农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室下属单位推荐青年学者
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副研究员
学习经历：
2007.09-2011.07 北方民族大学生物工程与科学学院 生物工程，学士
2011.09-2016.06 中国农业科学院研究生院 生物化学与分子生物学，博士
工作经历：
2016.07-2018.12 中国农业科学院饲料研究所 助理研究员
2019.01-2020.06 中国农业科学院饲料研究所 副研究员
2020.07-至今 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 副研究员
研究方向：饲用酶工程
个人简介：
博士，申请人一直从事饲用酶工程相关的研究工作，综合酶的分子生物学、结构生物学和生物信息学等技术，通过对饲用酶结构与功能关系研究，致力于解决饲用酶性能差、无法满足工业应用需求的这一根本性难题。目前，主持各类科研项目8项，包括国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、北京市自然科学基金面上项目、转基因生物新品种培育重大专项子课题等。发表科研论文63篇，其中以第一作者或通讯作者（含并列）发表SCI收录论文22篇。以主要完成人身份申请国家发明专利28项（含PCT专利2项），其中获得授权18项。入选中国农业科学院所级“青年英才”培育工程。Bioengineered期刊（IF：3.269）和《微生物学通报》编委。
（1）基于酶结构与功能关系研究，建立了领先的饲用酶分子改良技术平台。
通过酶基因资源挖掘、晶体结构解析及分子改良研究、高效表达策略等，针对饲用酶的催化活性、稳定性、蛋白酶抗性等在工业应用中的性能要求，将饲用酶分子改良的发展方向定位在研究技术平台化、生产技术工程化和应用技术系统化，针对有重要应用需求的酶种进行有效改良，多种酶的综合性能得到显著提高（Microbial Cell Factories 2021, 20: 153; Food Chemistry 2021, 342:128270; Journal of Bioscience and Bioengineering 2020, 129(1):16-22; Microbial Cell Factories 2019, 18: 138; ），可直接应用于饲料行业（ZL201310520015.6; ZL201510184441.6; ZL201810198358.8; ZL201811507993.6; ZL201811172416.6; ZL202011127739.0; ZL202011099600.X; ZL202011430468.6）。
（2）提出了酶蛋白柔性loop区与其催化活性相关性的分子机理。
通过围绕酶-底物“识别-结合-释放”完整反应过程进行研究，全面揭示了活性口袋与酶功能相关性的分子基础。创新性的阐明了柔性loop区上对酶催化效率的影响机制，为酶催化机制研究提供了新的方向（Journal of Agricultural and Food Chemistry 2020, 68(8):2570-2577; International Journal of Biological Macromolecules 2020, 154:1586-1595; Applied Microbiology and Biotechnology 2018, 102(10):4457-4466; Journal of Biological Chemistry 2017, 292(47):19315-19327; Journal of Agricultural and Food Chemistry 2017, 65: 5041–5048; Process Biochemistry 2016, 51(9): 1230–1238; ）。该策略使得改良后的饲用酶催化效率提高至33倍，生产成本显著降低（ZL201510742534.6; ZL201510741412.5; ZL201510742027.2; ZL201910457189.X）。基于高效生物转化技术促进农业资源循环利用，采用“口袋工程”技术对果胶酶进行靶向定制，调控酶解产物—甲酯化修饰果胶寡糖的聚合度，并确定其对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌机理，为抗生素替代产品的开发提供新的思路（Journal of Cleaner Production 2022, 333: 130110）。
（3）揭示了酶蛋白的嗜热机制，实现了同时提高酶活性和稳定性的重大突破，服务应用生产。
基于蛋白表面电荷分布优化、“整体-模块-区段-位点”等策略，实现了在不损失酶活力的前提下提高饲用酶热稳定性的重大突破，适用于多种饲用酶制剂的研发（Journal of Agricultural and Food Chemistry 2021, 69, 6351−6359; Journal of Agricultural and Food Chemistry 2021, 69(2):815-823; Food Chemistry 2019, 281:163-170; Journal of Agricultural and Food Chemistry 2019, 67(1):473-483; Applied and Environmental Microbiology 2015, 81: 6938–6944）。立足我国畜牧业无抗养殖的重大需求，从酶结构与功能关系科学问题出发，采用全局调控策略获得的超耐热突变体在酶活提高3.5倍的前提下，85℃处理5min的剩余酶活由野生型的完全丧失提高到了80%，成功解决该酶热稳定性差无法满足应用需求的瓶颈性问题。目前，该酶已实现了技术转让7项次，成为了市场上的主导产品，并逐渐普及使用（ZL201710318030.0; ZL201710409350.7; ZL201810561796.6; ZL202110464418.8; PCT/CN2018/090245）。
|
获得时间 |
荣誉/称号 |
授予机构 |
|
2021 |
中国畜牧兽医学会动物营养学分会第五届青年学者讲坛“优胜奖” |
中国畜牧兽医学会动物营养学分会 |
|
2017 |
中国农业科学院所级“科研英才培育工程” |
