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藍藻天然活性物甘油葡糖苷研究獲新進展
作者：羅泉等 來源：《生物技術(shù)進展》
山東拓普生物工程有限公司  http://xhztyn.cn
GG產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向 青島能源所供圖
甘油葡糖苷（簡稱GG）是自然界中天然存在的一類異糖苷類活性小分子，可由多種綠色植物（如百合、重生草）、藻類（如多種藍藻）及部分異養(yǎng)微生物合成，在生物體抵抗、適應(yīng)逆境環(huán)境中發(fā)揮重要作用。由于其良好的生物相容性、對生物大分子的穩(wěn)定性、高保濕性、非致齲性及潛在的保健及治療功效，GG在化妝品、酶制劑、食品工業(yè)及醫(yī)藥領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。
長期以來，中科院青島生物能源與過程研究所微生物制造工程中心致力于藍藻天然活性物質(zhì)的開發(fā)與應(yīng)用。基于該中心近十年來對微藻鹽脅迫耐受機制的系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，中心成功開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的螺旋藻規(guī)模培養(yǎng)制備GG的先進生物制造技術(shù)——SCGP（SmartCyano Glucosylglycerol Polygeneration Technology）。近日，相關(guān)內(nèi)容發(fā)表于生物技術(shù)領(lǐng)域雜志《生物技術(shù)進展》。
從上世紀(jì)70年代在百合植物中首次發(fā)現(xiàn)至今，有關(guān)GG合成、功能、生產(chǎn)及應(yīng)用的研究持續(xù)受到學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界關(guān)注，人們對GG的研究已從“化合物發(fā)現(xiàn)”、“合成機理解析”發(fā)展到“活性功能鑒定”、“合成/分離技術(shù)開發(fā)”階段。
近年來，隨著GG在增強皮膚彈性機能、抑制微生物生長、促進細胞活性因子表達以及抗腫瘤等方面新功能的揭示，GG應(yīng)用場景不斷擴展，市場需求快速增長。目前，通過“生物酶法催化合成”和“微藻細胞無損提取”兩種技術(shù)，業(yè)界已能實現(xiàn)GG的工業(yè)化生產(chǎn)，兩種方法均可達到數(shù)噸至數(shù)十噸/年的生產(chǎn)規(guī)模。其中，“生物酶法”具有占地小、效率高、成本經(jīng)濟的特點，適合GG產(chǎn)品的快速規(guī)�；�生產(chǎn)及市場普及；而以“微藻細胞無損提取技術(shù)”為代表的第二代GG規(guī)�；�生產(chǎn)技術(shù)則具有天然來源、生產(chǎn)工藝環(huán)保、產(chǎn)品純度高的特點，能夠滿足客戶及產(chǎn)品對高品質(zhì)GG原料的使用需求。
青島能源所研發(fā)的SCGP技術(shù)基于天然螺旋藻藻株選育，通過規(guī)模化培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新，在積累高品質(zhì)螺旋藻生物質(zhì)的過程中實現(xiàn)了二氧化碳向天然GG的高效、穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。在此基礎(chǔ)上，團隊還開發(fā)了綠色安全、不依賴任何有機溶劑的細胞無損傷提取技術(shù)，成功制備了純度達到99%的天然GG，產(chǎn)品已通過歐盟COSMOS純天然認證，成為國際首款純天然GG產(chǎn)品。此外，研究團隊還進一步拓展了GG在抗衰去皺、抗炎舒敏、提質(zhì)亮膚、長效保濕、護發(fā)養(yǎng)發(fā)、營養(yǎng)神經(jīng)細胞等方面的生理功效，重新定義了該產(chǎn)品的國際最高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和未來發(fā)展空間。基于上述成果，中心布局35項核心技術(shù)，成功孵化創(chuàng)業(yè)公司——青島中科藍智生物科技發(fā)展有限公司，實現(xiàn)了SCGP技術(shù)的商業(yè)轉(zhuǎn)化，目前已完成兩輪商業(yè)融資。
近期，中心對GG近50年來的研究發(fā)展歷程進行了系統(tǒng)綜述，從GG生物來源、GG遺傳基礎(chǔ)、GG代謝調(diào)控機制、GG活性功能以及GG生產(chǎn)技術(shù)和市場現(xiàn)狀進行了詳細闡述，對GG研究中仍然存在的科學(xué)問題進行了梳理，并對GG產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向進行了展望。
上述研究獲得了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金面上項目等項目支持。（來源：中國科學(xué)報 廖洋 劉佳）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2022.107964