基因重组葡萄糖异构酶工程产业化项目可行性立项申报材料

如比利时的植物遗传所荷兰细菌遗传公司英国帝国理工学院生物工程中心美国加州及司加拿大及日本的些研究机构等。

国内自六十年代起已开展了葡萄糖异构酶应用于果葡糖浆生产的研究，山东省食品发酵工业研究设计院通过诱变筛选获得的号淀粉酶链霉菌株，是国内在这方面最具应用价值的工业菌株之。

目前国内外主要是通过诱变筛选等手段来获得生产用菌株，中国科学技术大学生命科学学院是国内唯开展葡萄糖异构酶的蛋白质工程的研究单位。

自国家八六三项目葡萄糖异构酶的蛋白质工程立项以来，项目组的研究人员对葡萄糖异构酶的催化机理及其蛋白质工程进行了多年的研究和探索。

经十五年科技攻关，目前已完成葡萄糖异构酶的蛋白质工程改造，获得性质改良的基因重组葡萄糖异构酶并利用基因工程方法构建高表达量的基因重组链霉菌工业生产菌株，获得了具有完整自主知识产权的同源重组基因工程菌株技术水平及工业应用价值在国内外处于领先水平。

目前项目共获得项国家发明专利突变酶种提高稳定性的突变方案专利号种葡萄糖异构酶的位单突变体酶和，位双突变体酶及其构建方法专利号表达突变酶基因工程菌株其构建方法专利号其中表达突变酶基因工程菌株其构建方法已获得际专利受理。

见附件葡萄糖异构酶市场方面，目前我国还没有自己的葡萄糖异构酶生产企业，国内市场完全由丹麦诺维信公司所垄断，其产品均为进口分装，目前国内市场销售价约为万元吨。

二我国酶制剂产业现状年，中国第家酶制剂专业生产企业在无锡市成立，标志着中国酶制剂工业的起步，年来，我国酶制剂产业从无到有，至今已具有定规模。

目前我国酶制剂生产企业约家，但均为中小型企业，现有年生产能力约多万吨，已实现工业化生产的酶种有多种，主要集中在糖化酶淀粉酶蛋白酶等三大类，大部分企业生产水平仅达到年代末国际水平。

我国酶制剂生产厂家主要产品大多停留在技术含量低利润率低的产品上，如目前市场上万单位糖化酶工厂成本约元吨，售价仅为元吨，单位中温淀粉酶工厂成本约元吨，售价仅为元吨，万单位蛋白酶工厂成本约元吨，售价仅为元吨。

同时许多工业生产急需的酶种如葡萄糖异构酶普鲁蓝酶真菌淀粉酶乳酸酶溶菌酶等又需大量从国外进口，这种情况既严重影响了我国酶制剂行业的健康发展，又增加了下游生产行业的生产成本。

在当前的市场情况下，安徽生物技术有限公司紧抓机遇，依托中国科学技术大学的技术优势，生产科技含量高技术壁垒高的基因重组葡萄糖异构酶，并将进步发展多种高技术含量的酶种如普鲁兰酶碱性蛋白酶啤酒复合酶真菌淀粉酶乳酸酶溶菌酶等，并争取以此带动国内的酶制剂生产企业赶上国外同行业水平。

中国各类酶制剂的产量总产量和销售情况单位千吨百万元表年年年年年年年年化酶白酶它酶产量销售额年全国酶制剂行业重点生产企业表京市房山酶制剂总厂无锡杰能科生物工程有限公司黑龙江省肇东市酶制剂厂天津市利华酶制剂技术有限公司江苏江阴星达生物工程有限公司山东省沂水隆大生物工程有限责任公司河北邢台市翔宇生物工程有限公司江西豪德集团生物工程实业有限公司湖南津市市新型发酵有限责任公司广东江门生物技术开发中心酶制剂厂宜兴杰成生物工程有限公司河南省三门峡发酵厂苏州宏达制酶有限公司张家港市金源生物化工有限公司烟台盛元鸿生物工程有限公司山东省安丘市酶制剂厂湖南省津市鸿鹰祥生物工程有限公司郑州市兴达发酵厂河北胜利酶制剂厂无锡市协达生物制品有限公司连云港元升实业股份有限公司赤峰红山生物工程有限公司年酶制剂行业收入最大的十家主要企业表司名称成立年份主要产品无锡杰能科生物工程有限公司酶制剂宜兴杰成生物工程公司淀粉酶河南省三门峡发酵厂糖化酶安丘市酶制剂厂糖化酶广州酶制品厂木瓜酶江阴市星达生物工程有限公司糖化酶河北省邢台市酶制剂厂淀粉酶吉林省吉发集团农业开发股份有限公司糊精厂麦芽糊精贵阳白云银星化工厂触酶烟台盛元鸿生物工程有限公司酶制剂三技术发展趋势从天然菌株中分离纯化得到的野生型葡萄糖异构酶早已商业化，并取得了良好的经济和社会效益，但同时存在着定的局限性。

