近日，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员、低碳合成工程生物学全国重点实验室副主任孙周通研究员与南京工业大学生物与制药工程学院副院长贾红华教授受邀来访，并分别为师生带来了题为“酶分子设计与生物合成”和“用于功能化学品糖苷合成的酶设计、改造及应”的精彩报告。报告由山西大学精细化学品工程研究中心主任、煤基高端化学品绿色催化合成山西省重点实验室主任杨恒权教授主持，化学化工学院和合成生物学学院相关领域师生参加。
在报告中，孙周通研究员首先系统阐述了酶分子设计领域的核心挑战、前沿策略与最新进展。他在报告中深入剖析了天然酶在工业应用中往往面临的稳定性不足、催化效率有限或底物谱狭窄等问题。随后，重点介绍了其团队通过精简密码子设计、底物口袋重构等方式在理性设计、半理性设计与定向进化等酶分子设计关键方法学上的突破，融合计算预测、指纹图谱分析与动力学模拟，定位催化口袋关键活性位点，通过这一方法改造的羧酸还原酶（CAR）可实现氨基酸类底物的内环化反应，实现内酰胺的合成。理性设计方面提出的聚焦突变策略（FRISM）可有效缩减突变体筛选规模，结合精简密码子策略高效重塑了醇脱氢酶不对称催化，实现立体构型的精准设计。在生物合成应用层面，孙周通研究员以生动案例展示了如何通过先进的酶设计手段，构建高效、模块化的新型生物合成途径，用于生产高附加值化学品、药物中间体及生物基材料，如β-抗生素母核。7-ADCD等。此外，他还特别分享了团队在特定酶结构功能解析、催化元件创制以及多酶体系适配等方面的实践与思考。报告内容深入浅出，其展示的前沿方法学与广阔应用前景，为在场师生在合成生物学与酶工程领域的研究带来了重要启发与新的思路。
贾红华教授重点介绍了其团队在糖苷合成酶的设计与改造方面的创新性工作。他详细讲解了通过半理性设计策略构建突变体LmSP M3，提高30 ℃下转糖基酶活性，并提高产率达91.92%。随后通过深入解析糖苷合成酶的催化机制、底物识别与结合规律，进一步利用环工程和底物通道工程，得到区域选择性改变和酶活力提高的SmSP突变体I235S/V297A，实现对酶催化活性、区域/立体选择性以及底物适应性的精准调控与优化。贾红华教授构建酶祖先序列重建技术得到UGTAn85祖先酶，可催化2-苯乙醇葡萄糖苷的合成。在报告中，贾红华教授通过典型案例剖析，系统阐释了其团队在改造与设计糖苷合成酶领域所面临的关键挑战与解决路径，并深入剖析了如何融合理性设计与定向进化等手段，以突破酶催化性能的限制，进而实现具有特定结构的高价值糖苷产物的高效、精准合成。这些前沿的工作不仅展示了酶工程技术的强大潜力，也为在场师生提供了宝贵的思路借鉴与方法启示。
在互动环节，现场师生踊跃提问，与孙周通研究员和贾红华教授进行了深入探讨。报告不仅深化了与会者对酶工程与生物合成领域前沿动态的理解，也进一步激发了我院科研人员的研究热情，对促进相关学科的交叉创新与合作具有积极意义。
个人简介：
贾红华，博士，研究员，博士生导师，南京工业大学生物与制药工程学院副院长。2007年6月至11月受德方资助赴德国斯图加特大学技术生物化学研究所进行客座研究，2015年9月至2016年9月受国家留学基金委资助赴美国莱斯大学生物工程系做访问学者。兼任中国化工教育协会创新创业教育工作委员会副主任、中国生物工程学会科普专业委员会委员，入选江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师和江苏省“六大人才高峰”高层次人才计划。长期从事胺转氨酶、蔗糖磷酸化酶、糖基转移酶、蔗糖合酶的发现、改造及其用于手性胺、甜菊糖苷、儿茶素糖苷等产品的制备研究和产业化开发，先后主持和参与完成了多项国家973课题、国家科技支撑计划课题、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目及企业委托项目。已发表SCI收录论文100余篇，获授权中国发明专利10余项。
孙周通，研究员，博士生导师，低碳合成工程生物学全国重点实验室副主任，中科院百人，天津杰青，入选全球Top2%科学家榜单。2012年博士毕业于中国科学院上海生命科学研究院微生物学专业，2012-2016年先后在新加坡南洋理工大学和德国马普煤炭化学研究所/马尔堡大学从事博士后研究。2016年至今，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，担任课题组长。近年来在领域主流期刊Nat Synth，Nat Commun, Chem Rev, Chem Soc Rev, JACS, Angew Chem, Metab Eng等发表论文100余篇，主编参编酶工程专著5部，申请/授权中国发明专利40余项，获2021年中国微生物学会优秀青年酶工程学家奖，2022年天津市自然科学特等奖等。兼任Green Synthesis & Catalysis、Bioresources and Bioprocessing等期刊编委及中国生物发酵产业协会酶制剂分会等多个学会理事、委员等学术职务。
一审：李 威
二审：杨恒权
三审：郭 炜