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蛋白质与酶生化工程重点学科“九五”期间建设总结
时间:2015-12-01 14:40:08 点击数:0 来源:暂无

蛋白质与酶生化工程重点学科“九五”期间建设总结

一、项目形成及项目建设总体目标与内容简述

生物工程在广义上一般定义为“以商业价值为目的利用生物及产品”的技术,这就包括了自古以来人类社会一直在进行的面粉发酵、酒类发酵、育种和家禽、畜养殖等技术,而更明确或狭义的定义则为“涉及有意识操作生物DNA的对生物及其产品的商业利用”,是以生物化学、分子生物学和生物学为基础形成的应用科学。生物工程目前正在以迅猛的速度改变着医药医疗、农业畜牧业、食品等和人类生活直接相关的行业的面貌,形成巨大的新兴产业。

在生物工程的广泛学科领域中,本学科根据本省国民经济建设的需要,从学科的实际出发、从攻克食品保健生化的制高点出发,进而实现在生物工程的两个领域,即蛋白质生化和基因工程重大项目研究的突破。通过重点学科建设,在“九五”期间,建成一个在蛋白质研究,特别是蛋白质的工业化分离技术研究与应用方面,以及转基因蛋白和酶制剂方面达到国际先进水平的生物工程学科;能够培养视野开阔、研究能力强的生物工程学科高素质专业人才的基地;抓好学科队伍和学术梯队的结构调整和建设,可以孕育并承担重大科研项目的基地。

二、项目管理运行机制及效果简述

为了加强重点学科的建设,学科建立了以院长为首的学科建设领导小组,实行院长负责制,形成逐级分工,责任落实的管理格局,实现层层落实、层层负责。其主要职责在于执行、落实“211工程”建设工作。

为了保证“211工程”建设的顺利实施,本学科根据重点学科可行性研究报告的批复要求,严格按照《福州大学“211”工程建设项目管理条例》、《福州大学“211工程”重点学科建设项目管理办法》、《福州大学“211工程”建设仪器设备管理办法》等文件规定的要求指导学科的建设工作。并对每年的工程建设情况进行总结,接受检查。

实践证明,通过以上管理运行机制对工程建设的顺利实施起到了积极的作用。

三、项目建设总体目标与内容完成情况简述

“九五”期间,结合我省国民经济建设和学科发展的需要,本学科从实际出发,制定了“两步走”的学科发展战略。第一阶段,在原有食品科学研究的基础上,开展蛋白食品生化的研究;第二阶段,由食品生化领域进入生物工程领域发展,发展方向一方面结合学科原有优势,另一方面又可以满足我省经济建设需要。

本学科自1996年建设以来,坚决执行了学科发展“两步走”的战略。首先开展蛋白食品生化的研究,并在功能性食品的生化研究领域引起了国内外同行广泛的关注,同时把握生物学科发展的脉搏,为重点学科建设做好了充分的准备。通过对“特异性鸡蛋抗体规模制备技术及其应用”及“卡那霉素发酵过程特性辨别及过程优化控制研究”等重大项目的研究攻关,培养了一批生物学科的研究骨干,成功实现了从食品生化领域到生物工程领域的战略转变。

学科一方面通过重大研究项目培养高素质研究人员,另一方面加强学科队伍建设,建设以来获得了“生物化学与分子生物学”硕士授权资格,和英国Ulster大学签定了联合培养博士协议,达成了在国内做研究、国外答辩授学位的培养条件。学科在建设高素质人才培养基地的同时,也解决了学术队伍稳定的问题。

“九五”建设期间,通过重点学科建设投入,建成了一个拥有实验设备条件先进、研究环境优越、高水平运转的生物学科研究基地,极大地提高了学科孕育和承担各种重大科研项目的能力。学科先后承担了国家计委重点攻关项目“特异性鸡蛋抗体的规模制备及其应用”;1998年福建省重点攻关项目—“系列转基因饲料酶”; 国家高技术产业示范化工程项目“高效转基因角蛋白酶的研制及其应用”等一批重大科研课题和产业化项目。生物重点学科建设投入已经开始取得明显的成效。

四、具体指标及实现情况

    可行性研究报告中提出的本学科建设主要指标是:建成设备条件和课题研究水平均达到国际水平的蛋白质生化研究设施和达到国内先进水平的分子生物学研究设施;通过联合培养方式,培养生物化学与分子生物学专业的博士生;开发转基因饲料酶,奠定我省饲料酶产业的技术基础,使我国的转基因饲料酶的技术水平达到国际先进水平。

