加入WTO在我國(guó)經(jīng)濟(jì)生活中是件大事，它既帶給我們巨大的發(fā)展機(jī)遇，也使我們?cè)庥龅骄薮蟮奶魬?zhàn)。外貿(mào)形勢(shì)說(shuō)明：一場(chǎng)曠日持久的、空前慘烈的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)已經(jīng)打響。與生物技術(shù)密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)的狀況也不容樂(lè)觀。在這種激烈競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，中國(guó)企業(yè)必需學(xué)會(huì)積極發(fā)現(xiàn)并認(rèn)真構(gòu)筑自己賴以生存和發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，在這當(dāng)中打造企業(yè)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就具有特別重要的意義。　　令人欣慰的是，在新世紀(jì)向我們走來(lái)的時(shí)候，生物技術(shù)掀起了它的第三個(gè)浪潮。1999年在“Current Opinion in Microbiology”雜志的一篇文章中寫(xiě)到：繼醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)之后，廣泛認(rèn)為工業(yè)生物催化將是生物技術(shù)的第三個(gè)浪潮。還有，1999年底在美國(guó)加利福尼亞召開(kāi)了一個(gè)學(xué)術(shù)討論會(huì)后出版了一本題為“新生物催化劑：21世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的基本工具”的專門性書(shū)籍。這些跡象表明：以生物催化為核心內(nèi)容的工業(yè)生物技術(shù)在支撐新世紀(jì)社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)體系中的地位已經(jīng)被提到空前的戰(zhàn)略高度。筆者認(rèn)為：正在向我們走來(lái)的“生物技術(shù)的第三個(gè)浪潮”對(duì)我國(guó)21世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將是個(gè)不可多得的機(jī)遇。本文將討論這次技術(shù)革命的社會(huì)需求、技術(shù)內(nèi)涵、具體實(shí)例以及這個(gè)新浪潮對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所可能帶來(lái)的影響。　　人類幾千年的文明史證明，一次技術(shù)革命的出現(xiàn)必然與以下兩個(gè)因素有密切相關(guān)：首先要有對(duì)新技術(shù)革命的強(qiáng)烈的社會(huì)需求；其次是必需擁有充滿活力的創(chuàng)新技術(shù)?！　? 社會(huì)需求　　恩格斯說(shuō)過(guò)：“社會(huì)一旦有技術(shù)上的需要，則這種需要就會(huì)比10所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)”。當(dāng)今人類社會(huì)面臨人口、環(huán)境、資源、疾病等多種危機(jī)。人類急需從這些危機(jī)中擺脫出來(lái)，進(jìn)入一個(gè)理想的可持續(xù)發(fā)展的軌道。在這個(gè)過(guò)程中，包括生物技術(shù)在內(nèi)的高技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將可能發(fā)揮重要作用?！　?．1 環(huán)境壓力　　人類的生存環(huán)境正在迅速惡化，環(huán)境污染已經(jīng)成為制約人類社會(huì)發(fā)展的重要因素。　　在水環(huán)境方面，根據(jù)近年我國(guó)政府的環(huán)境公報(bào)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)年廢水排放量達(dá)416億噸，其中工業(yè)廢水排放量和生活污水排放量各半。中國(guó)主要河流有機(jī)污染普遍，面源污染日益突出，主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。我國(guó)近岸海域海水污染嚴(yán)重，近海環(huán)境狀況總體較差，海洋環(huán)境污染惡化的趨勢(shì)仍未得到有效控制。作為海洋污染的綜合指標(biāo)之一的赤潮，僅1999年，中國(guó)海域共記錄到15起?！　