绕微生物细胞“辅因子”代谢过程、单细胞中多种生物活性分子时空分辨的荧光分析新方法开展研究，并积极推进基础研究成果的产业化应用。

作为一种厌氧原核生物，大肠杆菌具有由肽聚糖组成的细胞壁，只含有核糖体简单的细胞器，因导致腹泻被人熟知。这种大小只有微米级、结构简单的生物，却蕴含着不可想象的能量——只要把一些具有特殊功能的基因导入大肠杆菌中表达，通过物质代谢和辅因子代谢，就能合成出我们想要的化合物。

近20年来，这些不起眼的细菌扮演了工业生物催化中“细胞工厂”这一重要角色，为生物制造翻开了新的一页。

不久前，国家自然科学基金委员会（以下简称“自然科学基金委”）重大项目“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”顺利结题。项目执行5年来，科学家着眼于与物质代谢同时进行的辅因子代谢过程，不仅推进了基于辅因子催化剂调控机制的科学认识，还实现了多项产业化应用。