青岛农业大学成功构建出绿色生物合成高产菌株，让天然虾青素生产成本降至传统生物制造的十分之一——
菌株“制造”虾青素，“专利”卖出千万元
近日，青岛农业大学与东营春润江河生物科技有限公司签约，以1000万元价格成功转让虾青素绿色生物制造工程菌株专利所有权。该项专利具有效率高、成本低、可定向规模化合成虾青素的技术优势，创下山东省虾青素绿色生物制造领域单笔专利转让金额最高纪录。
颠覆传统，新技术降本增效
虾青素是一种天然产物，具有超强抗氧化、抗炎、护眼等多重生理功能，是自然界中最强的天然抗氧化剂之一，其抗氧化能力是维生素E的550倍，是维生素C的6000倍，远超β-胡萝卜素、番茄红素等传统抗氧化剂，其在保健品、化妆品、饲料等多个领域的应用正呈现出爆发式增长的态势。正因如此，虾青素相关产业正快速成长为全球大健康产业核心赛道。
当前市面上天然虾青素多采用雨生红球藻培育提取工艺，但其培育过程对环境参数要求严苛，增殖速率与生物体量提升空间有限，培育周期偏长，天然富集的有效活性成分占比与精制纯度难以满足大规模产业化低成本生产的市场需求，制约了行业规模化普及与高效供给。因此，行业亟需新技术实现突破升级。
青岛农业大学生命科学学院科研团队以大肠杆菌等微生物细胞为核心底盘，利用合成生物学技术，系统构建了天然活性虾青素的生物合成工艺和产品制备工艺技术，成功构建出产量达1.54g/L的绿色生物合成高产菌株。
虾青素在发酵罐里。王世锋 摄
该菌株可高效合成左旋全反式高活性虾青素，生产成本仅为传统生物制造天然虾青素成本的十分之一，这为生物制造绿色转型提供了关键技术支撑。这项技术将从根本上颠覆虾青素传统生产模式，实现虾青素定向、高效、低成本、规模化合成。相关技术精准破解行业发展痛点，处于行业领先水平。
此次专利转让将加速技术成果转化应用，助力行业技术革新与产业升级。未来，校企双方将在技术研发、市场推广、产业布局等领域深化合作，携手推动虾青素绿色生物制造技术规模化、产业化发展，助力我国生物制造产业高质量跃升。
AI辅助，加速科研攻关
已有10余年虾青素生物制造研究经验的科研团队负责人介绍，在整个研发过程中，团队充分利用关键酶AI大数据挖掘、酶工程、基因组无痕高效编辑、代谢工程改造、工程菌株高密度发酵工艺优化等合成生物学技术，加速科研攻关。这其中，AI技术的应用极大提高了研发效率。“如果说生物制造是‘建造’，那酶就是能精准完成任务的纳米机器人，它们在细胞工厂内承担着催化、检测、调控和计算的任务。虾青素在微生物细胞内的合成过程中，酶同样起着至关重要的作用，因此找到合适的酶是关键一步。AI技术的应用突破了人工筛选极限，大幅度提高了酶的筛选效率。”该负责人表示。
团队充分利用AI大数据基因组挖掘、酶学信息分析与生物信息学预测技术，对2000余种微生物基因做了系统筛选，比对不同来源酶的结构特性、催化效率与热稳定性，筛选适配宿主表达、高催化活性的虾青素合成关键酶基因；通过蛋白结构模拟、突变位点预测与酶工程理性设计，获得具有优势功能酶基因组合，并将不同的酶安排在细胞工厂内合适的“岗位”上，从而在细胞内形成一条完整的虾青素“生产线”，达到提高虾青素生产效率和纯度的目的。（青岛日报/观海新闻记者 王世锋）
责任编辑：岳文燕