≡诖髿猸h(huán)境方面，全國(guó)廢氣中二氧化硫排放總量1857萬(wàn)噸、煙塵排放總量1159萬(wàn)噸、工業(yè)粉塵排放量1175萬(wàn)噸。中國(guó)的大氣環(huán)境污染仍然以煤煙型為主，主要污染物為總懸浮顆粒物和二氧化硫。少數(shù)特大城市屬煤煙與汽車尾氣污染并重類型。酸雨污染范圍大體未變，污染程度居高不下。　　在陸地環(huán)境方面，全國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為7．8億噸，工業(yè)固體廢物累計(jì)貯存量64億噸。工業(yè)固體廢物的堆存占用大量土地，并對(duì)空氣、地表水和地下水產(chǎn)生二次污染。削減工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量是我國(guó)污染物排放總量控制的重要內(nèi)容之一。有些地區(qū)已經(jīng)形成垃圾圍城、藍(lán)天綠水不再的可怕局面。　　以上情況說(shuō)明：我國(guó)環(huán)境污染的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到十分嚴(yán)重地步。尋求已污染環(huán)境的治理措施，發(fā)展防止新的污染發(fā)生的技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。　　微生物是自然界基本的循環(huán)器，微生物及其酶系可以有效分解纖維素、木質(zhì)素、脂肪、烷烴、芳香烴、某些人工多聚物等等，因此微生物可以在造紙、石油化工、紡織印染、食品加工、炸藥、冶金、殺蟲(chóng)劑、除草劑、洗滌劑、電鍍、生活污水等污染環(huán)境的治理中發(fā)揮巨大作用。例如最成熟的活性污泥廢水處理技術(shù)就是依靠微生物的作用。毋庸置疑，生物技術(shù)是解決環(huán)境污染的一種基本工具，它能提供保護(hù)環(huán)境、恢復(fù)環(huán)境所必須的許多手段?！　〗?0年來(lái)現(xiàn)代生物技術(shù)的多數(shù)內(nèi)容已經(jīng)滲透到環(huán)境工程領(lǐng)域中。有應(yīng)用前景的領(lǐng)域包括廢物的高效生物處理技術(shù)、污染事故的現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救、污染場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)、可降解材料的生物合成技術(shù)等許多方面。具體環(huán)境生物技術(shù)內(nèi)容包括構(gòu)建高效降解殺蟲(chóng)劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌和具有抗污染特性的轉(zhuǎn)基因植物，無(wú)廢物、無(wú)污染的“綠色”生產(chǎn)工藝，高效污水處理生物反應(yīng)器，廢物資源化，PCR技術(shù)及其他環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)等。以上內(nèi)容涉及重組DNA技術(shù)、固定化技術(shù)、高效反應(yīng)器技術(shù)等單元技術(shù)及其技術(shù)組合的應(yīng)用。　　環(huán)境污染治理產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)巨大的市場(chǎng)，1990年為1900億美元；2000年為3100億美元，世界市場(chǎng)平均增長(zhǎng)率達(dá)5％。但是其中環(huán)境生物技術(shù)(主要指微生物菌劑和部分環(huán)境監(jiān)控工程)所占市場(chǎng)分額還十分有限。　　1．2 資源壓力　　當(dāng)今人類社會(huì)面臨的第二個(gè)問(wèn)題是資源壓力。我們應(yīng)該十分清醒地意識(shí)到“一次性能源的末日已經(jīng)不遠(yuǎn)”已成為一個(gè)無(wú)須更多爭(zhēng)論的前景。石油剩余儲(chǔ)量1400億噸，而年開(kāi)采量為32億噸，計(jì)算下來(lái)43年告罄!　　在交通運(yùn)輸能源結(jié)構(gòu)中石油大約占97％，隨著石油資源不可避免的枯竭，在過(guò)去20年中，無(wú)論政府或工業(yè)部門都在十分積極地開(kāi)發(fā)交通運(yùn)輸?shù)拇嫒剂?。一個(gè)正在成長(zhǎng)、但尚存爭(zhēng)論的替代燃料是發(fā)酵法生產(chǎn)的乙醇。任何農(nóng)業(yè)國(guó)家都可以用現(xiàn)行技術(shù)生產(chǎn)燃料乙醇，其中美國(guó)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的原料是玉米葡萄糖，而巴西則是蔗糖。汽車制造商目前生產(chǎn)的汽車都可以用混合有10％或85％燃料酒精(E85)的燃料。