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【6月3日报告】生物质生物转化和生物精炼工艺中酶水解的基础科学研究和应用
  发布时间:2016-06-01    供稿部门:

  报告题目:生物质生物转化和生物精炼工艺中酶水解的基础科学研究和应用

  报 告 人:方诩教授 山东大学

  报告时间:6月3日(周五) 10:30-11:00

  报告地点:天津工业生物所C408会议室

  报告人简介:方诩,男,满族,1974年3月出生。1999-2006年在日本京都大学留学,先后获得硕士、博士学位。2006-2009年,在日本产业技术综合研究所生物质能技术研究中心工作。2009年回国至今,担任山东大学微生物技术国家重点实验室、国家糖工程技术研究中心任教授兼博士生导师,山东省秸秆生物炼制技术重点实验室主任。研究重点在于利用微生物技术将秸秆等木质纤维素转化为生物燃料以及生物基产品。至今发表了30篇以上的SCI论文,为三本专著编写了章节,获得多项发明专利授权,其中中国8项,日本2项,美国、欧洲、中国台湾各1项。曾先后入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、获“泰山学者海外特聘专家”称号。荣获“山东青年五四奖章”、国家技术发明二等奖、生物工程学报优秀论文奖、山东省留学人员回国创业奖、中国轻工业联合会科技进步奖三等奖。

  报告摘要:利用丝状真菌的纤维素酶和半纤维素酶可将预处理后的秸秆等非粮生物质降解成可发酵性单糖,然后发酵生产所需的液体燃料及化工产品的技术,对于我国解决能源、环境、人口就业等难题有着巨大的积极影响。而该项技术的核心在于如何提高酶制剂的生产效率以及酶水解的效率。因此,深入研究酶水解的基础科学问题可以给该技术的提升提供坚实的理论基础。

  首先,丝状真菌发酵过程中转录因子调控表达纤维素酶和半纤维素酶等蛋白是目前丝状真菌研究领域的热点之一。大量的研究发现很多蛋白能够结合到纤维素酶和半纤维素酶基因的启动子区,激活或者抑制相关基因表达。本课题组集中研究纤维素酶和半纤维素酶合成过程中的碳分解代谢物阻遏(carbon catabolite repression, CCR)作用机制,并利用导入人工构建合成生物学元件的方法成功地消减了CCR作用,有效地提高了纤维素酶的转录水平。

  另一方面,木质纤维素的糖化过程影响因素众多,包括底物类型、预处理方式及添加量、糖化酶酶系种类和添加量、糖化条件和时间等,仅利用葡萄糖产量不足以衡量糖化体系的表现。因此我们在韦伯分布模型的基础上对木质纤维素的糖化过程进行数学建模,提出了影响纤维素酶解过程的两个重要参数:特征时间λ和形状参数n。木质纤维素糖化动力学模型的建立为糖化效率的准确评价提供指导,为纤维素酶的复配提供糖化效率的评价标准,在实际应用中极具指导意义。

  在产业化应用方面,利用酶水解技术将玉米芯和薯类工业废弃物生产可发酵性糖,并有效地生物转化成乙醇等化工产品,给生物精炼工艺提供了示范。

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