课题组设置

李爱涛教授课题组

作者:  发布时间:2022-08-31  阅读次数:



酶分子工程及合成生物技术研究团队

一、 研究方向

酶分子工程及合成生物技术研究团队现有人员6人,其中教授1人,副教授2人,讲师2人,博士后1人。自2017年成立以来,团队致力于酶定向进化方法学的开发、惰性C-H键活化高效酶元件(heme氧化酶、卤化酶等)的创制、化学品人工生物合成途径创建等领域的科研工作。近5年来,团队先后承担科技部重点研发计划课题或子课题、国家自然科学基金、省部级科研项目、湖北省引智基地、校企合作横向项目多项,科研总经费逾3000万元。在Angewandte Chemie-International EditionNature communicationsACS catalysisGreen chemistry等著名学术期刊上发表论文40余篇,申请/授权国际国内专利10多项。相关研究成果受到两届诺贝奖获得主 Benjamin ListFrance Arnold教授的正面引用和积极评价;同时被《科技日报》、《中国科学报》和《中国化工报》等媒体进行了重点报道;研究成果入选了国家十三五科技创新成就展。此外,团队建立了多种化学品生物合成的新范式,并于企业合成推进了产业化应用,产生了良好的经济效益与社会效益。


二、 团队成员

李爱涛,博士,教授,团队负责人。省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室副主任,湖北省生物催化与酶工程引智示范基地主任,湖北省双创战略团队负责人,湖北省杰青、湖北省百人、湖北省楚天学子,中国微生物学会酶工程专业委员会委员,湖北微生物学会理事。近5年,主持科技部重点研发、国家自然基金等课题/项目6项;发表文章38篇,SCI引用2500余次;以通讯或第一作者在Nat Commun Angew Chem Int Ed ACS Catal等期刊发表IF>10论文13篇;申请发明专利8(国际专利1),获授权2项;受邀担任期刊Bioresour Bioprocess Appl Biochem BiotechnolFront Bioeng Biotechnol Green Synth Catal编委;国内外重要学术会议做报告8次;获全国商业科技进步特等奖1项,中国酶工程优秀青年酶工程学家奖,科研成果入选国家十三五科技创新成就展。Email: aitaoli@hubu.edu.cn, aitaoli@163.com





赵晶,博士,副教授,湖北省楚天学子。2015年获得德国亚琛工业大学理学博士学位,2015.12-2018.12,中国科学院天津工业技术研究所,助理研究员,2019年至今,湖北大学生命科学学院讲师、副教授。研究领域主要为计算生物学、酶工程和生物催化。近年来,主持科技部重点研发项目子课题1项,国家自然科学基金青年项目1项、天津市自然科学基金项目1项、湖北大学校基金1项、校企合作横向项目1项。在国内外重要期刊上发表SCI论文近40篇。Email: zhaojing@hubu.edu.cn





郁慧丽,博士,副教授,湖北省楚天学子。201810月获得德国马尔堡大学理学博士学位,2018.11-2019.11,德国马尔堡大学,药物生物与生物技术研究所,研究助理,2020.12至今,湖北大学生命科学学院讲师、副教授。研究领域主要为微生物次级代谢途径中P450酶的发现、挖掘、酶工程和生物催化。近年来,主持科技部重点研发项目子课题1项,湖北省科研项目1项,湖北大学校基金1项。在国内外重要期刊上 发表论文9篇。Email: huiliyu@hubu.edu.cn







康立新,博士,讲师,2012年获得湖北大学生物化学与分子生物学博士学位。2003年至今,湖北大学生命科学学院讲师。研究方向主要为酶生物学。近年来,主持科技部重点研发项目子课题1项,湖北省科研攻关项目1项,校企合作横向项目4项,在国内外重要期刊上发表论文6篇。Email20040664@hubu.edu.cn






李倩,博士,讲师,湖北省楚天学子。2019年获得荷兰格罗宁根大学博士学位,2019-2022,湖北大学生命科学学院博士后,2022.03至今,湖北大学生命科学学院讲师。研究领域主要为真菌细胞色素P450的挖掘、鉴定和表征、甾体药物的生物合成、抗菌肽的生物合成。近年来,主持科技部重点研发项目子课题1项,湖北省博后项目1项,湖北大学校基金1项,校企合作横向项目1项。在国内外重要期刊上发表论文9篇。Email: qianli1988@hotmail.com







吴元庆,博士后,2020年获得天津大学博士学位,2020.9至今,湖北大学生命科学学院博士后。研究领域为工业微生物代谢工程与合成生物学,近年来,主持校企合作横向项目1项,在国内外重要刊物上发表论文5篇,获国家授权专利1项。Email: yqwu01@hubu.edu.cn






