7月29日，《中国科学报》刊发《让“辅因子”助力工业生物催化》一文，报道了国家自然科学基金委员会重大项目“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”的科研成果。
项目首席科学家、中国工程院院士欧阳平凯在报道中首次介绍了他领衔的这一重大项目。
以下为文章节选：
不久前，国家自然科学基金委员会（以下简称“自然科学基金委”）重大项目“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”顺利结题。
项目执行5年来，科学家着眼于与物质代谢同时进行的辅因子代谢过程，不仅推进了基于辅因子催化剂调控机制的科学认识，还实现了多项产业化应用。
“科技创新的选题要从产业中来。”回顾该重大项目的历程，项目首席科学家、南京工业大学原校长、中国工程院院士欧阳平凯告诉《中国科学报》。
瞄准“三低”掣肘
依靠大肠杆菌、酵母菌、丙酮丁醇梭杆菌等微生物自复制、自组装、自调控的智能化特点，一些相对廉价易得的原料可以接近理论转化率的水平，高效地合成出大量人们所需的产品。科学家们把它们称为“工业生物催化剂”。
进入21世纪，化工领域中常用化合物的生物制造线路均已被打通，这主要依赖物质合成基因的导入。但越来越多的科学家发现，删除或导入外源基因、转录因子等后，许多代谢途径的结果具有不确定性。如果仅靠物质代谢，高效率、高收率、高浓度的工业催化过程往往难以实现。
“糖酵解途径就是一个典型的例子。”欧阳平凯介绍说。糖的无氧氧化称为糖酵解，指的是葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下，分解为乳酸的同时产生少量三磷酸腺苷（ATP）的过程。但目前无论是单独还是联合强化表达糖酵解关键酶的编码基因，糖酵解的产物浓度、转化率和速率始终无法提高。
科学家发现，一些被称为“辅因子”的物质，可能在其中发挥了重要作用。
“辅因子的作用不容忽视。”欧阳平凯强调。自2011年起，他带领南京工业大学研究团队，与北京化工大学和天津大学的研究人员一起探讨工业生物催化领域存在的科学问题。
多场讨论会中，科学家分析了工业生产中“转化率低、浓度低、反应速率慢”的“三低”现象。他们认为，在科学层面对“辅因子代谢”认知不足，掣肘当前工业生物催化发展。
围绕“辅因子”的科学问题，经过3年酝酿提出、组织申请，2014年，欧阳平凯领衔的这一科研团队获得自然科学基金委员会重大项目“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”的支持。
在科学家看来，这个选题既面向国民经济主战场的重大需求、具有战略意义，又是科学前沿的关键问题，值得开展深入研究。
助推产业化
科技创新的选题从产业中来，自然也会回到产业中去。该重大项目执行5年来，科研人员尝试不断延伸创新链，将基础研究成果推向工业化应用。
“这些成果为工业环境下通过操控辅因子实现生物制造中原子经济性和时空效率的提升提供了理论基础和实现方法，推动了一些典型工业产品的生物制造。”欧阳平凯告诉《中国科学报》。
5年来，参与该重大项目的科学家心中已形成两幅对比鲜明的图景。一幅是大到整个世界的“生态阳光经济”——通过生物制造，利用可再生的微生物资源生产能源、化学品与新材料，实现太阳能驱动下的工业与农业可持续发展。
另一幅，则是小到肉眼看不见的微生物细胞——以辅因子观察细胞代谢的“窗口”刚刚打开。“期待未来获悉辅因子在细胞内工作的更多细节。”欧阳平凯说。（作者：院士之声甘晓 编辑：谢长美）