主要表现在葡萄糖异构酶在较高的反应温度下稳定性不够理想，在异构化反应中，温度越高直至‴‴，热力学平衡越趋向于果糖方向。

因此，通过蛋白质工程改造葡萄糖异构酶的热稳定性，可以提高酶促反应速度，延长酶寿命，降低生产用酶量，增加反应平衡过程中果糖的产量。

目前各国科学家都在运用蛋白质工程技术改造葡萄糖异构酶，以寻求具有优越特性并适于工业化生产的葡萄糖异构酶及高表达菌株，使葡萄糖异构酶制剂工业从传统的依靠野生型菌株生产发展到运用基因工程菌株生产的阶段。

而在这个领域，中国科学技术大学生命科学学院走在了前沿。

国内外在葡萄糖异构酶的突变体构建方面存在多种突变方案，但真正通过蛋白质工程方法获得的有效突变，仅有比利时的法国荷兰科学家合作构建的及中国科学技术大学生命科学学院所构建的。

中国科学技术大学生命科学学院所建立的葡萄糖异构酶蛋白质工程研究系统在完整性和有效性上都达到国际先进水平，在号淀粉酶链霉菌株葡萄糖异构酶晶体结构模型的基础上，确立了突变体的分子设计，并发现提供的橄榄色链霉菌葡萄糖异构酶晶体结构是的模型。

第二节对产业发展的作用与影响葡萄糖异构酶是生产果葡糖浆的催化剂。

人们利用淀粉为原料，经液化糖化异构化等作用，生产出的含葡萄糖和果糖的混合糖浆，国内称果葡糖浆，国外称高果糖浆，并分为型型和型。

其中型果葡糖浆含糖其中果糖占，葡萄糖，低聚糖，甜度与蔗糖相当。

果葡糖浆以其风味醇厚食用后不会引起血糖升高抑制体内蛋白质消耗等蔗糖不可比拟的优势，正在受到世人的青睐。

尤其是果葡糖浆在人体内的代谢不需经过胰岛素途径，故糖尿病人可以摄入果葡糖浆，这突出优势更使近年来果葡糖浆的消费量年年攀升。

年，美国果葡糖浆的消费量为万吨，而我国仅为万吨，远远低于发达国家的水平。

目前发展果葡糖浆已引起了国务院轻工部的重视，计划到年发展到万吨规模，届时对葡萄糖异构酶的需求量将达到吨年。

果葡糖浆生产技术尤其是酶制剂生产技术的落后是影响其发展的主要障碍。

基因重组葡萄糖异构酶工程产业化项目的实施，对提高我国酶制剂产业化水平，推进国内食品行业的产品创新，提升食品生产技术水平，拉动农业产业化发展，节约稀有的土地资源，减少果葡糖浆生产的资源消耗，节省外汇资源等具有广泛而深远的意义。

具体体现如下是进行农产品深加工增加农产品高附加值拉动农业产业化发展的需要长期以来由于产品深加工技术落后，我国的许多农产品加工直处于产品加工链的初端，获得的收益与高端加工相比有巨大的悬殊。