三、 代表性研究成果

1. 酶定向进化方法开发:活性中心精简密码子饱和突变,体外非PCR依赖的基因文库构建和固相芯片基因合成法,小而精且无偏好性组合基因文库的构建


 

2. 人工酶元件的创制:细胞色素P450单加氧酶进行酶分子工程改造,揭示一种以苯为原料、基于细胞色素P450-BM3酶的一锅法合成对苯二酚的方法;实现了甾体底物C7β定向羟基化的挑战性反应,实现甾体药物群勃龙和醋酸群勃龙的化学-酶法合成。



3. 人工生物合成途径的创制:提出基于自给自足的辅酶循环再生体系,利用大肠杆菌微生物组实现从环烷烃到α, ω-二元羧酸/二元醇的生物转化,实现了尼龙单体的绿色合成。团队设计了全新的酶法生物合成己二酸途径,变革性解决尼龙的绿色制造,有效解决了该行业80年污染的难题。



四、 承担的科研项目(部分)

1. 科技部重点研发计划课题项目,2019YFA09055002,人工途径生物酶元件的理性设计与结构改造,2020-12024-12500万元,在研

2. 科技部重点研发计划子课题项目,2021YFC2102703, 多酶体系中自然和人工辅因子的再生与调控策略,2021-12024-1163万元,在研

3. 科技部重点研发计划子课题项目,2019YFA0906400, 基于P450调控的自由基反应催化合成氮、硫杂环分子,2020-12024-12103.4万元,在研

4. 科技部重点研发计划子课题项目,2021YFC2102400,轻工业用关键氧化还原酶的分子设计与高效生产,2021-72024-660万元,在研

5. 科技部重点研发计划子课题项目,2021YFC2100100,工业酶设计的智能算法研究,2021-72024-689万元,在研

6. 科技部重点研发计划子课题项目,2021YFC2102701,多酶催化体系的精准设计与适配体系构建,2021-122024-1141万元,在研

7. 国家自然科学基金委员会,面上项目,21977026,新型P450甾体羟化酶的分子调控机制及其理性改造,2020-01 2023-1266万元,在研

8. 湖北省科学技术厅,杰青项目,2020CFA072,甾体药物合成关键羟化酶的创制改造及其应用研究,2020.03-2023.0330万元,在研

9. 湖北省科技厅外专处,引智基地项目,XKCX2019000002,生物催化与酶工程技术, 2020-01 2021-1240万元,在研

10. 国家自然科学基金委员会,青年科学基金项目,21702052,基于P450酶定向羟化的去甲(伪)麻黄碱对映体新合成途径研究,2018-01 2020-1226万元,结题

11. 生物酶法制备己二酸和己二胺,湖北三宁化工股份有限公司,2000万,在研

12. 骨化二醇生物法合成工艺开发,浙江金朗博药业有限公司,120万元,在研

13. 11-羟基甲基双烯醇酮的酶法合成,浙江仙居君业药业有限公司,150万元,在研

14. P450氧化酶催化合成对羟基苯甲醇,保定保利瑞合生科技有限公司,100万元,在研

15. 脱氧可的松17α-单酯的酶法合成,浙江仙居君业药业有限公司,30万元,在研


五、 学术论文(部分)

1. Qian Li#, Zhongwei Zhang#, Jing Zhao*, Aitao Li*. Recent advances in the sustainable production of α, ω-C6 bifunctional compounds enabled by chemo-/biocatalysts. Green chemistry. 2022, 24: 4270-4303.

2. Yaqin Peng#, Chenghua Gao#, Zili Zhang, Shijie Wu, Jing Zhao, Aitao Li*, A chemoenzymatic strategy for the synthesis of steroid drugs enabled by P450 monooxygenase-mediated steroidal core modification. ACS catalysis, 2022, 12,2907-2914.

3. Chun-Chi Chen#, Meng Dai#, Lilan Zhang#, Jing Zhao, Wei Zeng, Min Shi, Jian-Wen Huang, Weidong Liu, Rey-Ting Guo*, Aitao Li*, Molecular basis for a toluene monooxygenase to govern substrate selectivity, ACS catalysis, 2022, 12, 2831-2839.

