新型耐高温超氧化物歧化酶SOD的产业化
2020-10-09 09:50:44
项目概况：
SOD酶能够有效清除细胞内外氧自由基，延缓细胞和机体氧化衰老的发生，是防止机体细胞衰老、病变的第一道防线，在医药保健品、美容化妆品、功能性饮料及食品等领域具有广泛的用途。目前国内外商品化的SOD酶，大多是从动物血液中提取的，难以消除各种病毒及外源污染，已被欧盟国家禁止使用。而从植物中提取SOD，产率低成本高，很难实现大规模生产。另外传统SOD由于热稳定性差，非常容易失活,而经过化学修饰后，其功能的正常发挥都受到严重影响，这使得SOD酶相关产业的发展受到极大的限制。中国科学院微生物所分子酶学研究室充分利用我国丰富的极端环境微生物资源，研发出具有完全自主知识产权的新一代耐高温SOD酶。与传统SOD相比，该酶显示出良好的稳定性，它可以耐受100℃高温，并在pH4～11的范围内保持稳定，比活可达到2000U/mg,能在常温、常态下长期保存（二年以上），并对十二烷基磺酸钠（SDS）、尿素等变性剂显示出良好的耐受性。通过构建高表达的工程菌株，该耐高温SOD的表达量达到5mg/ml,发酵活力达到10000U/ml，均达到国际领先水平。该项成果通过专利技术转让形式与北京中科国发科学技术有限公司合作，经过近两年在北京奇化美生物技术有限公司进行的酶制剂小试和中试，目前已建立了一整套耐高温SOD酶制剂生产技术工艺，实现了耐高温SOD酶产业化生产；耐高温SOD酶产能可达1000公斤/年，预计年产值可达2亿元人民币。
在与企业的合作中，微生物所抱着对企业负责的态度圆满地完成了技术转让协议中所规定的任务，其中多项指标大大超越了协议指标。在产业化的下一步工作中，将进一步对生产菌株进行改良并通过发酵生产工艺的优化进一步提高耐高温SOD酶表达效率。
SOD酶被发现几十年来，由于没有活性稳定的原材料，直接影响了后续产品的生产与研发，制约了整个SOD产业的形成与发展。而“耐热SOD酶”的诞生突破了这个困境，使SOD酶的大规模产业化发展有望成为现实。耐热SOD酶研发项目得到了先后国家“十五”、“十一五”863项目资助，为我国环境微生物资源充分利用与开发树立了一个成功的典范。
技术创新点：
中国科学院微生物所利用元基因组技术、蛋白质工程技术，筛选改造耐高温SOD酶，构建改良工程菌株，并建立了大规模发酵的关键技术体系。其中，经改良可耐受100℃高温的SOD酶可以在PH4-11的范围内保持稳定，比活达到2000U/mg。工程菌蛋白表达量达到5mg/mL,发酵活力达到10000U/mL。两者都达到国际先进水平。通过专利技术转让，建立了中等规模的生产基地，逐步建立并完善了一整套耐高温SOD酶制剂生产技术工艺，实现了耐高温SOD酶产业化生产。
应用状况：
自2009年9月与北京中科国发科学技术有限公司签订技术转让合同其，双方就立刻着手于耐高温SOD的产业化进程，同年12月中科国发成立了针对耐高温SOD项目的开发企业，北京奇化美生物科技有限公司，并于次年3月在北京市海淀区西四环亮甲店投资2000万元建立了发酵生产基地，目前已建立一期工程包括符合QS标准的发酵生产车间以及理化分析实验室。其中发酵车间配备了多组大型发酵设备以及完整的发酵下游产品处理设备，已成功实现规模化生产。在生产企业的建设中本团队一直参与从选址到设备选型及调试的整个过程，在发酵工艺及下游制备工艺的优化中与企业方密切协作，解决了多项技术难点，为耐高温SOD的产业化做出了应有的贡献。（中科院微生物研究所）
