當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月3日上午11時(shí)45分(北京時(shí)間10月3日下午5時(shí)45分)2018年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉。今年該獎(jiǎng)項(xiàng)的獲得者是美國的Frances H. Arnold， 美國的Goerge P. Smith， 和英國的George P. Winter 。
Frances Arnold因研究“酶的定向進(jìn)化”而分享一半獎(jiǎng)金，是歷史上第5位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的女性科學(xué)家，也是今年第2位獲諾獎(jiǎng)的女性科學(xué)家。
George P. Smith 和Sir Gregory P. Winter因“肽和抗體的噬菌體展示技術(shù)”而共享另一半獎(jiǎng)金。
酶的定向進(jìn)化技術(shù)
酶的定向進(jìn)化大致分為四步：
（1）酶的基因在DNA水平進(jìn)行突變，通常以隨機(jī)或定點(diǎn)的方式同時(shí)引入很多不同的突變，構(gòu)建成基因文庫；
（2）突變后的基因文庫插入到菌體中，菌體將突變后的基因表達(dá)為蛋白質(zhì)，即突變酶；
（3）將突變酶進(jìn)行反應(yīng)測試（如果突變酶數(shù)量很多，則需要高通量的測試手段），篩選出在催化目標(biāo)反應(yīng)上表現(xiàn)最佳的酶；
（4）在篩選出來的最佳酶的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一輪的基因突變，重復(fù)前三步工作，直至酶的活性、穩(wěn)定性或選擇性達(dá)到所設(shè)的目標(biāo)。
酶的定向進(jìn)化技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化
定向進(jìn)化技術(shù)是蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，除了應(yīng)用于對酶的工程化改造外，還應(yīng)用于蛋白質(zhì)藥物的開發(fā)。與Frances Arnold同時(shí)代的荷蘭籍科學(xué)家Willem P. C. "Pim" Stemmer (12 March 1957 – 2 April 2013)發(fā)明了DNA洗牌技術(shù)，并發(fā)起成立了多家公司將定向進(jìn)化技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)界，對定向進(jìn)化技術(shù)的發(fā)明和推廣也做出了重要貢獻(xiàn)。由于Frances Arnold和Pim Stemmer對定向進(jìn)化技術(shù)的杰出貢獻(xiàn)，兩人曾經(jīng)于2011年獲得美國國家工程院頒發(fā)的Charles Stark Draper Prize（查爾斯·斯塔克·德拉普爾獎(jiǎng)）。自1993年實(shí)現(xiàn)了首次酶的定向進(jìn)化，這項(xiàng)技術(shù)被不斷完善，在今天已被廣泛應(yīng)用于對新型酶的開發(fā)過程之中，并且實(shí)現(xiàn)了很多產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。
酶賽生物正是一家致力于酶定向進(jìn)化技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的公司，擁有國際化研發(fā)團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)始成員均擁有在酶定向進(jìn)化領(lǐng)域十多年的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。酶賽生物自主投入建立了一套具有世界先進(jìn)水平的酶定向進(jìn)化平臺(tái)—BioEngine? 。
酶賽生物在酶的定向進(jìn)化及產(chǎn)業(yè)化上有豐富的經(jīng)驗(yàn)，以下是3個(gè)成功案例的數(shù)據(jù)：
1) 酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在酶蛋白中引入了30多個(gè)突變，酶活提升了過萬倍、并耐受苛刻的溫度與溶劑，獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)并可以產(chǎn)業(yè)化的酶。
2) 酶催化裂解反應(yīng)，將酶活提升12倍，并將嚴(yán)重的抑制問題降低了10倍。也獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)并可以產(chǎn)業(yè)化的酶。
3) 酶催化氧化還原反應(yīng)，同樣產(chǎn)生1公斤的產(chǎn)品，相對于原有的工藝來說，我們開發(fā)的酶工藝把物料和溶劑用量降低80%，并縮短了反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)產(chǎn)品手性純度達(dá)到了>99%ee。
以上這些成功案例也說明了酶的定向進(jìn)化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的勝利。酶賽生物正不斷努力將綠色酶法技術(shù)應(yīng)用于制藥工程、精細(xì)化工、新型材料、生物產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，讓社會(huì)與環(huán)境更加美好！