中国农业科学院 |
|
项目类别/级别 |
名称及编号 |
起止年月 |
主持/参加 |
|
国家重点研发计划项目/青年科学家项目 |
轻工业用关键氧化还原酶的分子设计与高效生产（2021YFC2102400） |
2021.07-2024.06 |
主持 |
|
国家自然科学基金/面上项目 |
葡萄糖氧化酶对pH值依赖的催化反应机制研究（32072769） |
2021.01-2024.12 |
主持 |
|
国家自然科学基金/青年项目 |
饲料用多聚半乳糖醛酸酶的热稳定性机制及分子改良研究（31702145） |
2018.01-2020.12 |
主持 |
|
北京市自然科学基金/面上项目 |
双结构域双功能果胶甲酯酶/多聚半乳糖醛酸酶协同催化果胶的分子机制研究（6192024） |
2019.01-2021.12 |
主持 |
|
国家转基因生物新品种培育重大专项/课题 |
多酶系功能模块的组装与调试技术（2019ZX08010-004） |
2019.01-2020.12 |
主持 |
1. Preparation of methyl-esterified pectin oligosaccharides with antibacterial activity using fungus-derived bifunctional pectinase. Sheng Wang, Sunjia Ding, Kun Meng, Xiaoqing Liu, Yuan Wang, Xiaolu Wang, Xing Qin, Huiying Luo, Bin Yao, Huoqing Huang*, Tao Tu*. Journal of Cleaner Production 2022, 333: 130110.
2. Exploiting the activity-stability trade-off of glucose oxidase from Aspergillus niger using a simple approach to calculate thermostability of mutants. Jiang X., Wang Y., Wang Y., Huang H., Bai Y., Su X., Zhang J., Yao B., Tu T.*, Luo H.* Food Chemistry 2021, 342:128270.
3. Improving the thermostability and catalytic efficiency of glucose oxidase from Aspergillus niger by molecular evolution. Tu T., Wang Y., Huang H., Wang Y., Jiang X., Wang Z., Yao B., Luo H. Food Chemistry 2019, 281:163-170.
4. Improving the catalytic performance of Proteinase K from Parengyodontium album for use in feather degradation. Ren Y., Luo H., Huang H., Hakulinenc N., Wang Y., Wang Y., Su X., Bai Y., Zhang J., Yao B., Wang G.*, Tu T.* International Journal of Biological Macromolecules 2020, 154:1586-1595.
5. Structural insights into the mechanisms underlying the kinetic stability of GH28 endo-polygalacturonase. Tu T., Wang Z., Luo Y., Li Y., Su X., Wang Y., Zhang J., Rouvinen J., Yao B., Hakulinen N.*, Luo H.* Journal of Agricultural and Food Chemistry 2021, 69(2):815-823.
6. Cysteine engineering of an endo-polygalacturonase from Talaromyces leycettanus JCM 12802 to improve its thermostability. Wang S.,† Meng K.,† Su X., Hakulinen N., Wang Y., Zhang J., Luo H., Yao B., Huang H.*, Tu T.* Journal of Agricultural and Food Chemistry 2021, 69, 6351−6359.
7. Characterization of three glutamate decarboxylases from Bacillus spp. for efficient γ-aminobutyric acid production. Sun L., Bai Y., Zhang X., Zhou C., Zhang J., Su X., Luo H., Yao B., Wang Y.*, Tu T.* Microbial Cell Factories 2021, 20: 153.
8. 中国发明专利, 催化活性提高的碱性蛋白酶突变体PROK-G及其编码基因和应用, ZL201910457189.X, 涂涛; 罗会颖; 任雅馨; 黄火清; 王苑; 王亚茹; 柏映国; 苏小运; 姚斌. 2021.07.20.
9. 中国发明专利, 具有高耐热性的α-淀粉酶突变体K152H/A166C/E168H及其基因和应用, ZL202011127739.0, 涂涛; 廖敏; 王苑; 罗会颖; 姚斌; 柏映国; 黄火清; 苏小运; 王亚茹; 张杰; 杨浩萌; 于会民; 秦星; 王晓璐. 2021.01.15.
10. 中国发明专利, 具有高热稳定性的多聚半乳糖醛酸酶突变体T316C/G344C及其基因和应用, ZL202011099600.X, 涂涛; 王胜; 王苑; 罗会颖; 姚斌; 柏映国; 黄火清; 苏小运; 王亚茹; 张杰; 师霞; 杨浩萌; 于会民; 秦星; 王晓璐. 2021.01.15.
支持媒体
联系方式