巴西用甘蔗年生產(chǎn)120億升乙醇，以22％比例與汽油混合，或者可用近100％的乙醇。美國(guó)用玉米年生產(chǎn)50億升乙醇，上百個(gè)加油站能提供E85號(hào)燃油?！　∧壳暗膯?wèn)題是需要政府的財(cái)政補(bǔ)貼才能維持燃料乙醇的正常生產(chǎn)。令人高興的是從非食品植物發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究取得可喜進(jìn)展。通過(guò)預(yù)處理、酶的應(yīng)用和發(fā)酵工藝的改進(jìn)，把各種農(nóng)業(yè)下腳料，諸如玉米、稻、麥秸稈、甘蔗廢料、廢紙等統(tǒng)稱為“biomass”的一些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。這樣一來(lái)，有希望進(jìn)一步降低燃料乙醇的生產(chǎn)成本。歷史上酒精的價(jià)格曾經(jīng)從每升1．22降到0．31美元。如果酶法加工和生物量利用技術(shù)得以進(jìn)一步改進(jìn)，預(yù)期到2015年，價(jià)格還會(huì)降到0．12―0．13美元。樂(lè)觀地估計(jì)，到時(shí)候即使沒(méi)有政府的價(jià)格補(bǔ)貼政策，乙醇也可以取代汽油?！　‖F(xiàn)代化工中差不多全部人工高分子聚合物的出發(fā)原料都來(lái)自石油或煤炭。全球龐大的化學(xué)工業(yè)對(duì)一次性礦業(yè)資源的過(guò)分依賴，使人類社會(huì)所面臨的資源短缺形勢(shì)更加雪上加霜。2002年6月在加拿大多倫多剛剛閉幕的Bi02002國(guó)際大會(huì)上有一個(gè)專題討論會(huì)，來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家認(rèn)為：一個(gè)全球性的產(chǎn)業(yè)革命正在朝著以碳水化合物為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?？茖W(xué)家們已經(jīng)預(yù)測(cè)：當(dāng)今高分子化工的碳?xì)浠衔飼r(shí)代將逐步讓位于碳水化合物時(shí)代。目前正在開(kāi)發(fā)的多聚乳酸、多聚賴氨酸、多聚羥基丁酸、燃料乙醇以及各種功能寡糖等可視為這個(gè)碳水化合物時(shí)代來(lái)臨的前奏?！　? 技術(shù)平臺(tái)　　上個(gè)世紀(jì)70年代以來(lái)，在生物技術(shù)基礎(chǔ)性研究工作的帶動(dòng)下已經(jīng)建立了基因工程、蛋白質(zhì)工程、代謝工程、組合生物合成、生物催化工程及其他一系列工程體系和技術(shù)平臺(tái)。這是第三個(gè)浪潮又一個(gè)必要條件。以下本文以發(fā)現(xiàn)新酶為例，簡(jiǎn)述這類技術(shù)平臺(tái)的科學(xué)內(nèi)涵?！　?duì)于工業(yè)目的，生物催化劑的吸引力不外乎高效率的催化作用及對(duì)底物結(jié)構(gòu)嚴(yán)格的選擇性。　　當(dāng)然，另一方面，生物催化劑用于工業(yè)目的也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，酶雖然有其令人滿意的周轉(zhuǎn)數(shù)(turnover numbers)，即單位活性位點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)可以催化產(chǎn)生較大數(shù)量的產(chǎn)物?？墒谴蠖鄶?shù)酶的分子量很大，卻只有一個(gè)唯一的活性位點(diǎn)。這樣一來(lái)，單位質(zhì)量的催化劑的催化效率有時(shí)候就顯得很低。其次，酶一般是不大穩(wěn)定的，在大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)中則很難采用這種脆弱的催化劑。最后，現(xiàn)有技術(shù)水平尚難保證以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)出各種物美價(jià)廉的生物催化劑。以上三條可概括為酶的可用性、穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性。在考慮把生物催化劑用作工業(yè)酶之前，以上三個(gè)難點(diǎn)必須加以克服。因此人們急需發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造新一代生物催化劑。近年，由于在新技術(shù)方面取得了許多新突破，又重新燃起了人們對(duì)酶在工業(yè)上應(yīng)用的巨大興趣。　　