利用本项目产品可以进行玉米等农产品的深加工，生产附加值相对较高经济效益显著人民生活需要的果葡糖浆，实现农业的产业化发展。

我国是淀粉生产的原材料大国，原料如玉米薯干马铃薯等资源丰富，以玉米为例，年产量已达吨，居世界第二位，玉米的增产为发展果葡糖浆提供了物质基础。

从市场看，进入年以来，果葡糖浆发展形势看好，产量攀升很快。

果葡糖浆行业的快速发展，可以解决农民增产不增收的制约瓶颈。

方面，由于玉米产区连年增产，市场供大于求，粮价下跌，为保证农民收入国家给予大量经济补贴另方面，蔗糖生产企业处于严重亏损的境地，生产成本比市场售价平均每吨高元左右，国家为稳定农民收入维持甘蔗的收购价，也给予蔗糖生产企业大量补贴。

这样我国资源丰富的淀粉类农产品深加工很不够，农民的收入无法提高，而国家在玉米蔗糖等农产品上都要给予许多补贴。

为了从根本上改变这种局面，我国已开始大力发展葡萄糖异构酶进行果葡糖浆的生产，以满足食品饮料加工企业的需要，加大农产品深加工力度的同时，有效的减轻国家财政负担。

从美国的情况来看，年深加工消耗玉米吨，果葡糖浆消耗玉米，占发酵酒精占深加工玉米总量的，这两个产品就占深加工玉米总量的是美国玉米深加工的主导产品，而果葡糖浆消耗的玉米量占第位。

我国玉米深加工仅消耗万吨，还不到玉米总产量的，其中果葡糖浆消耗玉米万吨，占玉米深加工消耗的。

本项目产品基因重组葡萄糖异构酶是生产果葡糖浆所必需的酶制剂，项目的建设是进行农业产业化，实现我国全面建设小康社会的需要。

二节约稀有的土地资源用淀粉生产果葡糖浆可以节省经济作物甘蔗用地，改种经济效益更好的农作物，利于土地资源的有效利用。

生产吨果葡糖浆用玉米或山芋干，分别需耕地亩或亩而以甘蔗生产吨蔗糖需耕地亩。

若年产万吨果葡糖浆，以玉米计可节约耕地万亩，以山芋干计可节约万亩，这对耕地面积日趋减少的我国来说，其意义更不可忽视。

三提高果葡糖浆生产厂家的能源和资源利用率，促进其环保效益本项目产品投入使用后，由于提高了酶促反应温度，使反应速度加快，增加反应平衡过程中果糖的产量，同时减少了副产物的生成，可以简化果葡糖浆生产的后处理工艺，减少工业生产过程中废物的产生和排放，提高能源和资源利用率。

另外葡萄糖异构酶可以重复使用，由于酶寿命的延长，降低了葡萄糖异构酶的使用量，从而可以节约平，推进国内食品行业的产品创新，提升食品生产技术水平，拉动农业产业化发展，节约稀有的土地资源，减少果葡糖浆生产的资源消耗，节省外汇资源等具有广泛而深远的意义。

具体体现如下是进行农产品深加工增加农产品高附加值拉动农业产业化发展的需要长期以来由于产品深加工技术落后，我国的许多农产品加工直处于产品加工链的初端，获得的收益与高端加工相比有巨大的悬殊。

利用本项目产品可以进行玉米等农产品的深加工，生产附加值相对较高经济效益显著人民生活需要的果葡糖浆，实现农业的产业化发展。

我国是淀粉生产的原材料大国，原料如玉米薯干马铃薯等资源丰富，以玉米为例，年产量已达吨，居世界第二位，玉米的增产为发展果葡糖浆提供了物质基础。

从市场看，进入年以来，果葡糖浆发展形势看好，产量攀升很快。

果葡糖浆行业的快速发展，可以解决农民增产不增收的制约瓶颈。

方面，由于玉米产区连年增产，市场供大于求，粮价下跌，为保证农民收入国家给予大量经济补贴另方面，蔗糖生产企业处于严重亏损的境地，生产成本比市场售价平均每吨高元左右，国家为稳定农民收入维持甘蔗的收购价，也给予蔗糖生产企业大量补贴。

这样我国资源丰富的淀粉类农产品深加工很不够，农民的收入无法提高，而国家在玉米蔗糖等农产品上都要给予许多补贴。

为了从根本上改变这种局面，我国已开始大力发展葡萄糖异构酶进行果葡糖浆的生