小细胞“催化”新兴大产能

——记“定向转化多元醇的细胞催化剂创制及其应用关键技术”

　　作为构成生物体的基本单位，细胞虽然微小到连肉眼都看不到，但在华东理工大学魏东芝教授的“魔杖”下，却释放出15亿元的生物制造产能。1月8日召开的2015年国家科学技术奖励大会上，魏东芝教授领衔的项目“定向转化多元醇的生物催化剂创制及其应用关键技术”获得了国家技术发明二等奖。

　　科技成果转化率低是困扰中国科技界的痼疾，但对魏东芝而言，却无此烦忧：他将全细胞催化技术成功地在鲁南制药等4家企业进行产业化，引领着我国生物催化技术新兴产业方向，生产的糖尿病药物米格列醇等5个产品还在近3年内为企业新增产值15亿元。

　　细胞催化技术何以如此受企业认可？“最主要的原因是在研究积累、市场对接和技术孵化等方面下了扎实的工夫。”魏东芝说。

　　“万能钥匙”解锁定向转化之门

　　多元醇是分子中含有2个或2个以上羟基的醇类，像乙二醇、甘油、木糖醇、山梨醇等都属于多元醇。由于只要换换羟基的位置，就可以针对不同的原料，生产出不同的、相对应的产品，所以多元醇的用途非常广泛，是生产医药、化工品、新材料、化妆品、食品等的重要中间产物。但同时，多元醇因富含活泼且化学性质相似的多个羟基，又给科技界抛出了“特定羟基的选择性转化”这一国际公认的技术难题。

　　经过30年的耕耘，魏东芝团队为多元醇定向转化找到了正确的“解锁密码”：“我们的细胞生物催化剂，就像精确制导导弹一样，能准确瞄准要催化的羟基，精确定向到要转化的产物，工艺过程比传统化学催化更高效、节能、环保。”

　　一个细胞里，藏着成千上万种酶。而这些“酶”，在被魏东芝团队进行功能改造后，变成了能够催化十几种甚至几十种反应的“万能钥匙”。这种把小细胞变成大催化工厂的“魔法”，就是魏东芝他们特有的全细胞催化法。

　　2008年在鲁南制药集团用全细胞催化法生产的米格列醇，成就了我国第一例利用生物催化技术生产化学药的新药报批与生产。

　　科技与市场深度融合

　　市场是检验产品的唯一标准。产业化之路能否走得顺畅，除了多年的科研积累外，更离不开的是市场对产品的认可。

　　以糖尿病药物米格列醇为例，自2008年投产以来，由于降糖效果更好、胃肠道副作用更低，其年销售额以70%以上的速率递增。由于市场潜力巨大，2011年，鲁南制药集团又投资7000多万元，扩改建了米格列醇原料药和片剂生产线各一条，目前已形成了年产米格列醇原料50吨、片剂3亿片的生产能力。

　　据魏东芝介绍，米格列醇的国际竞争力同样很强，原料药已出口到日本、印度等包括全球十大仿制药国际名企在内的14个国际制药公司。近3年，米格列醇为鲁南制药集团新增产值10亿元，利润达1.9亿元。

　　除了米格列醇，利用全细胞催化法生产的二羟基丙酮、葡萄糖酸、光学纯苯乙二醇等产品分别在深圳博大、西王集团、滨海瀚鸿等企业实现产业化。

　　目前，用魏东芝团队全细胞催化法可生产的产品已有90余种之多，涉及化工、材料、食品等行业。

　　“三大优势”释放产业能量

　　小小的细胞却撬动了15亿元的产能，看似不可思议，然则实至名归。魏东芝说：“坚实的专业知识积累永远是技术创新的灵感和动力。”

　　从钻研细胞中每一种酶的功能改造方法，到建立起涵盖近千种酶的数据库；从各种酶的基因图谱绘制、细胞表达，到发酵罐里的生产；从创建生物催化技术平台，到企业提需求、团队按需攻关的良性产学研共同体，魏东芝及其团队付出了30年的不懈努力。

　　“从长远看，全细胞催化技术的产业链效应将会持续显现。”魏东芝的信心，来源于该技术的三大优势：一是原料优势，多元醇为可再生资源，将促进我国工业可持续发展；二是技术通用性优势，生物催化技术平台的创建，适用于以多元醇为原料的众多产品的生产；三是绿色制造优势，用生物催化替代或部分替代现有的化学法及发酵法，可避免贵重金属催化剂或大量有机溶剂的使用，简化工艺、降低污染物排放，这是中国制造业发展的必然趋势。

　　新的一年，魏东芝及其团队在推进科技与市场融合的“绿色制造”道路上，继续前行。