發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造新一代生物催化劑的技術(shù)平臺(tái)包括天然生物多樣性的篩選、基因組測(cè)序、定向進(jìn)化、噬菌體展示、理性設(shè)計(jì)、化學(xué)修飾、催化性抗體和核酶等。這里僅就與發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新工業(yè)酶密切相關(guān)的前四項(xiàng)內(nèi)容作些介紹和討論。　　2．1 生物多樣性　　自然界蘊(yùn)藏著巨大的微生物資源，但是人類至今對(duì)極端環(huán)境微生物(extremophiles)和未培養(yǎng)微生物(unculturable microorganisms)兩個(gè)資源寶庫(kù)涉足不深，所以研究開(kāi)發(fā)潛力極大?！　】梢灶A(yù)期，人們能從嗜酸、嗜堿、嗜冷、嗜熱、嗜鹽、嗜壓等等極端微生物中獲得許多有價(jià)值的酶、蛋白質(zhì)以及其他活性物質(zhì)。在過(guò)去幾年中，隨著重組酶生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使人們有可能從更廣泛的來(lái)源獲取更廉價(jià)的酶。近年在這方面取得的進(jìn)展在一定程度上得益于極端微生物培養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)步，更得益于把極端微生物的基因轉(zhuǎn)移到常用受體微生物宿主能力的提高。如此一來(lái)，人們有理由相信：在溫和、便宜的生長(zhǎng)條件下就可以生產(chǎn)出對(duì)極端環(huán)境具有耐受性能的生物催化劑來(lái)?！　×硗鈸?jù)知，能夠在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的微生物的種類僅占自然界中微生物總數(shù)的不到1％!也就是說(shuō)，還有99％的不可培養(yǎng)的微生物等待著我們用非常規(guī)手段加以研究。作為微生物資源研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域里的一個(gè)重大探索，可以采用最新的分子生物學(xué)方法，繞過(guò)菌種分離純化這一步驟，直接在自然界中尋找有開(kāi)發(fā)價(jià)值的微生物基因。把來(lái)源于未經(jīng)培養(yǎng)的微生物的DNA克隆到業(yè)經(jīng)培養(yǎng)馴化的宿主生物體中，然后用高通量篩選技術(shù)從重組的克隆里篩選為新酶編碼的基因?！　∥⑸锸澜缯故窘o人類如此巨大的機(jī)會(huì)使我們興奮不已，一些有識(shí)之士指出：未知的微生物世界或許是地球上最大的未開(kāi)發(fā)的自然資源，能充分利用這個(gè)微生物資源寶庫(kù)的國(guó)家必將取得發(fā)展的先機(jī)?！　?．2 基因組測(cè)序　　隨著DNA測(cè)序能力的提高，對(duì)序列的分析能力也得到加強(qiáng)，于是可以發(fā)現(xiàn)許多新的基因。通過(guò)同已知基因序列進(jìn)行比較來(lái)推斷新基因表達(dá)產(chǎn)物的基本酶活性。當(dāng)然目前的技術(shù)水平還不足以推斷出這些酶性質(zhì)的許多細(xì)節(jié)。因此必須表達(dá)這些新發(fā)現(xiàn)的基因，以確定它們?cè)谝粋€(gè)特定的過(guò)程中是否確實(shí)有用。假定，從一種生物體來(lái)源的所有的酶在它的正常生長(zhǎng)溫度下都有功能，那么來(lái)自超級(jí)嗜熱微生物的DNA序列就能成為尋找在沸點(diǎn)附近仍然有功能的酶的合理起點(diǎn)；同樣可以認(rèn)為，嗜冷微生物的基因則可能成為在零度仍然具有功能的酶的可能來(lái)源?！　∫蛱鼐W(wǎng)最新資料表明：大約60種微生物的基因組序列已經(jīng)完成，另外還有近200種微生物基因組預(yù)期很快就可以完成。測(cè)序工作的努力已經(jīng)揭示了數(shù)萬(wàn)個(gè)新基因，主要的是編碼酶的一些基因，其中大約三分之一可以被歸到“有功能”的家族里，這是一個(gè)十分豐富、而且每天都在增加的新工業(yè)酶后選者的來(lái)源。相信隨著基因組時(shí)代的到來(lái)，將會(huì)有大量新的工業(yè)酶被人類發(fā)現(xiàn)?！　?．3 定向性進(jìn)化　　在以發(fā)現(xiàn)工業(yè)酶為主要目標(biāo)的所有技術(shù)中，定向進(jìn)化(directed evolution簡(jiǎn)稱DE)可能是最強(qiáng)有力的一種。DE是一種快速而廉價(jià)的發(fā)現(xiàn)各種新酶的方法。這類新酶在特定的條件下應(yīng)該比天然酶工作得更好。DE模擬自然進(jìn)化，這種進(jìn)化取決于從多樣性群體中選擇合適“個(gè)體”，這里的“個(gè)體”就是酶。