SOD酶能够有效清除细胞内外氧自由基，延缓细胞和机体氧化衰老的发生，是防止机体细胞衰老、病变的第一道防线，在医药保健品、美容化妆品、功能性饮料及食品等领域具有广泛的用途。目前国内外商品化的SOD酶，大多是从动物血液中提取的，难以消除各种病毒及外源污染，已被欧盟国家禁止使用。而从植物中提取SOD，产率低成本高，很难实现大规模生产。另外传统SOD由于热稳定性差，非常容易失活,而经过化学修饰后，其功能的正常发挥都受到严重影响，这使得SOD酶相关产业的发展受到极大的限制。中国科学院微生物所分子酶学研究室充分利用我国丰富的极端环境微生物资源，研发出具有完全自主知识产权的新一代耐高温SOD酶。与传统SOD相比，该酶显示出良好的稳定性，它可以耐受100℃高温，并在pH4～11的范围内保持稳定，比活可达到2000U/mg,能在常温、常态下长期保存（二年以上），并对十二烷基磺酸钠（SDS）、尿素等变性剂显示出良好的耐受性。通过构建高表达的工程菌株，该耐高温SOD的表达量达到5mg/ml,发酵活力达到10000U/ml，均达到国际领先水平。该项成果通过专利技术转让形式与北京中科国发科学技术有限公司合作，经过近两年在北京奇化美生物技术有限公司进行的酶制剂小试和中试，目前已建立了一整套耐高温SOD酶制剂生产技术工艺，实现了耐高温SOD酶产业化生产；耐高温SOD酶产能可达1000公斤/年，预计年产值可达2亿元人民币。
在与企业的合作中，微生物所抱着对企业负责的态度圆满地完成了技术转让协议中所规定的任务，其中多项指标大大超越了协议指标。在产业化的下一步工作中，将进一步对生产菌株进行改良并通过发酵生产工艺的优化进一步提高耐高温SOD酶表达效率。
SOD酶被发现几十年来，由于没有活性稳定的原材料，直接影响了后续产品的生产与研发，制约了整个SOD产业的形成与发展。而“耐热SOD酶”的诞生突破了这个困境，使SOD酶的大规模产业化发展有望成为现实。耐热SOD酶研发项目得到了先后国家“十五”、“十一五”863项目资助，为我国环境微生物资源充分利用与开发树立了一个成功的典范。
技术创新点：
中国科学院微生物所利用元基因组技术、蛋白质工程技术，筛选改造耐高温SOD酶，构建改良工程菌株，并建立了大规模发酵的关键技术体系。其中，经改良可耐受100℃高温的SOD酶可以在PH4-11的范围内保持稳定，比活达到2000U/mg。工程菌蛋白表达量达到5mg/mL,发酵活力达到10000U/mL。两者都达到国际先进水平。通过专利技术转让，建立了中等规模的生产基地，逐步建立并完善了一整套耐高温SOD酶制剂生产技术工艺，实现了耐高温SOD酶产业化生产。
应用状况：
自2009年9月与北京中科国发科学技术有限公司签订技术转让合同其，双方就立刻着手于耐高温SOD的产业化进程，同年12月中科国发成立了针对耐高温SOD项目的开发企业，北京奇化美生物科技有限公司，并于次年3月在北京市海淀区西四环亮甲店投资2000万元建立了发酵生产基地，目前已建立一期工程包括符合QS标准的发酵生产车间以及理化分析实验室。其中发酵车间配备了多组大型发酵设备以及完整的发酵下游产品处理设备，已成功实现规模化生产。在生产企业的建设中本团队一直参与从选址到设备选型及调试的整个过程，在发酵工艺及下游制备工艺的优化中与企业方密切协作，解决了多项技术难点，为耐高温SOD的产业化做出了应有的贡献。（中科院微生物研究所）
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