源本焕新团队:北京理工大学研发优化型紫檀芪合成关键酶,赋能绿色生物制造新愿景

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源本焕新团队:北京理工大学研发优化型紫檀芪合成关键酶,赋能绿色生物制造新愿景

2026-04-13 11:22

来源:中国网

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近日,北京理工大学源本焕新团队成功研发出一款面向高端美妆与大健康领域的重组白藜芦醇O-甲基转移酶(ROMT)。该产品紧扣高价值天然产物合成的核心需求,实现了计算结构生物学与高通量湿实验的深度融合,创新性地提出了覆盖蛋白结构重构全流程的解决方案,为紫檀芪绿色生物制造注入全新动能。

顺应绿色制造浪潮 破解高端原料“卡脖子”难题

当前,绿色生物制造已成为国家重点发展的战略性方向,功效型护肤市场需求不断释放。紫檀芪作为新一代抗衰老核心原料,应用场景日益多元,行业发展迎来黄金期。然而,传统生物合成路径在关键限速酶(ROMT)的异源表达中,存在可溶性差、易形成包涵体、热稳定性低等诸多痛点,难以满足工业化高密度发酵场景下的实际需求,成为制约紫檀芪量产的关键瓶颈。

在此背景下,源本焕新团队积极响应国家战略,聚焦合成生物学核心赛道,创新研发出优化型ROMT酶元件,精准破解异源宿主不适应的行业难题,为高端抗衰原料国产化提供了全新的技术路径和发展动能。

攻坚底层分子改造 重塑生物催化效能

围绕分子对接、分子动力学模拟、定点突变三大核心技术方向,团队成功完成ROMT的理性设计与重构,并在大肠杆菌BL21(DE3)表达体系中开展多轮验证测试,充分验证了其在异源表达场景下的稳定性与可溶性,全面满足后续发酵工况下的生物催化需求。

其核心技术创新主要体现在以下三个方面:

结构预测与对接技术:运用AlphaFold3与AutoDock技术,突破了野生型ROMT无晶体结构的难题,实现了催化口袋底物与辅因子SAM识别通道的精准定位。

分子动力学模拟算法:引入GROMACS进行百纳秒级全原子分子动力学模拟,精确捕捉RMSF波动特征,为锁定高聚集风险区域与热敏感区域提供核心保障。

定点突变与纯化方案:打造干湿实验闭环优化方案,攻克异源表达极易形成包涵体的技术瓶颈,利用镍柱亲和层析技术获取高纯度目标蛋白,确保在体外催化及体内代谢流中高效稳定运行。

团队成员正在进行蛋白设计

ROMT突变设计

跨学科协同攻关 筑牢从头合成基石

项目的成功研发,得益于源本焕新团队多学科交叉的技术优势与产学研用的深度协同。团队核心成员涵盖材料化学、生物工程、计算化学等多个专业领域,形成了一支实力雄厚的研发梯队。

团队正积极推动分子模拟、基因工程、蛋白表征等核心技术落地应用,切实提升大健康原料的市场竞争力。目前,团队已构建起“虚拟设计-质粒构建-表达验证”的全链条成果转化生态,为底盘细胞构建奠定坚实基础。

锚定高价值市场 助推国产原料产业升级

随着“纯净美妆”与绿色低碳理念持续深化,生物基功效原料迎来广阔发展空间。团队未来将构建“核心原料+技术赋能”的商业模式,推出试剂级与医药级紫檀芪标准原料,并针对不同底盘细胞开发定制化酶元件,延伸提供工业酶理性改造等增值技术服务,形成可持续的发展路径。

展望未来,源本焕新团队将持续推进紫檀芪产业化进程,致力打造具有核心竞争力的国产高端原料品牌,以自主可控的技术力量为精细化工高质量发展提供坚实支撑。


【编辑:赵娜】
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