DE是定向的，意思是研究者通過(guò)一步步改進(jìn)使選擇的各種酶要符合一定預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。DE從克隆擬改進(jìn)的酶的基因起始。分離到的基因通過(guò)體外突變使其多樣性得到加強(qiáng)。然后，克隆這些突變株的DNA，并且在通常的受體中表達(dá)，分析表達(dá)產(chǎn)物的酶活力，選擇最好的變異株克隆。它的基因又作為下一輪篩選的新起點(diǎn)。使用這一方法需要掌握兩項(xiàng)重要的支撐技術(shù)，即DNA重排(DNA shaffling)和高通量篩選技術(shù)?！　?．4 噬菌體展示　　該技術(shù)最初是用于鑒定和分離蛋白質(zhì)的一些結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域能夠牢固地結(jié)合到別的分子上。但是近年這個(gè)核心技術(shù)又經(jīng)過(guò)進(jìn)一步設(shè)計(jì)和發(fā)展，致使擬被改良的酶在理論上也可充當(dāng)被鑒定和分離的靶子。噬菌體展示最簡(jiǎn)單的形式涉及把小段靶子DNA，(該DNA應(yīng)該是突變和篩選的靶子)插入噬菌體的基因組中，其插入位置要求其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域能夠出現(xiàn)在噬菌體顆粒的表面上。靶子基因的突變導(dǎo)致各種不同的結(jié)構(gòu)域在表面上展示，如果各種不同的結(jié)構(gòu)域的任何一個(gè)能足夠牢固地結(jié)合到一種固定化底物上，則編碼這個(gè)結(jié)構(gòu)域的顆粒便粘到這一固定相上，借以把它們從未結(jié)合的結(jié)構(gòu)域分開(kāi)。然后把結(jié)合的噬菌體從固定化的底物上洗脫下來(lái)，收集之，增殖之。重復(fù)這一過(guò)程則可以增加獲得具有優(yōu)良品質(zhì)酶的幾率?！　? 兩個(gè)實(shí)例　　以下結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的研究工作舉兩個(gè)實(shí)例。一個(gè)是酶制劑L―天冬酰胺酶；另一個(gè)是氨基酸，L―天冬酸。這兩個(gè)例子在我們討論的生物技術(shù)第三個(gè)浪潮這個(gè)主題下有一定的代表性。　　3．1 L-天冬酰胺酶　　作為抗白血病首選藥物的L―天冬酰胺酶早就用大腸桿菌發(fā)酵的方法生產(chǎn)，但是生產(chǎn)和應(yīng)用至少存在兩個(gè)問(wèn)題。一個(gè)問(wèn)題是細(xì)胞形成酶的能力很低；另一個(gè)問(wèn)題是酶在體內(nèi)半衰期短。這兩個(gè)問(wèn)題的存在導(dǎo)致藥物生產(chǎn)成本過(guò)高，加大了患者的負(fù)擔(dān)?！　”緦?shí)驗(yàn)室借助基因工程技術(shù)提高了酶合成能力，首先從大腸桿菌獲得編碼該酶的基因，體外重組之后再轉(zhuǎn)化到大腸桿菌體內(nèi)，不同的是強(qiáng)化了上游調(diào)控元件，便大大提高了酶合成能力40多倍!　　本實(shí)驗(yàn)室解決半衰期短和穩(wěn)定性差的策略是制備L―天冬酰胺酶―抗體的融合蛋白。首先從噬菌體抗體庫(kù)中篩選得到L―天冬酰胺酶(ASNase)的保護(hù)性抗體scFv46，然后構(gòu)建融合蛋白scFv-ASNase及ASNase―scFv。穩(wěn)定性測(cè)定結(jié)果表明：這兩種融合蛋白比天然ASNase的抗蛋白酶降解的能力強(qiáng)，并將天然ASNase的體外半衰期由2小時(shí)分別提高到9小時(shí)和6小時(shí)，另外，二者對(duì)高溫及低pH條件都具有較強(qiáng)的抗性。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，預(yù)測(cè)了融合蛋白ASNase―scFv及scFv―ASNase的三維結(jié)構(gòu)，并與報(bào)道的天然ASNase的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析并結(jié)合上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出scFv的保護(hù)機(jī)制是scFv的空間阻礙效應(yīng)(如封閉蛋白酶作用位點(diǎn))與改變酶分子靜電勢(shì)表面的綜合作用結(jié)果?！　〗柚耆蚪M序列信息進(jìn)一步提高L―天冬酰胺酶的穩(wěn)定性的新嘗試。通過(guò)近年中國(guó)科學(xué)院一個(gè)科學(xué)家小組的不懈努力，完成了一種極端嗜熱微生物長(zhǎng)達(dá)2689443 bp全部基因組的測(cè)序研究工作。