为充分发挥高校优势科研资源，搭建产学研深度融合的技术创新体系，加速科技成果转化。宁夏大学国家大学科技园将长期面向社会各企事业单位，定期推介科技成果，架起“供给端”与“需求端”的桥梁，助力科技成果转化提质增效。本期成果来自宁夏大学方海田团队研发的“合成用固定化青霉素酰化酶绿色生物制造关键技术研究及产业化应用”。

01 成果名称

合成用固定化青霉素酰化酶绿色生物制造关键技术研究及产业化应用

02 所处阶段

成熟应用阶段

03 应用行业

科学研究和技术服务业

04 成果简介

本项目面向我国半合成抗生素生产中对关键酶制剂青霉素酰化酶的重大需求，针对其发酵单位低、固定化技术不稳定及生产过程智能化水平不足等长期制约产业发展的技术瓶颈，开展了从上游菌种构建到下游智能控制的全链条技术攻关。在技术层面，项目以雷氏普罗威登斯菌的pga基因为模板，经密码子优化后成功构建了高产青霉素酰化酶的大肠杆菌和毕赤酵母基因工程菌株，酶活力分别达到293±3 U/mL和5067±110 U/L，并利用分子对接与点突变技术对酶活性中心进行理性设计，进一步提升了酶催化效率；在发酵与固定化工艺方面，通过优化培养基组分与诱导条件建立了三级发酵放大工艺，开发了酶活力达428.9 U/g、提取率70%的固定化酶制备技术，将提炼工序由8步精简至5步，实现生产成本降低20%、能耗降低30%、废水COD值由34580大幅降至2200，基本实现工艺废水零排放；在智能化控制方面，基于LSTM与Bi-LSTM构建了溶解氧浓度预测模型，结合Q-learning算法实现了通风速率等关键参数的动态调控，开发了基于Web的远程监控平台，形成了年产20吨固定化酶的生产规模。项目成果在宁夏乙征生物工程有限公司实现产业化应用，产品已稳定应用于酶法合成阿莫西林300余批次，实现销售收入900万元、利税300万元，带动就业20人，产品酶活、稳定性等核心指标达到国内领先水平，可有效替代进口高端酶制剂。

05 推广应用前景

本项目专注于开发和产业化应用具有自主知识产权的合成用固定化青霉素酰化酶智能化生物制造关键技术，旨在突破国外技术垄断，提升国内医药行业的自主创新能力。项目以青霉素酰化酶固定化技术与智能化生物制造控制系统集成应用为突破口，利用高性能温敏型菌种定向选育、驯化及发酵过程控制技术，优化胞内酶绿色的膜浓缩提取工艺和固定化技术；智能感知青霉素酰化酶制备过程的动态数据，整合细胞代谢机理和大数据工艺规律挖掘方法，建立基于大数据-机理混合驱动的智能管控系统，实现青霉素酰化酶发酵过程的实时在线智能分析与精确控制；提升青霉素酰化酶固定化工艺稳定性，解决工艺智能化控制问题，提高效率和酶活性，进而回收利用二次蒸汽、降低能耗、减少碳排放，降低成本，循环利用提取工段的高浓度离子交换废水，进行绿色低碳清洁生产技术的产业化应用，生产高附加值固定化青霉素酰化酶绿色产品，有效替代低附加值的“高污染、高耗能、高排放”产品。

06 知识产权

07 联系方式

联系单位：宁夏大学科技园发展有限公司

联系人：苏老师

联系电话：13619588910

联系地址：宁夏银川市金凤区黄河东路656号宁夏大学国家大学科技园5楼504