4. Fei Wang#, Jing Zhao#, Qian Li#, Jun Yang, Renjie Li, Jian Min, Xiaojuan Yu, Gao-Wei Zheng, Hui-Lei Yu, Chao Zhai, Carlos G. Acevedo-Rocha, Lixin Ma, Aitao Li*. One-pot biocatalytic route from cycloalkanes to α, ω‐dicarboxylic acids by designed Escherichia coli consortia. Nature communications, 2020, 11:5035

5. Zhongwei Zhang#, Qian Li#, Fei Wang#, Ren-Jie Li, Xiaojuan Yu, Lixin Kang, Jing Zhao and Aitao Li.*. One-Pot Biosynthesis of 1, 6-Hexanediol from Cyclohexane by de novo Designed Cascade Biocatalysis. Green Chemistry, 2020, 22,7476

6. Aitao Li,*# Carlos G Acevedo-Rocha,* # Lorenzo D’Amore,# Jinfeng Chen,# Yaqin Peng, Marc Garcia-Borràs, Chenghua Gao, Jinmei Zhu, Harry Rickerby, Sílvia Osuna*, Jiahai Zhou*, Manfred T Reetz*. Regio‐and Stereoselective Steroid Hydroxylation at the C7‐Position by Cytochrome P450 Monooxygenase Mutants. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 12499–12505. (Hot paper, highlighted in Synfacts)

7. Ge Qu, # Aitao Li,# Carlos G Acevedo‐Rocha,# Zhoutong Sun*, Manfred T Reetz*. The crucial role of methodology development in directed evolution of selective enzymes. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 13204–13231.

8. Hangyu Zhou,# Binju Wang,# Fei Wang, Xiaojuan Yu, Lixin Ma, Aitao Li*, Manfred T. Reetz*. Chemo- and Regioselective Dihydroxylation of Benzene to Hydroquinone Enabled by Engineered Cytochrome P450 Monooxygenase. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 764–768 (Back cover).

9. Ai-Tao Li#, Ge Qu#, Zhoutong Sun*, Manfred T Reetz*. Statistical analysis of the benefits of focused saturation mutagenesis in directed evolution based on reduced amino acid alphabets. ACS Catalysis, 2019, 9, 7769-7778.

10. Aitao Li,# Binju# Wang, Adriana Ilie, Kshatresh D. Dubey, Gert Bange, Ivan V. Korendovych, Sason Shaik*, Manfred T. Reetz*. A redox-mediated Kemp eliminase. Nature communications, 2017, 8, 14876.

11. Aitao Li, Adriana Ilie, Zhoutong Sun, Richard Lonsdale, Jian-He Xu, Manfred T. Reetz*. Whole-Cell-Catalyzed Multiple Regio- and Stereoselective Functionalizations in Cascade Reactions Enabled by Directed Evolution. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 128,12205-12208.

12. She W, Ni J, Shui K, Wang F, He R, Xue J, Reetz MT, Li A*, Ma L*. Rapid and error-free site-directed mutagenesis by a PCR-free in vitro CRISPR/Cas9-mediated mutagenic system. ACS Synthetic Biology, 2018 7, 2236–2244. (Front Cover)

13. He Y*, Ding Y, Ma C, Di J, Jiang C, Li A*.One-pot conversion of biomass-derived xylose to furfuralcohol by a chemo-enzymatic sequential acid-catalyzed dehydration and bioreduction. Green Chemistry ,2017,19, 3844–3850.


六、 专利(部分)

1. Aitao Li, Jing Zhao, Fei Wang, Qian Li, Xiaojuan Yu, Xueying Peng, Xiaoman Chen, Whole-cell biocatalysis method for producing α,ω-dicarboxylic acids and use thereof. 2021.01.26, US2021/0324426A1.

2. 李爱涛,赵晶,王斐,李倩,余小娟,彭雪盈,陈小漫,一种生产α,ω-二元羧酸的整细胞生物催化方法及其应用, 2020.03.03ZL202010139295.6.

3. 李爱涛,张中伟,赵晶,李倩,李仁结,王斐,余小娟,彭彤,α,ω–二元醇的生物催化合成方法,2020.03.31, 202010244255.8.

4. 李爱涛,周航宇,王婓,余小娟,一种P450BM3突变体及其在以苯或苯酚为底物合成对苯二酚中的应用, 2018.09.27, 中国, ZL201811127439.5.

5. 李爱涛,彭雅琴,高成华,赵晶,张铮斌,李纯,一种细胞色素P450BM3突变体及其在醋酸群勃龙合成中的应用,2021.08.24, 202110721653.9

6. 李爱涛,张小栋,李倩,赵晶,邓迪,一种细胞色素P450单加氧酶CYP109B2突变体及其应用,2021.05.29, 202110594533.7.

7. Zhi Li Nguyen Phuong Thao Ngo Wen Wang Zillillah Guowei Tan Li A Jinyong Yan Method of converting grease containing high content of free fatty acids to fatty acid esters and catalysts for use in said method, 2013.04.04, EU2013048346.


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