    本学科经过五年的重点建设,在硬件设施、科研项目、人才培养、学术交流等方面取得了较为显著的成绩,已完成了预期的建设任务和目标。

    硬件设施建设:五年来,本学科在实验条件和环境以及图书资料、网络资源等方面得到不断改善。在明确以功能蛋白质分离表征为学科发展重点的前提下,学科建设做到“有的放矢”,充分利用重点学科建设资金,购买了包括蛋白质测序仪、毛细管高效液相色谱、色谱工作站等代表蛋白质分离和表征方面国际水平的设备,使学科的蛋白质分离和表征研究的硬件条件具有国际水平化、全面系列化和分析精细化的特点。在此基础上,该学科还完成了与蛋白研究相配套的分子生物学研究设施的建设。目前,这些仪器都处于高速运转的良好状态。为了配合研究的需要,学科以国际互联网为主要途径,建立了国际图书资料和研究试剂的快速采购渠道,建立了与学科所拥有的国际水平的研究硬件条件相配套的支撑体系,解决了国内多数研究机构面临的严重影响工作进展的难题,引导科研工作向广度、深度开展。

    科研项目与获奖:本学科五年共承担科研项目52项,获科研经费805万元。其中,国家计委重大攻关项目2项,国家教委项目1项,省计委项目2项,省科委项目15项,省自然基金项目10项,省教委项目8项,其它研究项目10多项。“鸡蛋特异性抗体制备技术及其应用”和“卡那霉素发酵过程溶氧智能控制技术”研究成果均获得2000年福建省科技进步二等奖;“高效转基因角蛋白酶的研制及其应用”项目被列入国家产业化示范工程项目,获得国家产业化专项资金的扶持。五年中,本学科共申报国际专利2项,国家专利6项;发表学术论文99篇,其中被SCI收录7篇,正式出版专著和教材4部。

    学术队伍建设和人才培养:1997年该学科申报成功“生物化学与分子生物学”硕士点,并从1999年开始正式招生。几年来共招收硕士研究生27名,培养毕业硕士研究生9名;已经与美国Vermont大学农业学院食品科学与营养系签定进行四年级本科生互换培养计划,与该校联合培养博士的事宜也正在商谈中;已与英国阿尔斯特大学联合培养博士生,已招收联合培养博士生3名。目前,本学科有10位科研人员分别在美国、日本和英国等国家攻读博士学位,3位在美国加州大学进修(其中1人进行博士后研究)。

    本学科注重以重大研究项目带动学术队伍的培养,建立了一套学术制度,形成浓厚的学术气氛。该学科建设之初,只有2位留学归国博士,现具有博士学位的教师增加到6人,硕士学位10人;具有硕士学位以上教师达到50%;有1人入选国家“百千万人才工程”。

    学术交流:该学科近5年主办和协办国际学术会议3次,累计参加国际会议32人次,20余篇论文入选有影响的国际学术的大会报告(包括美国生化年会、国际食品科学与技术讨论会等)。本学科的国际学术交流十分活跃,与多个国际知名学者和机构建立直接合作。先后邀请了来自各国、地区48人次开设学术讲座等。广泛的学术交流,开拓了科研人员的视野,有利于把握学科发展的最新动态,同时也使学科的研究成果得到国际上的认可,学科在功能食品方面的研究在国际食品科学与技术讨论会上已经引起国际同行瞩目。学科带头人饶平凡教授应邀成为食品生化的最主要国际杂志《Journal of Food Biochemistry 》编委,负责该刊物食品蛋白质生化方面的论文审稿和中国方面的论文组稿。

    五、建设经费到位及使用情况

    “九五”期间,学科实际到位建设经费共计803.44万元,其中地方政府投入543万元,学校自筹260.44万元。截止到今年4月实际完成802.42万元,其中用于购置仪器设备596.21万元,用于学科公共研究设施建设29.33万元,用于梯队建设、人才培养及学术交流等共计176.88万元。

、建设成果效益及标志性成果

    经过五年来的重点建设,本学科在科研成果、学术队伍、人才培养等方面都取得了一系列成果。

    “鸡蛋特异性抗体规模制备技术及其应用”课题为国家及省计委重点攻关项目。该项目建立了全新的沉降-膜滤-T胶色谱的鸡蛋卵黄抗体分离法,使鸡蛋抗体的分离规模、纯度和成本等主要指标都达到目前国际上研究和商业两方面的领先水平。在国际上首次研制成功集成化、智能化的鸡蛋抗体工业制备系统,成功地完成了多项鸡蛋抗体应用性研究,特别是利用鸡蛋抗体技术一步克级制备蕲蛇酶的技术是国际上的首创。该项目经中国农业科学院范云六院士等专家鉴定认为已处于国际领先水平,2000年获得福建省科技进步二等奖,并已向国家专利局申请发明专利2项,已获得专利1项。该方法的实施对纵深利用福建省蛇毒资源具有重要意义。

