2025年9月19日,大连理工大学教授刘晨光,中国海洋大学教授韩峰、刘伟治,中国石油大学教授黄方共同做客“名师讲坛”,分别做题为:“电驱动微生物高效生物转化”/“海洋多糖降解酶的挖掘、改造与应用”/“海洋特色蛋白的机制与应用研究”/“蛋白质的超分辨成像、精准递送及定向功能改造”的学术报告。
刘晨光教授所作报告聚焦于微生物的高效生物转化。能量供应是决定生物炼制中细胞性能的关键因素,而维持氧化还原平衡是微生物胞内代谢的重要前提。电驱动生物过程提供了一种补充细胞能量的替代策略,可加速细胞代谢、重新分配碳通量,使得代谢流的流向集中至目标产物。氧化还原电位控制可以通过影响胞内活性氧自由基ROS的积累,增强细胞对多种胁迫的耐受性。他带领研究团队首次报道了运动发酵单胞菌在生产乙醇的同时展现出电活性的现象,实现了乙醇和电能两种清洁能源的共生产;基于电子传递机制,施加外部微电流驱动代谢通量,使乙醇产率提高了30%;引入关键电子传递蛋白,增强细胞电活性,乙醇产量进一步提升。证明电能辅助发酵可优化代谢通量、增强细胞抗逆性,实现高效的乙醇生产。针对不同反应条件和规模的微生物发酵过程,开发了多种实用型的电催化反应器,可广泛应用到微生物发酵领域,为电驱动的高效微生物转化奠定基础。
韩峰教授在他的报告中指出,海洋多糖降解酶是海洋特殊生境赋予的重要生物催化剂,在多糖资源高效转化与高值化利用中扮演关键角色。本报告聚焦褐藻胶裂解酶、透明质酸裂解酶及α-1,3-葡聚糖酶,系统阐述其挖掘策略,解析其分子结构与催化机制;介绍定向进化、理性设计等在提升酶活性、稳定性中的应用;并探讨其在食品工业(功能性寡糖制备)、生物医药(抗菌药物、药物递送)等领域的转化潜力,为海洋酶资源的开发利用提供理论与技术参考。
刘伟治教授的报告针对海洋特色蛋白的机制与应用研究展开,为适应独特环境,海洋生物进化出了具有独特性质的蛋白,聚焦海洋生物酶和粘附蛋白,开展了海洋生物蛋白“实体”库构建、机制及应用研究。其中构建是基础,机制是核心,应用是目标。首先基于基因工程技术已完成了近千种独特的海洋生物蛋白的制备和表征,构建了构象关系明确海洋生物蛋白“实体库”,解决了独特海洋生物蛋白样品制备难题,为后续的机制和应用研究奠定了基础。多尺度揭示独特蛋白的折叠、组装、催化机制。包括(1)复杂的糖酶底物识别分子机制研究;(2)非Dopa 依赖的海洋粘附机制。产学研用结合,开展了创新海洋生物技术药物的开发研究。
黄方教授的报告介绍了蛋白质研究领域的最新进展,内容涵盖荧光成像、细胞递送与酶分子改造三个方向。具体包括:1)发展基于新型荧光纳米材料与人工智能融合的超分辨成像技术,实现蛋白质动态过程的高精度可视化,并展示其在生物机制研究中的应用;2)建立活细胞水平的靶向递送体系,重点介绍高效、可控的蛋白质递送新方法,并集成实时成像技术追踪递送过程与细胞响应;3)针对甜菊糖苷生物合成需求,开展酶分子的理性设计与功能重塑,提升其催化效率与稳定性。本工作旨在发展蛋白质研究的新工具与新方法,并推动其在合成生物学与生物医学中的应用。
报告结束后,刘晨光教授、韩峰教授、刘伟治教授和黄方教授共同访问了一碳生物技术研究中心,与团队的科研人员和学生们进行了深入的交流。他们分享了在微生物高效生物转化方面的经验,并就海洋多糖降解酶改造与应用领域进行了深入探讨,交流了海洋特色蛋白机制以及蛋白质功能改造等应用领域的合作想法。
刘晨光,大连理工大学生物工程学院,教授,博导。教育部长江学者奖励计划青年学者、中国化工学会生物化工专委会青年委员、上海市化学化工学会生物技术与工程专业委员会委员、大连市高端人才、SCI期刊Biotechnol Appl Biochem副主编,从事与绿色生物制造相关的合成生物学和生物炼制技术的研究。已发表论文160余篇,主要在Nat Commun、Nano Energy、Biotechnol Adv、Chem Eng J、Energ Convers Manage、Bioresour Technol,ACS Sustain Chem Eng、Green Chem等国际知名学术期刊上。参与编著Springer出版的专著1卷,独著中文专著2本。获得授权发明专利12项、软件著作权1项。组织多次国际会议并担任组委会主席。与多家企业开展深度合作。
韩峰,中国海洋大学医药学院教授,硕导。现任微生物与生化药学教研室主任、生物制药专业负责人。主要从事基于酶和微生物的疾病治疗研究,完成了3种酶制剂的成药性评价。主持并多次参与国家重点研发计划课题、国家863计划、国家自然科学基金项目、国家973计划、国家科技重大项目、海洋公益性行业专项等,在Carbohydr Polym、J Agric Food Chem、Int J Biol Macromol、Mar Life Sci Technol、Biotechnol Biofuels、Microbiol Spectr、Front Microbiol等刊物发表SCI收录论文四十余篇、核心期刊论文二十余篇,授权国家发明专利9项、实用新型专利1项。
刘伟治,中国海洋大学教授,博导。2012从耶鲁大学回国,在中国海洋大学组建海洋生物酶研究团队。团队紧密围绕着海洋生物蛋白“实体”库构建、机制及应用,交叉利用多学科技术实现海洋特色蛋白资源在创新生物医药高值化应用。迄今为止,研究团队已承担、参与了国家及省部级课题10余项,产学研项目3项。近5年已在Nat Commun,ACS Nano,Theranostics等国际知名学术期刊上发表了20多篇SCI文章,授权15项(转让9项),获得山东省海洋科技创新奖一等奖等奖励。联合企业在申请1.1类创新药物临床批件1项。
黄方,中国石油大学,教授。毕业于山东大学,先后获得理学学士和硕士学位,后赴瑞士巴塞尔大学深造并获得博士学位,随后于英国剑桥大学从事博士后研究工作,并受聘为研究科学家,2009年回国后加入中国石油大学(华东)。曾获聘为“泰山学者海外特聘专家”,并入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。历任中国化学会生物物理化学专业委员会副主任、中国生物物理学会单分子生物学分会委员、山东省物理学会生物物理专业委员会副主任。长期致力于蛋白质研究技术的开发、蛋白质结构与功能关系的研究以及蛋白质工程改造。