為進(jìn)一步提高L―天冬酰胺酶的穩(wěn)定性并延長(zhǎng)該藥的體內(nèi)半衰期，我們?cè)谶@方面作出了的新努力，即試圖借助完全基因組序列信息，從一株極端嗜熱微生物中尋找穩(wěn)定性更好的L―天冬酰胺酶?！　”緦?shí)驗(yàn)室已經(jīng)測(cè)知E．coli L―天冬酰胺酶的氨基酸序列及為其編碼的基因核苷酸序列。在上述極端嗜熱微生物的完全基因組序列數(shù)據(jù)庫(kù)中搜尋E．coli L―天冬酰胺酶的結(jié)構(gòu)類似物，結(jié)果在No．967號(hào)基因編碼的蛋白質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)一級(jí)結(jié)構(gòu)與L―天冬酰胺酶十分相似的蛋白質(zhì)。其中35％(115／323)的氨基酸完全一樣，另有52％(171／323)的氨基酸相似。因此，有理由相信在這株極端嗜熱微生物中很有可能存在一個(gè)與E．coli L―天冬酰胺酶有類似功能的蛋白質(zhì)。又鑒于該基因來(lái)自極端嗜熱微生物，預(yù)期這個(gè)蛋白質(zhì)還將會(huì)具有更好的熱穩(wěn)定性。當(dāng)然，一切結(jié)論將留待通過(guò)對(duì)該基因的克隆、表達(dá)、產(chǎn)物的分離和功能分析的結(jié)果予以最后的證實(shí)或澄清?！　?．2 L―天冬酸　　通常的生產(chǎn)方法是用富含L―天冬酸酶的微生物細(xì)胞，經(jīng)過(guò)固定化處理后，將底物反丁烯二酸轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)―天冬酸。本實(shí)驗(yàn)室早期也曾作過(guò)一些工作并且投入生產(chǎn)應(yīng)用。在2000年柏林生物技術(shù)大會(huì)上得知，日本一個(gè)公司采取一系列改進(jìn)措施，使生產(chǎn)工藝水平大大提升了一步。首先為解決酶合成能力低下問(wèn)題，也是采用基因工程技術(shù)，提高合成能力50倍；固定化酶的通透性問(wèn)題因采用離子交換性質(zhì)的材料而得以解決；反應(yīng)熱―反應(yīng)器設(shè)計(jì)及降低反應(yīng)溫度，從37℃降低到20℃；消除了污染環(huán)境的副產(chǎn)物硫酸銨，代之以能重復(fù)使用的反丁烯二酸銨；正在開(kāi)辟L―天冬酸的新用途，用于制造多聚L―天冬酸酶。這個(gè)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的新工藝既是先進(jìn)的、高效的，又是綠色的、環(huán)保的。使這一產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝幾乎達(dá)到盡善盡美的地步，代表了21世紀(jì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的方向?！　? 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)　　我們正處在這樣一個(gè)時(shí)代：社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所遇到的一些重大障礙有待工業(yè)生物技術(shù)去解決；科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展形成了一批先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)；許許多多實(shí)例說(shuō)明生物技術(shù)的第三個(gè)浪潮正在向我們走來(lái)。我們相信：在這第三個(gè)浪潮中，中國(guó)和世界工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生巨大的變化?！　∩鲜兰o(jì)工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)格局大體上包括抗生素、維生素、氨基酸、有機(jī)酸、(醋酸、乳酸、檸檬酸、衣康酸、蘋(píng)果酸、葡萄糖酸等)、酶制劑、單細(xì)胞蛋白、溶劑(丙酮、丁醇)、乙醇、核酸、核苷酸等等。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面技術(shù)改造：向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、資源節(jié)約、環(huán)境友好型過(guò)度，還肯定誕生一批新產(chǎn)業(yè)，包括生物材料產(chǎn)業(yè)、生物能源產(chǎn)業(yè)、生物化工產(chǎn)業(yè)及環(huán)境生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)等等。

標(biāo)簽：生物技術(shù)發(fā)揮人類