    “卡那霉素发酵过程特性辨识及过程优化与控制研究”项目,通过系统研究微生物反应动力学,构建专家系统,综合优化控制卡那霉素发酵工艺,已应用于福州福兴医药有限公司,仅在卡那霉素发酵车间,即可实现节能达到50%(约150万元/年),提高产量20%,有极高的经济效益。目前,该成果已在古田抗菌素厂、浦城正大生化有限公司等多家单位推广使用。本项研究成果通过了省科委组织的鉴定,已达到国内领先水平,2000年获福建省科技进步二等奖。

    “系列生物工程饲料酶的研制”项目,1999年8月由省计委作为福建省高新技术产业化重大专项项目正式立项并启动。项目针对我国饲料工业产业结构不合理、科技含量低的缺点,通过转基因技术,开展多种高效饲料酶的研制,在此基础上,进行该系列生物工程饲料酶的产业化工作。该项目的发展对我国的饲料工业和畜牧养殖业发展具有重要意义。由该项目派生出的子项目“高效转基因角蛋白酶的研制及其应用”项目已被选入国家产业化示范工程项目,获得产业化专项资金的扶持,正式进入产业化生产和销售。

    本学科还在功能性食品方面作了大量的研究,特别是在低聚木糖、异麦芽低聚糖、麦芽低聚糖、特种糊精、功能性大豆制品、活性肽、功能性营养调味品研究等方面取得了一系列成果。1998年申请了《中空纤维酶膜反应器连续制备异麦芽低聚糖的方法》的专利,2000年申请了《一种特种糊精的制造方法及其装置》的专利。

标志性成果:

    “鸡蛋特异性抗体规模制备技术及其应用”2000年获得福建省科技进步二等奖。

    “卡那霉素发酵过程特性辨识及过程优化与控制研究”2000年获得福建省科技进步二等奖。

建成达到国际先进水平的“蛋白质生化研究室”。

七、存在问题及今后发展思路

    学科在211建设中取得了比较令人满意成果,但是也存在一些问题。主要在于如下几点:

    1、科研教学条件需要进一步改善:生物学科的发展日新月异,要实现占领生物工程学科制高点的发展目标,学科现有的人员编制和硬件设施投入还有不足。

    2、学科展开速度偏快:“九五”期间,学科在全细胞色谱基础研究、生物活性肽和转基因饲料酶等研究领域取得了突破性的进展,为学科的继续发展提供了新的思路,进一步明确了学科发展重点。但是鉴于学科原有基础较弱,学科发展课题领域的展开速度偏快,和资金人员配备造成一定的矛盾,如不正确解决这一矛盾,必然会对学科健康发展带来困难。

    3、学术重点有待于进一步突出:学科在全细胞色谱研究上取得了突破性进展,揭示了细胞在色谱上独特表现的全新领域,并在国际上初步形成该领域的学术优势。学科建立了完整的蛋白质和多肽的分离表征研究体系,在动物活性肽领域积累了坚实的基础。但是目前,学科不同领域的结合不够,特定领域的学术优势并没有充分发挥。有待于进一步突出学术重点。

    展望:

    学科进一步发展预期建立以功能性蛋白和多肽药物的研究核心,全面转入通过蛋白表征、构象分析、基因改造和全细胞色谱,建立全新的快速筛选药物模型,完成各种抗菌、抗肿瘤或有其他生理活性蛋白或多肽的研究和构建工作,发展成为一个学术上有独创性,专业搭配合理、全面的生物工程重点学科,在建设好原有蛋白质生化研究室、分子生物学研究室的基础上,再建立全细胞色谱研究室和蛋白质功能与结构研究室。

    蛋白质生化研究室完成各种生理活性蛋白或多肽的分离纯化。

    全细胞色谱研究室利用色谱等生化手段建立新的药物筛选模型。

    蛋白质功能与结构研究室对功能性蛋白和多肽进行深层次的表征和蛋白构象分析,为进一步对功能性蛋白和多肽改造奠定基础。

    分子生物学研究室将获得目的蛋白和多肽的基因,完成基因改造和产物表达的工作。

    在完善学科研究体系的基础上,进一步完成高级专门人才的培养贮备工作,进行“生物化学和分子生物学”博士点的申报,形成本科教育—硕士培养—博士培养的教学体系,为国家输送合格的高层次生物工程专业人才。

    学科将进一步提高孕育和承担国家重大科研项目的能力,以重大研究项目带动学术队伍的培养,同时为学科发展提供一部分宝贵的资金来源。

    希望“211工程”重点学科建设二期工程尽早启动,为学科的进一步发展提供必要的人员和资金支持。


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